Seven Telltale Signs of a System Overcharged with Refrigerant
先月のコラムでは、液体ハイサイド レシーバーと計量装置としてのサーモスタット膨張弁 (TXV) を組み込んだ閉鎖型中温冷凍システムを分析しました。 このシステムは冷媒としてR-134aを使用しており、システムチェックの分析により、冷凍システムの冷媒が不足していることが判明しました。
次に、同じシステム、すなわち、液体ハイサイド レシーバー、計量装置としての TXV、および R-134a 冷媒を組み込んだ中温冷凍システムを考えてみましょう。
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.
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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.
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Analysis
Compressor discharge: 過給されたシステムでは、240°Fという高いコンプレッサー（過熱蒸気）吐出温度は、高い圧縮比によって引き起こされます。 過度の熱によるシステムの破壊を防ぐために、225°から250°の吐出温度が最大吐出温度とみなされます。 冷媒の過充填によりコンデンサー内に逆流した液体は、コンデンサー底部の内部容積の一部を溢れさせ、高いヘッド圧を発生させる。 蒸発器と吸引ラインで吸収されるすべての熱は、モーターの熱と高い圧縮比による高い圧縮熱とともに、逆流した (過充電された) 液体冷媒のために、より小さいコンデンサーの内部容積に拒絶されなければなりません。
高いコンデンサーサブクール：システム内の冷媒が多すぎるため、コンデンサーの底に過剰な液体が溜まり、高いサブクールを引き起こします。 コンデンサー内の液体が凝縮温度より低いと、サブクールとみなされることを覚えておいてください。 コンデンサーの出口で温度計や熱電対で測定できます。
冷凍に使用する強制空気式コンデンサーは、少なくとも6°～8°の液体がサブクールであるべきです。
冷凍機で使用される強制空冷式コンデンサーは、少なくとも6～8°の液冷が必要です。しかし、サブクール量はシステムの配管構成、液ライン静止、摩擦圧損に依存します。 コンデンサーのサブクーリングは、システムの冷媒チャージの優れた指標となる。 冷媒のチャージが低いほど、サブクールは低くなり、冷媒のチャージが高いほど、サブクールは高くなります。
高い凝縮圧力。 サブクールされた液体がコンデンサーに逆流すると、コンデンサー内容積が減少し、凝縮圧力が高くなります。 凝縮圧力が高くなると、周囲の環境温度と凝縮温度の温度差が大きくなり、熱流が大きくなります。 これはコンデンサーの内部容積の減少を補うものです。 システムはまだ熱を取り除きますが、より高い凝縮圧力と温度で、より高い圧縮比による不要な非効率を引き起こします。
高い凝縮器の分割。
高い凝縮器の分割：凝縮圧力が高く、凝縮温度が高いので、周囲温度と凝縮温度の間に大きな温度差（分割）が生じます。 コンデンサーが汚れていると、システムのコンデンサースプリットが高くなりますが、コンデンサーのサブクーリングは過充電システムほど高くはありません。
正常な蒸発器圧力から高い蒸発器圧力。 TXVは蒸発器過熱を維持しようとし、蒸発器圧力は過充電の量に応じて、正常からわずかに高くなります。
冷媒の過給が過剰な場合、蒸発器の圧力は、高い圧縮比による圧縮機の質量流量の減少によって引き起こされ、低い体積効率を引き起こします。
通常の蒸発器は過熱します。
正常な蒸発器過熱：TXVは冷媒過充填でも過熱を維持しようとします。
高圧縮比の場合。
高圧縮比：過充電で液体があふれたコンデンサーは、高い凝縮圧力を発生します。 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
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