1. Beschreibung der Problemstellung und Anwendungsbereich

< ступінь серйозності: kritisch (Gefahr der Stilllegung von technischen Anlagen oder der Auslösung einer Schutzfunktion) >

Dieser Leitfaden ist für Leiter der Qualitätssicherung, Werkleiter und Schichtmechaniker industrieller Unternehmen in der Ukraine (Stahlindustrie, Maschinenbau, chemische Industrie, Lebensmittelindustrie und Energieerzeugung) bestimmt. Der Leitfaden umfasst industrielle Kühlsysteme (Kühler, Kühltürme, Platten- und Rohr-Wärmeaustauscher, Kühlmittelpumpenstationen).

Hauptsymptom, das betrachtet wird: unzureichende Kühlleistung des Systems, die sich darin zeigt, dass die gewünschte Prozess temperatur nicht erreicht werden kann, eine Erhöhung der Temperatur des Rückstromträgers über den zulässigen Grenzen (über +15 °C für technische Kreise oder +7 °C für Lüftungsklimaanlagen) oder periodischen Stillstand des Geräts gemäß dem Hochdruckrelais oder dem Überlastungsschutz des Kältemittels.

Ungenießerliche Kühlleistung führt zu Notstopp der Presslinien, Thermoplast-Extrudiermaschinen, Laserkomplexe und Kompressoren. Erfolgreiche Diagnose erfordert die systematische Ausschluss von Faktoren: Abweichung der Flüssigkeitsmenge, Verunreinigung der Wärmeübertragungsflächen, Verstoß gegen den Kältemittelbilanz und Erhöhung der Wärmeverluste im gekühlten Objekt.

2. Sicherheitsmaßnahmen

Achtung! Gefahr durch hohen Druck und toxische Stoffe. Führen Sie vor Beginn jeder Arbeit die Verfahren Lockout/Tagout (LOTO) durch. Schalten Sie die Stromversorgung der Kompressoren, Pumpen und Ventilatoren am Hauptverteiler aus, blockieren Sie den Eingang und hängen Sie Warnschilder entsprechend den Anforderungen der Norm NПАОП 0.00-1.28-10 an.

Schutzmittel für den individuellen Schutz (SIS): Schutzbrillen mit seitlichem Schutz (EN 166), chemikalienbeständige Handschuhe (Nitril oder Neopren bei Arbeiten mit Glycolen und Kältemitteln), Schutzwear mit metallischem Fuß (EN ISO 20345), Atemschutzmaske oder Atemschutzgerät mit entsprechendem Filter bei Arbeiten mit Ammoniak oder Kältemitteln in geschlossenen Räumen.

WARNUNG BEI ENERGIEABBAU: Die Kühlungskonturen können Flüssigkeit und Gas unter Druck bis zu 25 bar enthalten. Bevor Sie Flansche oder Nuten trennen, schließen Sie die Schutzzu- und -absperrventile und entleeren Sie den verbliebenen Druck über die Druckmessschrauben. Vermeiden Sie den Kontakt mit flüssigem Kältemittel mit der offenen Haut — dies führt zu kryogenen Verbrennungen.

3. Erforderliche Diagnosegeräte

Name des Werkzeugs	Spezifikation / Modell	Messbereich	Zweck
Digitaler Manifold	Testo 550s oder Äquivalent (CE)	-1 bis 60 bar, -50 bis +150 °C	Druckmessung von Kondensat/Kippen, Überhitzung und Unterkühlung von Freon
Ultraschall-Messgerät	Fugita / Flexim Fluxus (oder ähnlicher)	0,1 – 20 m/s, Rohre DN15–DN1000	Kontrolle der tatsächlichen Kühlfliessmenge im Kreislauf
Thermovisor (Thermovisor)	Fluke Ti401PRO / Testo 883	-20 bis +650 °C, Empfindlichkeit < 0,05 °C	Erkennung von Verschmutzungs-zonen an Wärmeaustauschern, Überhitzung von Lagerungen, Durchfluss von Bypass-Leitungen
Portable Schwingungsanalyzer	VMI / Fluke 810	10–10000 Hz, Schwinggeschwindigkeit 0,1–200 mm/s	Diagnose des Zustands von Lagerungen von Pumpen und Kompressoren
Multimeter True RMS	Fluke 87V	0–1000 V AC/DC, 0–10 A (bis 400 A mit Klemmen)	Spannungsprüfung, Stromverbrauch der Kompressoren und Pumpen
Refraktometer	Digitaler Brix/Glykol-Refraktometer	0–80 % Konzentration von Glycerin, -50 bis 0 °C	Bestimmung der Gefrierpunktstemperatur und der Konzentration einer wässrigen Lösung von Propylenglykol/Ethylenglykol

4. Anfangscheckliste zur Bewertung des Zustands

Parameter zur Prüfung	Normativwert (Erlaubter)	Warnwert (Notfall)	Tatsächlicher Wert
Temperatur des Wassers am Eingang in den Kühler	+10 °C bis +14 °C	+18 °C	[ ] Aufzeichnen
Temperatur des Kühlwassers am Ausgang des Kühlers	+5 °C bis +7 °C	+10 °C	[ ] Aufzeichnen
Druckabfall am Kondensator / Wärmeaustauscher	Gemäß dem OEM-Passwort (0,5 – 1,5 bar)	Abweichung > 30 % vom Nennwert	[ ] Aufzeichnen
Überhitzung des Kältemittels am Sauganschluss des Kompressors	5 K – 8 K	< 3 K (ризик заливу) або > 12 K	[ ] Aufzeichnen
Überkühlung im Kondensator	3 K – 5 K	< 1 K (нестача фреону) або > 8 K	[ ] Aufzeichnen
Stromverbrauch des Kompressors (L1, L2, L3)	Innerhalb des Nennwerts auf dem Typenschild (±5%)	105 % vom Nennwert oder Asymmetrie > 2 %	[ ] Aufzeichnen
Glykolkonzentration in der Anlage	Gemäß Betriebsartkarte (z. B. 30%)	45% (Zunahme der Viskosität, Verlust der Wärmekapazität)	[ ] Aufzeichnen

5. Systematische Diagnoseblockdiagramm

SYMPTOM: Unzureichende Kühlleistung (Prozess temperatur höher als eingestellt)
- SCHLAG 1: Prüfen Sie das gesamte thermische Last auf das Objekt.
  - IF thermische Last überschreitet den Projektierungsbedarf (Erhöhung der Leistung der Maschinen/Zelle um >15%) OR die Umgebungstemperatur ist höher als berechnet (gemäß DIN EN 14511) $ ightarrow$ Ursache: Überlastung der Kühlsystem durch thermischen Strom.
  - Wenn das thermische Belastung im Normbereich liegt $ \rightarrow $ Wechseln Sie zum SCHREIT 2.
- SCHRITT 2: Messen Sie den Kühlmittelverbrauch mit einem Ultraschall-Verbrauchsmesser und prüfen Sie den Druckabfall.
  - IF der Verbrauch unter dem nominalen Wert um >20% liegt $ ightarrow$ Prüfen Sie die Stellung der Ausgleichsventile, den Zustand der Schmutzfänger und die Arbeitspunkt der Pumpen. $ ightarrow$ Ursache: Hydraulischer Ungleichgewicht oder Einschränkung des Durchflusses.
  - Der Druckabfall am Wärmeaustauscher ist höher als >40% bei nominaler oder reduzierter Durchflussmenge $ ightarrow$ Ursache: Verunreinigung (Ablagerungen, Biofilm, Schlammbildung) der Wärmeaustauschflächen.
  - Die Viskosität und der hydraulische Widerstand liegen im Normbereich $ \rightarrow $ Wechseln Sie zum SCHREIT 3.
- SCHRITT 3: Schließen Sie den digitalen Manifold an und prüfen Sie die Parameter des Kältekreises (Siededruck, Kondensationsdruck, Überhitzung, Überkühlung).
  - IF Überkühlung < 1 K AND температура на рідинній лінії нижча за норму AND є бульбашки у смотровому склі $ ightarrow$ Ursache: Mangel an Kältemittel (Leckage).
  - Wenn der Kondensationsdruck über dem berechneten um >4 bar liegt UND die Temperatur der Luft/Wasser am Eingang des Kondensators im Normalbereich liegt $ ightarrow$ Ursache: Verunreinigung des Kondensators oder Anwesenheit von nicht kondensierenden Gasen im Kreislauf.
  - IF Überhitzung beim Sauganschluss > 12 K UND Position des elektronischen/thermostatischen Drosselklappe (TRV/EVR) geschlossen $ \rightarrow $ Ursache: Defekt TRV/EVR oder Verstopfung des Filter-Trockner.

6. Fehlermatrix und Ursachen

Symptom	Wahrscheinliche Ursachen (nach Wahrscheinlichkeit geordnet)	Diagnosetest	Erwarteter Ergebnis bei Bestätigung der Ursache
Hohe Ausgangstemperatur des Wassers, Auslösung der LP/HP-Schutzfunktion	1. Verkrustung des Plattenkondensators. 2. Verringerung der Durchflussmenge durch Verstopfung des Netzfilters. 3. Kältemittelmangel (Leckage).	Temperaturdifferenz des Wassers und Druckdifferenz am Verdampfer messen. Thermogramm des Wärmeaustauschers aufnehmen.	Der Druckabfall ist um 50 % höher als der Nennwert. Die Thermografie zeigt ein ungleichmäßiges Temperaturverteilung (Stauung der Ströme).
Der Kompressor arbeitet kontinuierlich, aber es ist keine Kühlung vorhanden	1. Kältemittelleck. 2. Verstopfung des Trocknerfilters. 3. Verlust der Kompressorleistung (Verschleiß der Ventile).	Prüfen Sie das Betrachtungsglas auf Feuchtigkeit/Blasen. Messen Sie Überhitzung und Überkühlung.	Sichtschutzglas kocht (Blasen). Keine Überkühlung (< 1 K). Перегрів > 15 K.
Häufiges Zyklisches Abschalten des Kompressors (Short Cycling)	1. Fehlende Funktion des Druckrelais. 2. Ungültige Einstellung des Thermostats. 3. Zu kleine Fassung des Speicherbehälters.	Kontakte des Durchflussrelais schließen (vorübergehend für die Prüfung). Zeit des Zyklus mit SCADA oder Sekundenmesser prüfen.	Bei gezwungenem Schließen des Relais stabilisiert der Kompressor die Betriebsweise (Defekt des Durchflussensors bestätigt).

7. Ursachenanalyse für jede Störung

7.1. Verunreinigung der Wärmeübertragungsflächen (Ablagerungen und Schlick)

Warum tritt das auf: Die Verwendung von ungefilterter oder unqualifizierter Wasser in halboffenen Kondensatoren oder offenen Kreisen führt zur Ausfällung von Schwermetallsalzen (Calciumcarbonat, Magnesium) beim Erwärmen der Wärmeübertragungsfläche. In geschlossenen Kreisen sammelt sich korrosiver Schlamm und Degradationsprodukte von Glykol an.

Wie bestätigen: Der hydraulische Widerstand des Wärmeaustauschers steigt um 30–50 % bei nominaler Durchflussmenge. Mit einem Thermografen wird eine hohe Temperaturungleichmäßigkeit am Körper des Plate-Wärmeaustauschers (zonalisierte Temperaturflecken) festgestellt.

Konsequenzen: Reduzierung des Wärmeübergangskoeffizienten ($k$), Erhöhung des Temperaturunterschieds, Erhöhung des Dampfdrucks, Überlastung des Kompressors, Risiko mechanischer Schäden an den Platten.

7.2. Hydraulischer Differenzdruck und Abfall der Flüssigkeitsmenge

Warum es auftritt: Verstopfung der Schmutzfängerfilter (Y-förmige Filter), Verschleiß des Pumpenrotors (Kavitation, Erosion), Schließung der Schutzhülle nach Reparaturarbeiten oder falsches Ausbalancieren der Leitungen.

Wie bestätigen: Der Ultraschall-Zähler zeigt den Durchfluss um 25–40 % unter dem projektierten Wert (gemäß ISO 5167). Die Manometer vor und nach dem Filter zeigen einen kritischen Druckabfall (über 0,8 bar).

Konsequenzen: Lamellenart des Strömungsverlaufs anstelle von turbulentem Strömungsverlauf im Wärmeaustauscher, lokales Gefrieren im Verdampfer (falls Siedepunkt unter 0 °C), Auslösung der Gefrier-schutzvorrichtung (anti-freeze thermostat).

7.3. Mangel oder Überschuss an Kältemittel

Warum tritt das auf: Mikroausflüsse durch Walzenverbindungen, Löten, Dichtungen von Ventilen oder Schröder-Wege durch Schwingungslasten (gemäß den Normen EN 378).

Wie bestätigen: Der Manifold zeigt einen Druckabfall bei Sieden und Kondensation an. Überkühlung fällt unter 1 K. Anzeichen für Feuchtigkeit und Gas im Sichtglas der Flüssigkeitsleitung.

Konsequenzen: Abfall der Massenstromrate des Kältemittels durch den Verdampfer, Überhitzung der Kompressorwicklungen durch unzureichende Kühlung durch aufgenommene Dampf, Verringerung des Kälteleistungsverhältnisses (COP).

8. Schritt-für-Schritt-Verfahren zur Fehlerbehebung

Prozedur 8.1. Chemisches Reinigen von Plattenwärmeaustauscher (Kondensator / Verdampfer)

Führen Sie ein LOTO-Sperre für die Kühlkreislauf- und Kälteanlage durch.
Schließen Sie die Sperrventile an der Eingangs- und Ausgangsseite des Wärmeaustauschers. Entleeren Sie den Druck und lassen Sie den verbliebenen Flüssigkeitsrest über die Ablassschläuche ab.
Schließen Sie die bewegliche Spülstation (CIP-Station) mit säurebeständigen Schläuchen an die Abflussanschlüsse des Wärmeaustauschers an.
Füllen Sie die Station mit einer Lösung organischer Inhibitor-Säure (Sulfaminsäure oder Zitronensäure 5–10 % Lösung, Temperatur bis +40 °C). Die Verwendung von Salzsäure (HCl) für rostfreien Stahl AISI 316 ist verboten aufgrund des Risikos von Punktkorrosion.
Führen Sie die Lösungskreislaufung für 2–4 Stunden durch. Kontrollieren Sie den pH-Wert (halten Sie ihn im Bereich 1,5–2,5). Falls der pH-Wert über 4,0 ansteigt, fügen Sie Säure hinzu oder ersetzen Sie die Lösung.
Spülen Sie das System mit Neutralisationslösung (1–2 % Lösung von Natronlauge oder Calciumcarbonat), gefolgt von reiniger industrieller Wasser bis zur Erreichung eines neutralen pH-Wertes (6,5–7,5).
Demontieren Sie die gitterförmigen Schmutzfänger an der Eingangsseite und reinigen Sie sie.
Bauen Sie die Schaltung zusammen, füllen Sie den Kreislauf an, entleeren Sie die Luft über die Luftablassventile und starten Sie die Pumpe.
Prüfung nach der Wartung: Messen Sie den Druckabfall und die Temperatur der Wasser. Der Druckabfall muss auf den nominalen Kennwert (±10%) zurückkehren.

Prozedur 8.2. Beseitigung von Lecks und Nachfüllung des Kältemittels

Schließen Sie den digitalen Manifold an und den elektronischen Durchflussmesser (Sensibilität von 1 g/Jahr) an oder führen Sie eine Druckprüfung mit Stickstoff unter einem Druck von 15–18 bar durch mit Zugabe einer Spurmenge Gasindikator (Wasserstoff-Stickstoff-Gemisch).
Lokalisiere den Ausfallort (Rohrverbindungen, Filtergehäuse, Ventile, Schweißnähte).
Führen Sie das Vakuumin einer Anlage mit einem zweistufigen Vakuumpumpen durch, bis ein Enddruck von nicht mehr als 267 Pa (2 Torr) erreicht ist. Halten Sie den Vakuuminhaltstest für 30 Minuten (der Druck darf nicht ansteigen).
Füllen Sie das System mit Flüssigkältemittel nach Gewicht (verwenden Sie elektronische Waagen für das Füllen) entsprechend der Typplakette des Kompressor-Kondensator-Blocks.
Prüfung nach der Wartung: Starten Sie das System. Prüfen Sie den Überhitzungsparameter (5–8 K) und den Überkühlungsparameter (3–5 K). Das Flüssigkeitsrohr-Sichtglas muss vollständig mit Flüssigkeit gefüllt sein und darf keine Blasen enthalten.

9. Präventive Maßnahmen

Ursache	Präventive Strategie	Monitoring-Verfahren	Empfohlener Intervall
Verunreinigung von Wärmeaustauschern	Wasserqualitätskontrolle, Zugabe von Antiskalantien, regelmäßige chemische Reinigung CIP.	Druckdifferenz- und Temperaturgradient-Monitoring über SCADA.	Quartalsweise (oder jährlich abhängig von der Wasserqualität).
Hydraulischer Differenzdruck	Reinigung der Schmutzfänger, Prüfung der Pumpenfunktion nach den Kennlinien H-Q.	Stromkontrolle von Pumpen und Messwerten von Durchflussmessern.	Monat für Monat.
Kältemittelleck	Schwingungsprüfung von Rohrleitungen, jährliche Prüfung mit Durchflussmesser gemäß EN 378.	Druckmesssensoren für Sieden/Kondensation und Anwesenheit von Signalisierung.	Jede 6 Monate.

10. Ersatzteile und Komponenten

Beschreibung des Teils	Spezifikation	Wann austauschen	Kategorie UNITEC
Plattenwärmeaustauscher	Edelstahl AISI 316, Kupferlötzinn, max. 30 bar	Bei mechanischem Schaden der Platten oder kritischem irreversiblen Verunreinigung.	Wärmeaustauschgeräte
Dichter Trocknerfilter	Unter Schweißnaht/Bohrung, mit Zeolithkerzen (Reihe DCL/DML)	Bei jedem Durchbruch des Kontur oder jährlich während der Wartung.	Kältekreiskomponenten
Elektronischer Ausdehnungsventil (ERV)	Schrittmotor, kompatibel mit R410A / R134a / R404A	Bei Blockierung des Kolbens oder Verlust der Dichtheit des Schließorgans.	Regelventil
Netzfilter (Y-Strainer)	Gussstahl/Stahl, Maschen 0,5 mm, PN16/PN25	Bei Schäden an der Netzstruktur oder bei durchgehender Korrosion des Gehäuses.	Hydraulikventil
Druckdifferenzsensor / Durchflussrelais	4-20 mA / 0-10 bar, IP65	Bei Kalibrierungsdrift oder fehlendem elektrischem Signal.	Kontroll- und Messgeräte

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11. Normative Verweise

EN 378:2016 — Kälteanlagen und Wärmepumpen. Sicherheits- und Umweltanforderungen.
DIN EN 14511 — Luftkonditionierer, flüssigkühlte Kühlanlagen und Wärmepumpen mit elektrisch angetriebenen Kompressoren zur Beheizung und Kühlung von Räumen.
ISO 5167 — Messung der Flüssigkeitsmenge mit Geräten mit veränderlichem Querschnitt, eingebaut in kreisförmig durchströmte Rohre.
NPOAP 0.00-1.28-10 — Arbeitsschutzvorschriften für die Inbetriebnahme von Kälteanlagen.