Una valvola di espansione termostatica (TEV) è un componente fondamentale nei sistemi di refrigerazione e condizionamento dell'aria, progettato per regolare il flusso di refrigerante nell'evaporatore. Il TEV assicura che l'evaporatore abbia la quantità appropriata di refrigerante per ottenere uno scambio di calore efficiente, impedendo al refrigerante liquido di ritornare al compressore. L'impostazione del surriscaldamento è un parametro essenziale per garantire il funzionamento efficace del TEV.
Il surriscaldamento si riferisce all'ulteriore aumento di temperatura di un gas dopo che è passato completamente dalla fase liquida a quella gassosa. Nel contesto di una TEV, il surriscaldamento è la differenza di temperatura tra il gas refrigerante all'uscita dell'evaporatore e la sua temperatura di saturazione, che è la temperatura alla quale il refrigerante passa dalla fase liquida a quella gassosa a una data pressione. L'impostazione del surriscaldamento è il livello desiderato di surriscaldamento che il TEV deve mantenere per prestazioni ottimali del sistema.
Il TEV rileva il surriscaldamento nel sistema utilizzando un elemento sensibile alla temperatura, tipicamente riempito con un refrigerante o altra sostanza sensibile alla temperatura. Questo elemento è collegato alla linea di aspirazione dell'uscita dell'evaporatore. Quando la temperatura del gas refrigerante cambia, anche la pressione all'interno dell'elemento sensibile cambia, facendo sì che il TEV moduli di conseguenza la portata del refrigerante.
Surriscaldamento
Il surriscaldamento dell'evaporatore è la differenza tra la temperatura del refrigerante all'uscita dell'evaporatore e la temperatura di evaporazione (temperatura di saturazione) nello stesso punto. La formula per calcolare il surriscaldamento dell'evaporatore è:
Surriscaldamento = T_refrigerante_uscita – T_saturazione
Dove:
- Il surriscaldamento è il surriscaldamento dell'evaporatore, tipicamente misurato in gradi Fahrenheit (°F) o gradi Celsius (°C).
- T_refrigerant_exit è la temperatura effettiva del refrigerante all'uscita dell'evaporatore o della linea di aspirazione, misurata in °F o °C.
- T_saturazione è la temperatura di saturazione del refrigerante alla data pressione nell'evaporatore, misurata in °F o °C.
L'impostazione corretta del surriscaldamento dipende da diversi fattori, tra cui il tipo di refrigerante utilizzato, la temperatura desiderata dell'evaporatore e l'applicazione (ad es. condizionamento dell'aria, refrigerazione o pompa di calore). In genere, l'impostazione del surriscaldamento varia da 8 a 15 gradi Fahrenheit (da 4,4 a 8,3 gradi Celsius) per i sistemi di condizionamento dell'aria, mentre può essere leggermente superiore per i sistemi di refrigerazione. Un adeguato surriscaldamento garantisce che l'evaporatore funzioni in modo efficiente, massimizza il trasferimento di calore e impedisce al refrigerante liquido di entrare nel compressore, il che potrebbe causare danni al compressore o prestazioni ridotte del sistema.
Sia l'alto che il basso surriscaldamento possono influire negativamente sulle prestazioni del sistema e sulla longevità del compressore. Un surriscaldamento elevato può derivare da un flusso di refrigerante inadeguato attraverso il TEV, facendo sì che il refrigerante assorba più calore del necessario nell'evaporatore. Questa condizione può portare a una capacità di raffreddamento ridotta, un maggiore consumo di energia e temperature di scarico più elevate, riducendo potenzialmente la durata del compressore. D'altra parte, un basso surriscaldamento può indicare un flusso eccessivo di refrigerante attraverso il TEV, che può provocare l'ingresso di refrigerante liquido nel compressore. Questo fenomeno, noto come "ritorno di liquido", può causare danni alle valvole e ai cuscinetti del compressore, portando infine al guasto del compressore. Inoltre, il basso surriscaldamento riduce l'efficienza dell'evaporatore non sfruttando completamente la superficie di trasferimento del calore disponibile. Pertanto, è essenziale monitorare e regolare le impostazioni del surriscaldamento nei sistemi di refrigerazione e condizionamento dell'aria per mantenere prestazioni ottimali e prevenire potenziali danni alle apparecchiature.
Misura e regolazione del surriscaldamento
Per misurare e impostare il surriscaldamento in un sistema di refrigerazione o condizionamento, i tecnici hanno bisogno dei seguenti strumenti:
- Set manometro o manometro collettore: Un manometro o un set di manometri collettore viene utilizzato per misurare la pressione del refrigerante all'uscita dell'evaporatore o alla linea di aspirazione. Il set di manometri del collettore in genere include manometri separati per pressioni alte e basse, insieme a tubi flessibili per il collegamento alle porte di servizio del sistema.
La foto mostra un esempio in cui il manometro di bassa pressione è collegato a una valvola Schrader all'uscita dell'evaporatore e la sonda di temperatura misura la temperatura adiacente a questo punto.
- Sonda di temperatura o termometro: È necessaria una sonda di temperatura o un termometro per misurare la temperatura effettiva del refrigerante all'uscita dell'evaporatore o alla linea di aspirazione. Sono disponibili vari tipi di sonde di temperatura, come sonde clamp-on, termocoppie e termometri a infrarossi. Scegliere un dispositivo di misurazione della temperatura preciso e affidabile, adatto all'applicazione specifica.
- Grafico pressione-temperatura (PT) o regolo calcolatore del refrigerante: Un grafico pressione-temperatura o un regolo calcolatore del refrigerante aiuta i tecnici a convertire la pressione del refrigerante misurata nella corrispondente temperatura di saturazione. Questi strumenti sono specifici per il refrigerante utilizzato nel sistema e possono essere trovati sotto forma di grafici stampati, app mobili o risorse online.
- Strumento di regolazione TEV o chiave inglese: Per modificare l'impostazione del surriscaldamento TEV è necessario uno strumento di regolazione o una chiave inglese. Lo strumento specifico richiesto dipende dal progetto e dal produttore del TEV. Alcuni TEV utilizzano una chiave esagonale (chiave a brugola), mentre altri potrebbero richiedere una piccola chiave regolabile o uno strumento specializzato fornito dal produttore.
- Equipaggiamento protettivo: Occhiali e guanti di sicurezza sono essenziali quando si lavora con sistemi di refrigerazione e condizionamento dell'aria per proteggersi da potenziali lesioni dovute ad alte pressioni, basse temperature o contatto con refrigeranti.
- Carta e penna o dispositivo digitale per prendere appunti: Una penna e carta o un dispositivo digitale per prendere appunti aiuta i tecnici a registrare i valori misurati e i calcoli, facilitando regolazioni accurate del surriscaldamento.
Procedura per impostare il surriscaldamento:
Il sistema deve essere in funzione ed essere completamente carico per misurare e regolare accuratamente il surriscaldamento. Seguire questi passaggi per misurare e impostare il surriscaldamento:
- Accendi il sistema e lascia che si stabilizzi: Il sistema di refrigerazione o condizionamento dell'aria deve essere in funzione per un periodo adeguato per garantire che abbia raggiunto una condizione operativa stabile. Questo di solito richiede circa 15-30 minuti.
- Collegare il manometro o il set di manometri collettore: Collegare il manometro o il lato di bassa pressione del manometro impostato alla porta di servizio sulla linea di aspirazione vicino all'uscita dell'evaporatore. Assicurarsi che i collegamenti siano saldi e sicuri.
- Misurare la pressione di aspirazione: Leggere la pressione del refrigerante dal manometro o dal set di manometri del collettore. Registra questo valore.
- Convertire la pressione in temperatura di saturazione: Utilizzando un grafico pressione-temperatura (PT) o un regolo calcolatore del refrigerante specifico per il refrigerante utilizzato nel sistema, trovare la temperatura di saturazione corrispondente per la pressione misurata. Registra questo valore.
- Collegare la sonda di temperatura o il termometro: Posizionare la sonda di temperatura o il termometro sulla linea di aspirazione in prossimità dell'uscita dell'evaporatore o nello stesso punto in cui è stata effettuata la misurazione della pressione. Garantire un corretto contatto tra la sonda di temperatura e la linea di aspirazione per una lettura accurata.
- Misurare la temperatura del refrigerante: Leggere la temperatura effettiva del refrigerante dalla sonda di temperatura o dal termometro. Registra questo valore.
- Calcola il surriscaldamento: Sottrarre la temperatura di saturazione (T_saturazione) dalla temperatura effettiva del refrigerante (T_refrigerante_uscita) per determinare il surriscaldamento: Surriscaldamento = T_refrigerante_uscita – T_saturazione
- Confrontare il surriscaldamento misurato con l'impostazione del surriscaldamento desiderato: Se il surriscaldamento misurato rientra nell'intervallo desiderato per l'applicazione specifica, non è necessaria alcuna regolazione. Se il surriscaldamento è troppo alto o troppo basso, procedere al passaggio successivo.
- Regolare l'impostazione del surriscaldamento TEV: Individuare lo stelo di regolazione TEV, solitamente coperto da un cappuccio protettivo. Rimuovere il tappo, se necessario. Utilizzando lo strumento di regolazione o la chiave appropriata, ruotare lo stelo di regolazione per modificare l'impostazione del surriscaldamento. Generalmente ruotando lo stelo in senso orario si aumenta il surriscaldamento, mentre ruotandolo in senso antiorario si diminuisce il surriscaldamento. Effettuare piccole regolazioni e consentire al sistema di stabilizzarsi prima di ricontrollare il surriscaldamento.
- Ricontrollare il surriscaldamento: Dopo aver effettuato le regolazioni e aver permesso al sistema di stabilizzarsi, ripetere i passaggi 2-7 per misurare il nuovo surriscaldamento. Continuare a regolare il TEV fino a raggiungere l'impostazione di surriscaldamento desiderata.
- Proteggi e finalizza: Una volta raggiunta la regolazione del surriscaldamento desiderato, riposizionare il cappuccio di protezione sullo stelo di regolazione TEV e scollegare manometro, sonda di temperatura ed eventuali altri strumenti utilizzati durante la procedura. Assicurarsi che tutti i collegamenti e i raccordi siano serrati e sicuri.
Tabella del registro del surriscaldamento
Una tabella di registro del surriscaldamento è uno strumento utile per i tecnici per registrare le misurazioni e le regolazioni del surriscaldamento nel tempo. Ciò consente un facile monitoraggio delle prestazioni di un sistema di refrigerazione o condizionamento dell'aria e aiuta a identificare tendenze o potenziali problemi. Una tabella di registro del surriscaldamento di esempio potrebbe essere simile a questa:
Data | Tempo | Pressione di aspirazione (PSI) | Temperatura di saturazione (°F) | Temperatura del refrigerante (°F) | Surriscaldamento (°F) | Regolazione effettuata | Tecnico |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
2023-04-11 | 10:00 | 70 | 40 | 50 | 10 | Nessuno | John Doe |
2023-04-18 | 14:00 | 68 | 38 | 47 | 9 | Nessuno | Jane Smith |
2023-04-25 | 09:00 | 72 | 42 | 58 | 16 | -2 ° | John Doe |
Spiegazione delle colonne della tabella:
- Data: la data in cui è stata effettuata la misurazione del surriscaldamento.
- Tempo: L'ora in cui è stata effettuata la misurazione del surriscaldamento.
- Pressione di aspirazione (PSI): la pressione del refrigerante misurata all'uscita dell'evaporatore o alla linea di aspirazione, solitamente registrata in libbre per pollice quadrato (PSI).
- Temperatura di saturazione (°F): La temperatura di saturazione del refrigerante alla pressione misurata, determinata utilizzando un grafico pressione-temperatura (PT) o un regolo calcolatore del refrigerante.
- Temperatura del refrigerante (°F): La temperatura effettiva del refrigerante misurata all'uscita dell'evaporatore o alla linea di aspirazione.
- Surriscaldamento (°F): Il valore di surriscaldamento calcolato, ottenuto sottraendo la temperatura di saturazione dalla temperatura del refrigerante.
- Regolazione effettuata: La regolazione apportata all'impostazione del surriscaldamento TEV, se presente. Questa colonna registra la variazione delle impostazioni di surriscaldamento, come "+1°" per un aumento di 1°F o "-2°" per una diminuzione di 2°F.
- Tecnico: Il nome del tecnico che ha eseguito la misura e la regolazione del surriscaldamento.
In conclusione, comprendere e mantenere la corretta impostazione del surriscaldamento nelle valvole di espansione termostatica (TEV) è vitale per il funzionamento efficiente e la longevità dei sistemi di refrigerazione e condizionamento dell'aria. Seguendo la procedura consigliata per misurare e regolare il surriscaldamento, i tecnici possono ottimizzare le prestazioni del sistema e prevenire potenziali danni alle apparecchiature. Il monitoraggio regolare e la documentazione dei valori di surriscaldamento garantiscono un approccio proattivo alla manutenzione del sistema e possono identificare tendenze o problemi che potrebbero richiedere ulteriore attenzione.
