Bitzer KT-420-4 Instruction Manual

KT-420-4
Einsatz von externen Frequenzumrichtern bei Bitzer Hubkolbenverdichtern
Deutsch .................................................................................................................................................... 2
Operation of Bitzer reciprocating compressors with external frequency inverters
English...................................................................................................................................................... 33
Utilisation de convertisseurs de fréquences externes avec des compresseurs à piston Bitzer
Français.................................................................................................................................................... 63
ECOLINE halbhermetische Hubkolbenverdichter
OCTAGON SL CO2-Verdichter subkritisch
ECOLINE ME CO2-Verdichter subkritisch
ECOLINE CO2-Verdichter transkritisch
ECOLINE+ CO2-Verdichter transkritisch (LSPM-Motor)
Offene Hubkolbenverdichter
BITZER Kühlmaschinenbau GmbH
Peter-Schaufler-Platz 1 // 71065 Sindelfingen // Germany
Tel [phone] // Fax [phone]
[email protected] // www.bitzer.de
Änderungen vorbehalten // Änderungen vorbehalten // Subject to change // Toutes modifications réservéesSAP-Nr // 04.2020
PDF Download // 04.2020
Änderungen vorbehalten
Subject to change
Toutes modifications réservées

KT-420-4 // PDF Download2
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung .............................................................................................................................................................3
2 Sicherheit .............................................................................................................................................................5
3 Betrieb mit Frequenzumrichter ..........................................................................................................................6
3.1 Kälteleistung und Anlageneffizienz................................................................................................................6
3.2 Anwendungsbereiche ....................................................................................................................................7
4 Auswahl..............................................................................................................................................................10
4.1 Auswahl mit der BITZER SOFTWARE ........................................................................................................10
4.2 Verdichtermotoren .......................................................................................................................................16
4.3 Zu beachten bei offenen Verdichtern...........................................................................................................19
4.4 Zu beachten bei Tandem- und 2-stufigen Verdichtern ................................................................................19
5 Geeignete Schutzeinrichtungen ......................................................................................................................19
6 Elektrischer Anschluss.....................................................................................................................................26
6.1 Kabelführung ...............................................................................................................................................27
6.2 Motoranschlüsse an der Stromdurchführungsplatte ....................................................................................27
6.3 Anstieg der Impulsspannung an den Motorklemmen ..................................................................................28
6.4 Sicherheitskette ...........................................................................................................................................29
6.5 Blindstromkompensation .............................................................................................................................29
6.6 Fehlerstromschutzschalter...........................................................................................................................29
6.7 Direktanlauf-Permanentmagnetmotor (LSPM-Motor) ..................................................................................29
7 In Betrieb nehmen .............................................................................................................................................30
7.1 Konfiguration des Frequenzumrichters........................................................................................................30
7.2 Schalthäufigkeit und Mindestlaufzeiten .......................................................................................................32
8 Dokument als PDF.............................................................................................................................................32

KT-420-4 // PDF Download 3
1 Einleitung
Mit Frequenzumrichtern kann die Kälteleistung des Verdichters durch Drehzahlregelung stufenlos an den Kältebe-
darf der Anlage angepasst werden. Die folgende Beschreibung erläutert Auslegung, Betrieb, Anwendungsbereiche
und Besonderheiten von
• BITZER Hubkolbenverdichtern
• in Kombination mit externen, separat montierten Frequenzumrichtern zur Drehzahlregelung, z.B. dem
BITZER VARIPACK.
Alle BITZER Hubkolbenverdichter sind konstruktiv für einen Betrieb ober- und unterhalb der Netzfrequenz ausge-
legt und können damit über ein besonders breites Leistungsspektrum betrieben werden.
Vorteile des Betriebs mit Frequenzumrichter (FU):
• höhere Anlageneffizienz insbesondere bei Teillast
• genauere Temperaturführung möglich
• exakte Medienvorlauftemperatur bei kritischen Prozesskühlungen und Wärmepumpen
• höhere effektive Verdampfungstemperaturen, dadurch geringere Austrocknung unverpackter Lebensmittel und
Rohstoffe in Kühlräumen sowie geringere Vereisung am Verdampfer
• weniger Verdichteranläufe
• geringere Belastung des Motors und des Stromnetzes durch integrierten Sanftanlauf: Anlaufstrom geringer als
bei Direktanlauf, Sanftanlauf, Stern-Dreieck- oder Teilwicklungsanlauf
• höhere Kälteleistung durch Betrieb oberhalb der Netzfrequenz in vielen Fällen möglich (erlaubt Einsatz eines
Verdichters mit geringerem Fördervolumen bei Netzfrequenz 50 oder 60Hz, ggf. niedrigere Kosten pro kW Käl-
teleistung)
Die Abbildung unten zeigt die geringeren Temperaturschwankungen bei Regelung mit Frequenzumrichter:
• Ein/Aus-Regelung, linkes Drittel: große Temperaturschwankungen, relativ niedrige mittlere effektive Verdamp-
fungstemperatur (dünne gepunktete Linie)
• Gestufte mechanische Regelung, mittleres Drittel: reduzierte Temperaturschwankungen durch schnellere Rege-
lung, höhere mittlere effektive Verdampfungstemperatur und dadurch höhere Effizienz
• Regelung mit Frequenzumrichter, rechtes Drittel: sehr gleichmäßige Raumtemperatur bzw. Mediumvorlauftem-
peratur (±0,5K möglich) durch stufenlose Regelung, höhere mittlere effektive Verdampfungstemperatur und da-
durch höhere Effizienz sowie z.B. geringere Entfeuchtung unverpackter Lebensmittel und Rohstoffe
Durch den Einsatz eines Frequenzumrichters lässt sich die mittlere Verdampfungstemperatur z.B. von -7 auf
-4,5°C steigern. Eine um 1K höhere Verdampfungstemperatur erhöht die Anlageneffizienz um bis zu 3%.

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Raum- / Flüssigkeitstemperatur:
Zielwert
Sauggasdruck / Sauggastemperatur:
Zielwert
Ein/Aus-Regelung
Ein/Aus-Regelung
gestufte Leistungsregelung
gestufte Leistungsregelung
Regelung mit FU
Regelung mit FU
Zeit
Zeit
Abb.1: Leistungsregelung mit Frequenzumrichter (FU) im Vergleich zur Ein/Aus- und gestuften mechanischen Leistungsregelung
Die Kälteleistung in Abhängigkeit von der Last ist in der folgenden Grafik dargestellt. Der Frequenzumrichter ist v.a.
bei Teillast-Betrieb im Vorteil.
0 20 40 60 80 100%
COP /
r
EER
Abb.2: Vergleich der Regelcharakteristik eines Hubkolbenverdichters Typ 6JE mit CR-Regelung vs. Frequenzumrichter (FU): Leistungszahl
COPr/EER (Verhältnis Kälteleistung zu aufgenommener Leistung) in Abhängigkeit von der Last.

KT-420-4 // PDF Download 5
Gepunktete Kurve: CR-Regelung.
Durchgezogene Kurve: Regelung mit FU.
Betriebsbedingungen: R449A, t0: -10°C / tC: 45°C / Δtoh: 20K
Bei der CR-Regelung liegt das Optimum immer bei 100%, bei FU-Betrieb liegt es im Teillastbereich und lässt sich durch Auslegung des Ver-
dichters und des Regelbereiches verschieben. Durch den Zielkonflikt zwischen hohem Volllast-COPr/EER und hoher Teillasteffizienz ist bei der
Auslegung ein Kompromiss erforderlich.
Zusätzlich folgende technische Dokumente beachten
KB-104 : Betriebsanleitung Halbhermetische Hubkolbenverdichter BITZER ECOLINE und ECOLINE VARISPEED
KB-120 : Betriebsanleitung Halbhermetische Hubkolbenverdichter für subkritische CO2-Anwendungen
KB-130 : Betriebsanleitung Halbhermetische Hubkolbenverdichter für transkritische CO2-Anwendungen
KB-150 : Betriebsanleitung Hubkolbenverdichter – Ergänzung "2-stufig"
KB-520 : Betriebsanleitung Offene Hubkolbenverdichter
CB-100 : Betriebsanleitung VARIPACK – externe BITZER Frequenzumrichter
2 Sicherheit
Restgefahren
Von Verdichtern, elektronischem Zubehör und weiteren Bauteilen können unvermeidbare Restgefahren ausgehen.
Jede Person, die an einem Gerät arbeitet, muss deshalb die dazugehörige Betriebsanleitung sorgfältig lesen! Es
gelten zwingend
• die einschlägigen Sicherheitsvorschriften und Normen,
• die allgemein anerkannten Sicherheitsregeln,
• die EU-Richtlinien,
• nationale Vorschriften und Sicherheitsnormen.
Beispielnormen: EN378, EN60204, EN60335, EN ISO14120, ISO5149, IEC60204, IEC60335, ASHRAE 15, NEC,
UL-Normen.
Autorisiertes Fachpersonal
Sämtliche Arbeiten an Verdichtern, Kälteanlagen und deren elektronischem Zubehör dürfen nur von Fachpersonal
ausgeführt werden, das in allen Arbeiten ausgebildet und unterwiesen wurde. Für die Qualifikation und Sachkunde
des Fachpersonals gelten die jeweils landesüblichen Vorschriften und Richtlinien.
Sicherheitshinweise
Sicherheitshinweise sind Anweisungen, um Gefährdungen zu vermeiden. Sicherheitshinweise genauestens einhal-
ten!
!
!
HINWEIS
Sicherheitshinweis um eine Situation zu vermeiden, die die Beschädigung eines Geräts oder dessen Aus-
rüstung zur Folge haben könnte.
VORSICHT
Sicherheitshinweis um eine potentiell gefährliche Situation zu vermeiden, die eine geringfügige oder mäßige
Verletzung zur Folge haben könnte.

KT-420-4 // PDF Download6
WARNUNG
Sicherheitshinweis um eine potentiell gefährliche Situation zu vermeiden, die den Tod oder eine schwere
Verletzung zur Folge haben könnte.
GEFAHR
Sicherheitshinweis um eine unmittelbar gefährliche Situation zu vermeiden, die den Tod oder eine schwere
Verletzung zur Folge hat.
Zusätzlich zu den in diesem Dokument aufgeführten Sicherheitshinweisen unbedingt auch die Hinweise und Rest-
gefahren in den jeweiligen Betriebsanleitungen beachten!
3 Betrieb mit Frequenzumrichter
3.1 Kälteleistung und Anlageneffizienz
Mechanische Leistungsregelung
Die Kälteleistung eines Hubkolbenverdichters kann mechanisch an den Kältebedarf der Anlage angepasst werden,
z.B. durch:
• Absperren des Saugkanals
• Absperren des saugseitigen Gasflusses zu einzelnen Zylinderbänken
• in Verbundanlagen auch (zusätzlich) durch Ein- und Ausschalten einzelner Verdichter
Der Verdichter wird bei konstanter Drehzahl betrieben, die Drehzahl des Motors korreliert direkt mit der Netzfre-
quenz. Daraus resultieren für 4-polige Asynchronmotoren Nenndrehzahlen von
• 1450min-1 bei 50Hz bzw.
• 1750min-1 bei 60Hz.
Leistungsregelung mit Frequenzumrichter
Das durchschnittliche Drehmoment an der Verdichterwelle hängt v.a. von den Betriebsbedingungen und dem Käl-
temittel ab und bleibt daher über einen breiten Drehzahl-/Frequenzbereich annähernd konstant. Kälteleistung und
Leistungsaufnahme variieren deshalb annähernd proportional zur Drehzahl (siehe Abb. unten), die Kälteleistung
kann mithilfe der Drehzahl stufenlos angepasst werden. Die zulässigen Drehzahlen für BITZER Verdichter sind un-
ten dokumentiert (Drehzahl- und Frequenzbereiche von BITZER Hubkolbenverdichtern).

KT-420-4 // PDF Download 7
0
140
80
40
20
100
60
0 10 20 30 40 50 60
120
f [Hz]
Q0[%]
1 06
0
0250 850
550 1450 2050 n [min-1] 1150 1750 2350
70 80
Abb.3: Typischer Verlauf der Kälteleistung Q0 in Abhängigkeit von Drehzahl und Frequenz bei Hubkolbenverdichtern
!
!
HINWEIS
Gefahr von Verdichterschaden und Motorausfall!
Betrieb mit Frequenzumrichter nicht mit mechanischer Leistungsregelung des Verdichters kombinieren! Auf-
grund des stark verringerten Kältemittel-Massenstroms wäre speziell bei niedrigen Drehzahlen eine ausrei-
chende Motorkühlung nicht sichergestellt.
Die elektrische Leistungsaufnahme bei Volllast ist geringfügig höher als bei Betrieb des Verdichters direkt am Netz.
Dies ist auf Verluste im Frequenzumrichter zurückzuführen - verursacht durch die Verluste einzelner elektronischer
Komponenten zur Leistungsumwandlung und zur Kühlung des Frequenzumrichters. Eine weitere Quelle für die Er-
wärmung des Motors und den reduzierten Motorwirkungsgrad sind Oberwellen: Je höher die Qualität des Frequen-
zumrichters und je besser er konfiguriert ist, desto geringer ist der Oberwellenanteil im Ausgangssignal.
Verschiedene Variablen im Umrichterbetrieb beeinflussen Betrieb und Anlauf des Verdichters:
• Der Spannungsverlauf begrenzt und regelt die Stromversorgung des Motors,
• die Schaltfrequenz des Stromrichters im Frequenzumrichter regelt Leistung und Zuverlässigkeit des Motors,
• die Anlaufsequenz und Spannungsverstärkung regeln den Anlauf des Verdichters.
Im Allgemeinen werden jedoch die Verluste durch den Frequenzumrichter normalerweise ausgeglichen durch Ge-
winne bei der Anlageneffizienz, indem man durch Anpassung der Verdichterleistung an die Anforderungen der An-
lage einen effizienteren Zyklus nutzt. Umrichteranwendungen erhöhen daher normalerweise die Gesamteffizienz
der Anlage unter "realen" Bedingungen.
Damit der Motor bei variabler Drehzahl immer an seinem Nennbetriebspunkt läuft, wählt man am Frequenzumrich-
ter einen Regelmodus mit konstantem Spannungs-Frequenz-Verhältnis (U/f).
3.2 Anwendungsbereiche
Für einen sicheren Betrieb des Verdichters mit Frequenzumrichter unbedingt folgende Begrenzungsfaktoren be-
rücksichtigen:
• minimale und maximale Frequenz (s. unten)
• maximale Motortemperatur
• maximale Druckgas- oder Öltemperatur und/oder Druckdifferenz (pC–pO)
• maximalen und minimalen Hochdruck
• maximalen Betriebsstrom des Verdichters

KT-420-4 // PDF Download8
• maximale Verdampfungstemperatur
• minimale Druckdifferenz (pC–pO)
• minimalen Saugdruck – dieser sollte vorzugsweise leicht über dem atmosphärischen Druck liegen.
• ausreichende Zusatzkühlung
Diese Begrenzungsfaktoren definieren die Einsatzgrenzen für einen sicheren Betrieb. Sie können jedoch in Abhän-
gigkeit von Frequenzbereichen und Betriebsbedingungen variieren.
Drehzahl- und Frequenzbereiche
Verdichter Frequenzbereich [Hz] Drehzahlbereich [min-1] Standardmotor
Halbhermetische Hubkolbenverdichter
ECOLINE
2KES..2FES 30 .. 70 900 .. 2050 40S
2EES..2CES 30 .. 70 900 .. 2050 40S
4FES..4BES 25 .. 70 750 .. 2050 40S
4VES..4NES 25 .. 70 750 .. 2050 40P
4VE..4NE 25 .. 70 750 .. 2050 40P
4JE..4FE 25 .. 70 750 .. 2050 40P
6JE..6FE 25 .. 70 750 .. 2050 40P
OCTAGON SL subkritisch
2NSL..2FSL 30 .. 75 900 .. 2200 40S
2ESL..2CSL 30 .. 75 900 .. 2200 40S
4FSL..4CSL 25 .. 70 750 .. 2050 40S
4VSL..4NSL 25 .. 70 750 .. 2050 40P
ECOLINE ME subkritisch
2MME..2FME 30 .. 75 900 .. 2200 40S
2EME..2DME 30 .. 75 900 .. 2200 40S
6TME..6PME 25 .. 70 750 .. 2050 40P
ECOLINE transkritisch
2MTE..2KTE 30 .. 75 900 .. 2200 40S
4PTE..4KTE 25 .. 70 750 .. 2050 40S
4JTE..4CTE 25 .. 70 750 .. 2050 40P
6FTE..6CTE 25 .. 70 750 .. 2050 40P
ECOLINE+ transkritisch (LSPM)
4PTEU..4KTEU 25 .. 70 750 .. 2100 40S
4JTEU..4CTEU 25 .. 70 750 .. 2100 40S
6FTEU..6CTEU 25 .. 70 750 .. 2100 40S
Offene Hubkolbenverdichter
2T.2..4G.2
W2TA .. W4GA
750 .. 1750 (externer Motor)
6H.2..6F.2
W6HA..W6FA
900 .. 1750 (externer Motor)
2TFR..2NFR auf Anfrage (externer Motor)

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Verdichter Frequenzbereich [Hz] Drehzahlbereich [min-1] Standardmotor
4UFC..6NFC auf Anfrage (externer Motor)
Tab.1: Zulässige Drehzahl- und Frequenzbereiche von BITZER Hubkolbenverdichtern mit externen Frequenzumrichtern und Standardmotoren
(zusätzlich die Einsatzgrenzen und maximale Stromaufnahme des Motors beachten)
Mit dem VARISPEED bietet Bitzer eine eigene Verdichterserie mit integriertem Frequenzumrichter an, bei der Ver-
dichter und Frequenzumrichter bereits aufeinander abgestimmt sind (siehe Betriebsanleitung KB-104 , Technische
Informationen KT-210 und KT-220 ):
• Verdichter 2DES-3.F1 mit
Frequenz 30..87Hz
• Verdichter 4FE-5.F1 .. 4NE-20.F4 mit
Frequenz 25..87Hz
• Verdichter 4PTE-7.F3K .. 4KTE-10.F4K mit
Frequenz 25..87Hz
Auslegung bei anderen Anschlussspannungen und Netzfrequenzen
Weicht die Netzversorgung von den zuvor definierten Standardbedingungen (400V/3/50Hz) ab, sind ggf. Sonder-
spannungsmotoren und eine angepasste Auslegung des Frequenzumrichters erforderlich (Sonderspannungsmoto-
ren). Weitere Informationen auf Anfrage.
Einsatzgrenzen
Die folgende Abbildung zeigt beispielhaft Einsatzgrenzen eines Hubkolbenverdichters für unterschiedliche Fre-
quenzen und wie sie sich mit der Verdampfungs- und Verflüssigungstemperatur verändern. Konkrete Einsatzgren-
zen für die jeweiligen Verdichter, Motoren und Kältemittel sind in der BITZER SOFTWARE aufgeführt.
10 6050403020
20
140
120
100
80
60
40
p [bar]
C
p [bar]
o
t = 10 K
oh
t [°C]
o
20
15
10
5
0 -10
-20
-30
50 Hz
60 Hz
70 Hz
Abb.4: Beispiel für Einsatzgrenzen von Hubkolbenverdichter 4MTE-10 mit Kältemittel R744 (CO2) und Frequenzumrichter bei 50, 60 und 70 Hz
(Beschränkungen durch die Motortemperatur oder maximale Stromstärke). Der Verdichter darf nur im Bereich unterhalb der Frequenzlinien be-
trieben werden (ggf. größeren Frequenzumrichter wählen).
to: Verdampfungstemperatur, tc: Verflüssigungstemperatur, Δtoh: Sauggasüberhitzung
Dunkelgraue Fläche: Betriebsparameter beachten.
Schwingungen
Schwingungen des Verdichters und Druckpulsationen sind üblicherweise sehr gering. Sie können jedoch Reso-
nanzfrequenzen in Rohren und Wärmeübertragern hervorrufen (d.h. die Eigenfrequenz der Anlage treffen), die zu
Schall, Vibrationen und möglicherweise zu Rohrleitungsermüdung und Undichtigkeit führen. Mögliche Quellen von
Vibrationen sind:

KT-420-4 // PDF Download10
• Gaspulsationen in der Druckgasleitung
• Drehmomentschwankungen, die auf die Verdichterbefestigung oder die Flanschverbindungen der Leitungen wir-
ken
• Resonanzen in der Economiser-Leitung (bei Schrauben- und Scrollverdichtern)
Die Frequenz dieser Schwingungen steht in Zusammenhang mit der Betriebsfrequenz des Verdichters, die sich in
einem breiten Bereich bewegen kann. Verglichen mit Anlagen mit fester Drehzahl (ohne Frequenzumrichter) ver-
schärft sich dies in frequenzgeregelten Anlagen: Selbst wenn die Rohrleitungen bei einer bestimmten Drehzahl
ausreichend sind, kann dies bei anderen Drehzahlen nicht der Fall sein. Aus diesem Grund müssen die Rohrlei-
tungsschwingungen im gesamten Drehzahlbereich sowohl bei der Anlagenplanung als auch bei der Inbetriebnah-
me jeder einzelnen Anlage geprüft werden ( siehe Seite 31 ).
4 Auswahl
4.1 Auswahl mit der BITZER SOFTWARE
Information
In der Bitzer Software ist eine Auslegung mit externem Frequenzumrichter bisher nur für halbhermetische
Verdichter möglich.
Schritt 1: Verdichter wählen
Zunächst Kältemittel, Kälteleistung und Betriebspunkte sowie "Externer FU" wählen. Anschließend Berechnung
starten durch Klick auf die Schaltfläche . Die Software bietet dann zwei geeignete Verdichter im Bereich der
maximalen Betriebsfrequenz an, jeweils mit ihrem Standardmotor (Drehzahl- und Frequenzbereiche). Wird einer
dieser Verdichter ausgewählt, gibt die Software Frequenz, Kälteleistung und Stromaufnahme (Spannung) aus:

KT-420-4 // PDF Download 11
Abb.5: Die BITZER SOFTWARE zeigt Frequenz, Kälteleistung und Stromaufnahme (Spannung) für den gewählten Verdichter.
Durch schrittweises Erhöhen der Betriebsfrequenz (Schieber bei "Externer FU") kann für die gewählte Kombination
aus Verdichter, Kältemittel und Betriebspunkt die maximal mögliche Betriebsfrequenz ausfindig gemacht werden.
Für einen Betrieb oberhalb dieser Frequenz ist evtl. eine größere Motorversion (wählbar im Drop-Down-Menü "Ver-
dichtertyp") oder ein Sonderspannungsmotor ( siehe Kapitel Verdichtermotoren, Seite 16 ) erhältlich. Die Berech-
nung von Sonderspannungsmotoren für FU-Betrieb ist allerdings nicht in der BITZER SOFTWARE implementiert
und erfolgt auf Anfrage.

KT-420-4 // PDF Download12
Abb.6: Erhöht man die Betriebsfrequenz eines gewählten Verdichters, kann die maximale Stromaufnahme überschritten werden. Die Software
empfiehlt dann eine größere Motorversion oder einen Sonderspannungsmotor.
Schritt 2a: BITZER VARIPACK Frequenzumrichter wählen (sofern verfügbar)
Oben in der Menüleiste auf die Schaltfläche für das Zubehörmodul klicken.
Information
Die Schaltfläche für das Zubehörmodul wird erst nach einer zuvor erfolgten Berechnung aktiv!
Im Zubehörmodul kann direkt der passende Frequenzumrichter ausgelegt werden. Durch die modulare Bauweise
der VARIPACK Frequenzumrichter steht ein breites Spektrum zur Verfügung, das flexibel, übersichtlich und opti-
mal auf die BITZER Verdichter abgestimmt ist:

KT-420-4 // PDF Download 13
Produktübersicht VARIPACK Frequenzumrichter
Nennausgangsstrom (A)
Abb.7: Produktübersicht der BITZER VARIPACK Frequenzumrichter
Das Anlaufverhalten der Verdichter wurde für VARIPACK Frequenzumrichter optimiert, für die verschiedenen Käl-
temittel getestet, und die Ergebnisse wurden in der BITZER SOFTWARE hinterlegt. Damit ist hier immer ein siche-
rer Anlauf gewährleistet.
Zudem visualisiert die BITZER SOFTWARE die resultierenden Frequenzlimits der aktuell gewählten Kombination
aus Verdichter, Kältemittel, Betriebspunkt und VARIPACK Frequenzumrichter in der Einsatzgrenze:

KT-420-4 // PDF Download14
Abb.8: Visualisierung der Einsatzgrenzen mit Frequenzumrichter in der BITZER SOFTWARE.
Sind geringere Einschränkungen hinsichtlich der maximal möglichen Frequenz gewünscht, können diese durch
Auswahl eines größeren Frequenzumrichters ggf. angehoben werden (sofern nicht der Motor den limitierenden
Faktor darstellt):

KT-420-4 // PDF Download 15
Abb.9: Menü zur Wahl des VARIPACK Frequenzumrichters im Zubehörmodul der BITZER SOFTWARE.
Für weitere Details zum VARIPACK siehe Betriebsanleitung CB-100 .
Schritt 2b: Frequenzumrichter eines anderen Herstellers wählen
▶ Mindestens 10% Reserve für Betriebsstrom einplanen
Der Frequenzumrichter muss den Verdichter bei allen Betriebsbedingungen kontinuierlich mit dem zu erwartenden
Betriebsstrom versorgen können. Eine zusätzliche Reserve von mindestens 10% sollte eingeplant werden, um z.B.
eine Unterspannung im Netz kompensieren zu können. Hat der Frequenzumrichter Begrenzerfunktionen, die unter
solchen Umständen die maximale Frequenz limitieren, um die Betriebssicherheit zu gewährleisten (wie z.B. der
BITZER VARIPACK), kann die Reserve ggf. kleiner gewählt werden.
▶ Überlastfähigkeit für Verdichteranlauf berücksichtigen
Zusätzlich muss ein Ausgleichsfaktor FC für den Strom beim Verdichteranlauf berücksichtigt werden. Da bei Hub-
kolbenverdichtern der Momentenverlauf über den Drehwinkel nicht gleichförmig ist (die Gleichförmigkeit nimmt mit
steigender Zylinderzahl zu), ist bei kleinerer Zylinderzahl ein größeres Anlaufmoment erforderlich. Die Ausgleichs-
faktoren sind:
• 2-Zylinder-Verdichter für CO2: F=3
• übrige 2-Zylinder-Verdichter: F=2,0
• 4-Zylinder-Verdichter: F=1,6
• 6-Zylinder-Verdichter: F=1,5
• 8-Zylinder-Verdichter: F=1,4

KT-420-4 // PDF Download16
Dieser Faktor wird jeweils multipliziert mit dem "Max. Betriebsstrom", den die BITZER SOFTWARE im Reiter
"Technische Daten" für den jeweiligen Motor angibt (s. Abb. unten). Dieser maximale Strom muss innerhalb der
kurzfristigen Überlastfähigkeit des Frequenzumrichters liegen, andernfalls muss ein größerer Frequenzumrichter
gewählt werden.
Abb.10: Der "Max. Betriebsstrom" aus der BITZER SOFTWARE (hier: 21,9A)
multipliziert mit einem verdichterspezifischen Faktor (für 4-Zylinder-Verdichter: F=1,6)
ergibt die nötige kurzfristige Überlastfähigkeit des Frequenzumrichters.
Bei BITZER VARIPACK Frequenzumrichtern ist dies bereits in der Auslegung berücksichtigt.
4.2 Verdichtermotoren
Der Frequenzumrichter kann keine Spannung abgeben, die über seiner Anschlussspannung liegt. Das heißt: Die
Stator-Spannung kann bei höherer Ausgangsfrequenz des Umrichters nicht mehr weiter ansteigen. Dadurch sinkt
der Magnetisierungsstrom in der Hauptinduktivität, das Statordrehfeld und das Moment werden geschwächt.
Das bedeutet: Beim Anheben der Frequenz über die Synchrondrehzahl fällt das Spannungs-Frequenz-Verhältnis
U/f. Da das vom Verdichter benötigte Moment konstant bleibt, wird die Stromaufnahme des Motors ansteigen ( sie-
he Abbildung 11, Seite 17 ). Deshalb sollte der Motor bei Netzfrequenz ausreichende Reserve (Strom / Leistung)
aufweisen. Die Frequenz/Drehzahl kann erhöht werden, bis der maximale Effektivwert des Motorstroms erreicht
wird (siehe max. Betriebsstrom auf dem Typschild oder in der BITZER SOFTWARE).

KT-420-4 // PDF Download 17
0
140
80
40
20 P
100
60
M
0 10 20 30 40 50 60
120
f [Hz]
I
P
M
I
[%]
1 06
0
0250 850
550 1450 2050 n [min-1]
0
0 100 300200 400
....................
400 U [V]
1150 1750 2350
70 80
Abb.11: Betriebscharakteristik eines Verdichtermotors bei Betrieb mit FU (400V/3/50Hz) mit Reserve.
P: max. Leistungsaufnahme Verdichter
M: max. Drehmoment des Motors an Verdichterwelle
I: max. Stromaufnahme Verdichter
f: Frequenz (Frequenzumrichter-Ausgang)
U: Ausgangsspannung (Frequenzumrichter)
Standardmotoren
Für übliche Anwendungen schlägt BITZER den Einsatz der Standardmotoren 40S oder 40P vor (Drehzahl- und
Frequenzbereiche von BITZER Hubkolbenverdichtern). Sie sind besonders ökonomisch und können in weiten Be-
reichen betrieben werden. In der BITZER SOFTWARE ist für jeden Verdichter der jeweilige Standardmotor aufge-
führt. Die Anschlussspannung beträgt
• 400V bei 50Hz bzw.
• 460V bei 60Hz.
LSPM-Motoren
Die Verdichter mit den Buchstaben "U" und "L" in der Typenbezeichnung (z.B. 6CTEU-50LK) sind mit einem Di-
rektanlauf-Permanentmagnetmotor (LSPM-Motor) ausgestattet. Die darin enthaltenen Permanentmagnete erzeu-
gen ein nicht vernachlässigbares magnetisches Feld, das jedoch vom Verdichtergehäuse abgeschirmt wird.
Abb.12: Warn- und Verbotsschilder auf einem Verdichter mit Permanentmagnetmotor

KT-420-4 // PDF Download18
Am Verdichter angebrachte Sicherheitszeichen
WARNUNG
Starkes Magnetfeld!
Magnetische und magnetisierbare Objekte fern halten!
Personen mit Herzschrittmachern, implantierten Defibrillatoren oder Metallimplantaten: mindestens 30 cm
Abstand halten!
Sonderspannungsmotoren
Wird der Motor bei Standardbedingungen und Netzfrequenz bereits bis zum maximalen Betriebsstrom ausgelastet,
kann ein Sonderspannungsmotor sinnvoll sein, um einen größeren Regelbereich zu ermöglichen. Dadurch kann
auch im Bereich oberhalb der Netzfrequenz ein konstantes Spannungs-Frequenz-Verhältnis U/f eingehalten wer-
den, es steht ein konstantes Drehmoment über den gesamten Anwendungsbereich zur Verfügung.
!
!
HINWEIS
Gefahr von Verdichterschaden und Motorausfall bei zu hoher Drehzahl!
Obere Drehzahlgrenze des Verdichters beachten! Siehe Einsatzgrenzen.
Bei Sonderspannungsmotoren bietet sich je nach Auslegung und/oder zulässigem Drehzahlbereich des Verdich-
ters folgende Motoroption an (bezogen auf die Netzversorgung 400V/3/50Hz):
• 40S: 230V/3/50Hz (+73% Verdichterstrom) bei vollem Motordrehmoment – maximal zulässige Drehzahl des
Verdichters beachten! (folgende Abb., Kurve ③)
① ②
③
0
400
300
200
100
0 10 9020 30 40 50 60 70 80
87
U[V]
230
f[Hz]
333
Abb.13: Spannungsanstieg über der Frequenz bei verschiedenen Motoren
①: 400V/3/50Hz
②: 400V/3/60Hz
③: 230V/3/50Hz
Mit dieser Auslegung liegt der Betriebsstrom bei Kurve ② um das 1,2-fache bzw. bei ③ um das 1,73- fache höher
als bei 400V/50Hz. Dadurch erhöhen sich die Kosten für den Frequenzumrichter bzw. er ist entsprechend zu di-
mensionieren.
Information
Ein Standardmotor erlaubt den Betrieb des Verdichters direkt mit Netzspannung, wenn der Frequenzum-
richter ausfällt.

KT-420-4 // PDF Download 19
4.3 Zu beachten bei offenen Verdichtern
Motorzuordnung und Auslegung des Frequenzumrichters in Abstimmung mit den Herstellern vornehmen.
!
!
HINWEIS
Gefahr von Motorschaden durch unzureichende Kühlung!
Sicherstellen, dass der Motor bei jeder Drehzahl ausreichend gekühlt wird! Einsatzbereiche des Motors laut
Hersteller beachten.
Motorschutz
Neben einem typischen Motorschutzschalter zur Strombegrenzung wird zusätzlich ein thermischer Motorwicklungs-
schutz empfohlen. Damit ist auch gewährleistet, dass der Motor nur bei zulässigen Temperaturen betrieben wird.
Kupplung und Wellenabdichtung
Die Kupplung sorgfältig auswählen (siehe BITZER SOFTWARE). Für einen Betrieb bei niedrigen Drehzahlen / Fre-
quenzen muss eine Kupplung mit ausreichendem Massenträgheitsmoment ausgewählt werden. Siehe dazu auch
die Technische Information KT-160 .
4.4 Zu beachten bei Tandem- und 2-stufigen Verdichtern
Ölausgleich bei halbhermetischen Tandemverdichtern
In Tandemverdichtern kann sich bei Betrieb mit Frequenzumrichter ein unterschiedliches Ölniveau zwischen bei-
den Verdichterseiten einstellen. Deshalb muss zwischen beiden Seiten ein Ölniveau-Regelsystem oder Öl- und
Gasausgleich installiert werden.
Kältemitteleinspritzventil bei halbhermetischen 2-stufigen Verdichtern
Bei 2-stufigen Verdichtern muss im gesamten Drehzahlbereich eine ausreichende Überhitzung am Kältemittelein-
spritzventil sichergestellt sein. Dazu Ventil individuell auswählen.
5 Geeignete Schutzeinrichtungen
Für Hubkolbenverdichter mit Frequenzumrichter-Betrieb kommen prinzipiell die Schutzgeräte SE-B* und das Ver-
dichtermodul CM-RC-01 infrage.
Schutzgeräte SE-B*
Siehe Technische Information KT-122 .
!
!
HINWEIS
Ausfall des Verdichterschutzgeräts und des Motors durch fehlerhaften Anschluss und/oder Fehlbedienung
möglich!
Klemmen M1-M2 oder T1-T2 am Verdichter und B1-B2 am Schutzgerät sowie die beiden Fühlerkabel des
Schutzgeräts dürfen nicht mit Steuer- oder Betriebsspannung in Berührung kommen!
Verdichtermodul CM-RC-01
Siehe Technische Information KT-230 . Zur Montage des CM-RC-01 Komplettierungsbausatzes siehe auch:
• KW-231 für Verdichter 4JE .. 4FE und 6JE .. 6FE
• KW-232 für Verdichter 4VES .. 4NES
• KW-233 für Verdichter 4FES .. 4BES
• das Video unter folgendem Link: www.youtube.com/watch?v=pASKgiWnw4g

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WARNUNG
Gefahr von elektrischem Schlag!
Vor Arbeiten im Anschlusskasten, im Modulgehäuse und an elektrischen Leitungen: Hauptschalter aus-
schalten und gegen Wiedereinschalten sichern!
Vor Wiedereinschalten Anschlusskasten und Modulgehäuse schließen!
!
!
HINWEIS
Beschädigung oder Ausfall des Verdichtermoduls möglich!
An die Klemmen von CN7 bis CN12 keine Spannung anlegen – auch nicht zum Prüfen!
An die Klemmen von CN13 maximal 10V anlegen!
An die Klemme 3 von CN14 maximal 24V, an die anderen Klemmen keine Spannung anlegen!
An Spannungsausgänge niemals Spannung anlegen, auch nicht zum Prüfen.
Um einen sicheren und zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten, wurde in der BEST SOFTWARE ein spezieller
„Frequenzumrichter‟-Modus für das CM-RC-01 entwickelt.
Bei Verwendung des CM-RC-01 lässt sich auch erstmalig die Kältemitteleinspritzung (RI) mit einem Frequenzum-
richter (oder mit dem CRII-System zur mechanischen Leistungsregelung) kombinieren – was die Einsatzgrenze des
Verdichters erweitert. Das CM-RC-01 erlaubt eine sehr genaue und bedarfsgerechte Einspritzung über einen
großen Leistungsbereich. Derselbe RI-„Kit“ kann für verschiedene Kältemittel und für verschiedene Verdichtergrö-
ßen innerhalb eines Gehäuses verwendet werden.
Außerdem kann das CM-RC-Modul z.B. einen Zusatzventilator steuern, und es überwacht den gesamten Betrieb
des Verdichters inkl. Datenaufzeichnung.
Prinzipschaltbilder