Expansieorgaan:


Op deze pagina worden de volgende onderdelen beschreven:
-Algemeen
-Capillair (Expansieorgaan met vaste restrictie) met accumulator
-TEV (Thermostatisch Expansie Ventiel)



Algemeen:
Een expansieorgaan is een onderdeel van de airconditioning. Het is in principe een vernauwing in de aircoleiding tussen het Droger / Filterelement en de Verdamper. Vanaf dit expansieorgaan vindt de verandering van hoge naar lage druk plaats.
Nadat het koudemiddel het filter / droger element is gepasseerd, komt het met een (hoge) druk van rond de 15 bar en met een temperatuur van rond de 55 graden in het expansieorgaan terecht. In het expansieorgaan zit een vernauwing. Het koudemiddel wordt door deze vernauwing heen geperst. Door deze vernauwing verliest het koudemiddel zijn druk (de druk zakt van 15 bar naar 2 bar). Door deze drukverlaging wordt ook onmiddellijk het kookpunt van het koudemiddel verlaagd, waardoor de vloeistof door de plotselinge temperatuursverhoging bijna volledig over gaat in dampvorm. Om de overgang van vloeistof naar damp mogelijk te maken, wordt er warmte aan de lucht onttrokken die door de verdamper heen stroomt. Deze lucht wordt dan afgekoeld stroomt vervolgens het interieur in. Dit is de gekoelde en gedroogde lucht waar een airconditioning voor gebruikt wordt.

De taak van het koudemiddel, om de doorstromende lucht door de verdamper af te koelen, is nu voltooid. Verder in het systeem zal, na het passeren van de compressor, de temperatuur weer afnemen waardoor het koudemiddel in dampvorm vervolgens weer condenseert. Het koudemiddel wordt dan weer een vloeistof. Het proces zal op deze manier constant door gaan. Zie het hoofdstuk Aggregatietoestanden voor meer informatie over de verschillende processen en toestandveranderingen.

Er zijn verschillende soorten expansieorganen namelijk het capillair en het thermostatisch expansieventiel (TEV). Het TEV wordt ook vaak "blokventiel" genoemd wordt. Deze worden hieronder beschreven.

 

Capillair (Expansieorgaan met vaste restrictie) met accumulator:
Het capillair zit in een hogedrukleiding gemonteerd tussen de condensor en de verdamper (zie de onderstaande afbeelding). Vaak is het niet eens duidelijk te zien waar deze gemonteerd zit en zal deze alleen maar te vinden zijn wanneer de temperatuur van de leiding gemeten of gevoeld wordt. De leiding tussen de condensor en het capillair zal koud aanvoelen. Tussen het capillair en de verdamper zal het warm aanvoelen. Het temperatuursverschil komt doordat er in dit "buisje met een vernauwing" een grote drukdaling heeft plaatsgevonden.



Zoals eerder beschreven, veroorzaakt deze drukdaling een lager kookpunt van het koudemiddel, wordt de temperatuur daardoor verhoogt en gaat de vloeistof over in damp. De damp gaat vervolgens door de verdamper heen. De warmte van de lucht die de interieurventilator door de verdamper heen blaast wordt opgenomen in het koudemiddel. De lucht wordt daardoor sterk afgekoeld en vervolgt koud en gedroogd zijn weg naar het interieur.

Korte info over de accumulator:
Bij een airconditioningsysteem dat uitgevoerd is met een capillair, is geen filter / droger in het systeem aanwezig. Wel is er een aparte accumulator aangebracht (in de lage druk zijde). Deze accumulator zorgt dat de laatste vloeistofdruppels overgaan in gasvorm, voordat ze de compressor in gaan. Wanneer er zich vloeistof in het koudemiddel bevindt, kan de compressor kapot gaan doordat deze een vloeistofslag maakt. De compressor kan immers alleen maar gasvormig koudemiddel comprimeren en verplaatsen.


Hierboven staat de accumulator afgebeeld. Meer informatie hier over is te vinden op de pagina Accumulator.

Voor en na het buisje van het capillair zitten filters gemonteerd. Behalve deze filters en de vernauwing stelt het capillair eigenlijk niet zoveel voor.

Het nadeel van het capillair is dat er niets aan af te stellen en te regelen is, zoals dat wel bij het Thermostatisch Expansie Ventiel (TEV) het geval is.
Een vervanging van een capillair met andere afmetingen (een andere diameter van de vernauwing) verandert de koelende capaciteiten van het systeem. Wanneer bijvoorbeeld de verdamper bevriest kan er gekozen worden voor een capillair met een minder grote vernauwing. De mate van de drukverlaging en de temperatuur van het koudemiddel zijn dus afhankelijk van hoe het capillair geconstrueerd is.
Het voordeel van het capillair is dat de constructie goedkoper is dan het TEV.

 

TEV (Thermostatisch Expansie Ventiel):
Een thermostatisch geregeld expansieventiel regelt aan de hand van temperatuur de doorstroom opening naar de verdamper, zoals dat bij het capillair niet te regelen was.

We behandelen nu het thermostatisch expansieventiel met afstandssensor.
Er bestaan meerdere types, waaronder een expansieventiel met afstandssensor en interne- en externe drukvereffening, maar ook een expansieventiel zonder afstandssensor (blokventiel) met intern- en extern membraan. De uitvoeringen zijn allemaal net iets anders, maar de werking komt op hetzelfde neer; namelijk de doorgang van het koudemiddel door de vernauwing groter of kleiner maken, zodat er méér of mínder koudemiddel door de verdamper kan stromen. Om verwarring te voorkomen behandelen we alleen het type met afstandssensor.

Aan de hand van de temperatuur van het gas dat de verdamper verlaat (aan de linker boven zijde in de afbeelding) wordt door de gemeten waarden van de afstandssensor, het thermostatisch expansieventiel verder open gestuurd of verder gesloten. Als de uitgaande gassen die gemeten worden te koud zijn, betekent het dat de verdamper te koud wordt. Dat heeft bevriezing tot gevolg. De temperatuur mag daarom niet onder de 4 graden Celsius komen. Wanneer de temperatuur van het koudemiddel bij het verlaten van de verdamper lager wordt, zal dit worden gemeten door de afstandssensor. Het thermostatisch expansieventiel wordt iets meer afgesloten, waardoor er minder koudemiddel de verdamper binnen kan stromen. De temperatuur van de verdamper, dus ook de temperatuur van de uitgaande koudemiddel zal daarbij zakken. Bij voldoende temperatuursverhoging zal de sensor de TEV aansturen om weer wat meer koudemiddel de verdamper in te laten komen. Er wordt dan meer koudemiddel verdampt, zodat de uitgaande gassen weer kouder worden. Dit is een proces dat zich steeds blijft herhalen om de temperatuur zo constant mogelijk te houden.

Op het moment dat de verdamper bevriest, zal er geen lucht meer doorheen geblazen kunnen worden. Een herkenbare klacht is dat de airco even heel goed werkt, vervolgens steeds minder lucht blaast en er daarna geen luchtstroming meer plaatsvindt, terwijl de ventilatormotor draait. Nadat de airco uitgeschakeld is, of de verwarming is even aangezet, wordt de luchtstroming weer sterker.
De verdamper bevriest omdat het koudemiddel onder de 4 graden Celcius komt. Dit kan komen door een defecte afstandsensor, een fout aan het TEV of een softwarematige fout. Soms is de klacht met een software-update te verhelpen, waarmee de computer zorgt voor een verhoging van de temperatuur van het koudemiddel in de verdamper.



Klik hier om naar de Airco (hoofd) pagina te gaan, waar de werking van het hele systeem met de onderdelen wordt beschreven.