Hur kan du se när ett system har låg köldmediehalt? Genom att köra en systemkontroll kan man avgöra om så är fallet. Tänk på det här scenariot: En servicetekniker installerar mätare och termistorer på ett R-134a-kylsystem med sluten dörr och medelhög temperatur, med en mottagare för vätska på den höga sidan och en termostatisk expansionsventil (TXV) som mätanordning. Både uppmätta och beräknade värden anges i tabell 1, tillsammans med en detaljerad systemanalys.
ANALYS
Kompressorutsläpp: Denna temperatur är mycket hög jämfört med normal systemdrift. Utloppstemperaturen på 195°F orsakas av att förångaren och kompressorn körs med hög överhettning tillsammans med höga kompressionsförhållanden. Vid underladdning får du inte förvänta dig att TXV:n ska kontrollera överhettningen. TXV:n kan se en kombination av ånga och vätska vid sin ingång, vilket gör att förångaren inte får tillräckligt med köldmedium och har hög överhettning. Kompressorn kommer då att se hög överhettning och med varje kompressionsslag kommer köldmediet att överhettas ännu mer.
Kompressionsförhållandena kommer också att vara förhöjda, vilket ger systemet en högre kompressionsvärme än normalt. Kompressionsförhållandena kommer att vara höga på grund av låga förångartryck, och höga kompressionsförhållanden kommer att ge systemet mycket låga volymetriska verkningsgrader och orsaka oönskade ineffektiviteter med låga köldmedieflöden. Kompressorn måste då komprimera ångor med mycket lägre tryck som kommer från sugledningen till kondenseringstrycket. Detta kräver ett större kompressionsområde och ett högre kompressionsförhållande.
| MÄTTADE VÄRDEN | ||
| Kompressorns utloppstemperatur | 195°F | |
| Kondensatorutlopp. temperatur | 78°F | |
| Förångarens utloppstemperatur | 10°F | |
| Kompressorns inloppstemperatur | 50°F | |
| Ambiontemperatur | 70°F | |
| Boxtemperatur | 20°F | |
| Kompressorvolt | 230 | |
| Kompressorampereffekter | Lågt | |
| Lågt tryck på låg sida (förångare) | 3.94 tum Hg (minus 20°F) | |
| Högtryck på hög sida (kondensering) | 86.4 psig (80°F) | |
| KALKULERADE VÄRDEN | ||
| Kondensatordelning | 10°F | |
| Kondenserare underkylning | 2°F | |
| Förångarens överhettning | 30°F | |
| Kompressorns överhettning | 70°F | |
TABELL 1: De uppmätta och beräknade värdena för ett R-134a-kylsystem med sluten dörr och medelhög temperatur, med en mottagare för flytande högsida och en termostatisk expansionsventil.
Se/ladda ner tabellen som PDF
Det är det större kompressionsintervallet från det lägre förångartrycket till kondenseringstrycket som orsakar kompressionsarbete och genererar extra värme från kompressionen. Denna ökade värme kan ses genom den höga utloppstemperaturen för kompressorn, men på grund av de lägre flödeshastigheterna på grund av de lägre volymetriska verkningsgraderna upplevs en något låg belastning av kompressorn. Det är denna låga belastning som gör att utloppstemperaturen inte blir för varm. Sammanfattningsvis är det högre kompressionsförhållanden och högre överhettning som gör att utloppstemperaturen blir något hög. Kom ihåg att utloppsledningen ser all överhettning som kommer till kompressorn, den genererade motorvärmen och kompressionsvärmen.
Gränsen för varje utloppstemperatur som mäts 3 tum från kompressorn på utloppsledningen är 225°. Baksidan av utloppsventilen är vanligtvis 50° till 75° varmare än utloppsledningen, vilket skulle innebära att baksidan av utloppsventilen är ungefär 250° till 300°. Detta skulle kunna förånga oljan runt cylindrarna och orsaka överdrivet slitage. Vid 350° bryts oljan ner och överhettning av kompressorn kommer snart att inträffa. Överhettning av kompressorn är ett av dagens allvarligaste problem på fältet, så försök att hålla utloppstemperaturen under 225° för att förlänga kompressorns livslängd.
Hög överhettning av förångaren: Eftersom förångaren saknar köldmedium kommer det att uppstå höga överhettningar i förångaren. Detta leder i sin tur till höga överhettningar i kompressorn (totalt). Mottagaren får inte tillräckligt med flytande köldmedium från kondensatorn på grund av bristen på köldmedium i systemet, och detta kommer att svälta vätskeledningen och kan till och med bubbla ett siktglas om tillståndet är tillräckligt allvarligt. TXV:n kommer inte att se normala tryck och kan till och med försöka släppa igenom vätska och ånga från den utsvultna vätskeledningen. TXV:n kommer också att vara utsvulten och kan inte förväntas kontrollera överhettningen.
Hög överhettning i kompressorn: Eftersom vätskeledningen, TXV:n och förångaren inte får tillräckligt med köldmedium från underladdningen, kommer kompressorn också att få det. Detta kan ses i mätningen av hög överhettning i kompressorn.
Låg underkylning i kondensatorn: Eftersom kompressorn kommer att se mycket heta ångor från de höga överhettningsvärdena kommer gaserna som kommer in i kompressorn att vara extremt expanderade och ha en låg densitet. Kompressionsförhållandet kommer att vara högt på grund av det låga sugetrycket, vilket leder till låga volymetriska verkningsgrader. Kompressorn kommer helt enkelt inte att pumpa mycket köldmedium, och alla komponenter i systemet kommer att vara utsvultna på köldmedium. Den 100-procentigt mättade vätskepunkten i kondensorn kommer att vara mycket låg, vilket leder till en låg underkylning i kondensorn. Kondensorn kommer helt enkelt inte att ta emot tillräckligt med köldmedieånga för att kondensera den till en vätska och mata mottagaren.
Kondensorns underkylning är en bra indikator på hur mycket köldmedieladdning det finns i systemet eftersom en låg kondensornsunderkylning kan betyda en låg laddning. En hög kondensatorunderkylning kan betyda en överladdning, men inte alltid. Detta gäller till exempel inte för kapillärrörssystem utan mottagare, eftersom ett kapillärrörssystem kan ha en hög underkylning helt enkelt på grund av en begränsning i kapillärröret eller vätskeledningen. Överskottet av köldmedium ackumuleras i kondensorn, vilket leder till hög underkylning och högt tryck. Om ett TXV-mottagarsystem begränsas i vätskeledningen kommer det mesta av köldmediet att ansamlas i mottagaren, med en liten del i kondensorn. Detta orsakar låg underkylning och lågt huvudtryck.
Låga kompressorampereffekter: Höga överhettningar gör att kompressorns inloppsångor från sugledningen blir extremt expanderade, vilket minskar deras densitet. ångor med låg densitet som kommer in i kompressorn innebär låga köldmedieflöden genom kompressorn. Detta leder till ett lågt ampereuttag eftersom kompressorn inte behöver arbeta lika hårt för att komprimera ångorna med låg densitet. Lågt köldmedieflöde leder också till att köldmediekylda kompressorer överhettas.
Lågt förångartryck: Lågt förångartryck orsakas av en svältande kompressor. Kompressorn försöker dra in köldmedium i sina cylindrar, men det finns inte tillräckligt för att tillfredsställa den, så hela systemets låga sida får lågt tryck.
Lågt kondenseringstryck: Eftersom förångaren och kompressorn blir svältfödda på köldmedium, blir även kondensorn svältfödd. Om kondensorn svälter kommer värmebelastningen på kondensorn att minska eftersom den inte ser lika mycket köldmedium för att avge någon värme. Eftersom kondensorn inte har lika mycket värme att ta emot – och därmed avstyra från kompressorn – kommer kondensorn att ha en lägre temperatur. Denna lägre temperatur kommer att orsaka ett lägre tryck i kondensorn på grund av förhållandet mellan tryck och temperatur vid mättnad.
Temperaturskillnaden mellan kondenseringstemperaturen och den omgivande temperaturen kallas kondensorns delta T eller split. Serviceindustrin hänvisar ofta till detta som kondensatorsplit, och det kan beräknas på följande sätt:
kondenseringstemperatur
– omgivningstemperatur
= kondensatordelta T (split)
I takt med att kondensatorn ser mindre och mindre värme från kompressorn på grund av att den är svältfödd från underladdningen av köldmedium, kommer kondensatorsplit att minska. Oavsett omgivningstemperaturen kommer kondensatorsplit, dvs. skillnaden mellan kondenseringstemperaturen och den omgivande temperaturen, att förbli densamma om belastningen på förångaren förblir densamma. Kondensatorsplit kommer dock att förändras om värmebelastningen på förångaren förändras. När förångarens värmebelastning ökar kommer kondensatorsplit att öka, och när förångarens värmebelastning minskar kommer kondensatorsplitningen att minska.
SAMMANFATTNING
I sammanfattning är här de sju symtomen eller avslöjande tecknen på ett system med låg köldmedietillgång:
- Medelhöga till höga utloppstemperaturer;
- hög överhettning i förångaren;
- hög överhettning i kompressorn;
- låg underkylning i kondensatorn;
- låg kompressorampere;
- låga temperaturer och tryck i förångaren;
- låga temperaturer och tryck i kondensorn; och
- låga temperaturer och tryck i kondensorn.