Danfoss IPS 8 User guide [de]

Benutzerhandbuch

Entlüftersystem (IPS 8) für Ammoniak

Technische Daten, Installation und Gebrauch

ir.danfoss.com148R9645

Benutzerhandbuch | Entlüftersystem (IPS 8) für Ammoniak – Technische Daten, Installation und Gebrauch

Inhalt

Rechtlicher Hinweis ................................................................................................................................................................................................. 3

Technische Daten ......................................................................................................................................................................................................4

Bestellung.......................................................................................................................................................................................................................4

Einführung ..................................................................................................................................................................................................................... 5

Ausstattung ...................................................................................................................................................................................................................5

Funktionsprinzip ....................................................................................................................................................................................................... 6

Betriebszyklus .............................................................................................................................................................................................................. 7

Luftfallen ......................................................................................................................................................................................................................... 8

Anschlussstellen .........................................................................................................................................................................................................9

Anschlusspunkte......................................................................................................................................................................................................11

Installation ...................................................................................................................................................................................................................12

Elektrische Verdrahtung ......................................................................................................................................................................................14

Anzeigeleuchten ......................................................................................................................................................................................................16

Schnellstart ..................................................................................................................................................................................................................17

Allgemeines Display ..............................................................................................................................................................................................17

Konfigurieren mittels LCD ..................................................................................................................................................................................18

Modbus RTU ...............................................................................................................................................................................................................20

Wartung/Service/Entsorgung .........................................................................................................................................................................27

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Rechtlicher Hinweis

Diese Produktinformation ist Bestandteil der Dokumentationsunterlagen für den Danfoss-Lieferumfang.
Ihr Zweck ist Produktpräsentation und Kundenberatungsservice. Sie beinhaltet wichtige Angaben und
technische Daten zu dem Produkt.

Diese Produktinformation muss um die branchenüblichen Vorschriften zu Arbeits- und Gesundheitsschutz
am Aufstellort des Produkts ergänzt werden. Die Vorschriften sind aufgrund unterschiedlicher gesetzlicher
Vorschriften an verschiedenen Aufstellorten nicht zwangsläufig identisch. Sie sind deshalb nicht Bestandteil
dieser Produktinformation.

Neben dieser Produktinformation und den im Einsatzland und -bereich des Produkts geltenden
Unfallverhütungsvorschriften müssen auch die technischen Vorschriften für sicheres und fachgerechtes
Arbeiten beachtet werden.

Diese Produktinformation wurde in bester Absicht und in gutem Glauben zusammengestellt.
Danfoss kann jedoch für eventuelle Fehler in diesem Dokument bzw. deren Konsequenzen
nicht zur Verantwortung gezogen werden.

Danfoss behält sich das Recht vor, im Zuge der Weiterentwicklung technische Änderungen
an den in dieser Produktinformation beschriebenen Anlagen vorzunehmen.

Bei den Abbildungen und Zeichnungen in dieser Produktinformation handelt es sich um vereinfachte
Darstellungen. Infolge von Verbesserungen und Änderungen kann es sein, dass die Abbildungen den
aktuellen Entwicklungsstand nicht absolut genau wiedergeben. Die technischen Daten und Abmessungen
können sich ändern. Auf Basis dieser Werte werden keinerlei Ansprüche akzeptiert.

Danfoss A/S

6430 Nordborg

Denmark

CVR nr.: 20 16 57 15

Telephone: [phone]
Fax: [phone]

EU DECLARATION OF CONFORMITY

declares under our sole responsibility that the

Product category: Intelligent Purger System (Air Purger)

Type designation(s): IPS 8

Covered by this declaration is in conformity with the following directive(s), standard(s) or other normative
document(s), provided that the product is used in accordance with our instructions.

Machine Directive 2006/42/EC

EN 378-2:2016 Refrigerating systems and heat pumps - Safety and environmental requirements - Part 2: Design,
construction, testing, marking and documentation

IEC 60204-1:2018 Safety requirements for electrical equipment for measurement, control and laboratory use - Part 1:
General requirements

Pressure Equipment Directive 2014/68/EU (PED)

EN 378-2:2016 Refrigerating systems and heat pumps - Safety and environmental requirements - Part 2: Design,
construction, testing, marking and documentation

Ammonia side (R717): Category A4P3. Fluid group: 1. PS = 40 bar. TS: -40 C to 60 C
R452A side: Category 1. Fluid group: 2. PS = 28 bar. TS: -40 C to 60 C

Ambient temperature: -10 C to 43 C

Electromagnetic Compatibility Directive 2014/30/EU (EMC)

IEC 61000-6-2 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 6-2: Generic standards - Immunity standard for industrial
environments (IEC77/488/CDV:2015)

EN 61000-6-4 Electromagnetic compatibiliy (EMC) - Part 6-4: Generic standards - Emission standard for industrial
environments

Note: EMC test performed with cable length < 30m.

Date: YYYY.MM.DD
Place of issue:

Signature:

Danfoss only vouches for the correctness of the English version of this declaration. In the event of the declaration being translated into any other
language, the translator concerned shall be liable for the correctness of the translation

ID No: 084R9456

This doc. is managed by 500B0577

Issued by

Name: Su Cheong Ho

Title: Lead Design Engineer

Refrigeration & Air Conditioning Controls

Revision No: AA

Danfoss A/S

Date: YYYY.MM.DD
Place of issue:

Signature:

Approved by

Name: Behzad Parastar

Title: Product Manager

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Technische Daten

Bestellung

Versorgungsspannung 230 V AC, 1 ph, 50 Hz

Strom 5,7 A (max. 6,5 A)

Leistungsaufnahme max. 1.3 kW

Kurzschlussstromfestigkeit Icc 10 kA

Umgebungstemperaturbereich -10 bis +43 °C (14 bis 109 °F)

Temperaturbereich Transport/Lagerung -30 bis +60 °C (-22 bis 140 °F)

Gehäuse IP55

Gewicht max. 100 kg (221 lbs)

Abmessungen (LxBxH) 1051 x 441 x 703 mm (41,4 x 17,4 x 27,7 Zoll)

Entlüfter-Kältemittel R452A 900 Gramm (31,7 Unz.)

Max. Betriebsdruck (PS) R452A 28 bar (406 psi)

Systemkältemittel R717

Min. Betriebsüberdruck R717 6,5 bar (94 psi)

Max. Betriebsdruck R717 40 bar (580 psi)

Arbeitstemperaturbereich R717 -40 bis +60 °C (-40 bis 140 °F)

Einheit

Danfoss Entlüftersystem IPS 8 084H5001

Zubehör/Ersatzteile Zubehör Ersatzteil Artikelnummer

Flansch-Blinddeckel inkl. Schrauben, Muttern und Dichtungen* x 084H5053
Schwimmerventil SV3 x 027B2023
ICF 15-4 Magnetventil, DIN Anschweißende 15 mm ½-Zoll x 027L4543
ICF 15-4 Magnetventil, ANSI Schweißmuffe 15 mm ½-Zoll x 027L4538
ICF 15-4 Magnetventil, ANSI Anschweißende 15 mm ½-Zoll x 027L4602
Schweißflansch inkl. Schrauben, Muttern und Dichtungen x 084H5055
Entlüfter-Magnetventilsatz (Anker, Schlauch, Dichtung, Düse, Filtereinsatz) x 084H5051
Magnetspule, 220 – 230 V, 50 HZ für AKV x 018F6801
Magnetspule, 24 V DC für AKV x x 018F6757
Netzteil, 24 V DC – optional zur Spannungsversorgung von Entlüftungspunkten x x 080Z0055
Restriktor, Entlüftungsleitung x 084H5054
Verdichter-Kurbelwannenheizung x 084H5058
Verflüssiger-Spulenbaugruppe inkl. Schrauben x 084H5059
Lüftermotor für Verflüssiger inkl. Lüftergitter und Schrauben x 084H5060
Absaugventilator x 084H5056
Luftgitter mit Filter (2 Stück) x 084H5057
Vorprogrammierter MCX 15 x 084H5052
Druckmessumformer Verdampfer, gelötet (AKS 32R) x 060G3552
Verdichter inkl. Startrelaiskasten und Anlauf- und Betriebskondensator x 123F2126
Verdichter Hochtemp.-Fühler x 084N2003
Expansionsventil, R452A x 068U3881
Schauglas x 014-0191
Druckmessumformer – R717, mit Gewinde, AKS2050 x 060G5750
Thermostat für Kurbelgehäuse-Heizungsregelung x 060L111166
Temperaturfühler – R717, AKS 21M x 084N2003

Druckschalter für Lüfter x

Drucksicherheitsschalter x

* Zum Schließen des Systemflanschs während der Systemdruckprüfung

Artikelnummer

bitte Danfoss

kontaktieren

bitte Danfoss

kontaktieren

Hinweis:

Alle Ersatzteile sind Teile, die bereits in das IPS 8 eingebaut sind.
Sämtliche Zubehörteile sind dies nicht.

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Einführung

Ausstattung

Das Danfoss Entlüftungssystem (IPS 8) ist ein
autonomes, eigenständiges Entlüftungsgerät,
das nicht kondensierbare Gase (NC-Gase = Luft
und andere nicht wünschenswerte Gase) aus
industriellen Ammoniak-Kühlsystemen abführt.

Die IPS-Regelung kann bis zu acht Entlüftungspunkte
automatisch verarbeiten.

Es lässt sich nicht vermeiden, dass NC-Gase in ein
Kühlsystem gelangen, ungeachtet des Kältemittels,
der Drücke oder der Temperaturen. NC-Gase im
System senken den Wirkungsgrad des Systems,
da sie sowohl höhere Leistungsaufnahme
verursachen als auch die Kälteleistung senken.

Aufgrund ihrer von Ammoniak abweichenden
Dichte sammelt sich eingetretene Luft in bestimmten
Bereichen des Systems. Aus diesen kann sie mit
dem Danfoss IPS 8 abgeführt werden.
Die Bereiche, in denen sich die Luft ansammelt,
sowie die empfohlenen Anschlussverfahren
sind im Abschnitt Anschlussstellen erläutert.

Dier Entlüftereinheit ist ein elektronisch geregeltes,
eigenständiges R452A-Kältemittelsystem,

• Hochmoderne, elektronisch geregelte Einheit
auf Basis der Reglerplattform Danfoss MCX.

• Geringere Leistungsaufnahme der Ammoniak-Anlage

• Automatische Entlüftung beim Auftreten
von NC-Gasen im Kühlsystem

• Kontinuierliche und intelligente Überwachung des
Differenzdrucks zwischen dem Systemkältemittel
und dem Kältemittel der Entlüftereinheit.

• Intelligente Entlüftung, bei der so wenig Kältemittel
(Ammoniak) wie möglich in die Umwelt gelangt.

• Autonomer Betrieb der Einheit, die unabhängig
von der Hauptanlage funktioniert

• Betriebsprotokoll für problemlose Überwachung
der Entlüftungskreislaufdaten

• Modbus RTU-Kommunikation nach
Industriestandard für Fernüberwachung
und Systemintegration

das unabhängig vom Haupt-Ammoniaksystem
läuft und über lediglich einen Flanschanschluss
an die Ammoniakanlage angeschlossen wird.

Durch die Flanschöffnung gelangt das Ammoniakgas-/
NC-Gasgemisch in den Wärmeübertrager des Entlüfters.
Dort wird es in Ammoniakkondensat und NC-Gase
aufgeteilt. Das Ammoniakkondensat gelangt sodann
durch die Schwerkraft in die Hauptanlage, während
die NC-Gase beispielsweise durch ein Wasserbad
in die Atmosphäre abgegeben werden.

Durch die Flanschöffnung hat die Entlüftereinheit
Zugang zu den Parametern aus der Ammoniakanlage,
die für die vollelektronische Regelung erforderlich sind.

Die Einheit läuft automatisch in 24-Stunden-Zyklen
und prüft, ob NC-Gase vorhanden sind. Ist dies
der Fall, entfernt sie die NC-Gase.

Um die konstruktiv vorgesehene Leistung der
Hauptammoniakanlage wiederherzustellen, zu erhalten
und weitere Luftansammlung zu vermeiden, ist es sehr
empfehlenswert das Danfoss IPS 8 zu installieren.

• Geringere Leistungsaufnahme im Vergleich
zu anderen Einheiten, da ausschließlich
bedarfsgesteuerter Einsatz erfolgt

• Selbstdiagnose sowohl für die Funktion der Einheit
und des Systems mit Abschaltung bei Fehlfunktionen

• Kostengünstige Installation mit wenigen
mechanischen und elektrischen Anschlüssen

• Vollständig gelötetes und leckgeprüftes R452A­Kühlungssystem, Minimierung des Leckrisikos

• Autonome Plug-and-Play-Konstruktion. Dadurch
einfache Installation und Inbetriebnahme

• Keine komplexen Einstellungen erforderlich

• Kompakte und einfach handhabbare Bauweise

• Patent für IPS 8 angemeldet

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13

Funktionsprinzip

Das Danfoss IPS 8 ist werksgeprüft und einsatzbereit
in Ammoniakanlagen mit einem Verflüssigungsdruck
von über 6,5 bar (94 psi). Der Entlüfter wird mit
900 Gramm (31,7 Unz.) R452A befüllt.

Der Entlüfter benötigt lediglich zwei mechanische
Anschlüsse (siehe Abb. 1). Die Ammoniak-/NC-Gase
fließen von der Hauptanlage durch den Flansch für
Ammoniak (siehe 13 in der nachstehenden Abb. 1),
während das NC-Gas durch das dem Entlüftungs­Restriktor (18) nachgelagerte Ausblasrohr
abgegeben wird.

Durch den Ammoniakflansch (13) gelangt
ein Gemisch aus Ammoniakgas und NC-Gas
in den Wärmeübertragerteil (12) des Entlüfters.

Das Ammoniakgas/NC-Gas wird durch den R452A­Kühlkreis unter die Verflüssigungstemperatur des
Ammoniaks heruntergekühlt. Dann verflüssigt sich
das Ammoniakgas und kehrt aufgrund der Schwerkraft
in die Ammoniakanlage zurück. Die NC-Gase
sammeln sich hingegen im Wärmeübertrager (12)
und können später nach außen geführt werden.

7

Durch die Verflüssigung des Ammoniakgases erfolgt
der Durchlauf des neuen Ammoniak-/NC-Gasgemischs
auf natürliche Weise. Dieses neue Gemisch wird
durch einen kontinuierlichen Prozess separiert.

Wenn die Konzentration an NC-Gas im
Wärmeübertrager (12) steigt, steigen simultan auch
der R452A-Wärmeübertragerdruck und die Temperatur.

Der Regler überwacht fortlaufend den R452A­Wärmeübertragerdruck sowie den Ammoniakdruck
und die -Temperatur. Erreicht der R452A-Druck
eine vorgegebene Druckdifferenz im Vergleich zum
Ammoniakdruck (Temperatur), wird die Ableitung
des NC-Gases durch das Magnetventil (16) vorbereitet.
Das Ausblasen wird durch das Magnetventil (16) und
die entsprechenden Leitungen/Schläuche vorbereitet.
Die Ableitung sollte in ein Wasserbad erfolgen.
In diesem Prozess sollten kleine Mengen Ammoniak
enthalten sein (siehe Installationsabschnitt).

19 20

6

4

3

1a

1

Abb. 1 – Aufbau R452A des Entlüfters

1 Verdichter R452A 11 Expansionsventil, R452A

1a Verdichter-Kurbelwannenheizung 12 Wärmeübertrager Ammoniak/R452A

2 Thermostat für Kurbelgehäuse-Heizungsregelung 13 Schweißflansche

3 Heißgastemp.-Fühler R452A 14 Druckmessumformer R452A

3a Saugdrucktemperaturfühler R452A 15 Druckmessumformer R717

4 Drucksicherheitsschalter 16 Magnetventil AKVA und Spule

5 Verflüssiger 17 NC-Temperaturfühler R717

6 Auszuglüfter 18 Restriktor, Entlüftungsleitung

7 Druckschalter für Lüfter 19 MCX 15 (vorprogrammiert)

8 Sammler 20 Netzteil, 24 V

9 Filter 900 Gramm (31,7 Unz.) R452A

10 Schauglas

5

9

8

2

3a

14

10

11

15

12

16

17

18

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Schnellabkühlung Entlüfter

Schnellabkühlung Entlüfter

Schnellabkühlung Entlüfter

On
OFF

On
OFF

Verdampfungstemperatur (Tsat452)

Betriebszyklus

Das Danfoss IPS 8 arbeitet in 24-Stunden-Zyklen.
45 Minuten hiervon werden für eine Schnellabkühlung
des R452A verwendet. Beim Einschalten wird sofort
die Schnellabkühlung eingeleitet. Werden während
der 45-minütigen Schnellabkühlung keine NC-Gase
erkannt, schließt das System das Magnetventil am
Entlüftungspunkt 1 und öffnet das Magnetventil an
Punkt 2. Nach einem Zyklus von 24 Stunden/N (Anzahl
der Entlüftungspunkte) kühlt sich der Verdichter
erneut ab und verflüssigt Ammoniak. Nach 24 Stunden
wurden alle Entlüftungspunkte einmal entlüftet.

Zur Erkennung von NC-Gasen verwendet der Regler
obere und untere Schwellenwerte für die R452A­Verdampfungstemperatur. Sinkt während einer

(PDT): 45min

Einschaltung

Zyklus (CST) *

Verdichter

On

OFF

Schnellabkühlung die Temperatur weiter bis unter
den unteren Schwellenwert, geht der Regler von einer
hohen Konzentration an NC-Gasen aus und öffnet das
Entlüftungs-Magnetventil. Das Entlüftungsventil bleibt
geöffnet, bis so viel verflüssigter Ammoniak vorhanden
ist, dass die R452A-Verdampfungstemperatur über
den oberen Schwellenwert ansteigt.

Der Verdichter bleibt weiter in Betrieb. Sinkt
die Temperatur erneut unter den Schwellenwert,
findet ein weiterer Entlüftungsvorgang statt.
Dieser Ablauf wiederholt sich, bis die R452A­Wärmeübertragertemperatur nach dem Schließen
des Entlüftungsventils länger als 45 Minuten
oberhalb des unteren Schwellenwertes bleibt.

(PDT): 45min

Zyklus (CST) *

(PDT): 45min

Zeit

Entlüftungsventil

Abb. 2 – Einschalten und Betriebszyklus, wenn keine NC-Gase anwesend sind:

CST (Verdichterstartzeit) und PDT (Schnellabkühlzeit) sind konfigurierbar

* Zyklus (CST) = 24 Stunden/N (Anzahl Entlüftungspunkte)

Oberer Schwellenwert (VClseT)

Nicht Kondensierbares wurde entlüftet
– neuer Zyklus startet *

Unterer Schwellenwert (VClseT)

Zeit

Verdichter

On

OFF

Entlüftungsventil

Abb. 3 – Entlüftungsvorgang – Niedrige R452A-Verdampfungstemperatur während des PDT erkannt: Schwellenwerte sind konfigurierbar
* Wird eine niedrige Verdampfertemperatur erkannt (unterhalb des unteren Schwellenwertes), wird der Entlüftungsvorgang

sofort wiederholt

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Luftfallen

Flüssigkeitsstand

Flüssigkeits­stand

Verflüssiger

Abb. 4 Flüssigkeitsstand. Sammler unten angeschlossen Abb. 5 Flüssigkeitsstand. Sammler oben angeschlossen

Für Systeme mit Niederdruck-Flüssigkeitsstands­kontrolle wird die korrekte Installation des
Verflüssigers/Sammlers in Abb. 4 und 5 dargestellt.

Das Heißgas vom Verdichter (1) wird zum Verflüssiger
(2) geleitet und dort verflüssigt. Die Flüssigkeit bleibt

Verflüssiger

Die Flüssigkeitssäule in der Leitung (b) kompensiert
die Druckdifferenz zwischen Verflüssigeraustritt
und Sammler.

Abb. 4 zeigt die Flüssigkeitsverbindung unten

am Sammler.
im Sammler (3), bis eine Flüssigkeitsanforderung von
der ND-Seite anliegt, z. B. bis sich das Expansionsventil
(4) öffnet. Ist das Expansionsventil geschlossen,
muss die im Verflüssiger verflüssigte Flüssigkeit im
Sammler gespeichert werden und der Pegel sinkt.
Damit der freie Fluss zum Sammler gewährleistet ist,
muss das Gas aus dem Sammler austreten können.
Dies geschieht mittels der Druckausgleichsleitung

Wird die Flüssigkeitsleitung vom Verflüssiger

oben am Sammler angeschlossen (Abb. 5), ist eine

geringfügig unterschiedliche Anordnung erforderlich.

Die Flüssigkeitsleitung (b) vom Verflüssiger

zum Sammler muss einen Schwanenhals/eine

Flüssigkeitsfalle beinhalten, damit die

Flüssigkeitssäule auch tatsächlich zustande kommt.
(a). Die Druckausgleichsleitung gleicht den Druck im
Sammler dem Druck in der Verdichterdruckleitung
an. Der Druck im Verflüssigeraustritt liegt aufgrund
des Druckverlusts im Verflüssiger niedriger. Da der
Verflüssigeraustrittsdruck niedriger ist als jener
im Sammler, ist es erforderlich, den Verflüssiger

Da Luft schwerer ist als Ammoniakgas, sammelt

sich die Luft in einer solchen Anlage an zwei Stellen:

oben auf der Flüssigkeit im Sammler (x) und/oder

oben auf der Flüssigkeit in der abwärts verlaufenden

Leitung vom Verflüssiger (y).
oberhalb des Sammlers anzubringen und einen
höheren Flüssigkeitsstand in den Leitungen
zwischen Verflüssiger und Sammler (b) vorzusehen.

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Anschlussstellen

Entlüfteranlage in einer flüssigkeitsstandsgesteuerten Niederdruckanlage

Die richtigen Standorte für den Entlüfter, der an die
Ammoniakanlage angeschlossen werden soll, sind:
(Siehe Abb. 6 und 7)

Der Entlüfter benötigt eine eigene Flüssigkeitsrückl­aufabwärtsleitung (c), die parallel zu den abwärts
verlaufenden Leitungen (b) des Verflüssigers
angeschlossen sein müssen.

- oberhalb des Sammlers oder

- oberhalb der Flüssigkeit in der Abwärtsleitung
vom Verflüssiger.

Ist der Entlüfter mit dem Sammler verbunden, d. h. das
Magnetventil (px) ist geöffnet, ist der Flüssigkeitsstand

in der abwärts verlaufenden Leitung des Entlüfters
Der Entlüfter (5) ist über Magnetventile (px und py)
an die Entlüftungspunkte angeschlossen. Es ist zu
beachten, dass nur jeweils ein Magnetventil zu einem
gegebenen Zeitpunkt geöffnet sein darf, da andernfalls
die Flüssigkeitssäule im Verflüssiger kurzgeschlossen wird.

Flüssigkeitsstand

(c) gleich dem Sammler-Flüssigkeitsstand (3). Ist der

Entlüfter mit dem Verflüssigeraustritt verbunden,

d. h. das Magnetventil (py) ist geöffnet, ist der

Flüssigkeitsstand gleich dem Flüssigkeitsstand in der

abwärts verlaufenden Leitung des Verflüssigers (3).

Abb. 6 Entlüfteranschlüsse (px) und (py). Die Ablaufleitungen (c) müssen vertikal/mit Abwärtsgefälle verlegt sein

Alternativ dazu kann der Flüssigkeitsablauf aus
dem Entlüfter durch ein HD-Schwimmerventil (6)
zur Niederdruckseite erfolgen (siehe Abb. 7).

Flüssigkeitsstand

Niederdruckseite

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Abb. 7 Entlüfteranschlüsse (px) und (py). Die Ablaufleitungen (c) müssen vertikal/mit Abwärtsgefälle verlegt sein

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