Die Verwendung von elektrischen Komponenten in Haushaltskühlschränken

Dies ist der erste von drei Artikeln einer Serie, die sich mit den elektrischen Komponenten und ihren Funktionen befasst. Wir zeigen die vorhandenen Typen, erläutern ihre Betriebsweise und beschreiben, zu welchen Problemen die Verwendung eines falschen Modells führen kann. 

In dieser Ausgabe geht es um elektrische Komponenten für Haushaltskühlschränke. In den nächsten beiden Ausgaben werden wir uns Gewerbekühlschränken und elektronischen Anwendungen in der Kältetechnik zuwenden.

Wir wollen jetzt einmal die drei Arten von Komponenten näher betrachten:

• Anlaufvorrichtungen,
• Elektrokondensatoren,
• Thermoschutz.

Bevor wir jede einzelne Komponente beschreiben, muss daran erinnert werden, dass Kompressoren derselben Familie und mit ähnlichen Kapazitäten unterschiedliche elektrische Komponenten verwenden, d. h., es gibt keine universellen elektrischen Komponenten. Daher muss auf die jeweiligen technischen Daten für jedes Modell geachtet werden.

Auf der Internetpräsenz von Embraco (www.embraco.com/catalog) finden Sie den Katalog der elektronischen Komponenten mit Informationen und technischen Daten zu den Kompressoren.

Anlaufvorrichtungen

Für Haushaltskühlschränke werden normalerweise folgende zusätzliche Anlaufvorrichtungen verwendet:

• elektromechanisches oder amperometrisches Relais,
• PTC-Relais.

 

Elektromechanisches Relais

Das elektromechanische Relais ist das bekannteste, denn es wird schon lange verwendet. Es wird durch elektrischen Strom betrieben, der durch die Hauptspule fließt.

Beim Einschalten des Kompressors ist der Strom in der Hauptspule sehr stark (Spitzenstrom), zu diesem Zeitpunkt sind die Kontakte des Relais geschlossen und die Nebenspule wird eingeschaltet. Sobald der Kompressor läuft, fällt der Strom in der Hauptspule auf seinen normalen Wert. Dadurch wird die Nebenspule wieder abgeschaltet. Diese Art von Relais ist allerdings mit ein paar Einschränkungen verbunden.  Es kann zum Beispiel nicht zusammen mit einem Betriebskondensator verwendet werden, wie er typischerweise in Kompressoren für Haushaltskühlschränke zum Einsatz kommt.

Eine neuere Alternative, die in der Zwischenzeit bereits einen großen Marktanteil erobert hat, ist der PTC-Starter. Diese Vorrichtung besitzt einen Wärmewiderstand, dieser Widerstand reagiert auf Änderungen der Stromstärke in Abhängigkeit von seiner Temperatur. Bei diesen Modellen hat der PTC eine geringere Temperatur, etwa im Bereich der Raumtemperatur, wenn der Kompressor ausgeschaltet ist. Wenn der Kompressor angeschaltet ist, erlaubt der mit einem Wärmewiderstand ausgestattete Wafer den Durchfluss von Strom zur Nebenspule und der Kompressor schaltet sich ein. Sobald sich der Wafer aufheizt, verhindert er den Durchfluss von Strom zur Nebenspule wieder.

 

PTC-Relais

PTCs verursachen keine elektrischen Störungen, sie sind leiser als herkömmliche Relais und können auch zusammen mit einem Betriebskondensator verwendet werden.

In der Dezemberausgabe werden wir uns die TSD (Time Starting Devices) genauer ansehen, es handelt sich um Anlaufvorrichtungen, die beim Start eine elektronische Schaltung verwenden und die Leistungsfähigkeit des Kompressors mit An-/Aus-Technologie verbessern. Wir werden auch über Umschalter sprechen, dabei handelt es sich um elektronische Bauteile, die nicht nur Fullmotion-Kompressoren starten, sondern auch ihre Drehzahl steuern.

Wir haben bereits die gebräuchlichsten Arten von Anlaufvorrichtungen kennengelernt. Die wichtigste Funktion dieser Bauelemente ist, den Start zu unterstützen, dabei wird der Drehmoment erzeugt, der zum Erreichen der Motordrehzahl erforderlich ist. Sobald das Gerät gestartet wurde, schalten sie die Nebenspule aus.

Zusätzlich zu ihren Grundfunktionen kann die Anlaufvorrichtung auch den Anschluss eines Betriebskondensators und/oder Anlaufkondensators erlauben. Ein Versagen dieser Vorrichtung führt immer dazu, dass der Betrieb des Kühlgeräts unterbrochen wird, da der Kompressor nicht startet, oder – falls er startet – wieder stoppt, weil der Thermoschutz ausgelöst wird.

Elektrokondensatoren

Elektrokondensatoren sind elektrische Komponenten, deren Hauptfunktion es ist, elektrische Ladung in ihren Elektroden zu speichern. Sie sind durch die Messgröße gekennzeichnet, die elektrische Kapazität (F) genannt wird, andere Bezeichnungen sind MFD oder μF, d. h. Mikrofarad.

Eine weitere wichtige Eigenschaft von Elektrokondensatoren ist die mit V bezeichnete Durchbruchspannung. Dabei handelt es sich um die Spannungsgrenze, die auf dem Elektrokondensator eingestellt werden kann, sodass dieser seine Eigenschaften behält und gut funktioniert.

Die Spezifikation von Anlauf- und Betriebskondensatoren berücksichtigt Aspekte des Kompressormotors und wirkt sich direkt auf den Thermoschutz aus. Daher darf weder ein anderer Elektrokondensator installiert werden als der, der angegeben ist, noch kann ein zusätzlicher Anlauf- oder Betriebskondensator installiert werden, da dies die Sicherheit und die Leistungen des Kompressors beeinträchtigen kann.

Nach dieser kurzen Einführung möchten wir über zwei unterschiedliche Typen von Elektrokondensatoren sprechen, dabei handelt es sich um

• den Betriebskondensator und
• den Anlaufkondensator.

 

Kondensatormotoren

Betriebskondensatoren erlauben den Durchfluss von Strom durch die Nebenspule des Kompressors nach seinem Anlauf, sodass auch die Nebenspule zum Motorbetrieb beiträgt. Motoren, die einen Betriebskondensator verwenden, sind eigens dafür ausgelegt, diese Kondensatoren können nicht für Kompressoren verwendet werden, die elektromechanische Relais besitzen.

Die Installation eines falschen Betriebskondensators kann zu einer Überlastung der Nebenspule führen, was wiederum zu einem Durchbrennen des Kompressors führt.

Es gibt auch einen Anlaufkondensator, der den Kondensator beim Anlaufen unterstützt. Das hat für Haushaltskühlschränke jedoch eine eher geringe Relevanz. Wir werden dies in der nächsten Ausgabe näher erläutern. Im Moment reicht es aus, zu wissen, dass sie nur in Kompressoren mit elektromechanischem Relais oder Voltmeterrelais verwendet werden.

Jedes Kompressormodell hat seinen spezifischen Kondensator. Daher muss vor der Verwendung zunächst geprüft werden, welcher Typ empfohlen wird. Denn die falsche Verwendung eines Kondensators kann die Leistung des Thermoschutzes beeinträchtigen und zum Durchbrennen des Kompressors führen. 

Thermoschutz

Diese Komponenten sollen den Kompressor schützen, sie halten ihn davon ab, in widrigen und ungünstigen Bedingungen zu arbeiten, für die er nicht ausgelegt ist. Der wichtigste Zweck ist es, den Kompressormotor davor zu schützen, eine Temperatur zu erreichen, die ihn beschädigen könnte oder die zum Durchbrennen führt.

Dieser Thermoschutz wird aktiviert, wenn der Strom des Kompressors und/oder die Temperatur der Spule (Motor) oder des Kompressorgehäuses ein kritisches Niveau erreichen. Daher handelt es sich um eine wesentliche Komponente für die Sicherheit des Kompressors.

Es gibt externe Thermoschutzkomponenten, die am Fusit-Klemmenverbinder des Kompressors montiert sind, die den Installateuren am besten bekannt sind. Einige Kompressormodelle haben jedoch auch einen internen Thermoschutz, den wir in der nächsten Ausgabe im Detail besprechen werden.

Thermoschutz

Die wichtigsten Gründe für ein Auslösen des Thermoschutzes sind

• eine hohe Kondensationstemperatur, die durch den Ausfall eines Kondensatorventilators oder eine Obstruktion verursacht wird,
• sehr geringe Betriebsspannungen oder solche über der angegebenen Spannung,
• ein Anlauf mit ungleichem Druck,
• kontinuierlicher Kompressorbetrieb (keine Zyklen).

Jeder Kompressor hat seinen eigenen spezifischen Thermoschutz, der unter verschiedenen Temperatur- und Druckbedingungen getestet wurde, um die normalen Betriebsbedingungen des Kühlschranks zu gewährleisten. Daher muss stets der angegebene Thermoschutz installiert werden, er ist an der im Benutzerhandbuch angegebenen Position zu installieren. Dies verhindert, dass der Thermoschutz falsch ausgelöst wird oder gar nicht auslöst – was zu einem Durchbrennen des Kompressors führen kann.