Tipps für den Monteur Thermostatische Expansionsventile
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Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
Überhitzung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
Unterkühlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
Äußerer Druckausgleich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
Füllungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
Universalfüllung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
MOP-Füllung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
MOP-Ballast-Füllung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
Wahl des thermostatischen Expansionsventils . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
Bezeichnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
Montage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
Einstellung der statischen Überhitzung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
Auswechseln des Düseneinsatzes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Danfoss-Produktprogramm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Expansionsventile
Thermostatische
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Notizen
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Tipps für den Monteur Thermostatische Expansionsventile
Einleitung
Ein thermostatisches Expansionsventil besitzt
ein thermostatisches Element (1), welches vom
Ventilgehäuse durch eine Membrane getrennt ist.
Das Element ist durch ein Kapillarrohr mit einem
Fühler (2), einem Ventilgehäuse mit Ventilsitz (3)
und einer Feder (4) verbunden.
Wirkungsweise eines thermostatischen
Expansionsventils
Die Funktion eines thermostatischen Expansionsventils wird von drei grundlegenden Drücken
bestimmt:
P1: Fühlerdruck, der auf der Oberseite der
Membrane wirkt und das Ventil önet.
P2: Verdampferdruck, der auf der Unterseite
der Membrane wirkt und das Ventil
schließt.
P3: Federdruck, der ebenfalls auf der Unterseite
der Membrane wirkt und das Ventil schließt.
Wenn das Expansionsventil regelt, besteht
ein Gleichgewicht zwischen dem Fühlerdruck
auf der Oberseite der Membrane und dem
Verdampferdruck plus Federdruck auf der Unterseite der Membrane.
Mit Hilfe der Feder wird die statische Überhitzung
eingestellt.
Expansionsventile
Thermostatische
Überhitzung
Unterkühlung
Unter Überhitzung versteht man die Dierenz
aus der am Fühler des thermostatischen Expansionsventils gemessenen Temperatur und der
Verdampfungstemperatur.
Die Verdampfungstemperatur wird über Manometer an der Saugseite ermittelt.
Die Überhitzung wird in Kelvin [K] angegeben.
Die Unterkühlung ist als Dierenz zwischen
Flüssigkeitstemperatur und Verüssigerdruck/temperatur am Eintritt des Expansionsventils
deniert.
Die Unterkühlung wird in Kelvin [K] angegeben.
Unterkühlung der Kältemittelüssigkeit ist
notwendig, um Dampfblasen vor dem Expansionsventil zu vermeiden.
Dampfblasen setzen die Leistung des Expansionsventils herab bzw. reduzieren die Flüssigkeitszufuhr zum Verdampfer.
Eine Unterkühlung von 4-5 K ist in den meisten
Fällen ausreichend.
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Äußerer Druckausgleich
Füllungen
Universalfüllung
Expansionsventile mit äußerem Druckausgleich müssen immer eingesetzt werden, wenn
Flüssigkeitsverteiler verwendet werden.
Die Verwendung von Verteilern ergibt im
allgemeinen einen Druckabfall von 1 bar über
Verteiler und Verteilerrohr.
Expansionsventile mit äußerem Druckausgleich
sollten immer in Kälteanlagen mit großen
Verdampfern oder Plattenwärmetauschern
eingesetzt werden.
Bei diesen ist der Druckabfall normalerweise
größer als der Druck, der 2 K entspricht.
Ein thermostatisches Expansionsventil kann drei
verschiedene Füllungen haben:
1. Universalfüllung
2. MOP-Füllung
3. MOP-Füllung mit Ballast (Standard für
Danfoss MOP-Expansionsventile).
Expansionsventile mit Universalfüllung werden
bei den meisten Kälteanlagen eingesetzt.
Einsatzbedingungen:
- Druckbegrenzung (MOP) nicht erforderlich
- Anlagen mit hohen Verdampfungstempe-
raturen
- Element kann kälter als der Fühler sein.
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MOP-Füllung
MOP-Ballast-Füllung
Expansionsventile mit MOP-Füllung werden in
Anlagen eingesetzt, bei denen eine Begrenzung
des Saugdrucks während des Anlaufs erforderlich
wird, z.B. in Tiefkühlanlagen.
Alle Expansionsventile mit MOP haben eine sehr
kleine Füllung im Fühler.
Das bedeutet, dass das thermostatische Element
wärmer sein muss als der Fühler. Andernfalls
kann eine Füllungsverlagerung vom Fühler
zum Element stattnden, was die Funktion des
Expansionsventils unterbindet.
Expansionsventile mit MOP-Ballast-Füllungen
werden vorzugsweise in Kälteanlagen mit
“hochdynamischen” Verdampfern eingesetzt, z.B.
in Klimaanlagen und Plattenwärmeaustauschern,
die eine große Übertragungsleistung bei kleinen
inneren Volumen haben.
Mit der MOP-Ballast-Füllung können 2 bis 4 K
weniger Überhitzung erreicht werden als mit
anderen Füllungsarten.
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Wahl des thermostatischen
Expansionsventils
Bezeichnung
Das thermostatische Expansionsventil kann bestimmt werden, wenn folgendes bekannt ist:
Kältemittel
Verdampferleistung
Verdampfungstemperatur
Verüssigungstemperatur
Das thermostatische Element ist auf der Oberseite mit einem Schild versehen.
Die Buchstaben beziehen sich auf das für das
Ventil vorgesehene Kältemittel:
X = R 22
Z = R 407C
N = R 134a
L = R 410A
S = R 404A/ R 507
Auf dem Schild sind Ventiltyp, Verdampfungstemperaturbereich, evtl. MOP-Punkt, Kältemittel und der max. Arbeitsdruck PS/MWP
angegeben.
Unterkühlung
Druckabfall über das Ventil
Innerer oder äußerer Druckausgleich.
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Expansionsventile
Thermostatische
Der Düseneinsatz für T/TE 2 ist mit der Düsengröße (z.B. 06) und der Kalenderwoche +
der letzten Zier des Kalenderjahre (z.B. 279)
gekennzeichnet.
Die Nummer des Düseneinsatzes ist außerdem
auf dem Deckel des Kunststobehälters für
den Einsatz angegeben.
Bei TE 5 und TE 12 gibt die obere Kennzeichnung
(TE 12) an, für welchen Ventiltyp der Einsatz
bestimmt ist. Die untere Kennzeichnung (01)
bezieht sich auf die Düsengröße.
Bei TE 20 und TE 55 bezieht sich die obere
Kennzeichnung (N/B 50/35 TR) auf die Nennleistung in den beiden Verdampfungstemperaturbereichen N und B sowie auf das Kältemittel.
(50/35 TR = 175 kW im Bereich N und 123 kW im
Bereich B).
Die untere Kennzeichnung (TEX 55) gibt an, für
welchen Ventiltyp der Einsatz benutzt werden
kann.
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Tipps für den Monteur Thermostatische Expansionsventile
Montage
Das Expansionsventil ist vor dem Verdampfer
in die Flüssigkeitsleitung zu montieren, und
sein Fühler ist so nahe wie möglich hinter dem
Verdampfer an der Saugleitung zu befestigen.
Wenn es sich um Ventile mit äußerem Druckausgleich handelt, muss die Ausgleichsleitung
unmittelbar nahe dem Fühler an der Saugleitung
angebracht werden.
Der Fühler wird an einem waagerechten Rohr
an der Saugleitung montiert, in einer Position,
die bei Vergleich mit dem Zierblatt einer Uhr der
Zeit zwischen 1 und 4 Uhr entspricht.
Die Anbringung ist vom Außendurchmesser des
Rohres abhängig.
Achtung!
Der Fühler darf nie an der Unterseite der Saugleitung befestigt werden, da er dort falsche
Signale aufnimmt, wenn sich unten im Rohr Öl
bendet.
Der Fühler soll die Temperatur des überhitzten
Saugdampfes ermitteln und darf deshalb nicht
so angebracht werden, dass er von Fremdwärme/-kälte beeinusst werden kann.
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Die Danfoss Fühlerschelle erlaubt eine feste
und sichere Montage des Fühlers am Rohr.
Dabei wird sichergestellt, dass der Fühler
einen bestmöglichen thermischen Kontakt
mit der Saugleitung hat. Das TORX Design der
Schraube macht es für den Monteur einfach
das Drehmoment vom Schraubendreher auf die
Schraube zu übertragen, ohne das Werkzeug in
die Schraubeneinkerbung zu pressen und die
Einkerbung zu beschädigen.
Der Fühler darf nicht hinter einem zusätzlichen
Wärmeaustauscher montiert werden, da diese
Anbringung zu einem verfälschten Signal an das
Expansionsventil führt.
Der Fühler darf nicht in der Nähe von Komponenten mit großer Masse montiert werden, da
dies ebenfalls zu einem verfälschten Signal an
das Expansionsventil führt.
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Tipps für den Monteur Thermostatische Expansionsventile
Montage (Fortsetzung)
Der Fühler ist, wie zuvor erwähnt, am waagerechten Teil der Saugleitung unmittelbar hinter
dem Verdampfer zu befestigen und darf nicht
an einem Sammelrohr oder einem Steigrohr
hinter einem Ölsack montiert sein.
Die Fühler muss immer vor einem Ölhebebogen
installiert werden.
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Expansionsventile
Thermostatische
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Einstellung der
statischen Überhitzung
Das Expansionsventil wird mit einer
Werkseinstellung geliefert, die in den meisten
Fällen nicht korrigiert werden muss.
Wenn eine Nachjustierung notwendig ist, wird
diese mittels der Einstellspindel am Expansionsventil vorgenommen.
Durch Drehen nach rechts (im Uhrzeigersinn)
wird die Überhitzung des Expansionsventils
vergrößert, durch Drehen nach links (entgegen
dem Uhrzeigersinn) verkleinert.
Bei T /TE 2 ergibt eine Umdrehung der Spindel
eine Änderung der Überhitzung bei 0 °C Verdampfungstemperatur um etwa 4 K.
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Tipps für den Monteur Thermostatische Expansionsventile
Einstellung der
statischen Überhitzung
(Fortsetzung)
Bei TE 5 und nachfolgenden Größen ergibt
eine Umdrehung der Spindel eine Änderung
der Überhitzung bei 0 °C Verdampfungstemperatur um etwa 0,5 K.
Bei TUA und TUB ergibt eine Umdrehung der
Spindel eine Änderung der Überhitzung bei
0 °C Verdampfungstemperatur um etwa 3 K.
Pendelungen im Verdampfer können durch
folgendes Verfahren beseitigt werden:
Überhitzung durch Drehen der Einstellspindel
nach rechts vergrößern, so dass das Pendeln aufhört. Danach die Einstellspindel stufenweise nach
links drehen, bis das Pendeln wieder beginnt.
Von dieser Position die Spindel in etwa einmal im
Uhrzeigersinn drehen (bei T-/TE2-Ventilen jedoch
nur 1/4-Drehung).
Der Anlage pendelt jetzt nicht mehr, der
Verdampfer wird voll ausgenutzt.
Ein Schwanken der Überhitzung um ± 1 K
wird nicht als Pendeln betrachtet.
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Auswechseln des
Düseneinsatzes
Eine zu große Überhitzung im Verdampfer
kann auf ungenügende Kältemittelüssigkeit
zurückzuführen sein. Die Überhitzung wird
durch stufenweises Drehen der Einstellspindel
nach links verkleinert, bis Pendeln festgestellt
wird.
Von dieser Position die Spindel in etwa einmal im
Uhrzeigersinn drehen (bei T-/TE2-Ventilen jedoch
nur 1/4-Drehung).
In dieser Einstellung wird der Verdampfer voll
ausgenutzt. Ein Schwanken der Überhitzung
um ± 1 K wird nicht als Pendeln betrachtet.
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Wird bei der oben beschriebenen Vorgehensweise kein Beharrungszustand erreicht, so ist
der Düseneinsatz gegen einen kleineren auszutauschen.
Wenn die Überhitzung des Verdampfers zu
groß ist, ist die Ventilleistung zu klein und der
Düseneinsatz muss gegen einen größeren
ausgewechselt werden.
TE, T2, TUA und TCAE wird mit auswechselbarem
Düseneinsatz geliefert.
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Danfoss-Produktprogramm
Thermostatische
Expansionsventile
Danfoss bietet eine umfassende Reihe thermostatischer Expansionsventile mit Leistungen von
0,5 bis 1.890 kW (R 22) an.
T-/TE2-Ventile haben Messinggehäuse und Bördel/Bördel- oder Löt-/Bördel-Anschlüsse.
Nennleistung: 0,5 - 15,5 kW (R 22).
TUA-, TUB-, TUC-Ventile haben Edelstahlgehäuse und Edelstahl/Kupfer-Bimetall-Lötanschlüsse.
Nennleistung: 0,6 - 16 kW (R 22).
Die Ventile können mit oder ohne externem
Druckausgleich geliefert werden.
TUA hat eine austauschbare Düseneinheit
und einstellbare Überhitzung.
TUB hat eine feste Düse und einstellbare
Überhitzung.
TUC hat eine feste Düse und werkseingestellte Überhitzung.
TCAE-, TCBE-, TCCE-Ventile haben Edelstahlgehäuse und Edelstahl/Kupfer-BimetallLötanschlüsse.
Nennleistung: 17,5 - 26,5 kW (R 22).
Die Ventile haben die gleiche Konstruktion wie
TU-Ventile, sind jedoch für größere Leistung
ausgelegt.
Die Ventile werden mit externem Druckausgleich
geliefert.
TDE-Ventile haben Messinggehäuse und Kupferlötanschlüsse.
Nennleistung: 10,5 - 140 kW (R 22).
Die Ventile werden mit fester Düse und einstellbarer Überhitzung geliefert.
Ventile, Typ TE 5 - TE 55, haben Messinggehäuse. Die Ventile werden als Teileprogramm,
bestehend aus Ventilgehäuse, Düse und
thermostatischem Element geliefert.
Das Ventilgehäuse ist in Durchgang- oder
Eckausführung mit Löt-, Bördel- und Flanschanschlüssen verfügbar.
Nennleistung: 19,7 - 356 kW (R22).
Die Ventile werden mit externem Druckausgleich
geliefert.
Ventile, Typ PHT 85 - 300, werden als Teileprogramm, bestehend aus Ventilgehäuse,
Flanschen, Düse und thermostatischem Element,
geliefert.
Nennleistung: 105 - 1.890 kW (R 22).
Nähere Angaben nden Sie im Internet oder in
unseren Katalogen.
Expansionsventile
Thermostatische
TRE-Ventile haben Messinggehäuse und
Edelstahl/Kupfer-Bimetallanschlüsse.
Nennleistung: 28 - 245 kW (R 22).
Die Ventile werden mit fester Düse und einstellbarer Überhitzung geliefert.
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