Thermostatische expansieventielen (deel 2) - Danfoss

Danfoss algemeen
R e f R i g e R a t i o n a n d
aiR conditioning
Inhoud
Thermostatische expansieventielen (deel 2)
Praktische tips voor het dagelijkse werk van monteurs worden u aangeboden in de serie “Tips voor de monteur”.
Het principe van een thermostatisch expansieventiel is besproken in het eerste artikel. In dit tweede gedeelte
wordt het gedetailleerder besproken en verder uitgelegd aan de hand van een eenvoudige toepassing.
Positie van de voeler op de leiding
Bevestigen van de voeler
Juiste installatie van de voeler is belangrijk
om het ventiel goed te laten werken. De
voeler van een expansieventiel wordt
bevestigd bij de verdamperuitgang. Het is
belangrijk om de voeler zo strak mogelijk
op de leiding vast te maken en de voeler op
de juiste plaats te bevestigen, om er zeker
van te zijn dat de voeler de juiste temperatuur
meet. De voeler kan het best op een
horizontaal gedeelte van de zuigleiding
worden gemonteerd. In een stand die overeenkomt
met de stand van de kleine wijzer
Cooling Info 3 - 2 0 0 8
Thermostatische expansieventielen (deel 2)
Danfoss introduceert de cilindrische voeler en nieuwe voelerklem
op alle T2, TU, TC en TGE expansieventielen
De geschiedenis van innovatie wordt voortgezet op CHILLVENTA 2008
Danfoss introduceert scrollcompressor gamma specifiek ontwikkeld
voor koeltoepassingen
OPTYMA Control - houdt alles in de gaten
Prijslijst 2009 beschikbaar
RS+3 Update
van de klok tussen 1 en 4 uur. Dit is afhankelijk
van de diameter van een leiding. 1 uur is
de juiste positie voor een pijp tot 6 mm, 2
uur voor een pijp van 18 tot 22 mm, 3 uur
voor een pijp van 28 tot 35 mm en 4 uur
voor een pijp van 42 mm.
Als er een uitwendige drukvereffening
plaatsvindt, moet de vereffeningsleiding
net na de voeler op de zuigleiding worden
aangesloten. Dit is voor de veiligheid. Als er
door een defect via de uitwendige drukvereffening
koelmiddel direct in de zuigleiding
stroomt en expandeert, zal de waarde van
de temperatuur die door de voeler gemeten
wordt, niet ontregeld worden.
Identificatie
Het thermostatische expansieventiel is de
component in de koelinstallatie met de
grootste diversiteit van typen. Dit is omdat
er een verschillend ventiel voor bijna ieder
koelmiddel (behalve voor R404A en R507)
is. Er zijn ook verschillende MOP punten,
ventielen met interne of externe drukveref-
fening, afhankelijk van de toepassing en
verschillende aansluitmaten en typen (soldeer
of flare).
Er zijn ook verschillende maten doorlaten
voor ventielen met vaste doorlaten.
Het is daarom belangrijk om de exacte specificaties
of de exacte artikelcode te noteren
voor servicewerkzaamheden.
Wanneer een nieuw systeem wordt aangelegd,
is het nodig erop toe te zien dat de
maat van de doorlaat wordt genoteerd,
daar dit extra werk bij de servicewerkzaamheden
kan voorkomen.
Danfoss “T2” ventiel

MOP 120?
TDezelfde vraag wordt herhaaldelijk gesteld
in dit verband: “Wat wordt er bedoeld met
MOP 120?” Als MOP punten niet worden
omschreven als °C, bijv. MOP +15°C (of °F =
Fahrenheit, wat gewoonlijk de eenheid is,
die wordt gebruikt in ventielen van de
Noord-Amerikaanse markt) maar alleen
met een cijfer, dan wordt de druk in psig
aangegeven en niet in bar, de eenheid die
gewoonlijk in Europa wordt gebruikt.
Psig staat voor “pounds per square inch
gauge” een eenheid van druk die in het
algemeen wordt gebruikt in de USA.
“Pounds” verwijst naar een gewicht, een
“square inch” is een oppervlakteeenheid en
Alle data in één oogopslag
“gauge” geeft aan dat het een waarde is, die
van een manometer kan worden afgelezen.
De “g” tenslotte vertelt ons dat het een druk
boven atmosfeer is en geen absolute druk.
Dit betekent dat we een koelmiddelschuifje
kunnen nemen en zien welke temperatuur
overeenkomt met MOP 120 voor koelmiddel
R404A. Dit is ongeveer +16°C.
Het type koelmiddel is natuurlijk belangrijk,
aangezien deze figuur alleen gerelateerd is
aan druk. Voor R134a, 120 psig zou dit 36°C
betekenen.
Pendelen?
Als u een te groot expansieventiel gebruikt,
kan dit schommelingen veroorzaken.
Pendelen betekent dat de oververhitting en
daarmee ook de zuigdruk continu stijgt en
daalt. Als schommelingen optreden, dan
blijft de oververhitting gemiddeld op een
acceptabel niveau, maar het daalt en stijgt
continu, wat betekent dat het systeem nooit
in evenwicht is. De meest voorkomende
reden hiervoor is een te grote doorlaat. De
situatie kan worden gecorrigeerd door de
doorlaat te vervangen door een kleinere.
Indien pendelen voorkomt, kies een kleinere
doorlaat
Dit fenomeen kan ook voorkomen, bijvoorbeeld
als de ingestelde oververhitting voor
het ventiel te klein is en onder de MSS (minimum
stabel signal) van de verdamper komt.
Bijvoorbeeld een oververhittingsinstelling
van 4K op een platenwarmtewisselaar zal
bijna altijd oververhittingspendelen veroorzaken.
Het verhogen van de instelling van
de oververhitting naar een juiste hoeveelheid,
zal dit kunnen corrigeren.
Excessieve oververhitting
Excessieve oververhitting van de verdamper
kan worden veroorzaakt door de volgende
redenen: flash gas in de toevoer van
het expansieventiel, migratie van MOP vulling,
een te kleine doorlaat, verlies van koelmiddel
of verlies van voelervulling. Flash
gas vorming is eenvoudig te zien in het
kijkglas, wat zonder bubbels moet zijn in
normale omstandigheden. Als er aanzienlijke
vorming van flash gas is, kan het noodzakelijk
zijn een onderkoeler in de
vloeistofleiding van het expansieventiel te
installeren.
Onderkoeling is het verschil tussen de condensatiedruk/temperatuur
en de vloeistoftemperatuur
bij de inlaat van het
expansieventiel. Bijvoorbeeld: de service-
Oververhitting meten met thermometer en
manometer
manometer geeft 10.6 bar aan. Dit correspondeert
met 45°C voor R134a. Als er 40°C
wordt gemeten op de vloeistofleiding in de
toevoer van het expansieventiel en de drukval
gemakshalve buiten beschouwing
wordt gelaten, is een onderkoeling van 5K
(Kelvin – temperatuurverschillen worden
altijd aangegeven in Kelvin) bereikt.
Flash gas vorming als gevolg van de gedeeltelijke
verdamping van het koelmiddel kan
worden veroorzaakt door drukval in de
vloeistofleiding.
MOP vulling migratie kan voorkomen als de
kop van het thermostatisch element kouder
is dan de voeler. Dit zorgt er voor dat de
voelervulling migreert naar een koeler punt
in de kop van het element en er geen vloeibaar
koelmiddel meer in de voeler zit om te
verdampen en de druk in de voeler te doen
stijgen.
Er is een eenvoudige test voor MOP vulling
migratie: verhoog de temperatuur van de
kop van het thermostatisch element (niet
door een rechtstreekse vlam, maar met
warm water of een haardroger, …). Als hierdoor
het probleem verdwijnt, dan was er
MOP vulling migratie.
Interpretatie
We komen nu bij de interpretatie van het
expansieventiel aan de hand van de
datasheet (zie tabel).
We nemen het klassieke voorbeeld: een 7
kW koeltoepassing bij -10°C verdamping,
45°C condensatie en 10K onderkoeling en
R134a koelmiddel. Het koelmiddel en de
verdampingstemperatuur bepalen de keus
van de datasheet.
Dit houdt in bij dit voorbeeld: gebruik de
datasheet voor R134a en een verdampingstemperatuur
bereik van +10°C tot -40°C. Ten
eerste moet de koelcapaciteit worden aangepast
met de onderkoeling correctiefactor,
die kan worden verkregen uit de kleine
tabel (zie bijgaande tabel). Bij 10K is het
1.08. 7 (kW) gedeeld door 1.08 is 6.5 (kW).
Omdat -10°C een eigen tabel heeft, kan de
juiste maat doorlaat voor een koelcapaciteit
van 6.5 kW direct worden afgelezen. Hierna
is de drukval in het expansieventiel nodig,
aangezien de condensatiedruk niet direct
te zien is in de datasheet.
Het koelmiddelschuifje kan hiervoor worden
gebruikt: het geeft aan dat de condensatie-
en verdampingstemperatuur
gescheiden worden met 9.6 bar (10.6 bar – 1
bar). Om de drukval te meten in de verdamperverdeler
wordt 1 bar afgetrokken van de
uitkomst. Dit geeft dus 8.6 bar. Dit geeft 8

ar Δp, 6.5 kW koelcapaciteit en -10°C verdampingstemperatuur
en nu kunnen we
kijken welke maat doorlaat we nodig hebben.
De waarde is 6.9 en de bijbehorende
maat doorlaat 5.
Dit houdt in dat een TEN 2 ventiel (E staat
voor externe drukvereffening en N voor
koelmiddel R134a) met een doorlaat 5 kan
worden geselecteerd voor onze koeltoepassing
in dit voorbeeld.
In een volgende uitgave
Nu we één van de belangrijkste componenten
van een koelinstallatie hebben
besproken, waarbij we het thermostatische
expansieventiel als voorbeeld hebben
gebruikt voor het regelen/inspuiten
van het vloeibare koelmiddel, zullen we
in een volgende uitgave een ander zeer
belangrijk component toelichten, namelijk
de compressor. Dit artikel zal een
gedetailleerde omschrijving weergeven
van de algemene werking van een compressor
in een koelinstallatie alsook de
werking van een zuigercompressor.
| TECHNOLOGY | Expansion Valves
Capacity
Correction
for subcooling �t sub
R134a
Capacity in kW for range N: –40°C to +10°C
Valve type
Ori�ce
no.
Pressure drop across valve �p bar
2 4 6 8 10
Pressure drop across valve �p bar
2 4 6 8 10
TN 2/TEN 2 - 0.11
TN 2/TEN 2 - 0.25
TN 2/TEN 2 - 0.5
TN 2/TEN 2 - 0.8
TN 2/TEN 2 - 1.3
TN 2/TEN 2 - 1.9
TN 2/TEN 2 - 2.5
TN 2/TEN 2 - 3.0
TN 2/TEN 2 - 0.11
TN 2/TEN 2 - 0.25
TN 2/TEN 2 - 0.5
TN 2/TEN 2 - 0.8
TN 2/TEN 2 - 1.3
TN 2/TEN 2 - 1.9
TN 2/TEN 2 - 2.5
TN 2/TEN 2 - 3.0
Evaporating temperature +10°C Evaporating temperature 0°C
Voor meer informatie verwijzen u naar onze website, waar u de complete handleiding kunt bekijken of downloaden: www.
danfoss.be: koeltechniek- vorming en opleidingen-Tips voor de monteur
Refrigeration and A/C Controls
Note:
Insu�cient subcooling can produce
�ash gas.
Sample interpretation
Voorbeeld interpretatie
TN 2/TEN 2 - 0.11
TN 2/TEN 2 - 0.25
TN 2/TEN 2 - 0.5
TN 2/TEN 2 - 0.8
TN 2/TEN 2 - 1.3
TN 2/TEN 2 - 1.9
TN 2/TEN 2 - 2.5
TN 2/TEN 2 - 3.0
What’s Next
Now that we have discussed one of the
main components of a refrigeration
system, the �ow reducing element, in
detail using the thermostatic expansion
valve as an example, we are going
to describe another highlight, the
compressor, in the next article.
0X
00
01
02
03
04
05
06
0X
00
01
02
03
04
05
06
0X
00
01
02
03
04
05
06
0.34
0.71
1.5
2.0
3.6
5.4
6.9
8.4
© Danfoss A/S (RA Marketing/SB/mwa), 07 - 2007 3
0.43
0.86
1.9
2.6
4.7
7.0
8.9
10.8
0.47
0.93
2.1
3.0
5.3
7.8
9.9
12.1
0.50
0.97
2.2
3.1
5.6
8.3
10.8
12.8
0.51
0.98
2.2
3.2
5.8
8.6
10.9
13.2
0.33
0.65
1.3
1.7
3.0
4.5
5.7
7.0
0.42
0.78
1.6
2.2
3.9
5.7
7.3
8.9
0.46
0.86
1.7
2.4
4.4
6.4
8.1
10.0
0.47
0.89
1.8
2.6
4.6
6.8
8.6
10.5
Evaporating temperature –10°C Evaporating temperature –20°C
0.30
0.59
1.0
1.4
2.5
3.6
4.6
5.7
0.38
0.70
1.3
1.8
3.1
4.6
5.8
7.1
0.43
0.77
1.4
2.0
3.5
5.1
6.5
8.0
0.44
0.81
1.5
2.1
3.7
5.4
6.9
8.4
0.44
0.82
1.5
2.1
3.8
5.6
7.1
8.6
0.28
0.53
0.81
1.1
2.0
2.9
3.7
4.5
0.35
0.62
1.00
1.4
2.5
3.6
4.6
5.6
0.39
0.69
1.1
1.5
2.8
4.0
5.1
6.2
0.41
0.72
1.2
1.6
2.9
4.3
5.4
6.6
Evaporating temperature –30°C Evaporating temperature –40°C
0.25
0.48
0.66
0.90
1.6
2.3
3.0
3.6
0.32
0.55
0.80
1.1
2.0
2.9
3.6
4.4
The evaporator capacities used must be
corrected if subcooling deviates from 4 K.
The corrected capacity can be obtained by
0.35
0.61
0.88
1.2
2.2
3.2
4.0
4.9
0.37
0.64
0.93
1.3
2.3
3.3
4.2
5.2
0.38
0.64
0.95
1.3
2.3
3.4
4.3
5.3
0.23
0.44
0.54
0.74
1.3
1.9
2.4
3.0
0.28
0.50
0.65
0.89
1.6
2.3
2.9
3.6
0.32
0.54
0.72
0.98
1.8
2.6
3.2
4.0
0.33
0.56
0.76
1.0
1.9
2.7
3.5
4.2
0.49
0.91
1.8
2.6
4.7
7.0
8.8
10.8
0.42
0.73
1.2
1.7
3.0
4.4
5.5
6.8
0.34
0.57
0.77
1.0
1.9
2.7
3.5
4.3
dividing the required evaporator capacity by the
correction factor below. Selections can then be
made from the tables above.
�t u 4 K 10 K 15 K 20 K 25 K 30 K 35 K 40 K 45 K 50 K
Correction factor 1.00 1.08 1.13 1.19 1.25 1.31 1.37 1.42 1.48 1.54
This will contain a detailed description
of the general mode of operation of a
refrigerant compressor in a refrigeration
system and the workings of a piston
compressor.
Danfoss introduceert de cilindrische voeler en nieuwe
voelerklem op alle T2, TU, TC en TGE expansieventielen.
• Warmteoverdragend oppervlak tussen
de zuigleiding en voeler is vergroot.
• De gehele lengte van de voeler is nu in
contact met de zuigleiding.
• Geen losse onderdelen aangezien het
nieuwe voelerklem ontwerp een “ eendelig”
ontwerp is.
Information
The “Fitters Notes” article series is based on the handbook of the same name produced by Danfoss,
which discusses the basic principles of commercial refrigeration systems and the associated basic
components.
You can view the Fitters Notes handbook from here:
http://www.danfoss.com/BusinessAreas/RefrigerationAndAirConditioning/EducationAndTraining/Fitters+Notes.htm
This “Fitters Notes” article series is aimed at refrigeration �tters in servicing, system construction, people
entering refrigeration engineering from other disciplines, trainee refrigeration �tters and anyone who
would like to gain a basic practical knowledge of refrigeration in a series of articles.
Na verschillende testen en grondig onderzoek, het vergelijken van de bestaande en de nieuwe voelerklem op
zowel de cilindrische en de bestaande dubbelcontactvoeler, tonen de resultaten een zeer duidelijke verbetering
aan van de prestaties en functie van onze expansieventielen bij toepassing van de cilindrische voeler en de nieuwe
voelerklem. Een oplossing die een groot aantal voordelen biedt:
• Het nieuwe voelerklem ontwerp kan
maximaal, afhankelijk van de leidingdiameter,
worden aangedraaid.
• De zuigleiding kan een klein “deukje”
vertonen door het aanhaalmoment van
de voelerklem waardoor een betere
passing van de voeleromtrek, wat zorgt
voor een beter contact ten opzichte van
de oude dubbelcontactvoeler.
• Het nieuwe ontwerp geeft een stevig,
goed en betrouwbaar contact tussen de
leiding en de voeler.
• De nieuwe voelerklem is gepatenteerd..
• De nieuwe voeler- en klemoplossing
zorgt voor een belangrijke verbetering
van de functie van onze ventielen..