L'evaporatore determina l'efficienza del sistema di refrigerazione

I tecnici dell'assistenza spesso si chiedono come mai la temperatura dello spazio refrigerato di un sistema di refrigerazione possa essere così elevata quando la temperatura dell'evaporatore è così bassa. Ciò che il tecnico dell'assistenza non riesce a capire è che è quanto attivo o pieno l'evaporatore è con il refrigerante vaporizzato (cambio di fase) che determina il contenuto di raffreddamento o l'efficienza in qualsiasi sistema di refrigerazione. Un evaporatore può essere molto freddo ma inattivo con molto surriscaldamento, privandolo delle sue capacità di assorbimento del calore.

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Nell'esempio seguente, il tecnico dell'assistenza rileva una temperatura dell'evaporatore molto fredda con una temperatura dell'ambiente refrigerato elevata. Anche il surriscaldamento dell'evaporatore è molto elevato, il che significa che il sistema ha un evaporatore inattivo.

Si consiglia un controllo di servizio quando si analizza un sistema, quindi il tecnico dell'assistenza installa manometri e termistori su un sistema di raffreddamento del sistema di refrigerazione con R-134a sottocaricato, a porta chiusa, a media temperatura, che incorpora un ricevitore del liquido high side, un pistone compressore e un TXV come dispositivo di misurazione. Il tecnico registra i seguenti valori:

Una bassa pressione dell'evaporatore di 3,94 pollici Hg provoca una bassa temperatura dell'evaporatore di -20°F. Entrambi sono causati dal fatto che il compressore è a corto di refrigerante. Il compressore sta tentando di aspirare refrigerante nei cilindri, ma non c'è abbastanza refrigerante per soddisfarlo. L'intero lato inferiore del sistema subirà bassa pressione e basse temperature. Questo scenario spesso confonde i tecnici dell'assistenza a causa della temperatura dell'evaporatore molto fredda (-20 °F) e della temperatura dell'ambiente refrigerato molto alta (46 °F).

La maggior parte dei sistemi di refrigerazione a media temperatura cerca di mantenere la temperatura dello spazio refrigerato tra 35° e 37°F, a seconda dell'applicazione. Tuttavia, il tecnico dell'assistenza deve controllare il surriscaldamento dell'evaporatore per vedere quanto è attivo o pieno l'evaporatore con il refrigerante vaporizzato (cambio di fase).

Poiché l'evaporatore è a corto di refrigerante a causa della carica insufficiente, si verificheranno elevati surriscaldamenti dell'evaporatore. In questo scenario di servizio, il surriscaldamento dell'evaporatore è di 30°F, il che significa che l'evaporatore è privo di refrigerante e non è molto attivo (vedere Figura 1). Ciò, a sua volta, porterà a surriscaldamenti (totali) elevati del compressore.

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Figura 1:Un evaporatore inattivo con abbondante surriscaldamento.

La temperatura di scarico del compressore di 215°F è elevata rispetto ai sistemi normali ed è causata dal surriscaldamento elevato dell'evaporatore e del compressore insieme a rapporti di compressione elevati. Quando è sottocaricato, non aspettarti che la TXV controlli il surriscaldamento, perché la TXV potrebbe vedere una combinazione di vapore e liquido al suo ingresso. L'evaporatore sarà privo di refrigerante e funzionerà con un surriscaldamento elevato. Di conseguenza, il compressore, ad ogni corsa di compressione, surriscalda ulteriormente il refrigerante.

Anche i rapporti di compressione saranno elevati, a causa delle basse pressioni dell'evaporatore, conferendo al sistema un calore di compressione superiore al normale. Rapporti di compressione elevati daranno al sistema efficienze volumetriche molto basse e causeranno inefficienze indesiderate con basse portate di refrigerante. Il compressore dovrà comprimere i vapori a pressione molto più bassa provenienti dalla linea di aspirazione fino alla pressione di condensazione, il che richiede un intervallo di compressione maggiore e un rapporto di compressione più elevato.

L'intervallo di compressione più ampio, compreso tra la pressione inferiore dell'evaporatore e la pressione di condensazione, è ciò che provoca il lavoro di compressione e genera ulteriore calore di compressione. Questo aumento di calore può essere notato dall'elevata temperatura di scarico del compressore di 215°F; tuttavia, a causa delle minori portate di refrigerante dovute alle minori efficienze volumetriche, il compressore riscontra un carico termico piuttosto basso. Questo carico basso è ciò che impedisce alla temperatura di scarico di diventare troppo calda. Ricordare che rapporti di compressione più elevati e surriscaldamenti più elevati sono ciò che causa un'elevata temperatura di scarico e che la linea di scarico vede tutto il surriscaldamento arrivare al compressore, il calore generato dal motore e il calore di compressione.