Flüssigkeitsschläge: Schadensbildanalyse bei Verdichtern

Von „Flüssigkeitsschlägen“ ist die Rede, wenn Extremfälle der Ausfallursachen wie „kondensiertes Kältemittel im Ölsumpf beim Verdichterstart“ oder „flüssiges Kältemittel am Saugstutzen des Verdichters“ auftreten, z. B. wenn große Mengen flüssigen Kältemittels in den Verdichter gelangen und sich dann im Ölsumpf des Verdichters mit dem Öl vermischen. Das resultierende Gemisch aus Kältemittel und Öl verdünnt sich und erzeugt große Mengen an Kältemittel- und Öl-Tröpfchen, die zusammen ein Schaumgemisch bilden.

In Extremfällen kann diese Mischung aus Schaum, Öl und flüssigem Kältemittel in den Saugkanal transportiert und dann durch die Saugventile in den Zylinder befördert werden. Diese „ungünstige“ Mischung wäscht dann das Schmiermittel im Zylinder ab, was auch dazu führen kann, dass die Ventile brechen. Da diese Mischung aus flüssigem Kältemittel und Öl keine komprimierbaren Partikel enthält, kann das Ventil so weit verbogen werden, dass es bricht. Am Saugventil entstehen kleine Dellen oder sogar Löcher. Der Saugventilring fällt dann in den Zylinder und auf die Kolbenkrone. Wenn sich der Kolben dann während des Verdichtungszyklus im Zylinder nach oben bewegt, wird der Saugventilring in das Druckventil hochgestoßen. Das kann dazu führen, dass ein Loch durch die Kolbenkrone geschlagen wird und dass die Baugruppe des Druckventils beschädigt wird, weil der Abstand zwischen der Oberseite der Kolbenkrone und dem Auslassventil minimal ist (je kleiner dieser schädliche Raum, umso effizienter ist der Verdichter). Es kann sogar vorkommen, dass die Baugruppe des Druckventils völlig zerschmettert wird.

Bei besonders extremen Flüssigkeitsschlägen, kann sich der Zylinder mit Flüssigkeit füllen und infolge der daraus resultierenden hydraulischen Blockade das Pleuel oder sogar die Kurbelwelle zerstören (Bruch der Bauteile). Dies ist meistens der Fall, wenn sich beim Verdichterstart kondensiertes Kältemittel im Ölsumpf befindet und Flüssigkeitsschläge verursacht.

So funktioniert der Verdichter

Verdichter sind darauf ausgelegt, ausschließlich dampfförmiges Kältemittel anzusaugen nicht flüssiges Kältemittel. Der Verdichter funktioniert folgendermaßen:

• Während sich der Kolben im Zylinder nach unten bewegt, saugt er Niederdruck-Saugdampf aus dem Verdampfer durch das Saugventil in den Zylinder.
   
• Während sich der Kolben im Zylinder wieder nach oben bewegt, komprimiert er den Niederdruck-Saugdampf. Durch das Komprimieren des Niederdruck-Dampfes steigen Druck und Temperatur.
   
• Dieser komprimierte Dampf wird jetzt als Hochdruck-Heißgas durch die Druckventile herausgefördert, der dann zum Verflüssiger geleitet wird.