Seven Telltale Signs of a System Overcharged with Refrigerant
In de column van vorige maand werd een koelsysteem met gesloten deur en gemiddelde temperatuur geanalyseerd, dat een ontvanger met vloeistof aan de hoge kant en een thermostatisch expansieventiel (TXV) als meetinrichting bevatte. Het systeem gebruikte R-134a als koelmiddel, en de analyse van de systeemcontrole ontdekte dat het koelsysteem een tekort aan koelmiddel had. Ter herinnering, tabel 1 toont de gemeten en berekende waarden voor het systeem met ondervulling.
Nu beschouwen we hetzelfde systeem – een koelsysteem op middellange temperatuur met een ontvanger met vloeistof aan de hoge kant, een TXV als meetinrichting en R-134a-koelmiddel – maar de gemeten en berekende waarden staan in tabel 2, samen met deze gedetailleerde systeemanalyse.
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: Bij een overbeladen systeem wordt de hoge compressor (oververhitte damp) uitlaattemperatuur van 240°F veroorzaakt door de hoge compressieverhouding. Een ontladingstemperatuur van 225° tot 250° wordt beschouwd als de maximale ontladingstemperatuur om te voorkomen dat het systeem door oververhitting defect raakt. Vloeistof die in de condensor terechtkomt als gevolg van de overvulling met koelmiddel zal een deel van het interne volume van de condensor aan de onderkant doen vollopen, waardoor een hoge hoofddruk ontstaat. Alle warmte die wordt geabsorbeerd in de verdamper en de zuigleiding, samen met de motorwarmte en de hoge compressiewarmte van de hoge compressieverhouding, moet worden afgevoerd naar een kleiner inwendig volume van de condensor vanwege de overvulling met vloeibaar koelmiddel.
Hoge subkoeling van de condensor: Omdat er te veel koelmiddel in het systeem zit, zal de condensor te veel vloeistof hebben die zich op de bodem bevindt, wat een hoge onderkoeling veroorzaakt. Vergeet niet dat elke vloeistof in de condensor die lager is dan de condensatietemperatuur wordt beschouwd als onderkoeling. U kunt dit meten aan de uitlaat van de condensor met een thermometer of thermokoppel. Trek de uitlaattemperatuur van de condensor af van de condensordruk/temperatuur om de hoeveelheid vloeistofonderkoeling in de condensor te krijgen.
Een persluchtcondensor die voor koeling wordt gebruikt, moet ten minste 6° tot 8° vloeistofonderkoeling hebben. De hoeveelheid onderkoeling is echter afhankelijk van de leidingconfiguratie, de statische toestand van de vloeistofleiding en de wrijvingsdrukverliezen. De onderkoeling van de condensator is een uitstekende indicator van de koelmiddelvulling van het systeem. Hoe lager de koelmiddelenlast, hoe lager de onderkoeling; hoe hoger de koelmiddelenlast, hoe hoger de onderkoeling.
Hoge condenserende drukken: Onderkoelde vloeistof die zich in de condensor bevindt, zal het interne volume van de condensor verminderen en de condensatiedruk verhogen. Nu de condensatiedruk hoger is, is er een groter temperatuurverschil tussen de omringende omgevingstemperatuur en de condensatietemperatuur, waardoor een grotere warmtestroom ontstaat. Dit compenseert het verminderde inwendige volume van de condensor. Het systeem zal nog steeds warmte afgeven, maar bij een hogere condensatiedruk en -temperatuur, wat ongewenste inefficiënties veroorzaakt door de hogere compressieverhouding.
Hoge condensorsplitsingen: Door de hogere condensatiedruk, dus hogere condensatietemperatuur, zal er een groter temperatuurverschil (split) zijn tussen de omgevingstemperatuur en de condensatietemperatuur. Een vervuilde condensor geeft een systeem ook hoge condensorsplits, maar de onderkoeling van de condensor zal niet zo hoog zijn als bij een overbeladen systeem. Denk eraan, de condensor split is het verschil tussen de condensortemperatuur en de omgevingstemperatuur.
Normale tot hoge verdamper drukken: TXV zal proberen om zijn verdamperoververhitting te handhaven, en de verdamperdruk zal normaal tot lichtjes hoog zijn, afhankelijk van de hoeveelheid overbelasting. Als de koelmiddelenoverbelasting bovenmatig is, zal de hogere druk van de evaporator door het verminderde massadebiet door de compressor van hoge compressieverhoudingen worden veroorzaakt, veroorzakend lage volumetrische efficiency.
De evaporator zal een hardere tijd hebben omhoog houdend met de hogere hitteladingen van de warmer het ingaan-luchttemperatuur. TXV zal ook een tendens hebben om koelmiddel aan de evaporator op zijn openingsslag toe te voeren toe te schrijven aan de hoge hoofddrukken.
Normale evaporator oververhit: TXV zal proberen om oververhitting zelfs bij een bovenmatige koelmiddelenoverbelasting te handhaven. Zoals hierboven vermeld, kan het lichtjes tijdens zijn het openen slagen overvoeren, maar het zou aan zich moeten inhalen als nog in zijn werkende druk ranges.
Hoge compressieverhoudingen: De condensor, die tijdens de overvulling met vloeistof is overstroomd, zal hoge condensatiedrukken hebben. 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!