Przegrzanie i dochłodzenie czynnika chłodniczego – diagnostyka awarii

Parametry przegrzania i dochłodzenia czynnika chłodniczego, wyrażane w stopniach Celsjusza lub Kelwinach, stanowią podstawowy pomiar różnicy temperatur w układzie chłodniczym. Umożliwiają one wstępną diagnostykę pracy instalacji oraz identyfikację potencjalnych nieprawidłowości w poszczególnych elementach, takich jak parownik, skraplacz czy zawór rozprężny, w systemach chłodniczych, pompach ciepła oraz klimatyzatorach. Wartości mieszczące się w zalecanym zakresie wskazują na prawidłową pracę układu, natomiast.

Spis treści:

1. Czym jest przegrzanie czynnika chłodniczego i jak je określić?
2. Przyczyny wysokiego przegrzania
3. Przyczyny niskiego przegrzania
4. Czym jest dochłodzenie czynnika chłodniczego?
5. Przyczyny wysokiego dochłodzenia
6. Przyczyny niskiego dochłodzenia

Czym jest przegrzanie czynnika chłodniczego i jak je określić?

Zgodnie z definicją, przegrzanie czynnika chłodniczego to różnica temperatur pomiędzy temperaturą pary nasyconej (wyznaczoną dla danego ciśnienia czynnika) a rzeczywistą temperaturą pary czynnika na wyjściu z parownika, w miejscu pomiaru. Pomimo że definicja może wydawać się złożona, w praktyce pomiar jest stosunkowo prosty. Wymaga zastosowania zestawu manometrów chłodniczych, termometru przylgowego oraz tablic ciśnienie-temperatura dla danego czynnika, z których odczytuje się temperaturę nasycenia. Alternatywnie można wykorzystać elektroniczny zestaw pomiarowy, np. Testo 550s w połączeniu z cęgami temperaturowymi Testo 115i. Tego typu urządzenia automatycznie przeliczają temperaturę nasycenia na podstawie zmierzonego ciśnienia oraz wyznaczają wartość przegrzania, co znacząco upraszcza i przyspiesza diagnostykę. Wartość przegrzania oblicza się jako różnicę pomiędzy temperaturą rzeczywistą a temperaturą nasycenia. Typowe zakresy eksploatacyjne wynoszą: 2-5°C dla układów mroźniczych, 4-9°C dla układów chłodniczych (w tym klimatyzacyjnych). Odchylenia od tych zakresów mogą wskazywać na nieprawidłową pracę układu i wymagają dalszej diagnostyki.

Poniżej przedstawiono listę usterek, które należy przeanalizować w przypadku zbyt niskiego lub zbyt wysokiego przegrzania.

Przyczyny wysokiego przegrzania:

• Przewymiarowany parownik (zwykle można wykluczyć w przypadku fabrycznych, zamkniętych układów, takich jak klimatyzatory),
• Zbyt mała ilość czynnika chłodniczego w układzie – można ją wstępnie ocenić na podstawie wartości ciśnień podczas pracy lub postoju. W przypadku wątpliwości zaleca się odzysk czynnika przy użyciu stacji odzysku, wykonanie próżni (osuszanie układu) pompą próżniową, a następnie napełnienie układu zgodnie z dokumentacją producenta, z wykorzystaniem wagi oraz zestawu manometrów,
• Nieprawidłowa nastawa zaworu rozprężnego (można wykluczyć w układach fabrycznych),
• Niewłaściwie dobrany zawór rozprężny (również zazwyczaj wykluczony w urządzeniach fabrycznych),
• Zanieczyszczenia lub wilgoć w układzie, powodujące ograniczenie przepływu przez element rozprężny,
• Nieprawidłowe umiejscowienie czujnika temperatury zaworu rozprężnego (w instalacjach niestandardowych),
• Zbyt niska temperatura skraplania, wpływająca na nieprawidłową pracę całego układu.

Przyczyny niskiego przegrzania:

• Zbyt mały lub niedopasowany parownik (zwykle można wykluczyć w przypadku fabrycznych, zamkniętych układów, takich jak klimatyzatory),
• Nieprawidłowa nastawa zaworu rozprężnego,
• Niewłaściwie dobrany zawór rozprężny,
• Nieprawidłowy przepływ powietrza przez parownik – może wynikać z braku regularnego serwisu; istotny wpływ mają stan filtrów, czystość wymienników oraz kondycja lameli,
• Niewłaściwa dystrybucja czynnika chłodniczego w parowniku,
• Zbyt małe obciążenie cieplne parownika,
• Oblodzenie (zalodzenie) parownika, ograniczające wymianę ciepła i przepływ powietrza.

Czym jest dochłodzenie czynnika chłodniczego?

Podobnie jak w przypadku przegrzania, dochłodzenie czynnika chłodniczego definiuje się jako różnicę pomiędzy temperaturą nasycenia cieczy (wyznaczoną dla danego ciśnienia) a rzeczywistą temperaturą czynnika w stanie ciekłym. Różnica polega na miejscu pomiaru – dochłodzenie określa się po stronie tłocznej układu (strona wysokiego ciśnienia), najczęściej na wyjściu ze skraplacza lub na przewodzie cieczowym. Wartość dochłodzenia oblicza się jako różnicę pomiędzy temperaturą nasycenia a temperaturą rzeczywistą cieczy. W praktyce eksploatacyjnej przyjmuje się, że powinna ona mieścić się w zakresie 2-6°C. Zakres ten jest odpowiedni zarówno dla układów chłodniczych, jak i mroźniczych, o ile producent urządzenia nie określa innych wartości.

Przyczyny wysokiego dochłodzenia:

• Przewymiarowany skraplacz,
• Przewymiarowana sprężarka chłodnicza,
• Zbyt duża ilość czynnika chłodniczego w układzie.

Przyczyny niskiego dochłodzenia:

• Zbyt mała ilość czynnika chłodniczego w układzie – można ją wstępnie ocenić na podstawie wartości ciśnień podczas pracy lub postoju. W przypadku wątpliwości zaleca się odzysk czynnika przy użyciu stacji odzysku, wykonanie próżni (osuszanie układu) za pomocą pompy próżniowej, a następnie napełnienie układu zgodnie z dokumentacją producenta, z wykorzystaniem wagi oraz zestawu manometrów,
• Zbyt mała wydajność sprężarki chłodniczej – w przypadku niewłaściwego doboru sprężarki układ nie jest w stanie osiągnąć wymaganych parametrów pracy (ciśnień i temperatur), co bezpośrednio przekłada się na niewystarczające dochłodzenie czynnika,
• Ograniczony lub zablokowany przepływ czynnika chłodniczego – np. na filtrze odwadniaczu lub zaworze rozprężnym,
• Zbyt małe natężenie przepływu powietrza przez skraplacz – może wynikać z braku regularnego serwisu; kluczowe znaczenie mają stan filtrów, czystość wymienników oraz stan techniczny lameli.

Przy wykorzystaniu odpowiednich narzędzi pomiarowych oraz analizy parametrów przegrzania i dochłodzenia możliwe jest określenie rodzaju nieprawidłowości występujących w układzie chłodniczym.

W trakcie diagnostyki należy uwzględnić historię pracy urządzenia, w szczególności to, czy wcześniej funkcjonowało prawidłowo oraz czy jest układem fabrycznym. Pozwala to na wstępne wykluczenie usterek wynikających z niewłaściwego doboru komponentów i zawęża zakres dalszej analizy.