Sedm příznaků přeplnění systému chladivem
V minulém čísle jsme analyzovali středněteplotní chladicí systém s uzavřenými dveřmi, jehož součástí je kapalinový horní přijímač a termostatický expanzní ventil (TXV) jako měřicí zařízení. Systém využíval jako chladivo R-134a a analýza z kontroly systému zjistila, že chladicí systém má nedostatek chladiva. Pro připomenutí, v tabulce 1 jsou uvedeny naměřené a vypočtené hodnoty pro systém s nedostatečným množstvím chladiva.
Nyní uvažujme stejný systém – středně teplotní chladicí systém zahrnující kapalinový high-side receiver, TXV jako dávkovací zařízení a chladivo R-134a – ale naměřené a vypočtené hodnoty jsou uvedeny v tabulce 2 spolu s touto podrobnou analýzou systému.
Table 1
| Measured Values | |
| Compressor discharge temperature | 195°F |
| Condenser outlet temperature | 78°F |
| Evaporator outlet temperature | 10°F |
| Compressor inlet temperature | 50°F |
| Ambient temperature | 70°F |
| Box temperature | 20°F |
| Compressor volts | 230 |
| Compressor amps | Low |
| Low side (evaporator) pressure | 3.94 in. Hg (minus 20°F) |
| High side (condensing) pressure | 86.4 psig (80°F) |
| Calculated Values | |
| Condenser split | 10°F |
| Condenser subcooling | 2°F |
| Evaporator superheat | 30°F |
| Compressor superheat | 70°F |
Table 1: The first set of measured and calculated values for a closed-door, medium-temperature refrigeration system that incorporated a liquid high-side receiver and a thermostatic expansion valve (TXV) as the metering device and utilized R-134a as the refrigerant, which was analyzed in the July 2 issue of The NEWS.
View/Download the table as a PDF
Table 2
| Measured Values | |
| Compressor discharge temperature | 240°F |
| Condenser outlet temperature | 90°F |
| Evaporator outlet temperature | 30°F |
| Compressor inlet temperature | 40°F |
| Ambient temperature | 70°F |
| Box temperature | 35°F |
| Low side (evaporator) pressure | 8.8 psig (20°F) |
| High side (condensing) pressure | 172 psig (120°F) |
| Calculated Values | |
| Condenser split | 50°F |
| Condenser subcooling | 30°F |
| Evaporator superheat | 10°F |
| Compressor superheat | 20°F |
TABLE 2: The second set of measured and calculated values for a closed-door, medium-temperature refrigeration system that incorporated a liquid high-side receiver and a thermostatic expansion valve (TXV) as the metering device and utilized R-134a as the refrigerant, which is analyzed in this article.
View/Download the table as a PDF
Analysis
Compressor discharge: U přeplňovaného systému je vysoká výstupní teplota kompresoru (přehřátých par) 240°F způsobena vysokým kompresním poměrem. Výtlačná teplota 225° až 250° je považována za maximální výtlačnou teplotu, aby se zabránilo poruše systému z nadměrného tepla. Kapalina nahromaděná v kondenzátoru z přeplnění chladivem zaplaví část vnitřního objemu kondenzátoru v jeho spodní části, což způsobí vysoké tlaky v hlavě. Veškeré teplo, které je absorbováno ve výparníku a sacím potrubí, spolu s teplem motoru a vysokým kompresním teplem z vysokého kompresního poměru, musí být odvedeno do menšího vnitřního objemu kondenzátoru kvůli zpětně přeplněné (přečerpané) kapalině chladiva.
Vysoké podchlazení kondenzátoru: Protože je v systému příliš mnoho chladiva, je na dně kondenzátoru nahromaděno příliš mnoho kapaliny, což způsobuje vysoké podchlazení. Pamatujte, že jakákoli kapalina v kondenzátoru nižší než kondenzační teplota se považuje za podchlazení. Tu můžete změřit na výstupu z kondenzátoru pomocí teploměru nebo termočlánku. Odečtením teploty na výstupu kondenzátoru od kondenzačního tlaku/teploty získáte množství podchlazené kapaliny v kondenzátoru.
Kondenzátor s nuceným oběhem vzduchu používaný při chlazení by měl mít alespoň 6° až 8° podchlazení kapaliny. Množství podchlazení však závisí na konfiguraci potrubí systému, statickém stavu kapalinového potrubí a třecích tlakových ztrátách. Podchlazení kondenzátoru je vynikajícím ukazatelem náplně chladiva v systému. Čím nižší je náplň chladiva, tím nižší je podchlazení; čím vyšší je náplň chladiva, tím vyšší je podchlazení.
Vysoké kondenzační tlaky: Podchlazená kapalina nahromaděná v kondenzátoru způsobí snížení vnitřního objemu kondenzátoru a zvýšení kondenzačních tlaků. Nyní, když jsou kondenzační tlaky zvýšené, je větší teplotní rozdíl mezi okolní teplotou a teplotou kondenzátu, což způsobuje větší tepelný tok. Tím se kompenzuje zmenšený vnitřní objem kondenzátoru. Systém bude stále odvádět teplo, ale při vyšším kondenzačním tlaku a teplotě, což způsobuje nežádoucí neefektivitu z vyššího kompresního poměru.
Vysoké rozdělení kondenzátoru: Kvůli vyšším kondenzačním tlakům, a tedy vyšším kondenzačním teplotám, bude existovat větší teplotní rozdíl (split) mezi teplotou okolí a teplotou kondenzace. U znečištěného kondenzátoru bude mít systém také vysoké kondenzátorové splity, ale podchlazení kondenzátoru nebude tak vysoké jako u přeplňovaného systému. Pamatujte, že split kondenzátoru je rozdíl mezi teplotou kondenzace a teplotou okolí.
Normální až vysoké tlaky ve výparníku: TXV se bude snažit udržet přehřátí výparníku a tlak ve výparníku bude normální až mírně vysoký v závislosti na míře přeplnění. Pokud je přeplnění chladivem nadměrné, bude vyšší tlak ve výparníku způsoben sníženým hmotnostním průtokem kompresorem z důvodu vysokého kompresního poměru, což způsobí nízkou objemovou účinnost.
Výparník bude hůře zvládat vyšší tepelnou zátěž z vyšší teploty vstupujícího vzduchu. TXV bude mít také tendenci přivádět chladivo do výparníku při jeho otevíracím zdvihu kvůli vysokým tlakům v hlavě.
Normální výparník se přehřívá: TXV se bude snažit udržet přehřátí i při nadměrném přeplnění chladivem. Jak bylo zmíněno výše, může se stát, že během otevíracího zdvihu dojde k mírnému přetlaku, ale měl by to sám dohnat, pokud se ještě pohybuje v rozmezí provozních tlaků.
Vysoké kompresní poměry: Kondenzátor zaplavený kapalinou během přeplňování bude pracovat s vysokými kondenzačními tlaky. This causes high compression ratios and low volumetric efficiencies, which results in low refrigerant flow rates.
In summary, there are seven symptoms or telltale signs of a system that has too much refrigerant.
- High discharge temp
- High subcooling in the condenser
- High pressures in the condenser
- Higher condenser splits
- Normal-to-high evaporator pressures
- Normal superheats
- High compression ratio
A system check is the best way for service technicians to determine whether or not a system is overcharged. They simply have to install gauges and thermistors on the refrigeration system and take readings to systematically troubleshoot a refrigeration system correctly.
Publication date: 8/6/2018
Want more HVAC industry news and information? Join The NEWS on Facebook, Twitter, and LinkedIn today!