Przedmioty:
- Wprowadzenie
- Kapilarny
- Termostatyczny zawór rozprężny (TEV)
- Mogelijke przechowywania
Przedmowa:
Zawór rozprężny jest istotną częścią systemów klimatyzacyjnych. Działa jako zwężenie na linii pomiędzy osuszaczem/elementem filtrującym a parownikiem, powodując przejście z wysokiego do niskiego ciśnienia. Na poniższym obrazku zawór rozprężny (zaprojektowany jako zawór odcinający) jest otoczony zieloną ramką.
Po przejściu czynnika chłodniczego ze sprężarki przez element filtrujący/osuszacz dociera on do zaworu rozprężnego pod ciśnieniem około 15 barów i temperaturą około 45 stopni Celsjusza. Czynnik chłodniczy przepływa z zaworu rozprężnego do parownika. Gdy czynnik chłodniczy przepływa przez zwężkę zaworu rozprężnego, ulega znacznemu obniżeniu ciśnienia. Gdy ciśnienie spada, spada również temperatura wrzenia czynnika chłodniczego. Czynnik chłodniczy zaczyna parować i zmieniać formę z ciekłej na gazową. W tej fazie przejścia z cieczy w parę czynnik chłodniczy pochłania ciepło z otoczenia. To uwolnione ciepło jest odbierane z przepływającego powietrza przez parownik, co powoduje ochłodzenie powietrza. To schłodzone powietrze jest wprowadzane do wnętrza, w wyniku czego powstaje schłodzone i osuszone powietrze wytwarzane przez klimatyzator.
Istnieją różne typy zaworów rozprężnych, a mianowicie kapilarny zawór rozprężny i termostatyczny zawór rozprężny (TEV), który jest również często nazywany „zaworem odcinającym”. Zostały one opisane poniżej.
Kapilarny:
W systemach klimatyzacyjnych czasami można spotkać prosty typ zaworu rozprężnego, zwany kapilarą lub kryzą. W nowszych pojazdach zawory rozprężne nie są już zwykle wyposażone w kapilarę, ale w termostatyczny (sterowany) zawór rozprężny.
W przypadku systemu klimatyzacji z kapilarą nie jest możliwe dokładne ustawienie wydajności chłodzenia. Jeśli ciśnienie stanie się zbyt wysokie lub parownik stanie się zbyt zimny, sprężarka klimatyzacji zwykle się wyłącza.
Zewnętrzna część kapilarnego zaworu rozprężnego jest zwykle wykonana z tworzywa sztucznego, a wewnątrz znajduje się specjalna rurka. Przed i za tą rurką są filtry. Kapilara powoduje nagły spadek ciśnienia, co powoduje szybkie obniżenie temperatury wrzenia czynnika chłodniczego i zmianę jego stanu z ciekłego na gazowy. Konstrukcja kapilary określa stopień spadku ciśnienia, a to wpływa na temperaturę, gdy czynnik chłodniczy wpływa do parownika. Kapilarę można znaleźć w różnych rozmiarach, a zainstalowanie kapilary o innych wymiarach zmieni wydajność chłodniczą systemu. Jeśli w parowniku jest mniej parowania, zwykle oznacza to mniejsze chłodzenie.
W układach klimatyzacji z kapilarą, zwykle w sekcji niskociśnieniowej znajdziemy także akumulator. Zapobiega to zasysaniu cieczy przez sprężarkę, ponieważ kapilara ma stały otwór. Akumulator spełnia także inne ważne zadania, takie jak filtrowanie, usuwanie wilgoci (osuszenie) i magazynowanie czynnika chłodniczego. Czynnik chłodniczy wpływa do akumulatora z parownika w postaci gazu z niewielką ilością kropelek cieczy. Sito oddzielające w akumulatorze zapewnia, że cząstki cieczy opadają na bok. Środek osuszający usuwa wilgoć z czynnika chłodniczego. Dodatkowo para zasysana jest od góry przez kompresor przez mały otwór o średnicy około 1 milimetra, zabierając ze sobą odrobinę oleju.
W układach klimatyzacji z rurką kapilarną mogą wystąpić następujące awarie:
- Zatykanie: Jeśli kapilara zostanie zatkana przez zanieczyszczenia zawarte w czynniku chłodniczym, może to zmniejszyć wydajność chłodzenia;
- Nieprawidłowe wymiary: W niektórych przypadkach może być konieczna wymiana kapilary na inną o innych wymiarach, aby dostosować wydajność chłodzenia systemu. Może to być wymagane w przypadku zmian w systemie lub jeśli oryginalne specyfikacje nie zapewniają wymaganej wydajności, np. zamrożenie parownika lub niewystarczające chłodzenie.
- Problemy systematyczne: Jeśli w układzie klimatyzacji występują ciągłe problemy z działaniem, a inne elementy zostały sprawdzone i są w dobrym stanie, możliwą przyczyną może być kapilara. Kapilara może być uszkodzona i nie jest to łatwo widoczne.
Termostatyczny zawór rozprężny (TEV):
Układ klimatyzacji, który zwykle spotykamy w nowoczesnych pojazdach, to układ z termostatycznie sterowanym zaworem rozprężnym, w skrócie TEV. Termostatyczny zawór rozprężny zastępuje system kapilarą i jest w zasadzie zwężeniem, którego wielkość otwarcia jest kontrolowana przez temperaturę gazu wypływającego z parownika.
Istnieją różne wersje. Oprócz wymiany kapilary zmienia się także element filtra/osuszacza. Filtr/osuszacz znajduje się bezpośrednio za skraplaczem i przetwarza czynnik chłodniczy w postaci ciekłej. Temperaturę mierzy się za parownikiem. Jeśli temperatura parownika stanie się zbyt wysoka, ponieważ nie przepływa przez niego wystarczająca ilość czynnika chłodniczego, otwór zostaje powiększony, co pozwala na przedostanie się większej ilości czynnika chłodniczego do parownika, a temperatura ponownie spada. Termostatyczny zawór rozprężny utrzymuje stałą temperaturę (i ciśnienie) w określonych granicach. Oznacza to również, że mamy pewność, że czynnik chłodniczy w postaci pary zostanie zassany przez sprężarkę, dzięki czemu w sekcji niskociśnieniowej nie będzie już konieczne stosowanie akumulatora.
Termostatyczny zawór rozprężny można podzielić na trzy typy:
- Zawór rozprężny z czujnikiem zdalnym (zdalne sterowanie żarówką) z wewnętrznym lub zewnętrznym wyrównaniem ciśnienia.
- Zawór odcinający z membraną wewnętrzną lub zewnętrzną.
- Elektronicznie sterowany zawór rozprężny.
Termostatyczny zawór rozprężny z czujnikiem zdalnym i wewnętrznym wyrównaniem ciśnienia:
Termostatyczny zawór rozprężny składa się z dwóch części, mianowicie części pomiarowej i czujnika lub żarówki, która jest połączona z właściwym zaworem rozprężnym. Sekcja pomiarowa wypełniona jest gazem i znajduje się na wylocie parownika. Kiedy temperatura na wylocie parownika wzrasta z powodu zbyt małej ilości czynnika chłodniczego, gaz rozszerza się i wzrasta ciśnienie. Następnie sworzeń wypycha kulkę, powodując napływ większej ilości czynnika chłodniczego do parownika i ponowny spadek temperatury na wylocie. Kula zostaje zwolniona, gdy siła działająca na membranę czujnika przekroczy sumę siły sprężyny i siły ściskającej czynnika chłodniczego po stronie wlotowej parownika. Gdy temperatura za parownikiem staje się zbyt niska, dzieje się odwrotnie. Siła sprężyny wciska kulę z powrotem w gniazdo, otwór zwęża się i zmniejsza się przepływ czynnika chłodniczego. Dzięki temu zawór TEV utrzymuje stałą temperaturę czynnika chłodniczego. Termostatyczny zawór rozprężny mierzy temperaturę i przetwarza ją na ciśnienie. Kontrola ciśnienia aktywuje zawór.
Termostatyczny zawór rozprężny z czujnikiem zdalnym i zewnętrznym wyrównaniem ciśnienia:
Wyrównanie ciśnienia ma związek z ciśnieniem pod membraną. Jeżeli przestrzeń pod membraną łączymy ze stroną wlotową parownika, to nie uwzględniamy straty ciśnienia jaka występuje w parowniku. Przecież pomiar temperatury odbywa się po stronie wylotowej parownika, natomiast kontrola odbywa się po stronie wlotowej. Gdy strata ciśnienia przekracza 0,2 bara, zaleca się zastosowanie zaworu rozprężnego z zewnętrznym wyrównaniem ciśnienia. Jeżeli przestrzeń pod membraną jest połączona z wylotem parownika, to strata ciśnienia jest kompensowana. Zewnętrzne wyrównywanie ciśnienia jest zwykle stosowane w większych systemach.
Zawór odcinający z zewnętrzną membraną sterującą
Zawór odcinający montowany jest na rurach wlotowych i wylotowych parownika. Linia wlotowa znajduje się obok linii wylotowej na parowniku. Na dole zaworu odcinającego czynnik chłodniczy wpływa w postaci płynnej z filtra/osuszacza (skraplacza) i przechodzi przez zawór kulowy w drodze do parownika. Nad membraną znajduje się stała ilość gazowego czynnika chłodniczego. Gaz ten przyjmie temperaturę gazu pochodzącego z parownika. Wraz ze wzrostem temperatury wzrost ciśnienia wypchnie kołek w dół, powodując większy otwór przepływowy w przewodzie zasilającym. Dzięki temu do parownika może przedostać się więcej czynnika chłodniczego, co obniża temperaturę. W odwrotnej sytuacji zawór kulowy zamknie się, umożliwiając przedostanie się mniejszej ilości czynnika chłodniczego do parownika i powodując wzrost temperatury.
Zawór odcinający z wewnętrzną membraną regulacyjną:
W zaworze odcinającym z wewnętrzną membraną kontrolną, po stronie wylotowej parownika znajduje się głowica termiczna z czynnikiem chłodniczym. Czynnik chłodniczy w kubku termicznym przyjmuje temperaturę czynnika chłodniczego opuszczającego parownik. W wysokich temperaturach czynnik chłodniczy rozszerza się, powodując, że membrana kapsuły popycha pręt w dół i poszerza otwór zaworu kulowego. I odwrotnie, niższa temperatura spowoduje podniesienie się membrany, przez co otwór będzie mniejszy. Te dwie sytuacje pokazano na poniższych obrazkach.
Elektronicznie sterowany termostatyczny zawór rozprężny:
Elektronicznie sterowany zawór rozprężny (w skrócie EEV) może być sterowany za pomocą ECU układu klimatyzacji. Można do tego wykorzystać silnik krokowy. Ten silnik krokowy umożliwia igle zwiększanie lub zmniejszanie otwarcia w małych krokach. W zależności od żądanej temperatury we wnętrzu ECU może bardzo szybko regulować wydajność za pomocą elektrycznie sterowanej sprężarki klimatyzacji i zaworu rozprężnego.
Możliwe awarie:
W warsztacie napotykamy problemy z zaworem rozprężnym. Problemy pojawiają się zwykle na skutek zanieczyszczenia, w wyniku którego zawór rozprężny zostaje zatkany lub pozostaje otwarty.
- Zawór jest zatkany:
Zatykanie jest spowodowane zanieczyszczeniem czynnika chłodniczego. W wyniku zatoru do parownika dostaje się zbyt mało czynnika chłodniczego, co prowadzi do wzrostu ciśnienia i ryzyka przegrzania sprężarki. - Zawór pozostaje otwarty:
Pozostawienie otwartego zaworu powoduje przedostanie się zbyt dużej ilości czynnika chłodniczego do sprężarki. Jeżeli nie cały czynnik chłodniczy w parowniku zamienił się w gaz, istnieje ryzyko, że (nadmierna) ilość ciekłego czynnika chłodniczego przedostanie się do sprężarki, powodując szok cieczowy w sprężarce.
Zanieczyszczeniom można łatwo zapobiec: okresowo wymieniaj filtr/osuszacz.
Powiązana strona:
