Ein thermostatisches Expansionsventil (TEV) ist eine entscheidende Komponente in Kälte- und Klimaanlagen, die den Kältemittelfluss in den Verdampfer regulieren soll. Das TEV stellt sicher, dass der Verdampfer über die richtige Menge an Kältemittel verfügt, um einen effizienten Wärmeaustausch zu erreichen, während gleichzeitig verhindert wird, dass flüssiges Kältemittel zum Kompressor zurückkehrt. Die Überhitzungseinstellung ist ein wesentlicher Parameter, um sicherzustellen, dass das TEV effektiv arbeitet.
Überhitzung bezieht sich auf die zusätzliche Temperaturerhöhung eines Gases, nachdem es vollständig von einer flüssigen in eine gasförmige Phase übergegangen ist. Im Zusammenhang mit einem TEV ist Überhitzung die Temperaturdifferenz zwischen dem Kältemittelgas am Verdampferauslass und seiner Sättigungstemperatur, d. h. der Temperatur, bei der das Kältemittel bei einem bestimmten Druck zwischen flüssiger und gasförmiger Phase übergeht. Die Überhitzungseinstellung ist die gewünschte Überhitzungsstufe, die das TEV für eine optimale Systemleistung aufrechterhalten sollte.
Das TEV erfasst die Überhitzung im System unter Verwendung eines temperaturempfindlichen Elements, das typischerweise mit einem Kältemittel oder einer anderen temperaturempfindlichen Substanz gefüllt ist. Dieses Element wird an der Saugleitung des Verdampferauslasses angebracht. Wenn sich die Temperatur des Kältemittelgases ändert, ändert sich auch der Druck im Sensorelement, wodurch das TEV die Kältemittelflussrate entsprechend moduliert.
Überhitzung
Die Verdampferüberhitzung ist die Differenz zwischen der Temperatur des Kältemittels am Ausgang des Verdampfers und der Verdampfungstemperatur (Sättigungstemperatur) an derselben Stelle. Die Formel zur Berechnung der Verdampferüberhitzung lautet:
Überhitzung = T_Kältemittel_Austritt – T_Sättigung
Wo:
- Überhitzung ist die Überhitzung des Verdampfers, die typischerweise in Grad Fahrenheit (°F) oder Grad Celsius (°C) gemessen wird.
- T_Kältemittel_Austritt ist die tatsächliche Temperatur des Kältemittels am Ausgang des Verdampfers oder der Saugleitung, gemessen in °F oder °C.
- T_sättigung ist die Sättigungstemperatur des Kältemittels bei gegebenem Druck im Verdampfer, gemessen in °F oder °C.
Die richtige Überhitzungseinstellung hängt von mehreren Faktoren ab, einschließlich der Art des verwendeten Kältemittels, der gewünschten Verdampfertemperatur und der Anwendung (z. B. Klimaanlage, Kühlung oder Wärmepumpe). Typischerweise reicht die Überhitzungseinstellung für Klimaanlagen von 8 bis 15 Grad Fahrenheit (4,4 bis 8,3 Grad Celsius), während sie für Kühlsysteme etwas höher sein kann. Die richtige Überhitzung stellt sicher, dass der Verdampfer effizient arbeitet, maximiert die Wärmeübertragung und verhindert, dass flüssiges Kältemittel in den Kompressor gelangt, was zu einer Beschädigung des Kompressors oder einer verringerten Systemleistung führen könnte.
Sowohl hohe als auch niedrige Überhitzung können sich negativ auf die Systemleistung und die Langlebigkeit des Kompressors auswirken. Eine hohe Überhitzung kann durch einen unzureichenden Kältemittelfluss durch das TEV verursacht werden, wodurch das Kältemittel mehr Wärme als nötig im Verdampfer absorbiert. Dieser Zustand kann zu reduzierter Kühlleistung, erhöhtem Energieverbrauch und höheren Austrittstemperaturen führen, was möglicherweise die Lebensdauer des Kompressors verkürzt. Andererseits kann eine niedrige Überhitzung auf einen übermäßigen Kältemittelfluss durch das TEV hindeuten, was dazu führen kann, dass flüssiges Kältemittel in den Kompressor eintritt. Dieses als „Flüssigkeitsrückfluss“ bekannte Phänomen kann Schäden an den Ventilen und Lagern des Kompressors verursachen und schließlich zum Ausfall des Kompressors führen. Außerdem verringert eine geringe Überhitzung die Effizienz des Verdampfers, da die verfügbare Wärmeübertragungsfläche nicht vollständig genutzt wird. Daher ist es wichtig, die Überhitzungseinstellungen in Kühl- und Klimaanlagen zu überwachen und anzupassen, um eine optimale Leistung aufrechtzuerhalten und mögliche Schäden an der Ausrüstung zu vermeiden.
Messung und Einstellung der Überhitzung
Um die Überhitzung in einer Kälte- oder Klimaanlage zu messen und einzustellen, benötigen Techniker folgende Werkzeuge:
- Manometer oder Manometersatz: Ein Manometer oder Manometersatz wird verwendet, um den Kältemitteldruck am Verdampferauslass oder an der Saugleitung zu messen. Das Verteiler-Manometer-Set umfasst normalerweise separate Manometer für Hoch- und Niederdruck sowie Schläuche zum Anschluss an die Wartungsanschlüsse des Systems.
Das Foto zeigt ein Beispiel, bei dem der Niederdruckmesser mit einem Schrader-Ventil am Auslass des Verdampfers verbunden ist und der Temperaturfühler die Temperatur neben diesem Punkt misst.
- Temperaturfühler oder Thermometer: Eine Temperatursonde oder ein Thermometer ist erforderlich, um die tatsächliche Kältemitteltemperatur am Verdampferauslass oder an der Saugleitung zu messen. Es sind verschiedene Arten von Temperaturfühlern erhältlich, wie zum Beispiel Stromzangen, Thermoelemente und Infrarot-Thermometer. Wählen Sie ein genaues und zuverlässiges Temperaturmessgerät, das für die jeweilige Anwendung geeignet ist.
- Druck-Temperatur (PT)-Diagramm oder Kältemittel-Rechenschieber: Ein Druck-Temperatur-Diagramm oder ein Kältemittel-Rechenschieber hilft Technikern, den gemessenen Kältemitteldruck in die entsprechende Sättigungstemperatur umzurechnen. Diese Tools sind spezifisch für das im System verwendete Kältemittel und können in Form von gedruckten Diagrammen, mobilen Apps oder Online-Ressourcen gefunden werden.
- TEV-Einstellwerkzeug oder Schraubenschlüssel: Zum Ändern der TEV-Überhitzungseinstellung ist ein Einstellwerkzeug oder Schraubenschlüssel erforderlich. Welches spezifische Werkzeug erforderlich ist, hängt von der Konstruktion und dem Hersteller des TEV ab. Einige TEVs verwenden einen Sechskantschlüssel (Inbusschlüssel), während andere möglicherweise einen kleinen verstellbaren Schraubenschlüssel oder ein vom Hersteller bereitgestelltes Spezialwerkzeug benötigen.
- Schutzausrüstung: Beim Arbeiten mit Kühl- und Klimaanlagen sind Schutzbrillen und Handschuhe unerlässlich, um sich vor möglichen Verletzungen durch hohen Druck, kalte Temperaturen oder Kontakt mit Kältemitteln zu schützen.
- Stift und Papier oder digitales Notizgerät: Stift und Papier oder ein digitales Notizgerät helfen den Technikern, die gemessenen Werte und Berechnungen aufzuzeichnen, was eine genaue Überhitzungseinstellung erleichtert.
Vorgehensweise zum Einstellen der Überhitzung:
Das System muss laufen und voll aufgeladen sein, um die Überhitzung genau messen und einstellen zu können. Befolgen Sie diese Schritte, um die Überhitzung zu messen und einzustellen:
- Schalten Sie das System ein und warten Sie, bis es sich stabilisiert hat: Die Kälte- oder Klimaanlage muss ausreichend lange laufen, um sicherzustellen, dass sie einen stabilen Betriebszustand erreicht hat. Dies dauert in der Regel etwa 15-30 Minuten.
- Bringen Sie das Manometer oder den Manometersatz an: Schließen Sie das Manometer oder die Niederdruckseite des Manometersatzes an den Wartungsanschluss der Saugleitung in der Nähe des Verdampferauslasses an. Stellen Sie sicher, dass die Verbindungen fest und sicher sind.
- Saugdruck messen: Lesen Sie den Kältemitteldruck am Manometer oder Manometersatz ab. Notieren Sie diesen Wert.
- Wandle den Druck in Sättigungstemperatur um: Ermitteln Sie mithilfe eines Druck-Temperatur-Diagramms (PT) oder eines Kältemittel-Rechenschiebers, der für das im System verwendete Kältemittel spezifisch ist, die entsprechende Sättigungstemperatur für den gemessenen Druck. Notieren Sie diesen Wert.
- Bringen Sie die Temperatursonde oder das Thermometer an: Bringen Sie den Temperaturfühler oder das Thermometer an der Saugleitung in der Nähe des Verdampferauslasses oder an derselben Stelle an, an der die Druckmessung vorgenommen wurde. Stellen Sie für einen genauen Messwert einen ordnungsgemäßen Kontakt zwischen dem Temperaturfühler und der Saugleitung sicher.
- Kältemitteltemperatur messen: Lesen Sie die tatsächliche Kältemitteltemperatur von der Temperatursonde oder dem Thermometer ab. Notieren Sie diesen Wert.
- Berechnen Sie die Überhitzung: Subtrahieren Sie die Sättigungstemperatur (T_Sättigung) von der tatsächlichen Kältemitteltemperatur (T_Kältemittel_Austritt), um die Überhitzung zu bestimmen: Überhitzung = T_Kältemittel_Austritt – T_Sättigung
- Vergleichen Sie die gemessene Überhitzung mit der gewünschten Überhitzungseinstellung: Wenn die gemessene Überhitzung innerhalb des gewünschten Bereichs für die spezifische Anwendung liegt, ist keine Anpassung erforderlich. Wenn die Überhitzung zu hoch oder zu niedrig ist, fahren Sie mit dem nächsten Schritt fort.
- Passen Sie die TEV-Überhitzungseinstellung an: Lokalisieren Sie den TEV-Einstellschaft, der normalerweise von einer Schutzkappe bedeckt ist. Entfernen Sie die Kappe, falls erforderlich. Drehen Sie mit dem geeigneten Einstellwerkzeug oder Schraubenschlüssel den Einstellschaft, um die Überhitzungseinstellung zu ändern. Im Allgemeinen erhöht das Drehen des Schafts im Uhrzeigersinn die Überhitzung, während das Drehen gegen den Uhrzeigersinn die Überhitzung verringert. Nehmen Sie kleine Anpassungen vor und warten Sie, bis sich das System stabilisiert hat, bevor Sie die Überhitzung erneut prüfen.
- Prüfen Sie erneut die Überhitzung: Nachdem Sie Anpassungen vorgenommen und das System stabilisiert haben, wiederholen Sie die Schritte 2-7, um die neue Überhitzung zu messen. Passen Sie den TEV weiter an, bis die gewünschte Überhitzungseinstellung erreicht ist.
- Sichern und abschließen: Wenn die gewünschte Überhitzungseinstellung erreicht ist, setzen Sie die Schutzkappe wieder auf den TEV-Einstellschaft und trennen Sie das Manometer, die Temperatursonde und alle anderen Werkzeuge, die während des Verfahrens verwendet werden. Stellen Sie sicher, dass alle Verbindungen und Armaturen fest und sicher sind.
Überhitzungsprotokolltabelle
Eine Überhitzungsprotokolltabelle ist ein hilfreiches Werkzeug für Techniker, um Überhitzungsmessungen und -anpassungen im Laufe der Zeit aufzuzeichnen. Dies ermöglicht eine einfache Überwachung der Leistung eines Kühl- oder Klimaanlagensystems und hilft, Trends oder potenzielle Probleme zu erkennen. Eine beispielhafte Überhitzungsprotokolltabelle könnte wie folgt aussehen:
Datum | Zeit | Saugdruck (PSI) | Sättigungstemperatur (°F) | Kältemitteltemperatur (°F) | Überhitzung (°F) | Anpassung vorgenommen | Techniker |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
2023-04-11 | 10.00 | 70 | 40 | 50 | 10 | Keiner | John Doe |
2023-04-18 | 14.00 | 68 | 38 | 47 | 9 | Keiner | Jane Smith |
2023-04-25 | 09.00 | 72 | 42 | 58 | 16 | -2 ° | John Doe |
Erläuterung der Tabellenspalten:
- Datum: Das Datum, an dem die Überhitzungsmessung durchgeführt wurde.
- Zeit: Die Zeit, zu der die Überhitzungsmessung durchgeführt wurde.
- Saugdruck (PSI): Der gemessene Kältemitteldruck am Verdampferauslass oder an der Saugleitung, normalerweise in Pfund pro Quadratzoll (PSI) angegeben.
- Sättigungstemperatur (°F): Die Sättigungstemperatur des Kältemittels bei dem gemessenen Druck, ermittelt mit einem Druck-Temperatur (PT)-Diagramm oder einem Kältemittel-Rechenschieber.
- Kältemitteltemperatur (°F): Die tatsächliche Kältemitteltemperatur, gemessen am Verdampferauslass oder an der Saugleitung.
- Überhitzung (°F): Der berechnete Überhitzungswert, erhalten durch Subtraktion der Sättigungstemperatur von der Kältemitteltemperatur.
- Anpassung vorgenommen: Die an der TEV-Überhitzungseinstellung vorgenommene Anpassung, falls vorhanden. Diese Spalte zeichnet die Änderung der Überhitzungseinstellungen auf, z. B. „+1°“ für eine Erhöhung um 1 °F oder „-2°“ für eine Verringerung um 2 °F.
- Techniker: Der Name des Technikers, der die Überhitzungsmessung und -einstellung durchgeführt hat.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Verständnis und die Aufrechterhaltung der richtigen Überhitzungseinstellung in thermostatischen Expansionsventilen (TEV) für den effizienten Betrieb und die Langlebigkeit von Kälte- und Klimaanlagen von entscheidender Bedeutung sind. Durch Befolgen des empfohlenen Verfahrens zum Messen und Einstellen der Überhitzung können Techniker die Systemleistung optimieren und potenziellen Geräteschäden vorbeugen. Die regelmäßige Überwachung und Dokumentation der Überhitzungswerte gewährleistet einen proaktiven Ansatz für die Systemwartung und kann Trends oder Probleme erkennen, die möglicherweise weiterer Aufmerksamkeit bedürfen.
