emner:
- introduktion
- Kapillær
- Termostatisk ekspansionsventil (TEV)
- Mulige funktionsfejl
Forord:
En ekspansionsventil er en væsentlig del af klimaanlæg. Det fungerer som en begrænsning i ledningen mellem tørre-/filterelementet og fordamperen, hvilket resulterer i en overgang fra højt til lavt tryk. På billedet nedenfor er ekspansionsventilen (designet som blokventil) indrammet med grønt.
Efter at kølemidlet fra kompressoren har passeret filter-/tørreelementet, når det ekspansionsventilen ved et tryk på cirka 15 bar og en temperatur på cirka 45 grader Celsius. Kølemidlet strømmer fra ekspansionsventilen ind i fordamperen. Når kølemidlet strømmer gennem begrænsningen af ekspansionsventilen, gennemgår det en betydelig trykreduktion. Når trykket falder, falder kølemidlets kogepunkt også. Kølemidlet begynder at fordampe og skifter fra flydende til gasform. I dette faseskift fra væske til damp optager kølemidlet varme fra omgivelserne. Denne frigivne varme udvindes fra den passerende luft, der strømmer gennem fordamperen, hvilket resulterer i afkøling af luften. Denne afkølede luft ledes ind i det indre, hvilket resulterer i den afkølede og tørrede luft, som et klimaanlæg producerer.
Der findes forskellige typer ekspansionsventiler, nemlig den kapillære ekspansionsventil og den termostatiske ekspansionsventil (TEV), som også ofte kaldes en "blokventil". Disse er beskrevet nedenfor.
Kapillær:
I klimaanlæg støder du nogle gange på en simpel type ekspansionsventil kaldet en kapillar eller åbning. I nyere køretøjer er ekspansionsventiler normalt ikke længere udstyret med en kapillar, men med en termostatisk (styret) ekspansionsventil.
Med et klimaanlæg med kapillar kan kølekapaciteten ikke justeres nøjagtigt. Hvis trykket bliver for højt, eller fordamperen bliver for kold, slukker klimakompressoren normalt.
Ydersiden af den kapillære ekspansionsventil er normalt lavet af plastik, og der er et specielt rør indeni. Der er filtre før og efter det rør. Kapillæren forårsager et pludseligt trykfald, som hurtigt sænker kølemidlets kogetemperatur og ændrer det fra væske til gas. Hvordan kapillæren er opbygget afgør, hvor meget trykket falder, og det påvirker temperaturen, når kølemidlet kommer ind i fordamperen. Kapillæren kan findes i forskellige størrelser, og installation af en med forskellige dimensioner vil ændre systemets kølekapacitet. Hvis der er mindre fordampning i fordamperen, betyder det normalt mindre afkøling.
I klimaanlæg med kapillar finder vi normalt også en akkumulator i lavtrykssektionen. Dette forhindrer væske i at blive suget ind af kompressoren, fordi kapillaren har en fast åbning. Akkumulatoren har også andre vigtige opgaver, såsom filtrering, fjernelse af fugt (tørring) og opbevaring af kølemiddel. Kølemidlet kommer ind i akkumulatoren fra fordamperen som en gas med nogle væskedråber. En separationsskærm i akkumulatoren sørger for, at væskepartiklerne synker ned ad siden. Et tørremiddel fjerner fugt fra kølemidlet. Derudover suges dampen ind i toppen af kompressoren gennem en lille åbning på cirka 1 millimeter, der tager lidt olie med sig.
Følgende fejl kan forekomme i klimaanlæg med kapillarrør:
- Tilstopning: Hvis kapillæren bliver tilstoppet af forurenende stoffer i kølemidlet, kan dette reducere kølekapaciteten;
- Forkerte dimensioner: I visse tilfælde kan det være nødvendigt at udskifte kapillaren med en af forskellige dimensioner for at justere systemets kølekapacitet. Dette kan være nødvendigt for systemændringer, eller hvis de originale specifikationer ikke lever op til den krævede ydeevne, såsom en frysefordamper eller utilstrækkelig køling.
- Systematiske problemer: Hvis klimaanlægget har vedvarende ydelsesproblemer, og andre komponenter er blevet kontrolleret og er i god stand, kan kapillæren være en mulig årsag. Kapillæren kan være beskadiget, og dette kan ikke let ses.
Termostatisk ekspansionsventil (TEV):
Et klimaanlæg, som vi normalt finder i moderne køretøjer, er et system med termostatstyret ekspansionsventil, forkortet som TEV. Den termostatiske ekspansionsventil erstatter systemet med en kapillar og er grundlæggende en indsnævring, hvis åbningsstørrelse styres af temperaturen på gassen, der strømmer fra fordamperen.
Der er forskellige versioner. Ud over udskiftningen af kapillæren er filter-/tørreelementet også anderledes. Filteret/tørretumbleren er placeret direkte efter kondensatoren og håndterer kølemidlet i flydende form. Temperaturen måles efter fordamperen. Hvis fordampertemperaturen bliver for høj, fordi der ikke strømmer nok kølemiddel igennem den, gøres åbningen større, hvilket tillader mere kølemiddel til fordamperen, og temperaturen falder igen. Den termostatiske ekspansionsventil holder temperaturen (og trykket) konstant inden for visse grænser. Det betyder også, at vi kan være sikre på, at kølemidlet i dampform bliver suget ind af kompressoren, så der ikke længere skal bruges en akkumulator i lavtrykssektionen.
Den termostatiske ekspansionsventil kan opdeles i tre typer:
- Ekspansionsventil med fjernføler (fjernpærestyring) med intern eller ekstern trykudligning.
- Blokventil med indvendig eller udvendig membran.
- Elektronisk styret ekspansionsventil.
Termostatisk ekspansionsventil med fjernføler og intern trykudligning:
Den termostatiske ekspansionsventil består af to dele, nemlig måledelen og sensoren eller pæren, som er forbundet med selve ekspansionsventilen. Målesektionen er fyldt med gas og er placeret ved udgangen af fordamperen. Når temperaturen ved udløbet af fordamperen stiger, fordi der passerer for lidt kølemiddel, udvider gassen sig, og trykket stiger. Stiften skubber derefter kuglen fri, hvilket får mere kølemiddel til at strømme ind i fordamperen, og temperaturen ved udgangen falder igen. Kuglen udløses, så snart kraften på membranen fra sensoren overstiger summen af fjederkraften og kølemidlets trykkraft på indløbssiden af fordamperen. Når temperaturen efter fordamperen bliver for lav, sker det modsatte. Fjederkraften tvinger kuglen tilbage på sædet, åbningen indsnævres og kølemiddelstrømmen reduceres. TEV-ventilen holder derfor temperaturen på kølemidlet konstant. Den termostatiske ekspansionsventil måler temperaturen og omdanner den til tryk. Trykreguleringen aktiverer ventilen.
Termostatisk ekspansionsventil med fjernføler og ekstern trykudligning:
Trykudligning har at gøre med trykket under membranen. Hvis rummet under membranen er forbundet med indløbssiden af fordamperen, tager vi ikke højde for det tryktab, der opstår i fordamperen. Temperaturmålingen foregår jo på udløbssiden af fordamperen, mens styringen foregår på indløbssiden. Når tryktabet overstiger 0,2 bar, anbefales det at bruge en ekspansionsventil med ekstern trykudligning. Hvis rummet under membranen er forbundet med udløbssiden af fordamperen, kompenseres tryktabet. Ekstern trykudligning anvendes normalt til større systemer.
Blokventil med ekstern styremembran
Blokeringsventilen er installeret på indløbs- og udløbsrørene til fordamperen. Indløbsledningen er placeret ved siden af udløbsledningen ved fordamperen. I bunden af blokventilen kommer kølemidlet i flydende form fra filteret/tørreren (kondensatoren) og passerer gennem kugleventilen på vej til fordamperen. Der er en fast mængde gasformigt kølemiddel over membranen. Denne gas vil antage temperaturen af den gas, der kommer fra fordamperen. Når temperaturen stiger, vil trykstigningen skubbe stiften nedad, hvilket resulterer i en større flowåbning i tilførselsledningen. Dette tillader mere kølemiddel at komme ind i fordamperen, hvilket sænker temperaturen. I omvendte situationer vil kugleventilen lukke, hvilket tillader mindre kølemiddel at trænge ind i fordamperen og få temperaturen til at stige.
Blokventil med indvendig reguleringsmembran:
I blokventilen med intern reguleringsmembran er der et termohoved med kølemiddel på udløbssiden af fordamperen. Kølemidlet i termokoppen antager temperaturen af det kølemiddel, der forlader fordamperen. Ved høje temperaturer udvider kølemidlet, hvilket får kapselmembranen til at skubbe stangen ned og udvide kugleventilåbningen. Omvendt vil en lavere temperatur få membranen til at stige, hvilket gør åbningen mindre. Disse to situationer er vist på billederne nedenfor.
Elektronisk styret termostatisk ekspansionsventil:
Den elektronisk styrede ekspansionsventil (forkortet EEV) kan styres ved hjælp af klimastyringens ECU. En stepmotor kan bruges til dette. Denne stepmotor gør det muligt for nålen at øge eller mindske åbningen i små trin. Afhængig af den ønskede temperatur i interiøret kan ECU'en meget hurtigt regulere kapaciteten ved at bruge den elektrisk styrede klimakompressor og ekspansionsventilen.
Mulige fejlfunktioner:
På værkstedet støder vi på problemer med ekspansionsventilen. Problemer opstår normalt på grund af forurening, hvilket får ekspansionsventilen til at blive tilstoppet eller forblive åben.
- Ventilen er tilstoppet:
Tilstopning er forårsaget af forurenende stoffer i kølemidlet. Som følge af blokeringen kommer der for lidt kølemiddel ind i fordamperen, hvilket medfører et stigende tryk med risiko for overophedning af kompressoren. - Ventilen forbliver åben:
Hvis ventilen er åben, kan der trænge for meget kølemiddel ind i kompressoren. Hvis ikke alt kølemidlet i fordamperen er blevet til gas, er der en chance for, at en (for stor) mængde flydende kølemiddel ender i kompressoren, hvilket får kompressoren til at opleve et væskechok.
Forurening er let at forhindre: udskift filter/tørretumbler med jævne mellemrum.
Relateret side:
