In un CA, perché una condizione di refrigerante basso provoca il congelamento dell'evaporatore e / o della linea di aspirazione?
Riguarda la relazione temperatura / pressione e il modo in cui la pressione influenza il punto di ebollizione del refrigerante. Man mano che la pressione di un refrigerante aumenta, aumentano anche la temperatura e il punto di ebollizione. Quando la pressione scende, anche la temperatura e il punto di ebollizione diminuiscono. Gli impianti di condizionamento (e alcuni di riscaldamento) ne sfruttano il vantaggio per raffreddare (riscaldare) l'aria all'interno di un edificio.
In un sistema normale, il compressore comprime il refrigerante vapore. Ciò fa sì che il vapore sia sia ad alta temperatura che ad alta pressione. Il vapore caldo si muove attraverso le serpentine del condensatore, dove una parte del calore viene trasferita nell'aria esterna. Quando il vapore esce finalmente dal condensatore, è un liquido caldo. Il liquido caldo si muove attraverso la linea del liquido, nell'edificio verso le serpentine dell'evaporatore. Appena prima che il refrigerante liquido caldo raggiunga l'evaporatore, viene forzato attraverso un dispositivo di misurazione. Il dispositivo effettivo utilizzato dipende dal sistema, ma i tubi capillari sono comuni.
Quando il liquido caldo viene forzato attraverso il dispositivo di misurazione, la pressione scende sostanzialmente. La caduta di pressione fa scendere anche la temperatura e il punto di ebollizione del liquido. Quando l'aria interna viene forzata sulle serpentine dell'evaporatore, il refrigerante liquido freddo nelle serpentine assorbe calore dall'aria. Il calore fa bollire il refrigerante, che lo trasforma in un vapore a bassa pressione. Quando il refrigerante raggiunge la fine dell'evaporatore, è un vapore freddo. Il vapore freddo viaggia lungo la linea di aspirazione e torna al compressore dove il ciclo di refrigerazione può ricominciare.
Quando il refrigerante nel sistema è basso, la pressione; e quindi anche la temperatura del refrigerante sarà inferiore. In un sistema normale, la temperatura del refrigerante all'inizio dell'evaporatore sarà intorno alla temperatura di congelamento dell'acqua (32 ° F). Quando l'aria interna si sposta sulle serpentine fredde, l'umidità nell'aria si condensa sulle serpentine. Questa condensa gocciolerà in modo innocuo dalle batterie e nello scarico della condensa.
Quando il refrigerante è basso, la temperatura del refrigerante all'inizio delle batterie dell'evaporatore sarà più fredda del punto di congelamento dell'acqua ( inferiore a 32 ° F). Poiché le bobine sono così fredde, la condensa che si forma sulle bobine si congela. Quando il ghiaccio si accumula sulle bobine, limita il flusso d'aria attraverso le bobine. A causa della restrizione, il refrigerante non può assorbire tanto calore dall'aria interna che si muove sulle bobine. Questo fa sì che il refrigerante bolle più tardi nell'evaporatore, il che provoca la formazione di ghiaccio lungo le bobine. Questa situazione continua a progredire, fino a quando l'intero evaporatore è un blocco di ghiaccio. Una volta che ciò accade, il refrigerante inizierà a bollire nella linea di aspirazione. Questo fa abbassare la temperatura della linea di aspirazione e, proprio come nell'evaporatore, fa congelare la condensa.
Alla fine il congelamento si fa strada fino al compressore, che è dove il problema può davvero iniziare. Se si lascia funzionare in queste condizioni per troppo tempo, il refrigerante liquido può tornare al compressore. Se ciò accade, il compressore può essere danneggiato.
Va anche notato. Quando il livello del refrigerante scende troppo, il sistema smette di funzionare. Quindi questo problema si verifica solo in un "punto debole", dove il refrigerante è basso, ma non troppo basso.
Prima un po 'di background. L'HVAC è costituito da un circuito refrigerante chiuso. All'esterno della tua casa ci saranno un compressore e delle bobine. Il compressore comprime il refrigerante e il processo di compressione costringe il refrigerante a emettere calore in eccesso che viene esaurito dalle bobine. All'interno della tua casa c'è un evaporatore con serpentine. Il refrigerante passa attraverso un'apertura stretta, a quel punto si espande sull'altro lato come un gas (si pensi a una bomboletta spray). Il processo di conversione in gas assorbe il calore dalle batterie (che hanno l'aria di ritorno che passa su di esse nel loro percorso verso i condotti).
Quando i livelli di refrigerante si abbassano, ci sono diversi modi per capire impatto. Ho visto che c'è meno refrigerante lì per assorbire il calore dalla casa e il circuito chiuso diventa troppo freddo dopo aver esaurito il poco calore che raccoglie all'esterno. Ma per me ha più senso immaginare l'effetto della caduta di pressione nelle bobine dell'evaporatore. Più la pressione scende in quelle bobine, più estrema è la differenza di temperatura man mano che il refrigerante si espande in un gas sempre meno denso. Ma tieni presente che hai ancora meno refrigerante che sposta il calore, quindi mentre il refrigerante che rimane è più freddo, è anche meno efficiente.
Inoltre, quel refrigerante a temperatura inferiore ha uno svantaggio. Una volta che le bobine scendono al di sotto del punto di congelamento, l'umidità nell'aria di ritorno che passa sopra le bobine non si limita a condensare ed esaurire lo scarico della condensa (pensa a un bicchiere freddo in una giornata calda e umida, le tue bobine sembrano così normalmente) . Invece, quella condensa si congela fino a quando non diventa un solido blocco di ghiaccio e l'aria non può passare. Lo stesso problema può verificarsi se si esegue il HVAC quando la temperatura esterna è troppo bassa, così tanto calore viene rimosso dalle bobine esterne, che quando il refrigerante scorre attraverso l'evaporatore scende al di sotto del punto di congelamento. Questo è il motivo per cui è molto importante non sovradimensionare un impianto HVAC per la tua casa, raffredderà l'aria troppo rapidamente e provocherà il congelamento e funzionerà per periodi di tempo molto brevi ma non rimuoverà abbastanza umidità a causa di quei brevi tempi di funzionamento, lasciando sei molto umido d'estate.