Kompressorschutz next generation

Im Kälte- und Klimamarkt ist diese Entwicklung erst am Anfang. Mittlere und große Verbundanlagen bieten bereits Diagnosemöglichkeiten an. Am Einzelkompressor fehlt dies heute noch vollständig. Festzustellen ist auch, dass eine wesentliche Belas­tungsgröße des Kompressors heute nicht erfasst wird, die Temperatur des Verdichtermotors. Sie ist in vielen Fällen die Ursache einer ungewollten Abschaltung.

Um dies zu ändern, hat KRIWAN einen neuen Verdichterschutz entwickelt, der dem allgemeinen Markttrend nach mehr Information Rechnung trägt. Aber auch, weil zunehmend Kälteanlagen durch weniger gut ausgebildete Mitarbeiter oder durch eigenständige Dienstleister gewartet und gepflegt werden. Liegen vor dem Serviceeinsatz Informationen über Unregelmäßigkeiten in der Anlage vor, dann lässt sich der Serviceeinsatz effizienter gestalten. Der Servicetechniker kann sich entsprechend vorbereiten.

Das neue Verdichterschutzgerät INT69 Diagnose analysiert dezentral das Verhalten eines jeden einzelnen Verdichters. Die Schutzfunktion wird dadurch nicht berührt. Das Schutz- und Diagnosesystem basiert außerdem auf einem neuen, sogenannten AMS-Sensor, der quasi linear die Wicklungstemperatur des Verdichters misst. Auf diesen Sensor besitzt KRIWAN ein Patent. In Verbindung mit einer intelligenten Diagnosesoftware im Auslösegerät lassen sich wertvolle Erkenntnisse über den Zustand der Anlage gewinnen. Betriebs- und Störungswerte werden gespeichert.

AMS-Sensor

Der neue AMS-Sensor (AMS steht für adjustable motor scaling) ist die Zusammenschaltung unterschiedlicher PTC-Sensoren (PTC = positiver Temperatur-Koeffizient). Sie reagieren auf mehrere Wicklungstemperaturen. Dadurch wird eine gestufte Kennlinie erreicht (Bild 1a). Mit dem neuen Sensor und seiner gestuften Kennlinie kann mit einer geeigneten Messtechnik zwischen T_NAT1 und T_NAT2 (NAT = Nennabschalttemperatur) eine quasi lineare Temperaturmessung durchgeführt werden. Diese lässt Rückschlüsse auf die thermische Auslastung/Belastung der Motorwicklung zu und stellt so eine wichtige Information über den Zustand des Motors dar.

Der neue AMS-Sensor kann sowohl mit herkömmlichen Schutzgeräten als auch mit dem neuen INT69 Diagnose eingesetzt werden. Alte und neue Verdichterschutzgeräte und Sensoren sind auf- und abwärtskompatibel. Für ein bisheriges KRIWAN-Motorschutzgerät ist dieser Sensor in der Wahrnehmung gleich wie ein klassischer Sensor (Bild 1b). Das heißt: das klassische Motorschutzgerät löst bei einer Wicklungstemperatur T_Motor gleich T_NAT (gleich T_NAT2 der neuen Kennlinie) aus.

INT69 Diagnose

Im Zusammenwirken mit dem neuen Verdichterschutzgerät INT69 Diagnose kommt die besondere Funktion des AMS-Sensors allerdings erst richtig zur Wirkung. Das INT69 Diagnose hat zunächst die gleiche Schutzfunktion wie die bisherigen Motorschutzgeräte es ist abwärtskompatibel. Darüber hinaus kann die besondere Eigenschaft des neuen AMS-Sensors verarbeitet werden, das INT69 Diagnose misst die Wicklungstemperatur.

Ferner besitzt es ein Gedächtnis. Bei Anlegen der Versorgungsspannung werden automatisch Betriebs- und Störungsdaten ermittelt und gespeichert. Dies sind beispielsweise die Anzahl der Schaltspiele, die Motortemperatur, die letzten aufgelaufenen Fehlermeldungen und die Einschaltdauerverteilung (Bild 2).

Das Verdichterschutzgerät INT69 Diagnose gibt damit Hinweise zu fälligen Wartungsintervallen und Auskunft über die Auslastung des Verdichtermotors. Es dient dem vorbeugenden Schutz gegen Überlas­tung oder Blockierung sowie der Fehlerfrüherkennung und besitzt einen Manipulationsschutz. Die Datenspeicherung erfolgt 7-Tage-rollierend und verdichtet in einem 10-Jahres-Langzeitspeicher. Nach Bedarf können diese Daten auf einem Rechner dargestellt und abgerufen werden. Die Verbindung erfolgt über einen speziellen Adapter direkt vom Rechner aus oder über Vernetzung aus der Ferne.

Zusammenfassung

Eine umfangreiche Diagnose des Betriebsverhaltens jedes einzelnen Verdichters steht beim neuen KRIWAN-Verdichterschutzge­rät im Vordergrund. Durch Software-Plausibilitätskontrollen der logischen Abläufe, Erfassung der absoluten Temperatur der Motorwicklung sowie deren Anstiegsgeschwindigkeit können Veränderungen im Betriebsverhalten frühzeitig erkannt und sich langsam entwickelnden Störungsfällen begegnet werden. Durch die Analyse des Ein- und Ausschaltverhaltens des Verdichters wird einem erhöhten mechanischen Verschleiß vorgebeugt, ebenso einer Beschädigung der Motorwicklung durch zusätzliche Kräfte, die auf den Wickelkopf bei überhöhter Motorspannung einwirken.

Dieser erweiterte Schutzumfang, insbesondere die direkte Temperaturerfassung wird durch den Einbau eines zusätzlichen, PTC-Sensors mit niedrigerer NAT ermög­licht. Die bisherigen Abschaltpunkte werden davon nicht berührt. Die neue AMS-Sensorkette ist abwärtskompatibel, d. h., Schutzgeräte mit Schaltpunkten gemäß EN DIN 44081 können auch mit der neuen, patentierten KRIWAN-AMS-Sensorkette unverändert benutzt werden.

Das neue KRIWAN-Verdichterschutzgerät INT69 Diagnose setzt den neuen Standard und öffnet den Weg für weitere Innovationen in Kälteanlagen. -

Service: Hilfestellung für den Servicetechniker bei der Fehlersuche durch

• Speicherung der letzten aufgetretenen Fehler
• Information über die Art der aufgetretenen Fehler
• Information bzgl. Laufzeit / Stillstandzeit des Verdichters
• Information über die Wicklungstemperatur

Reklamationsbearbeitung: Hintergrunddaten

• maximale Anzahl der Schaltspiele der letzten 7 Tage
• Information über die Art der aufgetretenen Fehler

Planung neuer Anlagen: Betriebsdaten bestehender (ähnlicher) Anlagen geben

• Information zur Dimensionierung (z. B. Länge der Kälteleitung)
• Sicherheit bei der Auswahl des Verdichters („ein Kleinerer reicht auch“)
• Bessere Sicherheitsfaktoren (keine „Angst- und Bangezuschläge“)

Ausnutzung des Verdichters: Information über

• Laufzeit / Stillstandzeit
• Häufiges Auftreten bestimmter Fehler

Besserer Schutz: gegen Überlast

• Versorgungsspannung: AC 230 V 50/60 Hz
• Motorspannung: AC 400 V 50/60 Hz

Wicklungstemperatur:

• langsamer Anstieg Abschaltung bei NAT2
• schneller Anstieg dR/dt standard locked rotor Schutz bei NAT1
• sehr schneller Anstieg d²R/dt² erweiterter locked rotor Schutz bei NAT1
• Unterbrechung der Motorspannung <1 s Vermeiden von Schützflattern (durch Abschaltung für 5 min)
• Motor-Unterspannung < 15 % länger 10 min, dann Abschaltung
• Motor-Überspannung > +15 % Speicherung für Diagnose

Manipulationsschutz:

• Überbrückung des Relaiskontaktes Registrierung (evtl. Warnmeldung)
• Kurzschluss des PTC-Messkreises Abschaltung
• Überbrückung des PTC Registrierung (evtl. Warnmeldung)
• Heißgasüberwachung Abschaltung (zus. Sensor in Reihe erforderlich)

geschäftsführender Gesellschafter der KRIWAN Industrie-Elektronik GmbH, Forchtenberg

technischer Geschäftsführer der KRIWAN Industrie-Elektronik GmbH, Forchtenberg