KSP-22
Kontrollfragen für Kältesystemplaner
Kontrollfragen für Kältesystemplaner
Warum muss man den Druckverlust der Flüssigleitung bestimmen? Nennen Sie zwei wesentliche Gründe.
- Um die nötige Unterkühlung zu bestimmen (vermeiden von Flashgas).
- Für die Auslegung vom Drosselorgan.
Welches ist der massgebende Druckverlust von Leitungen bei einer Anlage mit mehreren Kühlstellen oder mehreren Verflüssigereinheiten?
Die Leitungen (Pfad), welche am Meisten Druckverlust erzeugen sind massgebend.
Wie wird der Volumenstrom der Flüssigleitung bestimmt?
- Massenstrom bestimmen: Massenstrom = Massgebende Kälteleistung durch spezifische, nutzbare Verdampfungswärme
- Aus Stofftabelle oder Kältemittelprogramm das spezifische Volumen (Dichte) der unterkühlten Flüssigkeit herauslesen.
Warum darf für die Bestimmung des spez. Volumen von dampfförmigen Stoffen nicht eine Stofftabelle benutzt werden?
Weil die Stofftabelle nur Zustände des gesättigten Dampfes oder der gesättigten Flüssigkeit enthält und sowohl Saugdampf wie Heissdampf in der Regel überhitzt ist.
Wie wird eine Doppelsteigleitung ausgelegt?
Kleine Leitung gut für kleinster Leilastbetrieb; grosse Leitung so, dass die Summe der Querschnitte für 100%-Leistung passt.
Wie werden geotätische Druckverluste berücksichtigt?
- Steigt die Leitung, so entsteht Druckverlust, fällt die Leitung, so entsteht ein Druckgewinn. (Relevant nur bei Flüssigleitungen)
- Druck = Dichte x Fallbeschleunigung x Höhendifferenz
Nach welcher Gesetzmässigkeit verteilt sich ein Volumenstrom auf unterschiedliche parallele Leitungen, wenn diese danach wieder zusammengeführt werden?
Der Volumenstrom verteilt sich so, dass in allen parallelen Leitungen sich der gleich grosse Druckverlust einstellt.
Wodurch unterscheitet sich ein hybrieder Verflüssiger von einem Evaporativ-Verflüssiger?
Hybride Verflüssiger sind in der Regel mit trockener Luft gekühlte Verflüssiger, welche bei hoher Lufttemperatur mit einem Sprühsystem vor dem Lamellenblock die Luft adiabatisch abkühlen. Jdealerweise bleiben dabei die Lamellen trocken.
Evaporative Verflüssiger besprühen kontinuierlich die Kühlrohrschlangen mit Wasser, welches auf der Oberfläche verdunstet (evaporiert). Diese Systeme sprühen mit viel Wasser-Überschuss, um Verschmutzungen wegzuspühlen. Das Umlauf-Külwasser muss regelmässig abgeschlämmt werden.
Wärmeenergie kann auf unterschiedliche Arten übertragen werden. Nennen Sie für jeden Fall die Art der Wärmeübertragung als Fachbegriff (Fremdwort / deusche Übersetzung):
a) Die Wärmeenergie kommt von der Sonne auf die Erde.
b) Das Kupferrohr wird auch 40 cm von der Lötstelle entfernt warm.
c) Beim Öffen der Kühlraumtüre kommt Wärmeenerie mit der warmen Aussenluft in den Kühlraum hinein-
a) Radiation / Wärmestrahlung
b) Transmission / Wärmeleitung
c) Konvektion / Wärmeströmung
Nennen Sie die drei Hauptsätze der Wärmelehre.
Wärme ist eine Form von Energie
Wärme fliesst spontan immer von „warm“ nach „kalt".
Es gibt einen absoluten Nullpunkt.
Elektrische Installationen und Anlagen werden mit Überstromunterbrecher vor zu hoher Stromstärke geschützt.
a) Warum braucht es diesen Schutz?
b) Nennen Sie drei unterschiedliche Arten von Überstromunterbrechern.
a) Zu hohe Stromstärken führen zu starker Erwärnung und möglicherweise zur Zerstörung von Leitungen und Komponenten.
b) Schmelzsicherung, Leitungsschutzschalter, Motorschutzschalter
Elektrische Ströme durch den menschlichen Körper können Verletzungen oder den Tod verursachen.
a) Ab welchen Spannungen / Stromstärken wird es für Personen gefährlich?
b) Nennen Sie drei unterschiedliche Arten von Personenschutz.
a) AC: Spannungen ab 50 V können gefährliche Körperströme > 50 mA erzeugen.
DC: Spannung ab 120 V können gefährliche Körperströme erzeugen.
b) Installationen mit Schutzleiter, Fehlerschtomschutzschalter RCD (FI), Geräte mit Schutzisolierung
Wie bestimmt man den Lamellenabstand von Verdampfern zur Luftkühlung.
Der Lamellenabstand wird so gewählt, dass die geforderte Standzeit einghalten werden kann.
Folgende Faktoren haben einen Einfluss:
- Feuchteeintrag durch Kühlgut oder Türöffnung
- Die Verdampfungstemperatur
- Verschmutzungsgefahr
- minimaler Luftdurchsatz
Wie viel Kelvin unterkühlt eine Halb-Zoll-Flüssigleitung mit der Länge von 20 m, wenn
das Kältemittel R513A mit 35° in die Leitung eintritt und die Umgebungstemeratur 25°C beträgt.
Rechnen Sie mit Kaicalc
Berechnung folgt.
Wie viel Kelvin überhitzt eine 1_1/8-Zoll-Saugleitung mit der Länge von 20 m, wenn
das Kältemittel R449A mit -22° in die Leitung eintritt und die Umgebungstemeratur 25°C beträgt.
Die Leitung wird mit 32 mm Silikon-Kautschuk isoliert.
Rechnen Sie mit Kaicalc
Berechnung folgt.
Ein grosses automatisches Tor einer Tiefkühlzelle mit 5.8 m2 Fläche hat einen U-Wert von 0.5 W/m2K.
Die entsprechende Wand hat einen U-Wert von 0.20 W/m2K und eine Gesamt-Fläche inkl. des Tores von 15.8 m2.
Bestimmen Sie den mittleren U-Wert der gesamten Wand mit Berücksichtigung des schlechteren U-Werts des Tores.
Mittlerer U-Wert = 0.3101 W/m2K.
Welche Vorteile hat eine Heissgasabtauung gegenüber einer elektrischen Abtauung?
- Energieeinsparung: Es muss keine zusätzliche elektrische Energie eingesetzt werden.
- Abtaugeschwindigkeit: Die Abtauwärme wird am Ort eingebracht, wo es am Meisten Eis hat.
Wann entscheiden Sie sich für eine elektrische Abtauung und wann kann auch mit Umluft abgetaut werden?
Elektrisch wird abgetaut, wenn Umluft nicht geht:
- Umluft ist eine sehr energieeffiziente Art der Abtauung: Es braucht nur Ventilatorstrom und es wird nicht zusätzlich Wärme in die Kühlstelle gebacht, welche die Kälteanlage wieder abtransportieren muss.
- Ist die Kühlraumluft zu kalt, kann man nicht mehr in der geforderten Zeit abtauen: unter +3° führt dies zu langen Abtauzeiten und TK-Räume kann man so gar nicht mehr abtauen.
Nennen Sie fünf unterschiedlich funkionierende Thermometer.
Flüssigkeits-, Gasdruck-, Binetall-, Infrarot-, Widerstands- und Thermoelement-Thermometer
Erklären Sie die Aspekte der thermodynamischen Anomalie von Wasser und ihre technischen Bedeutungen.
- Beim Abkühlen erhöht sich bei Wasser wie bei allen anderen Flüssigkeiten die Dichte, jedoch nur bis auf 4°C, dann beginnt sich das Wasser wieder auszudehnen und daher hat 4°C warmes Wasser die grösste Dichte:
=> Dies muss bei der Schichtung von Kaltwasser-Speicher berücksichtigt werden.
=> Wasser gefriert von oben nach unten. - Beim Gefrieren vergrössert sich das Volumen von Wasser um ca. 8%:
=> Wasserführende Leitungen und Behälter dürfen nie einfrieren, sonst werden sie zerstört.
=> Dies wird erreicht mit Begleit-Heizungen oder mit Frostschutznmittel. - Je mehr Wasserdampf in der Luft ist, umso leichter wird (Druck/Temperatur gleich) die Luft:
=> Feuchte Luft steigt auf.
Was versteht man unter der kalorischen Leistungsziffer?
Die kalorische Leistungsziffer ist das Verhältnis zwischen Kühlgutwärmestrom und der Summe aller anderen Wärmeströme, die eine Kälteanlage abtransportieren muss.
Was bedeutet das Wort Redundanz bei der Bestimmung der nötigen Anlagenleistung?
Redundanz (von lateinisch redundare, überlaufen, sich reichlich ergießen) ist das zusätzliche Vorhandensein funktional gleicher oder vergleichbarer Ressourcen eines technischen Systems, wenn diese bei einem störungsfreien Betrieb im Normalfall nicht benötigt werden.
Nennen Sie drei primäre Wärmeströme einer gewerblichen Kühlanlage zur Lebensmittelkühlung.
• Kühlgut
• Luftwechsel
• Transmission
Nennen Sie sekundäre Wärmeströme einer gewerblichen Kühlanlage zur Lebensmittelkühlung.
• Beleuchtung
• Begehung (Wärmeströme durch Personen)
• Verdampfer (Ventilatoren, Abtauheizung, Ablaufheitzung)
• Andere Prozesse in der Kühlstelle (z.B. Hubstapler, Klimaheizung, automatische Beschickung, etc.)
Wann entsteht ein Wärmestrom durch Atmungswärme?
Was wird mit demr λ-Wert (Wärmeleitwert) angegeben?
Der λ-Wert gibt an, welcher Wärmestrom ein Material pro 1 m Dicke und pro 1 K Temperaturdifferenz durchdringt.
Was wird mit dem α-Wert (Wärmeübertragungswert) angegeben?
Der α-Wert (Wärmeübertragungswert) gibt an, welcher Wärmestrom pro 1 m2 Fläche und pro 1 K Temperaturdifferenz von einem Stoff auf den anderen übergeht.
Welcher α-Wert nimmt man für den Wärmeübergang von ruhender Luft auf eine Wand?
8 W/m2K
Welcher α-Wert nimmt man für den Wärmeübergang von bewegter Luft auf eine Wand?
19 - 28 W/m2K, typisch für KR: 19 W/m2K
Was ist eigentlich 1/U? U = U-Wert
Der gesamte Wärmestom-Widerstand
Welche Dämmstärke braucht eine grosse Tiefkühlzelle nach EN-112 mindestens, wenn die Auslegetemperatur -23° C beträgt, die PUR-Paneelen einen Wärmeleitwert von 0.025 W/m2K und die TKZ in einem Raum mit der Auslegetemperatur von 22°C aufgestellt wird. (Der U-Wert vom Boden sei gleich wie der von den Wänden und der Decke.)
U ≈ 0.1111 W/m2K
d ≈ 0.225 m = 22 cm
Ab welcher Temperaturdifferenz gelten zwei nebeneinanderliegende Kühlräume als unterschiedliche Temperaturzonen und welche Konsequenzen ergeben sich dann für den Energienachweis nach EN-112?
Wenn die KR-Temperaturen mehr als 5 K unterschiedlich sind, gelten die Kühlräme nicht mehr als eine Temperaturzone: Jeder Kühlraum muss für sich die Vorschriften einhalten.
Welche Regel gilt für mehrere nebeneinander aufgestellte Kühlräume mit gleicher Raumtemperatur und mit je weniger als 30 m3 Nutzvolumen: U <= 0.15 W/m2K oder q <= 5 W/m2?
Liegen mehrere Kühlräume einer Temperaturzone direkt nebeneinander, wird deren Nutzvolumen für die Grenze von 30 m3 zusammengerechnet. Bei der Berechnung des Wärmeflusses müssen Trennwände zwischen diesen Kühlräumen nicht berücksichtigt werden.
Wie wird beim Nachweis nach EN-112 eine Wand zwischen PKR (+4°C) und TKR (-20°C) gerechnet?
Es ist von der projektspezifischen Auslegungstemperatur auszugehen. Gegen Aussenklima ist generell eine Temperatur von 20 °C, gegen Erdreich oder unbeheizte Räume von 10 °C in die Berechnung einzusetzen. Wärmebrücken sind zu berücksichtigen.
Durch was unterscheiden sich der Energienachweis nach EN-112 und die Kältebedarfsrechnung für Transmission?
Für die Berechnung nach EN-112 ist von der Auslegungstemperatur des Kühlraums einerseits und den folgenden Umgebungstemperaturen andererseits auszugehen:
a) in beheizten Räumen: Auslegungstemperatur für die Beheizung
b) gegen Aussenklima: 20 °C
c) gegen Erdreich oder unbeheizte Räume: 10 °C
Für die Kältebedarsrechnung werden Auslegetemperaturen verwendet.
Was versteht man im Zusammenhang mit Kühlzellen unter dem Begriff Huckepack-Aggregat?
Ein Huckepack-Aggregat ist ein steckerfertiges Aggergat mit Verdampfer für den direkten Einbau in die Kühlzellenwand: Verdampfer innen, Aggregat mit Verflüssiger, Verdichter, etc. inkl. Steuerung aussen.
Wie nennt man den gezeigten Kontakt, wie lautet die englische Abkürzung?
Zeichnen Sie damit einen NOT-AUS-Taste, welche einrastet (Schalter-Funktion) und sich auf der Seite 16 im Pfad 1 befindet.
Wechsler, OR
Zeichnen Sie einen Schliesser-Kontakt. Wie lautet die englische Abkürzung?
Ergänzen Sie so, dass dieser von einem anzugverzögerten Funktionsrelais stammt, dessen Spule sich auf der Seite 46 im Pfad 2 befindet.
OR
Selbsthaltungen "SH"
Wie lautet ganz allgemein die Formel für die Berechnung des Wärmestromes (Leistung) eines Wärmeübertrages?
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Cartes-fiches
Nennen Sie drei Gasgesetze und ihre spezifische Anwendung.
Gesetz von
Boyle/Mariotte: Zustandsänderung bei gleichbleibender Temperatur
Amontos: Zustandsänderung bei gleichem Volumen
Gesetz von Gay Lussac: Zustandsänderung bei gleichem Druck
Wie gross ist die Volumenänderung eines Quecksilbertropfens von 3 mm3, wenn die Temperatur von 10°C auf 40°C ändert?
0.01638 mm3 oder 0.546%
Ein Kältesystem wird im Winter bei -5°C mit 15 bar abgedrückt. Welchen Druck muss das Manometer im Frühjahr bei +20°C anzeigen, wenn das System dicht ist?
16.49 bar
Beschreiben Sie den Joule-Thomson Effekt und seine technische Anwendung?
Der Joule-Thomson-Effekt beschreibt die Temperaturänderung eines Gases oder Gasgemisches durch Drosselung (=Druckabsenkung). Viele, aber nicht alle Stoffe kühlen sich dabei ab. Grundlage bei der Kompressionskältetechnik oder bei der Luftverflüssigung.
Für eine Anlage mit R134a soll für eine Nennkälteleistung von 6.5 kW sowohl für die Stamm-Saugdampfleitung, aber auch für die Heissgasleitung eine Doppelsteigleitung so ausgeführt werden, dass die Leistung auf 25% reduziert werden kann.
Regime: to = -12°C (Trockenverdampfung), tc = 46°C
SD-Leitung: Gesamtlänge = 10 m + 6 Bogen-90°, Höhendifferenz = 5.5 m
HG-Leitung: Gesamtlänge = 15 m + 6 Bogen-90°, Höhendifferenz = 8.5 m
a) Bestimmen Sie je die Rohrdimensionen (Zoll)
b) Berechnen Sie je den Druckverlust der Leitungen bei 100% Last.
a) Saugleitung: 1_1/8" DSL: 5/8" + 7/8"
Heissgasleitung: 5/8" DSL: 3/8 + 1/2"
b) Saugleitung: 0.053 bar (0.6 K)
Heissgasleitung: 0.210 bar (0.7 K)
Warum muss man den Druckverlust der Flüssigleitung bestimmen? Nennen Sie zwei wesentliche Gründe.
- Um die nötige Unterkühlung zu bestimmen (vermeiden von Flashgas).
- Für die Auslegung vom Drosselorgan.
Welches ist der massgebende Druckverlust von Leitungen bei einer Anlage mit mehreren Kühlstellen oder mehreren Verflüssigereinheiten?
Die Leitungen (Pfad), welche am Meisten Druckverlust erzeugen sind massgebend.
Wie wird der Volumenstrom der Flüssigleitung bestimmt?
- Massenstrom bestimmen: Massenstrom = Massgebende Kälteleistung durch spezifische, nutzbare Verdampfungswärme
- Aus Stofftabelle oder Kältemittelprogramm das spezifische Volumen (Dichte) der unterkühlten Flüssigkeit herauslesen.
Warum darf für die Bestimmung des spez. Volumen von dampfförmigen Stoffen nicht eine Stofftabelle benutzt werden?
Weil die Stofftabelle nur Zustände des gesättigten Dampfes oder der gesättigten Flüssigkeit enthält und sowohl Saugdampf wie Heissdampf in der Regel überhitzt ist.
Wie wird eine Doppelsteigleitung ausgelegt?
Kleine Leitung gut für kleinster Leilastbetrieb; grosse Leitung so, dass die Summe der Querschnitte für 100%-Leistung passt.
Wie werden geotätische Druckverluste berücksichtigt?
- Steigt die Leitung, so entsteht Druckverlust, fällt die Leitung, so entsteht ein Druckgewinn. (Relevant nur bei Flüssigleitungen)
- Druck = Dichte x Fallbeschleunigung x Höhendifferenz
Nach welcher Gesetzmässigkeit verteilt sich ein Volumenstrom auf unterschiedliche parallele Leitungen, wenn diese danach wieder zusammengeführt werden?
Der Volumenstrom verteilt sich so, dass in allen parallelen Leitungen sich der gleich grosse Druckverlust einstellt.
Wodurch unterscheitet sich ein hybrieder Verflüssiger von einem Evaporativ-Verflüssiger?
Hybride Verflüssiger sind in der Regel mit trockener Luft gekühlte Verflüssiger, welche bei hoher Lufttemperatur mit einem Sprühsystem vor dem Lamellenblock die Luft adiabatisch abkühlen. Jdealerweise bleiben dabei die Lamellen trocken.
Evaporative Verflüssiger besprühen kontinuierlich die Kühlrohrschlangen mit Wasser, welches auf der Oberfläche verdunstet (evaporiert). Diese Systeme sprühen mit viel Wasser-Überschuss, um Verschmutzungen wegzuspühlen. Das Umlauf-Külwasser muss regelmässig abgeschlämmt werden.
Wärmeenergie kann auf unterschiedliche Arten übertragen werden. Nennen Sie für jeden Fall die Art der Wärmeübertragung als Fachbegriff (Fremdwort / deusche Übersetzung):
a) Die Wärmeenergie kommt von der Sonne auf die Erde.
b) Das Kupferrohr wird auch 40 cm von der Lötstelle entfernt warm.
c) Beim Öffen der Kühlraumtüre kommt Wärmeenerie mit der warmen Aussenluft in den Kühlraum hinein-
a) Radiation / Wärmestrahlung
b) Transmission / Wärmeleitung
c) Konvektion / Wärmeströmung
Nennen Sie die drei Hauptsätze der Wärmelehre.
Wärme ist eine Form von Energie
Wärme fliesst spontan immer von „warm“ nach „kalt".
Es gibt einen absoluten Nullpunkt.
Elektrische Installationen und Anlagen werden mit Überstromunterbrecher vor zu hoher Stromstärke geschützt.
a) Warum braucht es diesen Schutz?
b) Nennen Sie drei unterschiedliche Arten von Überstromunterbrechern.
a) Zu hohe Stromstärken führen zu starker Erwärnung und möglicherweise zur Zerstörung von Leitungen und Komponenten.
b) Schmelzsicherung, Leitungsschutzschalter, Motorschutzschalter
Elektrische Ströme durch den menschlichen Körper können Verletzungen oder den Tod verursachen.
a) Ab welchen Spannungen / Stromstärken wird es für Personen gefährlich?
b) Nennen Sie drei unterschiedliche Arten von Personenschutz.
a) AC: Spannungen ab 50 V können gefährliche Körperströme > 50 mA erzeugen.
DC: Spannung ab 120 V können gefährliche Körperströme erzeugen.
b) Installationen mit Schutzleiter, Fehlerschtomschutzschalter RCD (FI), Geräte mit Schutzisolierung
Wie bestimmt man den Lamellenabstand von Verdampfern zur Luftkühlung.
Der Lamellenabstand wird so gewählt, dass die geforderte Standzeit einghalten werden kann.
Folgende Faktoren haben einen Einfluss:
- Feuchteeintrag durch Kühlgut oder Türöffnung
- Die Verdampfungstemperatur
- Verschmutzungsgefahr
- minimaler Luftdurchsatz
Wie viel Kelvin unterkühlt eine Halb-Zoll-Flüssigleitung mit der Länge von 20 m, wenn
das Kältemittel R513A mit 35° in die Leitung eintritt und die Umgebungstemeratur 25°C beträgt.
Rechnen Sie mit Kaicalc
Berechnung folgt.
Wie viel Kelvin überhitzt eine 1_1/8-Zoll-Saugleitung mit der Länge von 20 m, wenn
das Kältemittel R449A mit -22° in die Leitung eintritt und die Umgebungstemeratur 25°C beträgt.
Die Leitung wird mit 32 mm Silikon-Kautschuk isoliert.
Rechnen Sie mit Kaicalc
Berechnung folgt.
Ein grosses automatisches Tor einer Tiefkühlzelle mit 5.8 m2 Fläche hat einen U-Wert von 0.5 W/m2K.
Die entsprechende Wand hat einen U-Wert von 0.20 W/m2K und eine Gesamt-Fläche inkl. des Tores von 15.8 m2.
Bestimmen Sie den mittleren U-Wert der gesamten Wand mit Berücksichtigung des schlechteren U-Werts des Tores.
Mittlerer U-Wert = 0.3101 W/m2K.
Welche Vorteile hat eine Heissgasabtauung gegenüber einer elektrischen Abtauung?
- Energieeinsparung: Es muss keine zusätzliche elektrische Energie eingesetzt werden.
- Abtaugeschwindigkeit: Die Abtauwärme wird am Ort eingebracht, wo es am Meisten Eis hat.
Wann entscheiden Sie sich für eine elektrische Abtauung und wann kann auch mit Umluft abgetaut werden?
Elektrisch wird abgetaut, wenn Umluft nicht geht:
- Umluft ist eine sehr energieeffiziente Art der Abtauung: Es braucht nur Ventilatorstrom und es wird nicht zusätzlich Wärme in die Kühlstelle gebacht, welche die Kälteanlage wieder abtransportieren muss.
- Ist die Kühlraumluft zu kalt, kann man nicht mehr in der geforderten Zeit abtauen: unter +3° führt dies zu langen Abtauzeiten und TK-Räume kann man so gar nicht mehr abtauen.
Nennen Sie fünf unterschiedlich funkionierende Thermometer.
Flüssigkeits-, Gasdruck-, Binetall-, Infrarot-, Widerstands- und Thermoelement-Thermometer
Erklären Sie die Aspekte der thermodynamischen Anomalie von Wasser und ihre technischen Bedeutungen.
- Beim Abkühlen erhöht sich bei Wasser wie bei allen anderen Flüssigkeiten die Dichte, jedoch nur bis auf 4°C, dann beginnt sich das Wasser wieder auszudehnen und daher hat 4°C warmes Wasser die grösste Dichte:
=> Dies muss bei der Schichtung von Kaltwasser-Speicher berücksichtigt werden.
=> Wasser gefriert von oben nach unten. - Beim Gefrieren vergrössert sich das Volumen von Wasser um ca. 8%:
=> Wasserführende Leitungen und Behälter dürfen nie einfrieren, sonst werden sie zerstört.
=> Dies wird erreicht mit Begleit-Heizungen oder mit Frostschutznmittel. - Je mehr Wasserdampf in der Luft ist, umso leichter wird (Druck/Temperatur gleich) die Luft:
=> Feuchte Luft steigt auf.
