Danfoss vacon nx Installation guide [de]

vacon nx

®

frequenzumrichter

Inbetriebnahme- und

Wartungsanleitung

Kühleinheit HXM120, SS-Rohre und

PVC-C-Rohre Version 3.0

vacon • 3

KURZANLEITUNG

DIE FOLGENDEN SCHRITTE DER KURZANLEITUNG MÜSSEN WÄHREND DER INSTALLATION UND
INBETRIEBNAHME AUSGEFÜHRT WERDEN.

Bei Problemen wenden Sie sich bitte an die nächste Vacon-Vertretung.

1. Überprüfen Sie den Lieferumfang auf Vollständigkeit und Richtigkeit.

2. Bevor Sie mit der Inbetriebnahme beginnen, lesen Sie die Sicherheitshinweise in Kapitel 1

SICHERHEIT sorgfältig durch.

3. Vergewissern Sie sich, dass der angegebene Installationsort und die

Umgebungsbedingungen den Spezifikationen entsprechen. Lesen Sie hierzu Kapitel 2.3.2

Umgebungsbedingungen.

4. Alle vom Kunden bereitgestellten Rohrleitungen müssen vor dem Anschließen an die HX-

Einheit gründlich gespült werden.

5. Vergewissern Sie sich, dass die Kühlflüssigkeit die erforderliche Qualität besitzt. Lesen Sie

hierzu Kapitel 2.3.1 Qualität der Kühlflüssigkeit.

6. Schließen Sie die mechanischen und elektrischen Kupplungen an. Lesen Sie hierzu Kapitel

3.1.2 Rohrverbindungen und 3.2 SCHRITT 2: ELEKTRISCHE KOMPONENTEN.

7. Ändern Sie die Parameter der HX-Steuereinheit, um sie an die besonderen Anforderungen

Ihres Projekts anzupassen. Lesen Sie hierzu das Kapitel 3.3.2 Applikationsparameter.

8. Führen Sie zur Überprüfung der Anschlüsse des Primär- und Sekundärkreises einen

Drucktest durch. Lesen Sie hierzu Kapitel 3.1.4 Drucktest.

9. Füllen Sie die Kühlkreise mit Kühlmittel, und entlüften Sie die Kühlkreise entsprechend der

Anleitungen in Kapitel 3.1.6 Einfüllen der Flüssigkeit und Entlüften.

10. Stellen Sie den Durchfluss und die Temperatur im Primärkreis ein, um sie den

Projektanforderungen anzupassen. Lesen Sie hierzu Kapitel 3.4.2 Einstellen von

Systemdurchfluss und Schaltpunkt für den Strömungsschalter FTSA11.

11. Legen Sie erst dann Spannung an die Hauptantriebe an, nachdem die HX-Einheit bereits 30

Minuten lang alarmfrei in Betrieb war. Lesen Sie hierzu Kapitel 3.4.3 Checkliste vor dem

Starten der NX-Hauptantriebe.

Bei unsachgemäßer Anwendung der Produkte entgegen dieser Anleitung übernimmt Vacon Plc
keine Haftung.

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4 • vacon

ANLEITUNG FÜR DIE VACON HX-EINHEIT

Die Inbetriebnahme- und Wartungsanleitung enthält die zur Wartung und Inbetriebnahme der
Vacon-HX-Einheit erforderlichen Informationen. Wir empfehlen, diese Anweisungen vor der ersten
Inbetriebnahme des wassergekühlten Vacon-Antriebs und der HX-Einheit sorgfältig durchzulesen.

Dieses Handbuch ist sowohl in Buchform als auch in elektronischem Format erhältlich. Wir
empfehlen, möglichst die elektronische Version zu verwenden. Die Verwendung der elektronischen
Version bietet die folgenden Vorteile:

• Die elektronische Version enthält verschiedene Links und Verweise zu anderen Stellen des

Handbuchs. Der Leser kann sich leichter durch das Handbuch bewegen und bestimmte
Dinge schneller finden bzw. nachschlagen.

• Außerdem enthält die elektronische Version Hyperlinks zu Webseiten. Um die

entsprechenden Webseiten über diese Links aufrufen zu können, benötigen Sie einen
Internetanschluss und einen auf dem Computer installierten Internetbrowser.

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vacon • 5

WICHTIGE BEGRIFFE

Primärkreis,
HXM120-PS01
Sekundärkreis,
HXM120-PS02

Mit Kühlmittel gefüllter geschlossener Kreislauf, der den Antrieb mit
der HX-Einheit verbindet.
Mit Kühlmittel gefüllter Kreislauf, der die HX-Einheit mit dem
Rohrsystem des Kunden verbindet.

HX-Einheit Kühleinheit HXM120 (siehe Bild auf der Vorderseite dieser

Anleitung). Die Bestellnummer für die auf der Vorderseite
abgebildete Kühleinheit lautet HXM-M-120-N-P. Sie wird hier jedoch
in der Kurzform HXM120 oder einfach als HX-Einheit angegeben.

Antrieb Wassergekühlte Frequenzumrichter oder Wechselrichter, die an der

HX-Einheit angeschlossen sind.

Hauptantrieb Dieser Begriff wird im Zusammenhang mit wassergekühlten Vacon

NX-Frequenzumrichtern verwendet, um sie vom luftgekühlten Vacon
NXP 0009 zu unterscheiden, der in der HX-Einheit verwendet wird.
Der Begriff „Hauptantrieb“ kann sich auch auf andere
wassergekühlte elektrische Anlagen beziehen.

HX-Steuereinheit Der luftgekühlte Antrieb NXP 0009, der sich in der HX-Einheit

befindet und die Pumpe und Instrumente des Primärkreises steuert
und überwacht.

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6 • vacon

INDEX

1.

SICHERHEIT .............................................................................................................................8

1.1 VERWENDETE SYMBOLE............................................................................................................ 8

1.2 ALLGEMEINE WARNUNGEN UND HINWEISE ZUR ARBEIT MIT DER HX-EINHEIT ................. 9

2. EINFÜHRUNG.........................................................................................................................11

2.1 ÜBER DIESE ANLEITUNG......................................................................................................... 11

2.2 FUNKTIONSWEISE UND KOMPONENTEN .............................................................................. 12

2.2.1 Komponenten und Funktionsweise des Primärkreises...............................................13

2.2.2 Komponenten und Funktionsweise des Sekundärkreises ..........................................13

2.2.3 Steuereinheit .................................................................................................................14

2.2.4 Instrumente und ihre Funktionen.................................................................................14

2.2.5 Steuerungs-/Überwachungsparameter .......................................................................15

2.2.6 Schaltkasten der HX-Einheit.........................................................................................16

2.3 SPEZIFIKATIONEN ZUR INSTALLATION.................................................................................. 18

2.3.1 Qualität der Kühlflüssigkeit ..........................................................................................18

2.3.2 Umgebungsbedingungen ..............................................................................................19

3. INBETRIEBNAHME.................................................................................................................20

3.1 SCHRITT 1: MECHANIK ............................................................................................................ 20

3.1.1 Allgemeine Installationsanweisungen .........................................................................20

3.1.2 Rohrverbindungen.........................................................................................................21

3.1.3 Spülen der Rohrleitungen.............................................................................................22

3.1.4 Drucktest .......................................................................................................................22

3.1.5 Einrichten des Primärkreises.......................................................................................23

3.1.6 Einfüllen der Flüssigkeit und Entlüften........................................................................25

3.1.7 Beimischen eines Korrosionsinhibitors beim Auffüllen mit einem

Frischwassersystem.....................................................................................................26

3.2 SCHRITT 2: ELEKTRIK .............................................................................................................. 28

3.2.1 Spannungsversorgung ..................................................................................................28

3.2.2 Signalkabel ....................................................................................................................28

3.3 SCHRITT 3: EINRICHTEN DER STEUEREINHEIT..................................................................... 29

3.3.1 Grundeinstellungen.......................................................................................................29

3.3.2 Applikationsparameter..................................................................................................29

3.3.3 Parameterbeschreibung ...............................................................................................30

3.3.4 Allgemeine Informationen über Alarm- und Abschaltgrenzwerte..............................32

3.3.5 Funktion des Strömungsschalters FTSA11..................................................................33

3.3.6 Temperatursollwerte ....................................................................................................35

3.3.7 Temperatur-Alarmeinstellungen .................................................................................41

3.3.8 Unterdruck-Alarm.........................................................................................................42

3.3.9 Leckschalter-Alarm ......................................................................................................42

3.3.10 Einstellungen für 3-Wege-Ventil/2-Wege-Stellantrieb ...............................................43

3.4 SCHRITT 4: EINSTELLEN DER DURCHFLUSSLEISTUNG ....................................................... 44

3.4.1 Starten der Pumpe ........................................................................................................44

3.4.2 Einstellen von Systemdurchfluss und Schaltpunkt für den Strömungsschalter

FTSA11...........................................................................................................................45

3.4.3 Checkliste vor dem Starten der NX-Hauptantriebe.....................................................47

4. WARTUNG DER HX-EINHEIT ..................................................................................................48

4.1 ALLGEMEINE WARTUNGSANWEISUNGEN ............................................................................. 48

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vacon • 7

4.1.1 Erneuern der Kühlflüssigkeit im Primärkreis .............................................................48

4.1.2 Wartungsplan ................................................................................................................48

4.2 WARTUNG DER EINZELNEN KOMPONENTEN........................................................................ 49

4.2.1 Pumpe............................................................................................................................49

4.2.2 Wärmetauscher .............................................................................................................50

4.2.3 Ausdehnungsgefäß........................................................................................................52

5. FEHLERBEHEBUNG ...............................................................................................................54

5.1 Alarme und Abschaltungen...................................................................................................... 54

5.1.1 Durchflussfehler ...........................................................................................................54

5.1.2 Temperaturalarme und -Abschaltungen .....................................................................55

5.1.3 Unterdruck-Alarm.........................................................................................................58

5.1.4 Leck-Alarme..................................................................................................................59

6. TECHNISCHE SPEZIFIKATIONEN ...........................................................................................60

ANHANG 1 .........................................................................................................................................62

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8 • vacon SICHERHEIT

1. SICHERHEIT

In diesem Kapitel finden Sie allgemeine Sicherheitsanweisungen, die Sie bei Installation,
Inbetriebnahme, Betrieb und Wartung der HX-Einheit beachten müssen. Lesen Sie die
Sicherheitsanweisungen sorgfältig durch, bevor Sie mit der Arbeit an der Kühleinheit beginnen.

1.1 VERWENDETE SYMBOLE

Zu Ihrer eigenen Sicherheit sollten Sie die mit den folgenden Symbolen gekennzeichneten
Anweisungen besonders beachten:

Lebensgefahr. Anweisungen zur Vermeidung schwerer
Personen- bzw. Sachschäden.

DANGER

WARNING

HOT SURFACE

NOTE

!

!

Schadensrisiko. Anweisungen zur Vermeidung von
Geräteschäden.

Heiße Oberfläche. Anweisungen zur Vermeidung von minder
schweren Personen- bzw. Sachschäden.

Hinweis

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SICHERHEIT vacon • 9

1.2 ALLGEMEINE WARNUNGEN UND HINWEISE ZUR ARBEIT MIT DER HX-EINHEIT

Diese Sicherheitsanweisungen gelten für alle Personen, die mit der HX-Einheit arbeiten. Sie stellen
nur einen Teil der kompletten Sicherheitsanweisungen dar. Lesen Sie auch die
Sicherheitsanweisungen in der Betriebsanleitung des wassergekühlten Vacon NX. Die
Nichtbeachtung der Anweisungen kann zu schweren Verletzungen oder sogar zum Tod führen.
Außerdem können Störungen in der HX-Einheit auftreten, die nicht von der Gewährleistung
abgedeckt sind. Während der Arbeit mit der HX-Einheit sind außerdem alle allgemein anerkannten
Sicherheitsstandards, EU-Verordnungen und nationalen Vorschriften zu befolgen.

Die Installations- und Wartungsarbeiten an der HX-Einheit dürfen

1

ausschließlich von berechtigten Elektrikern und Mechanikern
ausgeführt werden.

Die Türen des Antriebsbereichs dürfen nicht geöffnet werden, solange

2

die Antriebe in Betrieb sind. Wenn Sie im Antriebsbereich ein
Kühlmittelleck entdecken, schalten Sie alle Antriebe aus, und trennen
Sie die Geräte von der Spannungsquelle, bevor Sie die Türen des
Antriebsschranks öffnen.

Wenn Sie mit HX-Einheit und Frequenzumrichter arbeiten, befolgen Sie

3

die Sicherheitsanweisungen in der Betriebsanleitung des
wassergekühlten Vacon NX-Antriebs, um Unfälle zu vermeiden.

DANGER

!

WARNING

HOT SURFACE

Bei Installationsarbeiten an der HX-Einheit muss die Spannungsquelle

4

von der Einheit getrennt sein. Die Spannungsquelle darf erst wieder
angeschlossen werden, wenn die Installationsarbeiten abgeschlossen
sind.

Der primäre Kühlkreis enthält im Normalbetrieb möglicherweise heißes

5

Kühlmittel (über +50 °C). Es besteht die Gefahr schwerer
Verbrennungen. Schalten Sie vor den Wartungsarbeiten rechtzeitig die
Einheit aus, und warten Sie, bis sie abgekühlt ist.

Das Kühlmittel im Primärkreis steht während des Betriebs

6

möglicherweise unter hohem Druck (6 bar). Lassen Sie vor
Durchführung der Wartungsarbeiten an der HX-Einheit den Druck ab.
Tragen Sie eine Schutzbrille.

Die HX-Einheit muss außerhalb von Gefahrenbereichen aufgestellt

7

werden, an denen keine Gefahren für Personen oder wichtige Systeme
von ihr ausgehen können.

Als Kühlmittel wird – je nach Projekt – normales Trinkwasser oder eine

8

Mischung aus Wasser, Propylenglykol und Korrosionsinhibitoren
verwendet. Glykol und Korrosionsinhibitoren sind gesundheitsschädlich.
Wenn Kühlmittel mit Glykol oder Korrosionsinhibitoren in die Augen, auf
die Haut oder in den Mund gelangt, muss sofort ein Arzt aufgesucht
werden.

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10 • vacon SICHERHEIT

Für die Bereitstellung der Durchfluss- und Temperaturregelung im

1

Sekundärkreis ist der Kunde bzw. Endbenutzer verantwortlich. Wenn
die projektspezifischen Durchfluss- und Temperaturwerte im
Sekundärkreis nicht eingehalten werden, erlischt die
Produktgewährleistung.

Bewahren Sie diese Anweisungen während der gesamten Lebensdauer

2

der HX-Einheit sorgfältig auf.
Die HX-Einheit darf nur leer (d. h. ohne Kühlmittel) transportiert

3

werden, um Schäden durch Einwirkung hoher oder niedriger
Umgebungstemperaturen zu vermeiden.

Sorgen Sie dafür, dass keine Kräfte oder Vibrationen über die

4

Rohrverbindungen des Sekundärkreises und über die
Befestigungspunkte der HX-Einheit auf die Einheit übertragen werden.
Anderenfalls verkürzt sich die mittlere Betriebsdauer zwischen
Ausfällen (MTBF) der HX-Einheit.

Wenn die HX-Einheit ohne Schrank gekauft wird, installieren Sie sie in

5

einem Schrank Ihrer Wahl. Befestigen Sie den Rahmen der HX-Einheit
am Schrankrahmen. Wenn die HX-Einheit ohne Schrank aufgestellt
wird, muss sie am Fußboden oder an der Wand befestigt werden.

Wenn die Kühlflüssigkeit im Sekundärkreis Partikel einer Größe von

6

über 2 mm enthält, installieren Sie einen Filter vor der HX-Einheit.
Wenn die Flüssigkeit im Sekundärkreis chemische oder biologische
Rückstände enthält, verkürzt sich der mittlere Abstand zwischen zwei
Instandhaltungsmaßnahmen (MTTM) in bedeutendem Maße, da sich im
Plattenwärmetauscher der HX-Einheit Ablagerungen bilden.

!

NOTE

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EINFÜHRUNG vacon • 11

2. EINFÜHRUNG

2.1 ÜBER DIESE ANLEITUNG

Diese Anleitung enthält Informationen zur Inbetriebnahme und Wartung der Kühleinheit HXM120.
Sie ist für die Mitarbeiter von Vacon, aber auch für Kunden bzw. Endbenutzer erstellt worden.

Um die Anweisungen befolgen zu können, muss der Leser dieser Anleitung über entsprechende
Fachkenntnisse auf den Gebieten der Elektrotechnik und Mechanik verfügen.

Inbetriebnahme- und Wartungsarbeiten an der HX-Einheit dürfen ausschließlich

!

WARNING

Diese Anleitung ist in folgende Kapitel aufgeteilt:

Kapitel 1 SICHERHEIT erläutert die in dieser Anleitung enthaltenen Symbole und enthält
allgemeine Sicherheitsanweisungen. Lesen Sie die Sicherheitsanweisungen durch, bevor Sie
fortfahren.

Kapitel 2 EINFÜHRUNG erläutert anhand von Prozessen und Instrumenten den Aufbau der HX­Einheit. Der Leser soll damit ein grundlegendes Verständnis der Prozess- und Regelungsprinzipien
erhalten. Dieses Kapitel enthält auch Angaben zu den korrekten Umgebungsbedingungen für die
HX-Einheit.

Kapitel 3 INBETRIEBNAHME informiert über die Installation und Inbetriebnahme der Einheit. Hier
wird u. a. erläutert, wie die Einheit mit Flüssigkeit gefüllt und das System entlüftet wird. Das Kapitel
beschreibt auch die korrekten Ventilstellungen bei der Inbetriebnahme und das Einstellen der HX­Steuereinheit.

Kapitel 4 SERVICE erläutert die erforderlichen Wartungsarbeiten und enthält einige
Reparaturanweisungen für die Komponenten der Kühleinheit. Weitere Wartungsanweisungen finden
Sie in den Wartungsanleitungen der Komponenten. Diese befinden sich am Ende des Ordners für die
Inbetriebnahme und Wartung der HX-Einheit, der zum Lieferumfang der Einheit gehört.

Kapitel 5 FEHLERBEHEBUNG enthält Informationen zur Fehlerdiagnose, die den Benutzer beim
Ermitteln und Lösen von Problemen unterstützen, wenn in der HX-Steuereinheit (luftgekühlter
Vacon NXP 0009) ein aktiver Alarm oder Fehler vorliegt.

Kapitel 6 TECHNISCHE SPEZIFIKATIONEN

von qualifizierten Mechanikern durchgeführt werden. Die mechanischen
Arbeiten an der Einheit während der Wartung und Inbetriebnahme müssen von
einem qualifizierten Elektriker begleitet werden.

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12 • vacon EINFÜHRUNG

2.2 FUNKTIONSWEISE UND KOMPONENTEN

Die HX-Einheit basiert auf dem Prinzip eines Flüssigkeit/Flüssigkeit-Wärmetauschers. Der
Primärkreis transportiert die Wärmelast aus dem Frequenzumrichter zum Plattenwärmetauscher.
Die Flüssigkeit des Sekundärkreises fließt durch den Plattenwärmetauscher, nimmt die Wärmelast
auf und transportiert sie zu einem externen Kondensator. Der Kondensator (nicht im Diagramm
dargestellt) ist Teil des vorhandenen Kühlsystems des Kunden/Endbenutzers. Die Wärmelast kann
alternativ dazu auch über natürliche Ressourcen (z. B. See, Fluss)
abgegeben werden. Die Nutzung und Auswahl des Abwärmesystems liegt
im Verantwortungsbereich des Kunden/Endbenutzers.

• Primärkreis, HXM120-PS001 (grüner Bereich in Abbildung 2.2-1)

• Sekundärkreis, HXM120-PS002 (roter Bereich in Abbildung 2.2-1)

Der Strömungsschalter FTSA11 überwacht den Durchfluss im Primärkreis.
Er verfügt über einen Temperatursensor. Dieser Temperatursensor
überwacht die Temperatur im Primärkreis. Er sendet ein Analogsignal an
die HX-Steuereinheit. Die Steuereinheit wiederum regelt über die
Justierung des 3-Wege-Stellventils (FV11) den Durchfluss im
Sekundärkreis durch den Plattenwärmetauscher (HX11), um ihn
entsprechend auf den Temperatursollwert des Primärkreises
abzustimmen. Dieser Temperatursollwert ist projektabhängig und wird bei
der Inbetriebnahme eingestellt. Der Temperatursollwert hängt von der
Umgebungstemperatur im Antriebsschrank und von der Höchsttemperatur
der vom Kunden zugeführten Flüssigkeit ab. Die Berechnung dieses Werts
wird in Kapitel 3.3.6 Temperatursollwerte erläutert.

Abbildung 2.2-1

Abbildung 2.2-2 Rohrleitungs- und Instrumentierungsdiagramm (P&ID)

Ein größeres P&ID finden Sie im Ordner für die Inbetriebnahme und Wartung, der zum Lieferumfang
der Einheit gehört.

Die HX-Einheit ist mit Durchfluss-, Temperatur-, Druck- und Lecküberwachung ausgerüstet. Diese
Messgrößen werden vom Programm der HX-Steuerungseinheit überwacht. Entsprechend der
Parametereinstellungen werden von den E/A- (Eingangs-/Ausgangs-) Signalen des Instruments
Alarme oder die Abschaltung ausgelöst. Der Benutzer hat über das Bedienfeld der HX-Steuereinheit
Zugriff auf diese Parametereinstellungen. Sie können diese Einstellungen im Programm der HX­Steuereinheit ändern. Mit Ausnahme des Lecksensors LS11, der auf dem Boden der HX-Einheit
angebracht ist, befinden sich alle Messgeräte im Primärkreis. Für die Temperatur- und
Durchflussüberwachung im Sekundärkreis ist der Kunde/Endbenutzer daher selbst verantwortlich.

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EINFÜHRUNG vacon • 13

2.2.1

Komponenten und Funktionsweise des Primärkreises

Der Primärkreis ist ein geschlossener Kreislauf mit einem Ausdehnungsgefäß (EV11, blauer
Behälter in Abbildung 2.2-3), das Volumenänderungen bei Temperaturschwankungen ausgleicht.
Durchfluss und Temperatur im Primärkreis müssen den Anforderungen der angeschlossenen
Antriebe entsprechen. Diese Anforderungen können anhand der Anweisungen in der Betriebs­anleitung des wassergekühlten Vacon NX-Antriebs berechnet werden.

Wie bereits erwähnt, enthält das System einen Plattenwärmetauscher (HX11, kupferfarben/grau in
Abbildung 2.2-3). Der Wärmetauscher trennt den Primär- vom Sekundärkreis und ist somit
Bestandteil beider Kreisläufe. Über dem Wärmetauscher HX11 befindet sich das automatische Ent­lüftungsventil (AD11, violett in Abbildung 2.2-3), das Luft aus dem Primärkreis ablässt, ohne dass
dabei Wasser entweicht.

Die Kreiselpumpen (PU11/12, rot in Abbildung 2.2-3) sorgt für
die Umwälzung der Flüssigkeit im Primärkreis. Die Pumpen
werden nacheinander ausgeführt, nie gleichzeitig. Die Pumpen
führen in der Standardeinstellung alle 168 Stunden einen
Wechsel durch. Die Durchflussmenge ist auf die Anforderungen
der angeschlossenen Antriebe einstellbar. Zur Einstellung wird
die Frequenz des Pumpenmotors geändert. Die wichtigste Funk­tion der Pumpe besteht darin, für eine ausreichende Durchfluss­menge zu sorgen, sodass für den Betrieb der wassergekühlten
Vacon NX-Antriebe eine optimale Wärmeübertragung von Flüs­sigkeit zu Flüssigkeit stattfindet. Zu den anderen wichtigen
Teilen gehören das Sicherheitsventil (V120, orange) und die
Instrumente Strömungsschalter (FTSA11, hellblau), Druckgeber
(PT11, braun) und Druckmesser (PI11, gelb). Die für Wartungs­aufgaben wie Einfüllen oder Entlüften verwendeten Ventile sind
in Kapitel 3.1.6 Einfüllen der Flüssigkeit und Entlüften
beschrieben.

Abbildung 2.2-3

2.2.2

Komponenten und Funktionsweise des Sekundärkreises

Der Sekundärkreis transportiert die Wärmelast vom Primärkreis zu einem kundenspezifischen
Abwärmesystem. Die Wärmelast von den Antrieben wird über den Plattenwärmetauscher in den
Sekundärkreis übertragen. Da die HX-Einheit kein Regel-/Überwachungssystem für den Sekundär­kreis bereitstellt, muss der Kunde eine geeignete Option für die Regelung/Überwachung von
Temperatur und Durchflussmenge des Sekundärkreises einsetzen (z. B. Durchflussmesser und
Temperatursensor).
Das 3-Wege-Ventil V130 (schwarz in Abbildung 2.2-4) im Sekundärkreis steuert die Temperatur des
Primärkreises. Das Ventil wird über ein analoges Temperatursignal geregelt, das vom
Strömungsschalter FTSA11 übermittelt wird. Die wichtigste Funktion des Ventils besteht darin, den
Durchfluss durch den Plattenwärmetauscher (HX11) im Sekundärkreis anzupassen und dadurch die
Temperatur im Primärkreis zu regeln. Wenn die Durchflussmenge im Wärmetauscher abnimmt,
steigt die Temperatur im Primärkreis an, entsprechend sinkt die Temperatur im Primärkreis bei
höherer Durchflussmenge.

Der Standard-Sollwert für die Ventilregelung beträgt +30 °C. Wenn die Temperatur unter den
Sollwert sinkt, reduziert das 3-Wege-Ventil die Durchflussmenge im Plattenwärmetauscher und
leitet mehr Flüssigkeit durch die Umgehungsleitung. Wird die Temperatur im Primärkreis möglichst

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14 • vacon EINFÜHRUNG

hoch gehalten, verringert sich das Risiko der Kondensation im
Antriebsschrank (dabei sind Typ und Last des Hauptantriebs
zu berücksichtigen).

Abbildung 2.2-4

2.2.3

Steuereinheit

Der Vacon NXP-Frequenzumrichter (Abbildung 2.2-5) steuert
und überwacht Temperatur und Durchflussmenge im
Primärkreis und regelt die Frequenz des Kühlpumpenmotors
(PU11/12). Der Frequenzumrichter ist darauf programmiert,
die E/A-Signale von Strömungsschalter (FTSA11), Drucksensor
(PT11) und Leckschalter (LS11) zu lesen.

Weitere Informationen über Alarme und die Berechnung ihrer
Grenzwerte finden Sie in Kapitel 3.3 SCHRITT 3 EINRICHTEN

DER STEUEREINHEIT. Informationen zum Ändern der

Parameter der Steuereinheit finden Sie in der
Betriebsanleitung des Vacon NXP, die zum Lieferumfang der Kühleinheit gehört.

Der Frequenzumrichter ist mit einer Feldbuskarte ausgerüstet. Der Kunde kann
über die Verbindung mit dieser Karte acht verschiedene Parameterwerte abrufen
(z. B. Temperaturen im Primärkreis, Druckwerte, Warnungen und
Abschaltungen). Diese Funktion ist sinnvoll, wenn die HX-Einheit nicht lokal
überwacht wird. Weitere Informationen über den Anschlusstyp finden Sie in der
Betriebsanleitung des Vacon NXP, die zum Lieferumfang der HX-Einheit gehört.

Abbildung 2.2-5

2.2.4

Instrumente und ihre Funktionen

Der Strömungsschalter FTSA11 (Abbildung 2.2-6) misst die Strömungsgeschwindigkeit in der
Rohrleitung. Die Strömungsgeschwindigkeit wird im Messbereich des Instruments als Wert
zwischen 0 und 100 % angezeigt. Der FTSA11 hat zwei verschiedene Messbereiche (15 bis 150 cm/s
und 30 bis 300 cm/s). In den HX-Einheiten wird der höhere Messbereich verwendet. Darüber hinaus
sendet die Einheit auch den Temperaturmesswert des Primärkreises als Signal zwischen 4 und
20 mA an den 3-Wege-Stellantrieb FV11. Das analoge Temperatursignal und das Ein/Aus­Schaltsignal werden an die HX-Steuereinheit gesendet. Das Analogsignal dient der
Temperaturregelung im Primärkreis und dem Erzeugen von Temperaturalarmen und ­abschaltungen. Das Ausgabesignal des PNP-Schalters, mit dem der Durchfluss überwacht wird,
erzeugt Abschaltbefehle.

Die auf dem FTSA11 in % angezeigte Strömungsgeschwindigkeit kann anhand des Diagramms in
Kapitel 3.4.2 Einstellen von Systemdurchfluss und Schaltpunkt für den

Strömungsschalter FTSA11 mühelos in den entsprechenden Durchflusswert

(l/min) umgewandelt werden. Beachten Sie, dass der korrekte Wert nur dann mit
dem Diagramm ermittelt werden kann, wenn der FTSA11 auf den hohen
Messbereich (30 bis 300 cm/s) eingestellt ist und der Original­Rohrinnendurchmesser verwendet wird.

Dieser Durchflussmesser ist für eine Konzentration von bis zu 25 % Glykol (75 %
Wasser) geeignet.

Abbildung 2.2-6

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EINFÜHRUNG vacon • 15

Die HX-Einheit ist mit weiteren Instrumenten ausgerüstet: Druckgeber (PT11) und Druckmesser
(PI11). Der Druckgeber sendet ein Signal zwischen 4 und 20 mA an die HX-Steuereinheit. Die
Applikation der Steuereinheit wandelt dieses Signal in einen Druckwert (bar) um. Dieses
Drucksignal wird dann zur Überwachung des Pumpeneinlassdrucks verwendet. Auf diese Weise
kann der Benutzer frühzeitig gewarnt werden, wenn sich außerhalb der HX-Einheit eine undichte
Stelle im Primärkreis befindet. Der Druckmesser wird beim Füllen des Primärkreises mit
Flüssigkeit oder bei Drucktests an der Einheit verwendet. Er stellt auch den Drucksollwert bereit,
wenn eine Störung im Druckgeber vermutet wird.

2.2.5

Steuerungs-/Überwachungsparameter

Wenn die HX-Einheit innerhalb der vorgegebenen Grenzwerte arbeitet, sendet sie das Signal
„Kühlung OK“ an die Hauptantriebe. Das Überwachungssystem der HX-Einheit ist so programmiert,
dass bei Störungen Alarme zur Benachrichtigung des Benutzers erzeugt werden. Bei
schwerwiegenden Störungen unterbricht die Steuereinheit das Signal „Kühlung OK“ und schaltet die
Hauptantriebe ab.
Die für das Projekt geltende Mindest-Strömungsgeschwindigkeit ist für den Strömungsschalter
FTSA11 als Schaltpunkt einzustellen. Der Strömungsschalter sendet ein digitales Signal an die HX­Steuereinheit, wenn die Strömungsgeschwindigkeit unter die voreingestellten Parameterwerte
abfällt. Wenn das Signal länger als fünf Sekunden anhält, unterbricht die HX-Steuereinheit das an
die Antriebe gesendete Signal „Kühlung OK“. Durch diesen Fehler (Fehlernummer F87) werden
auch die Pumpen der HX-Einheit angehalten.

Der Strömungsschalter FTSA11 sendet auch ein Temperatursignal aus, mit dem das 3-Wege-Ventil
im Sekundärkreis geregelt wird. Das 4…20 mA-Signal des FTSA11 wird an den Stellantrieb (FV11)
des Ventils V130 gesendet.

Die Temperaturparameter werden bei Inbetriebnahme eingestellt. Diese Werte werden in
Abhängigkeit von der maximalen Einlasstemperatur im Sekundärkreis und der
Umgebungstemperatur im Bereich des Hauptantriebs gewählt. Wenn die Temperatur unter den
Sollwert des Primärkreises abfällt, reduziert das Ventil im Sekundärkreis die Kühlmittel­Durchflussmenge im Plattenwärmetauscher (HX11). Infolgedessen erhöht sich die Temperatur im
Primärkreis.

Anhand des Temperatursignals vom FTSA11 werden auch Über- und Untertemperatur-Alarme
sowie Übertemperatur-Abschaltungen ausgelöst. Die Übertemperatur-Alarme und -Abschaltungen
schützen die Hauptantriebe vor Überhitzung. Die Untertemperatur-Alarme verhindern Kondensation
in den Antrieben.

Wenn die Temperatur den Grenzwert für eine Übertemperatur-Abschaltung überschreitet, wird das
zum Antrieb gesendete Signal „Kühlung OK“ unterbrochen. In diesem Fall wird die Kühlpumpe der
HX-Einheit weiterhin betrieben, der Hauptantrieb wird jedoch abgeschaltet (kein „Kühlung OK“­Signal). Die Werkseinstellung für diesen Parameter ist 45 °C.

Der Sensor des Leckschalters (LS11) befindet sich auf der Leckwanne am Boden der HX-Einheit.
Wenn sich auf der Leckwanne Flüssigkeit bildet, sendet der Leckschalter ein Signal an die HX­Steuereinheit. Die Flüssigkeit stammt entweder aus einer undichten Stelle in einem der Kühlkreise
oder entsteht durch Kondensation von Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft an den kalten
Rohröberflächen.

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16 • vacon EINFÜHRUNG

Für den Sekundärkreis bietet die HX-Einheit keinerlei Temperatur- oder

!

NOTE

Je nach Qualität der Flüssigkeit im Sekundärkreis können sich Partikel im Plattenwärmetauscher
ablagern und die Durchflussleistung beeinträchtigen. Als geschlossener Kreislauf enthält der
Primärkreis nur eine geringe Menge an Flüssigkeit. Dies bedeutet, dass der Primärkreis schnell auf
Temperatur- und Durchflussänderungen im Sekundärkreis reagiert.

!

NOTE

Wenn im Sekundärkreis keine Überwachungsgeräte installiert sind, ist der Grund für mögliche
Alarme, die von der HX-Einheit ausgelöst werden, schwieriger festzustellen. Durch eine Durchfluss­(bzw. Druckdifferenz-) und Temperaturüberwachung im Sekundärkreis kann in manchen Fällen
sogar eine unerwartete Abschaltung des Antriebs verhindert werden.

2.2.6

Schaltkasten der HX-Einheit

Durchflussregelung. Es wird daher dringend empfohlen, dass der
Kunde/Endbenutzer im Rohrsystem des Sekundärkreises außerhalb der HX­Einheit eine Temperatur- oder Durchflussregelung installiert.

Wenn der Durchfluss im Sekundärkreis unterbrochen wird, beendet die HX­Einheit das Signal „Kühlung OK“ an den Antrieb innerhalb von Sekunden (je nach
Last des Hauptantriebs), sodass eine Übertemperatur-Abschaltung ausgelöst
werden kann.

Der Schaltkasten in der HX-Einheit besteht aus Motorschutzrelais, Schutzschaltern, Schaltschützen,
400/24 V-DC-Netzteil und Klemmen.

An der Tür des Schaltkastens sind vier Schalter angebracht: ein Hauptschalter, zwei
Pumpenschalter und ein Lecksensor-Rückstellschalter.

• Der Hauptschalter (rot/gelb in Abbildung 2.2-7) ist mit dem Motorschutzrelais verbunden und

hat die Positionen „0“ (Null) und „1“. Der Unterbrecher
steuert die Versorgungsspannung der HX-Einheit
einschließlich HX-Steuereinheit.

• Der Pumpenschalter (schwarz/rot in Abbildung 2.2-7) hat die

Positionen „0“ (Null) und „1“. Der Unterbrecher steuert die
Versorgungsspannung der Pumpen (PU11 und PU12) der HX­Einheit. Wenn Sie den Schalter in Position „1“ stellen, wird
die Pumpe gestartet, in Position „0“ gestoppt. Wenn beide
Schalter in Position „1“ stehen, arbeiten die Pumpen
automatisch abwechselnd für jeweils 168 Stunden (oder
entsprechend dem projektspezifischen Wert).

• Der Lecksensor-Rückstellschalter LS11 (weiß in

Abbildung 2.2-7) dient dem Zurücksetzen des Leckalarms.
Um den Alarm zurückzusetzen, müssen Sie zunächst die
Flüssigkeit vom Sensor in der Leckwanne der HX-Einheit
entfernen.

Abbildung 2.2-7

An der Tür des Schaltkastens befinden sich auch fünf farbige Anzeigelampen. Die Farben zeigen
folgende Zustände an:

• Rot zeigt an, dass die HX-Einheit nicht innerhalb der korrekten Parameterwerte arbeitet.

Entweder die Temperatur hat den Grenzwert für Übertemperatur-Abschaltung
überschritten, oder der Durchfluss im Primärkreis ist zu gering. Das Leuchten dieser Lampe

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EINFÜHRUNG vacon • 17

zeigt darüber hinaus an, dass die Hauptantriebe nicht das Signal „Kühlung OK“ empfangen
und daher abgeschaltet sind.

• Gelb zeigt an, dass ein aktiver Alarm in der HX-Einheit vorliegt. In diesem Fall arbeitet die

HX-Einheit außerhalb des optimalen Temperatur- und/oder Druckbereichs, oder es liegt ein
Leck in der Einheit vor.

• Grün zeigt an, dass die Hauptantriebe das Signal „Kühlung OK“ empfangen.

• Die weißen Anzeigen geben an, welche der HX-Pumpen während des Betriebs aktiviert wird.

Eine Anleitung zur Fehlerbehebung finden Sie in Kapitel 5 FEHLERBEHEBUNG. Wenn die rote oder
gelbe Anzeigelampe leuchtet, können Sie am Display der HX-Steuerungseinheit weiterführende
Informationen abrufen. Die Bedienungselemente der HX-Steuerungseinheit sind in der
Betriebsanleitung des Vacon NXP beschrieben, die zum Lieferumfang der HX-Einheit gehört.

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2.3 SPEZIFIKATIONEN ZUR INSTALLATION

2.3.1

Qualität der Kühlflüssigkeit

Die Qualität der Kühlflüssigkeit muss den Werten in Tabelle 2.3-1 entsprechen. Die Kühlflüssigkeit
darf keine organischen Sedimente enthalten und nicht chemisch aktiv sein. Die Kühlflüssigkeit kann
mit Korrosionsinhibitoren versetzt werden, die für AISI-Rohre und PTFE- und Testnit BA-S­Dichtungen geeignet sind. Beim Einfüllen der Flüssigkeit in den Primärkreis sollte ein Filter
verwendet werden, damit keine Partikel in den Primärkreis gelangen, die größer als 0,3 mm sind

Die Temperatur der Flüssigkeit, die in die Hauptantriebe gelangt, darf beim Start der Hauptantriebe
nie unterhalb der Umgebungstemperatur im Anlagenschrank liegen. Wenn das System in kalten
Jahreszeiten abgeschaltet wird, und die Gefahr besteht, dass die Kühlflüssigkeit gefriert, können Sie
der Kühlflüssigkeit im Primärkreis bis zu 20 % Glykol zusetzen. Wenn mehr als 20 % Glykol
erforderlich ist, um das Gefrieren der Flüssigkeit zu verhindern, wenden Sie sich an die Vacon­Vertretung in Ihrer Nähe. Dort erhalten Sie Informationen über die Lastreduktion des Hauptantriebs.

Zur Vermeidung von Korrosion setzen Sie der Kühlflüssigkeit im Primärkreis den
Korrosionsinhibitor Cortec VpCI-649 zu. Verwenden Sie diesen Zusatz entsprechend den
Produktspezifikationen, die Sie im Abschnitt zu den Komponentenspezifikationen und
Wartungsanleitungen im Ordner für die Inbetriebnahme und Wartung finden.

Qualität der Kühlflüssigkeit im Primärkreis Einheit Wert

pH 6…8
Härte der Flüssigkeit

Leitfähigkeit
Chlor, Cl mg/l < 10

Eisen, Fe mg/l < 0,1
Maximale Partikelgröße

Tabelle 2.3-1: Qualität der Kühlflüssigkeit

°dH
µS/cm

µm

< 10
< 10

< 300

Für die Flüssigkeit des Sekundärkreises ist zwar nicht so ein hoher Reinheitsgrad erforderlich wie
bei der Flüssigkeit des Primärkreises. Bedenken Sie jedoch, dass der Plattenwärmetauscher
seltener gereinigt werden muss, wenn Sie eine saubere Flüssigkeit verwenden. Wenn der
Kunde/Endbenutzer das Wasser für den Sekundärkreis einem natürlichen Gewässer entnimmt,
enthält das Wasser wahrscheinlich organische Sedimente. Diese Sedimente setzen sich in den
Platten des Wärmetauschers HX11 ab. Deshalb lässt der Wärmeaustausch zwischen Primär- und
Sekundärkreis im Laufe der Zeit nach. Ein weiteres Problem bei organischen Sedimenten besteht
darin, dass auch der Druckverlust im HX11 größer wird und der Durchfluss abnimmt. Dadurch wird
der Wärmeaustausch zwischen den Flüssigkeiten des Primär- und Sekundärkreises behindert.

Wegen der Möglichkeit von Ablagerungen organischer Sedimente im Kühlkreislauf wird dringend
empfohlen, im Sekundärkreis Geräte zur Strömungsmessung oder Messung der Druckdifferenz zu
installieren. Diese Messgeräte müssen einen Alarm auslösen, wenn der Durchfluss den geforderten
Sollwert unterschreitet. Wenn der Wärmetauscher gereinigt werden muss, lesen Sie zuerst die
Informationen über AlfaCaus, das Reinigungsmittel für Wärmetauscher von Alfa Laval. Sie finden
diese Informationen im Abschnitt zu den Komponentenspezifikationen und Wartungsanleitungen im
Ordner für die Inbetriebnahme und Wartung.

Die Flüssigkeit im Sekundärkreis darf keine Partikel enthalten, die größer als 2 mm sind. Bei
größeren Partikeln im Kühlkreislauf besteht die Gefahr, dass das 3-Wege-Ventil oder der
Wärmetauscher innerhalb kurzer Zeit verstopft. Deshalb wird dringend empfohlen, am Einlass des

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EINFÜHRUNG vacon • 19

Sekundärkreises einen Filter (MF21) zu installieren, der Partikel über einer Größe von 2 mm
herausfiltert. Weitere Informationen über diese Filtereinheit erhalten Sie bei der Vacon-Vertretung
in Ihrer Nähe.

Im Sekundärkreis dürfen keine chemischen Rückstände enthalten sein, die das Material der HX­Einheit schädigen (z. B. hohe Anteile von Chloriden bzw. Chlor, Öl usw.). In der HX-Einheit und in den
PVC-C-Rohren werden EPDM-Gummidichtungen verwendet, die bei Kontakt mit Öl geschädigt
werden.

2.3.2

Umgebungsbedingungen

Die HX-Einheit ist für den Einsatz bei Umgebungstemperaturen zwischen +5 und +50 °C bestimmt.
Der Kunde/Endbenutzer ist dafür verantwortlich, dass die Temperatur während des Betriebs
innerhalb dieser Grenzwerte gehalten wird. Die HX-Einheit ist nicht für den Einsatz im Regen bzw. in
Sand- oder Schneestürmen konzipiert. Wenn die HX-Einheit im Außenbereich eingesetzt wird, muss
sie in einem Anlagenschrank untergebracht werden, der mit Temperatur- und
Feuchtigkeitsüberwachung ausgerüstet ist.

Im Hauptantrieb ist keine Kondensation zulässig. Da sich das Rohrsystem des Primärkreises in
demselben Anlagenschrank befindet wie der Hauptantrieb, darf die Wassertemperatur im
Primärkreis auf keinen Fall unter den Taupunkt absinken. Die Temperatur des Primärkreises wird
in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur und der relativen Luftfeuchtigkeit eingestellt. Die
sicherste Methode zur Vermeidung von Kondenswasserbildung in den Hauptantrieben besteht darin,
die Wassertemperatur im Primärkreis stets höher zu halten als die Umgebungstemperatur.

Wenn die Temperatur im Antriebsraum höher ist als die Wassertemperatur im Primärkreis, kann es
je nach Luftfeuchtigkeit zu Kondensation im Rohrsystem und im Antrieb kommen.

Anhand eines Taupunktdiagramms können Sie die optimale Mindesttemperatur für den Primärkreis
ermitteln. Die Wassertemperatur im Primärkreis sollte stets höher sein als die
Umgebungstemperatur. In manchen Fällen kann dies jedoch zu einer unnötigen Lastminderung im
Hauptantrieb führen. In diesem Fall muss die maximale relative Luftfeuchtigkeit (RH) am
Installationsort ermittelt werden. Mit der maximalen relativen Luftfeuchtigkeit und der Mindest­Umgebungstemperatur können Sie im Taupunktdiagramm in Kapitel 3.3.6 Temperatursollwerte die
Mindesttemperatur des Primärkreises bestimmen.

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20 • vacon INBETRIEBNAHME

3. INBETRIEBNAHME

3.1 SCHRITT 1: MECHANIK

!

WARNING

3.1.1

Allgemeine Installationsanweisungen

Die HX-Einheit wird mit einem selbsttragenden Rahmen geliefert (siehe Abbildung 3.1-1) und kann
deshalb in einen beliebigen Schaltschrank eingebaut werden. Die Einheit ist für Schaltschränke von
VEDA oder Rittal mit den Maßen 800 x 600 x 2.000 mm (B x T x H) konzipiert. Bei Verwendung
anderer Schaltschränke ist der Kunde/Endbenutzer selbst dafür verantwortlich, dass die HX-Einheit
in den gewählten Schrank passt. Die Einheit kann auf Anfrage auch in einem Schaltschrank von
VEDA oder Rittal fertig montiert geliefert werden. Weitere
Informationen hierzu erhalten Sie bei Ihrer Vacon-Vertretung.

Wenn der Kunde die HX-Einheit in einem selbst gewählten
Schaltschrank unterbringt, hat er dafür zu sorgen, dass die
Einheit entsprechend der Anforderungen darin montiert wird.
Die HX-Einheit muss mit geeigneten und robusten Halterungen
am Rahmen des Schaltschranks befestigt werden, um zu
verhindern, dass sie sich bewegt oder durch Vibrationen
beschädigt wird.

Die HX-Einheit kann auch ohne Schrank am Fußboden oder an
einer Wand befestigt werden. Der Rahmen der Einheit ist
selbsttragend. Wenn die Einheit ohne Schaltschrank (z. B. VEDA
oder Rittal) installiert wird, muss sie außerhalb von Bereichen
aufgestellt werden, in der sie eine Gefahr für Personen oder
Anlagen darstellt. Wenn es z. B. aufgrund gesetzlicher
Bestimmungen oder allgemein anerkannter
Sicherheitsstandards erforderlich ist, müssen an der Einheit
zusätzliche Sicherheitsvorrichtungen (z. B. Warnzeichen oder
Schutzeinrichtungen) installiert werden.

Die mechanischen Arbeiten an der HX-Einheit dürfen nur von zugelassenen
Mechanikern ausgeführt werden.

Abbildung 3.1-1

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