Mit Schraube meinst du die Verdichter Schnecke? Wenn die zerbrochen ist, wirds auch nicht mehr funktionieren wenn der Motor dreht, da brauchst dann zwingend einen neuen Kompressor.
Der Druck in Ruhe sagt leider so direkt erstmal garnichts aus. Der nennt sich Dampfdruck und ist abhängig vom verwendeten Kältemittel und Temperatur.
Das Kältemittel ist nicht vollständig als Gas vorhanden, sondern auch flüssig. Das ist wie bei einer Gasflasche, wenn Druck entweicht, verdampft weitere Flüssigkeit zu Gas und der Druck ist wieder stabil, erst wenn die komplette Flüssigkeit verdampft ist, dann sinkt auch der Druck. Aber schon lange vorher gibts Leistungsprobleme.
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Denn genau das wird ja benötigt, um Kompressorkälte bzw. das Wärmepumpen zu ermöglichen. Im Verdampfer wird das Kältemittel verdampft, um den Aggregatszustand von flüssig in gasförmig zu ändern, wird Energie benötigt, die aus der Umgebung / Wärmetauscher gezogen wird, das Ergebnis der Wärmetauscher kühlt sich ab. Umgekehrt wird im Verflüssiger der hinter dem Kompressor liegt, ein hoher Druck erzeugt, um das Kältemittel wieder flüssig zu bekommen, dadurch wird sehr viel Energie frei, ergo der Wärmetauscher wird warm bzw. heiß und kann so die aufgenommene Wärme von der Verdampfung wieder abgeben. Die Verflüssigungstemperatur muss so wesentlich höher sein als die Umgebungstemperatur damit ein Wärmetransfer vollzogen werden kann und das Kältemittel zwecks Abkühlung wieder kondensieren kann. Hier limitieren Kältemittel und Auslegung der Anlage, was maximalen Druck und damit maximale Verdampfungtemperatur angeht.
Auf der Arbeit reden wir immer von Kältemaschinen, da wir entweder Rechenzentren oder Standorte mit Übertragungstechnik kühlen. Dort wird zudem zwei weitere Tricks angewandt, um die Wärmetransferleistung zu steigern... und zwar die Überhitzung und Unterkühlung des Kältemittels
wenn man das verdampfte Kältemittel zusätzlich mit Wärme füttern und somit weiter erwärmt gibt es einen höheren Druck am Kompressor welcher es dann "einfacher" hat das dichtere Gas zu komprimieren. Da zuviel Überhitzung die Effizienz wieder beeiträchtigt, wird immer ein Saugdrucksensor und Temperaturfühler am Eingang des Kompressor angeschlossen und somit die Überhitzung meist über einen eigenen Regler der mit der Hauptsteuerung kommuniziert geregelt. Das Öl im Kompressor muss dafür ausgelegt sein, da dieser auch wesentlich heißer läuft. Ich suche da immer einen Kompromiss zwischen Überhitzung, Kälteleistung und Energieaufnahme und optimiere das System nach Auswerten der ganzen Sensordaten.
So ähnlich ist es mit der Unterkühlung des Kältemittels, das ist die Temperatur zwischen dem Kondensatorausgang und am Eingang des Expansionsventils. Die Unterkühlung kann durch einen kleinen Wärmetauscher der im Verdampfungs- oder Wasserkühlkreislauf sitzt, erreicht werden. Wenn kühleres Kältemittel verdampft wird, kann es mehr Wärme aufnehmen, ergo muss man weniger Kältemittel verdampfen, um die gleiche Kühlleistung zu erreichen und spart etwas Energie wiederrum beim Kompressor.
Man kann das grob so veranschaulichen, wenn wir eine Herdplatte und ein Topf Wasser unter eine Unterdruckglocke (Labor) stellen und den Druck absenken, fängt das Wasser immer früher an zu kochen, also die Siedetemperatur (Flüssig -> Gas) nimmt ab. Zum Bsp bei 0,4 Bar oder so kocht das Wasser schon bei 70°C statt 100°C bei Normaldruck.
Das Ganze kann man relativ leicht selbst nachempfinden, man nehme Haarspray oder eine Deoflasche und drückt den Knopf und hälte diesen, man wird merken das die ganze Flasche sich recht schnell abkühlt. Denn wie beschrieben wird die Energie für den Aggregatszustandwechsel aus der Umgebung genommen. Der Verstäuber oben ist das Expansionsventil, der eine definierte Menge "Kältemittel" (in dem Fall Treibmittel und Deo/Haarspry) durchlässt. Wenn wir jetzt das ausgeströmte Gas fangen würden und durch einen Kompressor jagen wird es durch das komprimieren heiß (mechanische Energie wird zugeführt), man kennt das vom Aufpumpen des Fahrrad/Rollerreifen, die Pumpe, Schlauch und Ventil werden heiß. Wenn man es danch durch einen Wärmetauscher jagt und abkühlt, kondensiert es, wie die Luftfeuchtigkeit im Sommer an der kühlen Bierflasche. Wenn man sich eine Dose Kältespray besorgt, ist dort ein anderes Treibmittel im Einsatz, was eben passenden Dampfdruck<->Temperaturbereich bietet, um das Verdampfen bei möglichst niedriger Temperatur zu ermöglichen. Deswegen gibt es soviele versch. Kältemittel man muss den Spagat zwischen maximaler Differenztemperatur<->Dampfdruck<->Umweltfreundlichkeit (GWP Wert) finden. Wenn man das Ganze zu einem Kreislauf verbindet, hat man eine Wärmepumpe
ob man damit kühlen oder heizen möchte, kommt drauf an welche Seite man benutzt. Verdampfer = kalt, Verflüssiger = heiß.
Das Expansionsventil an kleineren Anlagen wie Kühlschrank oder Klimaanlagen ist meist fix, das ist einfach ein Röhrchen an einer Stelle zusammengedrückt. An mittelgroßen oder älteren Anlagen kommt oft eine passive bi-metall gesteuerte Variante zum Ansatz, bei größeren oder besondern effizienten Anlagen, wie auch in der Zoe wird das Expansionventil vollelektronisch nach den o.g. Messwerten gesteuert.
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Also auch wenn es mit der Zoe soviele Probleme gibt, vor allem mit der Zerstörung des Kompressors, kann ich aufjeden Fall sagen das Scrollverdichter kostengünstig und trotzdem extrem robust sind.
Ich hab dazu ein passendes Extrem-Beispiel: Wir haben einen etwas größeren Außenstandort mit einem 120kW Kaltwassersatz (Verdampfer, Verflüssiger, Kompressoren, Lüfter alles in einem "kompakten" Kasten). Es wurden immer mehr kW Leistung an Technik eingebaut und die Maschine kam letzendlich an ihre Grenzen. Da der Controller irgendwann spackte, war klar das ich die Regelung der ganze Maschine dann selbst übernehme (SPS). Zudem gabs im Hochsommer immer wieder Pressostat Auslösungen (Hochdruck Notabschaltung). Ab 32 Bar auf Hochdruckseite war Feierabend, die Bereitschaft musste vor Ort und diesen manuell zurücksetzen. Da kein Geld für eine größere zur Verfügung stand, haben wir mit unserer Kältefirma gesprochen und uns entschieden die Maschine zu "übertakten". Der ganze Kältekreislauf war auf 40 Bar ausgelegt, wir haben bei einer Wartung die Hochdruckpressostaten gegen welche mit 38 Bar (R410A ca. 60Grad Verflüssigungstemperatur) und selbstrückstellend ausgetauscht, Expansionsventile angepasst und die Anlage dann an dem absoluten Limit arbeiten lassen. Diese hat zwei Kältekreise mit jeweils zwei 40kW Scrollverdichter. Diese konnten nur ein/aus, noch keine Drehzahlregelung oder ähnliches. Es waren Standard Emerson Copeland Verdichter nix Premium oder sonst was. Im Hochsommer war immer kurz vor Abschaltung, ich hab in der Regelung wenn der max Druck fast erreicht war, kurz ein Kompressor abgeschaltet nur um diesen 10 min später wieder zu starten, um so über die heißen Tage zu kommen.
Da die Maschine sehr alt war und auch nicht geräusch-gedämmt hat man beim Anlaufen der Scrollois deutlich gehört wie die erste Minute eine Qual war, lautes metallisches klirren (kurzes behrühren der Spiralen, danach sehr lautes brummen (Druck-/Kreislaufaufbau) erst nach 2min war das Betriebsgeräusch "angenehm".
Die Anlage lief 14 Jahre am Stück mit dieser Konfig, wir haben pro Scrolli ca. 60.000 Starts und keine Ahnung mehr wieviel Betriebsstunden drauf und die wurde 2022 voll funktionstüchtig gegen eine größere endlich ausgetauscht.
Natürlich gab es auch Probleme wie Kältemittelverlust durch Undichtigkeit, aber niemals einen Schaden da eben gescheit überwacht. Im Anhang mal das alte Schema der interne Aufbau der Maschine, leider keine Werte mehr da die Steuerung jetzt eine andere Maschine steuert. Ist aber tatsächlich alles nicht so komplex wie mancher Servicetechniker das Ganze hinstellen mag.
kws_schema_alt.png
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Ich bin fast schon sicher wenn die wenigstens dem Kompressor noch einen Saugdrucksensor verpasst hätten, dass so katastrophale Schäden vermeidbar gewesen wären. Den zu niedrigen Saugdruck mögen die Scrollis echt nicht. Es hätte viel früher ein Kältemittelmangel angezeigt und im worst case den Kompressor früher hätte abgeschaltet werden können. Da im KFZ Bereich mehr Schläuche als fixe Rohre verbaut werden und die Zoe aufgrund der Umschaltung eben paar Meter davon mehr hat und durch die immer etwas Kältemittel flöten geht, ist dann fast schon als Normal zu betrachten und sollte bei der Wartung kontrolliert werden, wirds ja aber nicht wie ich selbst feststellen durfte.