La valvola di espansione termica controlla l'apertura della valvola di espansione tramite il surriscaldamento del refrigerante gassoso all'uscita dell'evaporatore, pertanto è ampiamente utilizzata negli evaporatori a liquido non completamente riempiti. In base ai diversi metodi di bilanciamento, la valvola di espansione termica può essere suddivisa in tipo a bilanciamento interno e tipo a bilanciamento esterno. Il sistema di rilevamento della temperatura della valvola di espansione termica può essere riempito con diverse sostanze e metodi, tra cui riempimento liquido, riempimento gassoso, riempimento incrociato, riempimento misto e riempimento per adsorbimento.

 

1. Abilità di regolazione e tabù della valvola di espansione termica

Affinché la valvola di espansione termica possa svolgere la funzione di autoregolazione in determinate condizioni operative, è necessario regolarla durante la messa in servizio dell'impianto di refrigerazione, per garantire che la valvola possa autoregolarsi correttamente durante il funzionamento del sistema. La regolazione della valvola di espansione avviene tramite l'asta di regolazione. Avvitare o svitare l'asta di regolazione equivale essenzialmente a comprimere o allentare la molla, ovvero a regolare il surriscaldamento statico della valvola di espansione termica per soddisfare le esigenze delle condizioni di refrigerazione. Generalmente, la rotazione in senso orario indica un'avanzata, mentre la rotazione in senso antiorario indica una retromarcia. Quando si deve regolare la pressione di evaporazione, è possibile rimuovere il tappo e ruotare l'asta di regolazione in senso orario con una chiave per aumentare la compressione della molla, forzando il diaframma a sollevarsi e chiudere la valvola, con conseguente graduale diminuzione della pressione di evaporazione. Analogamente, la rotazione in senso antiorario dell'asta di regolazione apre la valvola e aumenta la pressione di evaporazione.

Quando si regola la valvola di espansione termica, è necessario installare un manometro a bassa pressione sulla valvola di intercettazione dell'aspirazione del compressore per osservare la variazione della pressione di evaporazione. La pressione di evaporazione normale è caratterizzata dalla formazione di brina o condensa sul tubo di aspirazione (brina negli impianti di media e bassa temperatura; condensa negli impianti di condizionamento). Se si forma brina o condensa sulla valvola di intercettazione dell'aspirazione o addirittura su metà del compressore, significa che la valvola è troppo grande e deve essere regolata verso il basso. Se la brina o la condensa si forma solo sull'uscita dell'evaporatore o non si forma affatto sull'uscita, significa che la valvola è troppo piccola e deve essere regolata verso l'alto.

La messa in servizio della valvola di espansione termica può essere generalmente eseguita in due fasi. Inizialmente, si procede con una regolazione grossolana, ruotandola di circa un giro completo alla volta. Quando l'apparecchiatura si avvicina alle condizioni operative ottimali, si procede con una regolazione fine, con ogni rotazione di 1/4~1/2 giro. Dopo ogni regolazione, il sistema deve essere fatto funzionare per diversi minuti o più e si deve osservare la variazione del manometro di bassa pressione prima di decidere la regolazione successiva. Al termine della messa in servizio della valvola di espansione, il tappo deve essere avvitato e serrato con una chiave per evitare perdite di refrigerante. La regolazione della valvola di espansione termica è un'operazione meticolosa. Non bisogna avere fretta durante il processo di regolazione. La valvola di espansione termica regolata non deve essere ulteriormente regolata per altri motivi, a meno che non cambino le condizioni operative del frigorifero. Generalmente, la valvola di espansione termica dell'unità consegnata dalla fabbrica è già regolata prima della consegna e non deve essere regolata durante la messa in servizio in loco.

 

 

2. Funzionamento di manutenzione della valvola di espansione termica

I guasti più comuni della valvola di espansione termica includono ostruzioni, perdite del fluido di lavoro del sensore di temperatura, ecc. Le ostruzioni del foro della valvola possono essere causate da ghiaccio o olio.

Se nel sistema di refrigerazione è presente acqua, questa si dissolverà nel refrigerante. La sua dissoluzione è correlata alla temperatura del refrigerante. Se la temperatura è elevata, la dissoluzione sarà maggiore, mentre se la temperatura è bassa, sarà minore. Quando il refrigerante liquido, con una temperatura di condensazione di circa 30 °C, fluisce nell'orifizio della valvola di espansione per la laminazione, si raffredda immediatamente fino alla temperatura di saturazione (temperatura di evaporazione) sotto la pressione di evaporazione, e parte dell'acqua si separa. Se la temperatura di evaporazione è inferiore a 0 °C, sulla parte a contatto con l'orifizio della valvola si formerà uno strato di ghiaccio. Quando lo strato di ghiaccio aumenta, l'orifizio della valvola si ostruirà.

L'olio refrigerante e il refrigerante si dissolvono a vicenda, e la quantità di dissoluzione è correlata alla temperatura. La quantità di dissoluzione è elevata ad alte temperature, ma ridotta a basse temperature. Quando il liquido entra nel foro della valvola di espansione e la sua temperatura diminuisce rapidamente dopo la strozzatura, parte dell'olio refrigerante si separa e si deposita attorno al foro della valvola. Quando la temperatura di evaporazione è inferiore al punto di congelamento dell'olio refrigerante, quest'ultimo condensa formando una pasta. Con l'aumento graduale della quantità di olio, il foro della valvola si ostruisce, poiché minore è la temperatura di evaporazione, più facile è la separazione dell'acqua dall'olio. Pertanto, nelle apparecchiature di refrigerazione a bassa temperatura con basse temperature di evaporazione, possono facilmente verificarsi ostruzioni dovute al ghiaccio e all'olio.

Valutazione dell'ostruzione del foro della valvola da ghiaccio o olio: quando l'unità di refrigerazione inizia a funzionare normalmente per un certo periodo, la pressione di aspirazione scende rapidamente a valori negativi (vuoto), la temperatura del magazzino (camera) aumenta, lo strato di brina si scioglie (inizialmente si scioglie lo strato di brina del tubo di aspirazione) e non si sente più il rumore del flusso d'aria proveniente dalla valvola di espansione. In questo momento, si può determinare che il foro della valvola è ostruito da ghiaccio o olio. Per confermare ulteriormente l'ostruzione, è possibile riscaldare il corpo della valvola di espansione con una lampada ad alcool (senza spegnere l'unità). Dopo uno o due minuti di riscaldamento, se si sente il rumore del flusso d'aria, si può sentire un cigolio, la pressione di aspirazione aumenta e l'uscita della valvola di espansione torna a essere bianca, a indicare che il foro della valvola è effettivamente ostruito da ghiaccio o olio.