Der Eismeister

Der Verdichter ist eine zentrale Baugruppe jeder Kälteanlage. Er saugt das gasförmige Kältemittel von der Niederdruckseite an, verdichtet es auf ein höheres Druckniveau und fördert es zur Hochdruckseite der Anlage. Erst dadurch kann das Kältemittel im Verflüssiger Wärme abgeben und der Kältekreislauf weiterarbeiten.

In Eissporthallen kommen vor allem Hubkolben- und Schraubenverdichter zum Einsatz. Welche Bauart geeignet ist, hängt unter anderem von Kälteleistung, Betriebsstunden, Lastprofil, vorhandener Regelung, Energieversorgung und Wartungskonzept der Anlage ab.

Im Verdampfer nimmt das Kältemittel Wärme aus dem Eis- oder Kälteträgersystem auf und verdampft. Der Verdichter saugt dieses gasförmige Kältemittel an und verdichtet es auf ein höheres Druckniveau. Dabei steigt auch seine Temperatur. Anschließend gelangt das Kältemittel zum Verflüssiger, wo es Wärme an Wasser oder Luft abgeben kann.

Der Verdichter ist damit nicht nur „Motor der Kälteanlage“, sondern beeinflusst auch Eisqualität, Energieverbrauch, Betriebsstabilität und die verfügbare Kälteleistung. Änderungen an Betriebsweise, Druckniveau oder Leistungsregelung wirken sich immer auf den gesamten Kältekreislauf aus.

Verdichter lassen sich einerseits nach ihrem Verdichtungsprinzip und andererseits nach ihrer Antriebs- und Gehäuseform unterscheiden. Diese Begriffe dürfen nicht verwechselt werden.

• Hubkolbenverdichter: Verdichtung durch hin- und hergehende Kolben.
• Schraubenverdichter: kontinuierliche Verdichtung durch ineinandergreifende Rotoren.

Offene, halbhermetische und vollhermetische Bauformen

• Offener Verdichter: Der Antriebsmotor befindet sich außerhalb des Verdichtergehäuses und ist über Kupplung, Riemen oder Getriebe verbunden.
• Halbhermetischer Verdichter: Motor und Verdichter befinden sich in einem lösbar verschraubten Gehäuse.
• Vollhermetischer Verdichter: Motor und Verdichter sind in einem dauerhaft geschlossenen Gehäuse untergebracht.

In größeren Ammoniak-Kälteanlagen sind häufig offene Verdichter mit externem Antrieb anzutreffen. Die konkrete Ausführung ist jedoch immer vom Anlagenkonzept abhängig.

Beim Hubkolbenverdichter wird das gasförmige Kältemittel in einzelnen Verdichtungszyklen verarbeitet. Kolben bewegen sich in Zylindern auf und ab. Über Saug- und Druckventile wird das Kältemittel angesaugt, verdichtet und auf die Hochdruckseite gefördert.

1. Ansaugen: Der Kolben bewegt sich zum unteren Totpunkt. Durch den entstehenden Unterdruck strömt Kältemittel durch das Saugventil in den Zylinder.
2. Verdichten: Der Kolben bewegt sich wieder nach oben. Das Saugventil schließt, Druck und Temperatur des Kältemittels steigen.
3. Ausschieben: Sobald der Zylinderdruck höher als der Druck auf der Hochdruckseite ist, öffnet das Druckventil. Das verdichtete Kältemittel wird in die Druckleitung gefördert.

Hubkolbenverdichter sind bewährte Maschinen mit vielen mechanisch bewegten Bauteilen. Ventile, Kolben, Pleuel, Lager und der Ölkreislauf müssen deshalb besonders zuverlässig funktionieren. Veränderungen bei Geräusch, Schwingung, Ölversorgung oder Temperatur dürfen nicht ignoriert werden.

Schraubenverdichter arbeiten mit zwei ineinandergreifenden Rotoren. Das Kältemittel strömt auf der Saugseite in das Verdichtergehäuse, wird zwischen den Rotoren eingeschlossen und kontinuierlich bis zur Druckseite verdichtet.

Bei vielen Schraubenverdichtern übernimmt das Öl mehrere Aufgaben: Es schmiert Lager und Rotoren, unterstützt die Abdichtung und trägt zur Kühlung des Verdichtungsprozesses bei. Deshalb ist der Ölkreislauf für den sicheren Betrieb besonders wichtig.

• Ölversorgung und Öldruck sicherstellen.
• Ölstand und Öltemperatur kontrollieren.
• Ölfilter und Ölabscheider gemäß Wartungsvorgabe prüfen.
• Ölrückführung und sichtbare Undichtigkeiten beobachten.

Die Kälteleistung muss zum aktuellen Bedarf passen. Eine Eisfläche für Eishockey, Publikumslauf, Eiskunstlauf oder Nachtbetrieb stellt unterschiedliche Anforderungen an Eisqualität und Temperaturführung.

Bei Schraubenverdichtern kann die Leistung je nach Bauart beispielsweise über einen Leistungsschieber oder andere Regelverfahren angepasst werden. Bei anderen Verdichtern kommen abweichende Regelkonzepte zum Einsatz.

• Verdampfungstemperatur und gewünschte Eistemperatur abstimmen.
• Verflüssigungstemperatur und Verflüssigerbetrieb berücksichtigen.
• Lastprofil der Halle und aktuelle Nutzung beachten.
• Unnötig tiefe Temperaturvorgaben vermeiden.
• Betriebsdaten auswerten und Veränderungen frühzeitig erkennen.

Grundsätzlich erhöht eine tiefere Verdampfungstemperatur den Energiebedarf. Sehr hartes Eis kann daher mit höheren Betriebskosten verbunden sein. Die passende Betriebsweise muss zwischen gewünschter Eisqualität, Nutzung der Halle und Energieeinsatz abgewogen werden.

Verdichter dürfen nicht nur bei einer Störabschaltung betrachtet werden. Regelmäßige Kontrollen helfen dabei, Veränderungen frühzeitig zu erkennen und ungeplante Ausfälle zu vermeiden.

• Saug- und Hochdruck: Abweichungen von den anlagenspezifischen Sollbereichen fachlich bewerten.
• Ölstand und Öldruck: Auffälligkeiten können die Schmierung und damit den Verdichter gefährden.
• Temperaturen: Motor-, Lager-, Öl- und Druckgastemperaturen gemäß Anlagenkonzept überwachen.
• Geräusche und Schwingungen: Neue oder zunehmende Geräusche und Vibrationen können auf mechanische Auffälligkeiten hinweisen.
• Leistungsaufnahme: Veränderungen des Stromverbrauchs können ein Hinweis auf veränderte Betriebsbedingungen sein.
• Ölverbrauch: Nachfüllmengen und Entölungsmengen dokumentieren und auf auffällige Abweichungen achten.

Arbeiten am Verdichter, an Druckbehältern, am Ölkreislauf und an kältemittelführenden Anlagenteilen dürfen nur durch dafür qualifizierte Personen durchgeführt werden. Dies gilt besonders für das Öffnen der Anlage, Arbeiten an Schutz- und Sicherheitseinrichtungen sowie Eingriffe in die Steuerung.

Der Betreiber muss Wartungen, Störungen, Reparaturen und Prüfungen nachvollziehbar dokumentieren. Das Anlagenbetriebsprotokoll dient nicht nur als Nachweis, sondern hilft auch, Trends zu erkennen – etwa bei Druckverhältnissen, Betriebsstunden, Energieverbrauch oder Ölverlusten.

• Wartungen und Ölwechsel nach Herstellervorgabe dokumentieren.
• Filterwechsel, Reparaturen und Störmeldungen erfassen.
• Betriebsstunden und auffällige Laufzeiten festhalten.
• Prüffristen aus Gefährdungsbeurteilung und Prüfkonzept beachten.
• Wiederkehrende Prüfungen rechtzeitig organisieren.
• Aktuelles Anlagenbetriebsprotokoll an der Anlage bereithalten.