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Aug 16, 2023

TXV が制限されている場合の症状

Figura 1: Una valvola di espansione termostatica sana, felice e senza restrizioni.

図1：健康で幸せ、そして自由なサーモスタット膨張弁。

図2:液体ラインフィルタードライヤー。 フィルター乾燥機は、湿気や破片の蓄積が制限される可能性があります。 図はパーカー・ハニフィン社スポーラン部門のご厚意によるものです

制限された計量デバイス (サーモスタット膨張弁または TXV) は、システムにさまざまな症状を引き起こす可能性があります。 TXV が制限される可能性がある方法は次のとおりです。

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制限された計量デバイスを備えたシステムは、液体ライン制限のあるシステムと同じ症状を示します。 これは、TXV が実際には液体ラインの一部であるためです。 液体ラインはレシーバーの出口から始まり、フィルター ドライヤー、サイト グラス、およびレシーバーと TXV の間にあるその他のコンポーネントが含まれます。 他のコンポーネントには、ソレノイドバルブ、ハンドバルブなどが含まれる場合があります。

フィルター ドライヤーは、湿気やゴミの蓄積が制限される可能性が非常に高いコンポーネントです。 これも液体ライン内にあるため、制限された TXV と同じ症状が発生します。 ただし、フィルター ドライヤーが十分に制限されている場合、技術者が触れると冷たく感じたり、冷たく感じたりする場合があります。 この現象は、液体冷媒の一部がフィルター ドライヤーを通過する際にわずかな圧力降下を経験し、蒸気に膨張することで発生します。 この現象が発生すると、フィルタードライヤーの下流の覗き窓に蒸気の泡が観察される場合もあります。 このため、液体サイトグラスをフィルター乾燥機の上流ではなく下流に設置することが最も重要です。 図 2 は、液ラインフィルタードライヤーの断面図を示しています。

これらの液体ラインの制限により、蒸発器、圧縮機、凝縮器の冷媒が不足します。 これにより、次のような症状が発生します。

制限された計測デバイスがそのような症状を引き起こす理由を見てみましょう。

低い蒸発器圧力 — 蒸発器には冷媒が不足しているため、コンプレッサーも冷媒が不足し、低圧力状態に陥ります。 圧力を上昇させるのは、蒸発器内で蒸発する冷媒の量と速度です。 少量の冷媒が蒸発すると圧力が低下します。

高い過熱度 — 高い過熱度は、蒸発器とコンプレッサーの冷媒不足によっても発生します。 TXV が制限されると、エバポレーターは非アクティブになり、過熱度が高くなります。 これにより、コンプレッサーの過熱が高くなります。 蒸発器内の 100% 飽和蒸気点は蒸発器コイルを上昇させ、高い過熱を引き起こします。

低アンペア消費 — コンプレッサーの過熱度が高く、吸入圧力が低いと、低密度の蒸気がコンプレッサーに入ります。 また、TXV が制限されると、コンプレッサーが部分的に不足します。 これらの要因により、コンプレッサーにかかる負荷が非常に軽くなり、アンプの消費電力が低くなります。

低圧力制御での短いサイクル — TXV の制限の厳しさに応じて、コンプレッサーは低圧力制御で短いサイクルを行う場合があります。 吸入圧力が低いと、コンプレッサーが途中で停止する可能性があります。 しばらくすると、蒸発器内の少量の冷媒と熱負荷により、蒸発器の圧力がゆっくりと上昇します。 これにより、コンプレッサーが再びオンになります。 この短いサイクルは、コンプレッサーが過熱するまで発生し続ける場合があります。 短いサイクルでは、制御装置、コンデンサ、モーター巻線に負担がかかります。

高い吐出温度 — やや高い吐出温度は、蒸発器に冷媒が不足することで生じる過熱度が高くなることが原因で発生します。 コンプレッサーでは、圧縮熱やモーターの熱に加えて、蒸発器や吸入ラインから大量の顕熱が発生します。 冷媒冷却式コンプレッサーの場合、冷媒冷却の不足によりコンプレッサーが過熱する可能性があります。

低い凝縮 (ヘッド) 圧力 — 蒸発器と圧縮機は冷媒が不足しているため、これらのコンポーネントは互いに直列であるため、凝縮器も同様です。 凝縮器の周囲の雰囲気に放出される熱はほとんどありません。 これにより、凝縮器をより低い温度と圧力で動作させることができます。

下部凝縮器の分割 — 凝縮器には冷媒が不足しているため、より低い温度と圧力で動作する可能性があります。 これは、蒸発器、吸入ライン、およびコンプレッサーから得られる少量の熱を排除するために、周囲温度と凝縮温度との間に大きな温度差を必要としないためです。 この温度差はコンデンサースプリットと呼ばれます。 凝縮器内に排除すべき大量の熱がある場合、凝縮器の分割がこの大量の熱を排除するのに十分な高さになるまで、凝縮器は熱を蓄積します。 凝縮器への高い熱負荷は、凝縮器の大きな分割を意味します。 凝縮器への熱負荷が低いということは、凝縮器の分割が少ないことを意味します。

通常から少し高い凝縮器の過冷却 — ほとんどの冷媒はレシーバー内にあり、一部は凝縮器内にあります。 このため、凝縮器の過冷却は通常から少し高くなります。 制限により、システム内の冷媒流量が低下します。 これにより、凝縮器内の冷媒がより長くそこに留まり、さらに過冷却が起こります。 冷媒の充填量が不足すると、過冷却度が低下する可能性があることに注意してください。

制限されたサーモスタット膨張弁 (TXV) を備えたシステムの症状は、冷媒充填量が不足しているシステムの症状と非常によく似ています。 ただし、過充電されたシステムでは凝縮器の過冷却レベルが低くなります。 サービス技術者は、充電不足のシステムと制限された計量装置を混同することがよくあります。 制限された計量装置を備えたシステムに冷媒を追加しても、凝縮器の過冷却量はヘッド圧力が上昇する可能性のあるレベルまでしか上昇しません。 これは、追加された冷媒を保持するための凝縮器の内部容積が不足していることが原因で発生します。 冷媒を追加しすぎると、レシーバーでも過充填になる可能性があります。 その後、何らかの理由でシステムがポンプダウンされると、危険な水頭圧力が発生します。

発行日: 2017 年 1 月 9 日

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John Tomczyk は、ミシガン州ビッグラピッズにあるフェリス州立大学の HVACR 名誉教授であり、Cengage Learning から出版された『Refrigeration & Air Conditioning Technology』の共著者です。 [email protected] までご連絡ください。