Emner:
- introduksjon
- Kapillær
- Termostatisk ekspansjonsventil (TEV)
- Mulige funksjonsfeil
Forord:
En ekspansjonsventil er en viktig del av klimaanlegg. Den fungerer som en begrensning i ledningen mellom tørketrommel/filterelement og fordamper, noe som resulterer i en overgang fra høyt til lavt trykk. På bildet nedenfor er ekspansjonsventilen (designet som en blokkventil) innrammet i grønt.
Etter at kjølemediet fra kompressoren har passert filter-/tørkeelementet, når det ekspansjonsventilen med et trykk på ca. 15 bar og en temperatur på ca. 45 grader Celsius. Kuldemediet strømmer fra ekspansjonsventilen inn i fordamperen. Når kjølemediet strømmer gjennom begrensning av ekspansjonsventilen, gjennomgår det en betydelig trykkreduksjon. Når trykket faller, synker også kjølemediets kokepunkt. Kuldemediet begynner å fordampe og endres fra flytende til gassform. I denne faseendringen fra væske til damp absorberer kjølemediet varme fra omgivelsene. Denne frigjorte varmen trekkes ut av den passerende luften som strømmer gjennom fordamperen, noe som resulterer i avkjøling av luften. Denne avkjølte luften ledes inn i interiøret, noe som resulterer i den avkjølte og tørkede luften som et klimaanlegg produserer.
Det finnes ulike typer ekspansjonsventiler, nemlig den kapillære ekspansjonsventilen og den termostatiske ekspansjonsventilen (TEV), som også ofte kalles en «blokkeringsventil». Disse er beskrevet nedenfor.
Kapillær:
I luftkondisjoneringssystemer kommer du noen ganger over en enkel type ekspansjonsventil som kalles en kapillær eller åpning. I nyere kjøretøy er ekspansjonsventiler vanligvis ikke lenger utstyrt med en kapillær, men med en termostatisk (kontrollert) ekspansjonsventil.
Med et klimaanlegg med kapillær kan ikke kjølekapasiteten justeres nøyaktig. Hvis trykket blir for høyt eller fordamperen blir for kald, slår vanligvis klimaanleggets kompressor seg av.
Utsiden av den kapillære ekspansjonsventilen er vanligvis laget av plast og det er et spesielt rør inni. Det er filtre før og etter det røret. Kapillæren forårsaker et plutselig trykkfall, som raskt senker kjølemediets koketemperatur og endrer det fra væske til gass. Hvordan kapillæren er bygget opp avgjør hvor mye trykket synker, og dette påvirker temperaturen når kuldemediet kommer inn i fordamperen. Kapillæren kan finnes i forskjellige størrelser, og å installere en med forskjellige dimensjoner vil endre kjølekapasiteten til systemet. Hvis det er mindre fordampning i fordamperen, betyr dette vanligvis mindre avkjøling.
I klimaanlegg med kapillær finner vi vanligvis også en akkumulator i lavtrykksseksjonen. Dette forhindrer at væske suges inn av kompressoren, fordi kapillaren har en fast åpning. Akkumulatoren har også andre viktige oppgaver, som filtrering, fjerning av fuktighet (tørking) og oppbevaring av kuldemedium. Kuldemediet kommer inn i akkumulatoren fra fordamperen som en gass, med noen væskedråper. En separasjonsskjerm i akkumulatoren sørger for at væskepartiklene synker ned på siden. Et tørkemiddel fjerner fuktighet fra kjølemediet. I tillegg suges dampen inn på toppen av kompressoren gjennom en liten åpning på ca. 1 millimeter, og tar med seg litt olje.
Følgende funksjonsfeil kan oppstå i klimaanlegg med kapillarrør:
- Tilstopping: Hvis kapillæren blir tilstoppet av forurensninger i kjølemediet, kan dette redusere kjølekapasiteten;
- Feil dimensjoner: I visse tilfeller kan det være nødvendig å erstatte kapillæren med en av forskjellige dimensjoner for å justere kjølekapasiteten til systemet. Dette kan være nødvendig for systemendringer eller hvis de originale spesifikasjonene ikke oppfyller den nødvendige ytelsen, for eksempel en frysefordamper eller utilstrekkelig kjøling.
- Systematiske problemer: Hvis klimaanlegget har vedvarende ytelsesproblemer og andre komponenter er kontrollert og er i god stand, kan kapillæren være en mulig årsak. Kapillæren kan være skadet og dette er ikke lett å se.
Termostatisk ekspansjonsventil (TEV):
Et klimaanlegg som vi vanligvis finner i moderne kjøretøy er et system med termostatstyrt ekspansjonsventil, forkortet TEV. Den termostatiske ekspansjonsventilen erstatter systemet med en kapillær og er i utgangspunktet en innsnevring hvis åpningsstørrelse styres av temperaturen på gassen som strømmer fra fordamperen.
Det finnes forskjellige versjoner. I tillegg til utskifting av kapillæren, er filter/tørkeelementet også annerledes. Filteret/tørketrommelen er plassert rett etter kondensatoren og håndterer kjølemediet i flytende form. Temperaturen måles etter fordamperen. Hvis fordampertemperaturen blir for høy fordi det ikke strømmer nok kjølemiddel gjennom den, gjøres åpningen større, slik at mer kjølemiddel kommer til fordamperen og temperaturen synker igjen. Den termostatiske ekspansjonsventilen holder temperaturen (og trykket) konstant innenfor visse grenser. Dette betyr også at vi kan være sikre på at kuldemediet i dampform suges inn av kompressoren, slik at det ikke lenger er behov for å bruke en akkumulator i lavtrykksseksjonen.
Den termostatiske ekspansjonsventilen kan deles inn i tre typer:
- Ekspansjonsventil med fjernsensor (fjernpærekontroll) med intern eller ekstern trykkutjevning.
- Blokkeventil med innvendig eller utvendig membran.
- Elektronisk styrt ekspansjonsventil.
Termostatisk ekspansjonsventil med fjernsensor og intern trykkutjevning:
Den termostatiske ekspansjonsventilen består av to deler, nemlig måledelen og sensoren eller pæren, som er koblet til selve ekspansjonsventilen. Måleseksjonen er fylt med gass og er plassert ved utløpet av fordamperen. Når temperaturen ved utløpet av fordamperen stiger fordi for lite kjølemedium passerer, utvider gassen seg og trykket øker. Pinnen skyver deretter ballen fri, noe som får mer kjølemiddel til å strømme inn i fordamperen og temperaturen ved utgangen synker igjen. Kulen frigjøres så snart kraften på membranen fra sensoren overstiger summen av fjærkraften og trykkkraften til kuldemediet på innløpssiden av fordamperen. Når temperaturen etter fordamperen blir for lav, skjer det motsatte. Fjærkraften tvinger ballen tilbake på setet, åpningen smalner og strømmen av kjølemiddel reduseres. TEV-ventilen holder derfor temperaturen på kjølemediet konstant. Den termostatiske ekspansjonsventilen måler temperaturen og konverterer den til trykk. Trykkkontrollen aktiverer ventilen.
Termostatisk ekspansjonsventil med fjernsensor og ekstern trykkutjevning:
Trykkutjevning har å gjøre med trykket under membranen. Dersom rommet under membranen er koblet til innløpssiden av fordamperen, tar vi ikke hensyn til trykktapet som oppstår i fordamperen. Tross alt skjer temperaturmålingen på utløpssiden av fordamperen, mens kontrollen skjer på innløpssiden. Når trykktapet overstiger 0,2 bar, anbefales det å bruke ekspansjonsventil med ekstern trykkutjevning. Hvis rommet under membranen er koblet til utløpssiden av fordamperen, kompenseres trykktapet. Ekstern trykkutjevning brukes vanligvis på større systemer.
Blokkereventil med ekstern styremembran
Blokkventilen er installert på innløps- og utløpsrørene til fordamperen. Innløpsledningen er plassert ved siden av utløpsledningen ved fordamperen. I bunnen av blokkventilen kommer kuldemediet inn i flytende form fra filteret/tørketrommelen (kondensatoren) og passerer gjennom kuleventilen på vei til fordamperen. Det er en fast mengde gassformig kjølemiddel over membranen. Denne gassen vil anta temperaturen til gassen som kommer fra fordamperen. Når temperaturen øker, vil trykkøkningen presse tappen nedover, noe som resulterer i en større strømningsåpning i tilførselsledningen. Dette gjør at mer kjølemiddel kommer inn i fordamperen, og senker temperaturen. I omvendte situasjoner vil kuleventilen stenge, slik at mindre kjølemiddel kommer inn i fordamperen og får temperaturen til å stige.
Blokkventil med intern reguleringsmembran:
I blokkventilen med intern reguleringsmembran er det termohode med kuldemedium på utløpssiden av fordamperen. Kjølemediet i termokoppen antar temperaturen til kjølemediet som forlater fordamperen. Ved høye temperaturer utvider kjølemediet seg, noe som får kapselmembranen til å skyve stangen ned og utvide kuleventilåpningen. Omvendt vil en lavere temperatur føre til at membranen stiger, noe som gjør åpningen mindre. Disse to situasjonene er vist på bildene nedenfor.
Elektronisk styrt termostatisk ekspansjonsventil:
Den elektronisk kontrollerte ekspansjonsventilen (forkortet EEV) kan styres ved hjelp av ECU-en til klimakontrollen. En trinnmotor kan brukes til dette. Denne trinnmotoren gjør det mulig for nålen å øke eller redusere åpningen i små trinn. Avhengig av ønsket temperatur i interiøret kan ECU svært raskt regulere kapasiteten ved å bruke den elektrisk styrte klimaanleggets kompressor og ekspansjonsventilen.
Mulige funksjonsfeil:
På verkstedet støter vi på problemer med ekspansjonsventilen. Problemer oppstår vanligvis på grunn av forurensning, som fører til at ekspansjonsventilen blir tilstoppet eller forblir åpen.
- Ventilen er tilstoppet:
Tilstopping er forårsaket av forurensninger i kjølemediet. Som følge av blokkeringen kommer for lite kjølemedium inn i fordamperen, noe som fører til et økende trykk med fare for overoppheting av kompressoren. - Ventilen forblir åpen:
Ved å la ventilen være åpen kan for mye kjølemiddel komme inn i kompressoren. Hvis ikke alt kjølemediet i fordamperen har blitt til gass, er det en sjanse for at en (overdreven) mengde flytende kjølemedium havner i kompressoren, noe som gjør at kompressoren får et væskesjokk.
Kontaminering er lett å forhindre: skift filter/tørketrommel med jevne mellomrom.
Relatert side:
