Hvordan kan du se, når der er lavt kølemiddelindhold i et system? Ved at køre et systemtjek kan man afgøre, om det er tilfældet. Overvej dette scenario: En servicetekniker installerer målere og termistorer på et R-134a-kølesystem med lukkede døre og middelhøj temperatur, der indeholder en flydende high-side receiver og en termostatisk ekspansionsventil (TXV) som doseringsanordning. Både målte og beregnede værdier er anført i tabel 1 sammen med en detaljeret systemanalyse.
ANALYSE
Kompressorudladning: Denne temperatur er meget høj i forhold til normal systemdrift. Udstødningstemperaturen på 195°F skyldes, at fordamperen og kompressoren kører med høj overophedning sammen med høje kompressionsforhold. Når der er for lidt opladning, må man ikke forvente, at TXV’en kontrollerer overophedningen. TXV’en kan se en kombination af damp og væske ved sin indgang, så fordamperen vil være udsat for mangel på kølemiddel og køre med høj overophedning. Kompressoren vil derefter se høj overophedning og vil ved hvert kompressionsslag overophede kølemidlet endnu mere.
Kompressionsforholdet vil også blive forhøjet, hvilket giver systemet en højere kompressionsvarme end normalt. Kompressionsforhold vil være høje på grund af lave fordampertryk, og høje kompressionsforhold vil give systemet meget lave volumetriske virkningsgrader og forårsage uønsket ineffektivitet ved lave kølemiddelflowhastigheder. Kompressoren skal så komprimere dampe med meget lavere tryk, der kommer fra sugeledningen, til kondenseringstrykket. Dette kræver et større kompressionsområde og et højere kompressionsforhold.
| MÅLVÆRDIER | ||
| Kompressorudløbstemperatur | 195°F | |
| Kondensatorudløb temperatur | 78°F | |
| Fordamperens udgangstemperatur | 10°F | |
| Kompressorens indløbstemperatur | 50°F | |
| Bilufttemperatur | 70°F | |
| Boksens temperatur | 20°F | |
| Kompressorvolt | 230 | |
| Kompressorampere | Low | |
| Low side (fordamper) pressure | 3.94 in. Hg (minus 20°F) | |
| Højt tryk på høj side (kondensering) | 86.4 psig (80°F) | |
| KALKULEREDE VÆRDIER | ||
| Kondensatorsplit | 10°F | |
| Kondensator underkøling | 2°F | |
| Fordamperoveropvarmning | 30°F | |
| Kompressoroveropvarmning | 70°F | |
TABEL 1: De målte og beregnede værdier for et R-134a-kølesystem med lukkede døre og middelvarme, der indeholder en flydende high-side receiver og en termostatisk ekspansionsventil.
Se/download tabellen som PDF
Det større kompressionsområde fra det lavere fordampertryk til kondenseringstrykket er det, der forårsager kompressionsarbejde og genererer ekstra kompressionsvarme. Denne øgede varme kan ses ved den høje kompressorudløbstemperatur; men på grund af de lavere strømningshastigheder fra de lavere volumetriske virkningsgrader ses en noget lav belastning af kompressoren. Det er denne lave belastning, der forhindrer, at udløbstemperaturen bliver for varm. Det kan konkluderes, at det er højere kompressionsforhold og højere overophedning, der gør, at udblæsningstemperaturen er noget høj. Husk, at udblæsningsledningen ser al den overophedning, der kommer til kompressoren, den genererede motorvarme og kompressionsvarmen.
Grænsen for enhver udblæsningstemperatur, målt 3 tommer fra kompressoren på udblæsningsledningen, er 225°. Bagsiden af trykventilen er normalt 50° til 75° varmere end trykledningen, hvilket ville gøre bagsiden af trykventilen ca. 250° til 300°. Dette kan medføre fordampning af olie omkring cylindrene og forårsage overdreven slitage. Ved 350° vil olien blive nedbrudt, og der vil hurtigt opstå overophedning af kompressoren. Overophedning af kompressoren er et af de alvorligste problemer på stedet i dag, så prøv at holde udblæsningstemperaturerne under 225° for at forlænge kompressorens levetid.
Høje overophedninger af fordamperen: Da fordamperen er udsultet for kølemiddel, vil der forekomme høje fordamperoveropvarmninger. Dette vil til gengæld føre til høje kompressoroveropvarmninger (samlet). Receiveren vil ikke få nok flydende kølemiddel fra kondensatoren på grund af mangel på kølemiddel i systemet, og dette vil udsulte væskeledningen og kan endog få bobler i et synlighedsglas, hvis tilstanden er alvorlig nok. TXV’en vil ikke se normale tryk og vil måske endda forsøge at lade væske og damp passere fra den udsultede væskeledning. TXV’en vil også blive udsultet og kan ikke forventes at kontrollere overopvarmningen.
Høje overopvarmninger i kompressoren: Igen: Da væskeledningen, TXV’en og fordamperen bliver udsultet for kølemiddel fra underfyldningen, vil kompressoren også blive udsultet. Dette kan ses i aflæsningen af den høje kompressoroverophedning.
Lav underkøling af kondensator: Fordi kompressoren vil se meget varme dampe fra de høje overopvarmningsmålinger, vil de gasser, der kommer ind i kompressoren, være ekstremt ekspanderet og have en lav densitet. Kompressionsforholdet vil være højt på grund af det lave sugetryk, hvilket medfører lave volumetriske virkningsgrader. Kompressoren vil simpelthen ikke pumpe meget kølemiddel, og alle komponenter i systemet vil blive udsultet for kølemiddelmangel. Det 100 % mættede væskepunkt i kondensatoren vil være meget lavt, hvilket vil medføre en lav underkøling i kondensatoren. Kondensatoren vil simpelthen ikke modtage nok kølemiddeldamp til at kondensere den til en væske og tilføre den til modtageren.
Kondensatorunderkøling er en god indikator for, hvor meget kølemiddelfyldning der er i systemet, fordi en lav kondensatorunderkøling kan betyde en lav fyldning. En høj kondensatorunderkøling kan betyde en overopladning, men ikke altid. Dette gælder f.eks. ikke for kapillarrørsystemer uden modtager, fordi et kapillarrørsystem kan have en høj underafkøling blot på grund af en begrænsning i kapillarrøret eller væskeledningen. Det overskydende kølemiddel vil ophobe sig i kondensatoren og forårsage høj underkøling og højt tryk. Hvis et TXV-modtagersystem er begrænset i væskeledningen, vil det meste af kølemidlet ophobes i modtageren og en smule i kondensatoren. Dette vil medføre lav underkøling og lavt hovedtryk.
Lavt kompressorampere: Høj overophedning vil medføre, at kompressorindløbsdampene fra sugeledningen bliver ekstremt ekspanderet, hvilket mindsker deres massefylde. Dampene med lav massefylde, der kommer ind i kompressoren, vil betyde lave kølemiddelflowhastigheder gennem kompressoren. Dette vil medføre et lavt strømforbrug, fordi kompressoren ikke skal arbejde så hårdt for at komprimere dampene med lav massefylde. Lavt kølemiddelflow vil også medføre, at kølemiddelkølede kompressorer overophedes.
Lavt fordampertryk: Lavt fordampertryk skyldes en udsultet kompressor. Kompressoren vil forsøge at trække kølemiddel ind i sine cylindre, men der er ikke nok til at tilfredsstille den, så hele den lave side af systemet vil opleve lavt tryk.
Lavt kondenseringstryk: Fordi fordamperen og kompressoren bliver udsultet for kølemiddel, vil kondensatoren også blive udsultet. Hvis kondensatoren udsultes, vil varmebelastningen på kondensatoren blive reduceret, fordi den ikke vil se så meget kølemiddel til at afgive varme. Da der ikke er så meget varme at tage imod – og dermed afvise fra kompressoren – vil kondensatoren have en lavere temperatur. Denne lavere temperatur vil medføre et lavere tryk i kondensatoren på grund af tryk/temperatur-forholdet ved mætning.
Temperaturforskellen mellem kondenseringstemperaturen og den omgivende temperatur kaldes kondensatorens delta T eller split. I serviceindustrien kaldes dette ofte for kondensatorsplit, og det kan beregnes på følgende måde:
kondenseringstemperatur
– omgivelsestemperatur
= kondensator delta T (split)
Da kondensatoren ser mindre og mindre varme fra kompressoren, fordi den er udsultet af underfyldning af kølemiddel, vil kondensatorsplitten falde. Uanset omgivelsestemperaturen vil kondensatorsplitten – dvs. forskellen mellem kondenseringstemperaturen og omgivelsestemperaturen – forblive den samme, hvis belastningen af fordamperen forbliver den samme. Kondensatorsplit vil imidlertid ændre sig, hvis varmebelastningen på fordamperen ændres. Når fordamperens varmebelastning stiger, vil kondensatorsplitten stige, og når fordamperens varmebelastning falder, vil kondensatorsplitten falde.
SAMMENFATNING
Sammenfattende er her de syv symptomer eller afslørende tegn på, at der er for lidt kølemiddel i systemet:
- Middelhøje til høje afgangstemperaturer;
- høj fordamperoveropvarmning;
- høj kompressoroveropvarmning;
- lav underkøling i kondensatoren;
- lav kompressorampere;
- lav temperatur og lavt tryk i fordamperen; og
- lav kondenseringstemperatur og lavt tryk i kondensatoren.