Waarom zorgt een laag koudemiddelgehalte in een AC voor het bevriezen van de verdamper en/of de aanzuigleiding?
Het gaat om de relatie tussen temperatuur en druk, en hoe de druk het kookpunt van het koudemiddel beïnvloedt. Naarmate de druk van een koudemiddel stijgt, stijgt ook de temperatuur en het kookpunt. Als de druk daalt, dalen ook de temperatuur en het kookpunt. Airconditioning (en sommige verwarmingssystemen) maken hier gebruik van, om de lucht in een gebouw te koelen (verwarmen).
In een normaal systeem comprimeert de compressor de koeldamp. Dit zorgt ervoor dat de damp zowel een hoge temperatuur als een hoge druk heeft. De hete damp beweegt zich door de condensorspoelen, waar een deel van de warmte wordt overgedragen aan de buitenlucht. Wanneer de damp uiteindelijk uit de condensor komt, is het een hete vloeistof. De hete vloeistof beweegt zich door de vloeistofleiding, in het gebouw naar de verdamperspoelen toe. Vlak voordat het hete vloeibare koelmiddel de verdamper bereikt, wordt het door een doseerapparaat geduwd. Het gebruikte apparaat hangt af van het systeem, maar capillaire buizen zijn gebruikelijk.
Wanneer de hete vloeistof door het doseerapparaat wordt geforceerd, daalt de druk aanzienlijk. De drukval zorgt ervoor dat de temperatuur en het kookpunt van de vloeistof ook daalt. Omdat de binnenlucht over de verdamperspoelen wordt geforceerd, absorbeert het koude vloeibare koelmiddel in de spoelen de warmte van de lucht. De warmte zorgt ervoor dat het koelmiddel kookt, waardoor het verandert in een lagedrukdamp. Wanneer het koelmiddel het einde van de verdamper bereikt, is het een koele damp. De koele damp gaat via de zuigleiding terug naar de compressor waar de koelcyclus weer kan beginnen.
Wanneer het koelmiddel in het systeem laag is, zal de druk; en dus de temperatuur, van het koelmiddel ook lager zijn. In een normaal systeem zal de temperatuur van het koelmiddel aan het begin van de verdamper precies rond de vriestemperatuur van het water (32°F) liggen. Als de binnenlucht over de koele spoelen beweegt, zal het vocht in de lucht op de spoelen condenseren. Deze condensatie zal ongevaarlijk van de spoelen druppelen, en in de condensaataftap.
Wanneer het koelmiddel laag is, zal de temperatuur van het koelmiddel aan het begin van de verdamperspoelen kouder zijn dan het vriespunt van het water (minder dan 32°F). Omdat de spoelen zo koud zijn, zal de condensatie die zich op de spoelen vormt bevriezen. Door de ophoping van ijs op de spoelen wordt de luchtstroom door de spoelen beperkt. Door de beperking kan het koudemiddel niet zoveel warmte opnemen van de binnenlucht die over de spoelen beweegt. Hierdoor kookt het koudemiddel later in de verdamper, waardoor er zich verderop langs de spoelen ijs vormt. Deze situatie blijft voortduren, totdat de hele verdamper een blok ijs is. Zodra dat gebeurt, begint het koelmiddel te koken in de zuigleiding. Hierdoor daalt de temperatuur van de aanzuigleiding en bevriest de condensatie, net als in de verdamper.
Uiteindelijk werkt het bevriezen weer helemaal terug naar de compressor, waar de problemen echt kunnen beginnen. Als het te lang in deze toestand mag werken, kan het vloeibare koudemiddel zijn weg terug naar de compressor vinden. Als dit gebeurt, kan de compressor beschadigd raken.
Ook hier moet rekening mee worden gehouden. Wanneer het koudemiddelniveau te laag is, stopt het systeem met werken. Dit probleem doet zich dus alleen voor op een “sweet spot”, waar het koudemiddelgehalte laag is, maar niet te laag.
Eerst wat achtergrondinformatie. De HVAC bestaat uit een gesloten koelmiddelkringloop. Aan de buitenkant van uw huis komt een compressor en spoelen. De compressor comprimeert het koudemiddel en het comprimeringsproces dwingt het koudemiddel om overtollige warmte af te geven die de spoelen uitputten. Binnen in uw huis bevindt zich een verdamper met spoelen. Het koudemiddel gaat door een smalle opening waarbij het zich aan de andere kant als gas uitzet (denk aan een spuitbus). Het proces van het omzetten naar een gas absorbeert de warmte van de spoelen (die de retourlucht over de spoelen laten gaan op hun weg naar de kanalen).
Wanneer het koelmiddelniveau laag is, zijn er verschillende manieren om dit effect te begrijpen. Ik heb het beschreven dat er minder koelmiddel is om warmte van het huis te absorberen en de gesloten lus wordt te koud na het uitputten van de weinige warmte die het buiten verzamelt. Maar voor mij heeft het meer zin om je het effect van de drukval in de verdamperspoeltjes voor te stellen. Hoe meer de druk in die spoelen daalt, hoe extremer het temperatuurverschil wordt naarmate het koudemiddel zich uitbreidt tot een steeds minder dicht gas. Maar houd in gedachten dat u nog steeds minder koelmiddel heeft dat de warmte verplaatst, dus terwijl het koelmiddel dat overblijft kouder is, is het ook minder efficiënt.
Bovendien heeft dat koelmiddel met een lagere temperatuur een keerzijde. Zodra de spoelen onder het vriespunt vallen, condenseert het vocht in de retourlucht die over de spoelen gaat niet alleen en loopt het condensaat weg (denk aan een koud drinkglas op een warme vochtige dag, uw spoelen zien er normaal gesproken zo uit). In plaats daarvan bevriest die condensatie tot het een vast blok ijs is en er geen lucht meer door kan. Ditzelfde probleem kan zich voordoen als u uw HVAC laat draaien wanneer de buitentemperatuur te laag is, er zoveel warmte wordt afgevoerd door de buitenspiralen, dat wanneer het koudemiddel door de verdamper loopt, het onder het vriespunt komt. Daarom is het erg belangrijk om een HVAC voor uw huis niet te groot te maken, het zal de lucht te snel afkoelen en leiden tot bevriezing, en het zal zeer kortstondig lopen, maar niet genoeg vocht verwijderen als gevolg van die korte looptijden, waardoor u erg vochtig bent in de zomer.