Was ist Überhitzung?

In der Welt der Kühlung und Klimatisierung gibt es einen Begriff, der häufig gehört wird, dessen Bedeutung jedoch oft nicht vollständig verstanden wird: Superheat oder auf Deutsch Überhitzung. Superheat ist eine kritische Messung, die nicht nur beeinflusst, wie effizient ein Kühlsystem arbeitet, sondern auch direkt die Lebensdauer der teuersten Komponente - des Kompressors - beeinflusst. Aber was genau ist Superheat und warum ist es so wichtig?

Was ist Superheat (Überhitzung)?

In der einfachsten Definition ist Superheat, wie viel der Kältemitteldampf über seine Sättigungs- (Siede-) Temperatur bei demselben Druck erhitzt wurde.

Um dies besser zu verstehen, denken wir an Wasser. Auf Meereshöhe siedet Wasser bei 100°C und verwandelt sich in Dampf. Wenn wir diesen 100°C heißen Dampf weiter erhitzen, steigt seine Temperatur auf Werte wie 101°C, 105°C, 110°C. Diese Temperaturerhöhung über den Siedepunkt hinaus wird Superheat genannt. Zum Beispiel hat Dampf bei 110°C einen Superheat-Wert von 10°C (110°C - 100°C).

In Kühlsystemen ist die Logik die gleiche. Wenn das Kältemittel durch den Verdampfer strömt, nimmt es Wärme aus der Umgebung auf, siedet und verdampft. Am Ausgang des Verdampfers soll das Fluid vollständig in der Dampfphase sein und sogar etwas über die Siedetemperatur erhitzt worden sein. Diese Temperaturdifferenz bildet den Superheat-Wert des Systems.

Warum ist Superheat so wichtig?

Superheat hat zwei grundlegende und lebenswichtige Aufgaben:

1-Kompressorschutz

Dies ist die wichtigste Aufgabe von Superheat. Kompressoren sind nur dafür ausgelegt, Dampf zu komprimieren, nicht Flüssigkeiten. Wenn das aus dem Verdampfer austretende Kältemittel nicht ausreichend erhitzt wird (d.h. der Superheat-Wert ist zu niedrig oder null), kann flüssiges Fluid die Saugleitung des Kompressors erreichen. Dieser Zustand wird Flüssigkeitsschlag (liquid slugging) genannt. Da Flüssigkeiten inkompressibel sind, kann in den Kompressor eintretende Flüssigkeit sofort verheerende Schäden an Kolben, Ventilplatten und anderen mechanischen Komponenten verursachen.

Ein richtig eingestellter Superheat ist die Garantie dafür, dass das Kältemittel zu 100% Dampf ist, bevor es den Kompressor erreicht.

2-Systemeffizienz und -kapazität

Superheat beeinflusst direkt die Effizienz des Systems.

• Niedriger Superheat: Neben dem Risiko für den Kompressor bedeutet dies auch, dass die Wärmeübertragungsfläche des Verdampfers nicht vollständig genutzt wird. Dies reduziert die Kühlkapazität des Systems.

• Hoher Superheat: In diesem Fall wurde der Verdampfer “ausgehungert”. Das bedeutet, dass in den letzten Teilen des Verdampfers keine Flüssigkeit mehr zum Verdampfen vorhanden ist und der Dampf übermäßig erhitzt wird. Dies führt zu einer ineffizienten Nutzung des Verdampfers, einem Abfall des Saugdrucks und einem erhöhten Energieverbrauch durch mehr Kompressorarbeit. Es kann auch zu einer Überhitzung des Kompressors führen und seine Lebensdauer verkürzen.

Der optimale Superheat-Wert hält sowohl den Kompressor sicher als auch gewährleistet die maximale Effizienz der gesamten Verdampferoberfläche.

Wie wird Superheat gemessen?

Die Superheat-Messung ist eine einfache Subtraktion, erfordert aber die richtige Ausrüstung und Schritte:

1. Messen Sie den Saugleitungsdruck: Lesen Sie mit Ihrem Manifold-Set den Druck vom Saug- (Service-) Ventil des Kompressors oder vom nächstgelegenen Punkt zum Verdampferausgang ab.

2. Wandeln Sie den Druck in Sättigungstemperatur um: Wandeln Sie den abgelesenen Druckwert mit der Druck-Temperatur (P-T) Tabelle des im System verwendeten Kältemittels in die entsprechende Sättigungs- (Siede-) Temperatur um. Digitale Manifolds führen diese Umwandlung automatisch durch.

3. Messen Sie die Saugleitungstemperatur: Messen Sie mit einem hochwertigen Rohrklemmen-Thermometer die tatsächliche Oberflächentemperatur der Saugleitung so nah wie möglich an dem Punkt, an dem Sie den Druck gemessen haben.

Berechnen Sie:

Superheat = Tatsächliche Leitungstemperatur (Schritt 3) - Sättigungstemperatur (Schritt 2)

Beispiel:

• Das System enthält R410A-Gas.
• Saugleitungsdruck: 118 psi.
• Für R410A entspricht 118 psi in der P-T-Tabelle 5°C (Sättigungstemperatur).
• Die mit dem Thermometer gemessene tatsächliche Leitungstemperatur: 12°C.

Superheat = 12°C - 5°C = 7°C

Was ist der ideale Superheat-Wert?

Der ideale Superheat-Wert variiert je nach Systemdesign, Betriebsbedingungen und Art des verwendeten Expansionsventils. Als allgemeine Regel wird jedoch für die meisten Klimaanlagen und mitteltemperierten Kühlsysteme ein Superheat-Wert zwischen 5°C und 8°C (oder 8°F bis 15°F) angestrebt. Für genaue Werte sollten immer die technischen Daten des Herstellers konsultiert werden.

Fazit

Superheat ist eines der leistungsstärksten Diagnosewerkzeuge eines Kältetechnikers. Es drückt viel mehr aus als nur eine Zahl; es ist ein Indikator dafür, wie gesund die Blutzirkulation des Systems ist. Die richtige Superheat-Einstellung ist der Grundstein für einen langlebigen, sicheren und effizienten Betrieb des Systems. Daher ist die Superheat-Kontrolle bei jeder Wartung und Reparatur keine Luxus, sondern eine Notwendigkeit.