Przegrzanie i przechłodzenie: jak łatwo je zrozumieć

Na potrzeby egzaminu na unijny certyfikat A1 w zakresie F-gazów — i codziennej diagnostyki usterek — przegrzanie i przechłodzenie można podsumować po jednym zdaniu. Ten materiał AC Service Tech wyjaśnia oba pojęcia. Poznaj definicje, zanim przystąpisz do egzaminu na certyfikat A1.

Najpierw prześledź obieg

Aby zrozumieć oba pojęcia, musisz umieć prześledzić drogę czynnika chłodniczego w obiegu i określić jego stan w każdym punkcie. W filmie opisano to jednym tchem:

„Do sprężarki wpływa para o niskim ciśnieniu i niskiej temperaturze, a wypływa z niej para o wysokim ciśnieniu i wysokiej temperaturze, osiągająca w tym miejscu swoją najwyższą temperaturę”.

Dalej wygląda to tak:

1. Tłoczenie sprężarki — para o wysokim ciśnieniu i wysokiej temperaturze, najwyższej w całej instalacji.
2. Skraplacz — para oddaje ciepło, aż osiągnie stan nasycenia, w którym współistnieją para i ciecz. Nadal oddaje ciepło, aż całkowicie zamieni się w ciecz, po czym jej temperatura jako cieczy dalej spada. Ten końcowy spadek temperatury to przechłodzenie.
3. Przewód cieczowy i filtr osuszacz — osuszacz pochłania wilgoć pozostałą w instalacji, chroniąc element rozprężny przed powstawaniem kwasów i zablokowaniem przez lód.
4. Element rozprężny — gwałtowny spadek ciśnienia powoduje, że ciecz o wysokim ciśnieniu i wysokiej temperaturze zmienia się w czynnik o niskim ciśnieniu i niskiej temperaturze, składający się w przybliżeniu z 80% cieczy i 20% pary powstałej wskutek rozprężania.
5. Parownik — mieszanina pochłania ciepło, przechodzi przez stan nasycenia w środkowej części wężownicy i całkowicie zamienia się w parę. Każdy dalszy wzrost temperatury za tym punktem to przegrzanie.
6. Przewód ssawny — para o niskim ciśnieniu i niskiej temperaturze wraca do sprężarki, a cykl się powtarza.

Ta sekwencja stanowi podstawę tematu Termodynamika w wersji unijnej. Pomaga też opanować wiedzę i umiejętności praktyczne wymagane przy kontroli szczelności i napełnianiu na egzaminie na certyfikat A1.

Przegrzanie w jednym zdaniu

„Przegrzanie to wzrost temperatury czynnika w postaci pary w wężownicy parownika”.

To cała definicja. Łatwo ją zapamiętać, ponieważ w parowniku jest tylko jedno miejsce, w którym występuje wyłącznie para — za odcinkiem nasycenia, w pobliżu wylotu. Jeśli więc mowa o parze w parowniku, mowa o przegrzaniu.

Do pomiaru potrzebujesz dwóch odczytów:

• Ciśnienia ssania, przeliczonego na temperaturę nasycenia za pomocą tabeli ciśnienie–temperatura lub aplikacji dla danego czynnika chłodniczego.
• Temperatury przewodu w tym samym punkcie, zmierzonej dobrze zamocowaną i zaizolowaną sondą.

Przegrzanie = zmierzona temperatura przewodu − temperatura nasycenia.

W praktyce, jak zaznaczono w filmie, rzadko mamy króciec bezpośrednio na wylocie parownika, dlatego odczyty wykonujemy przy zaworze serwisowym na ssaniu, obok sprężarki. Otrzymujemy w ten sposób przegrzanie całkowite — przegrzanie w parowniku powiększone o wzrost temperatury wskutek pobrania ciepła przez przewód ssawny w drodze powrotnej. To właśnie na tej wartości opiera się większość wykresów napełniania producentów.

Przechłodzenie w jednym zdaniu

„Przechłodzenie to spadek temperatury czynnika w postaci cieczy w wężownicy skraplacza”.

Ta sama logika, tylko w odwrotną stronę. W skraplaczu jest tylko jedno miejsce, w którym występuje wyłącznie ciecz — za odcinkiem nasycenia — więc ciecz w skraplaczu oznacza przechłodzenie. Mierz je przy zaworze serwisowym przewodu cieczowego, ponieważ tam można uzyskać dokładny odczyt ciśnienia wraz z wiarygodnym odczytem temperatury.

Przechłodzenie = temperatura nasycenia (z ciśnienia w przewodzie cieczowym) − zmierzona temperatura przewodu cieczowego.

Dlaczego jest to tak ważne? Ponieważ element rozprężny jest zaprojektowany do zasilania ciągłym strumieniem cieczy:

„Przechłodzenie jest potrzebne, aby mieć pewność, że gdy ciecz dotrze do elementu rozprężnego, będzie to wyłącznie ciecz, bez pary. Jeśli pojawi się para, układ nie będzie działał zbyt wydajnie”.

Pęcherzyki pary docierające do zaworu rozprężnego lub rurki kapilarnej zmniejszają strumień masowy i powodują niedostateczne zasilanie parownika. Spada wydajność instalacji i ciśnienie ssania. Łatwo wtedy błędnie rozpoznać zbyt małe napełnienie, choć rzeczywistą przyczyną jest niewystarczające przechłodzenie spowodowane ograniczeniem przepływu w przewodzie cieczowym lub częściowo zatkanym osuszaczem. Przechłodzenie potwierdza też, że w skraplaczu zgromadzona jest wystarczająca objętość czynnika chłodniczego, aby zapewnić stałe zasilanie zaworu.

Zwróć uwagę na ciekawą różnicę wskazaną w filmie: wartości przechłodzenia są zwykle podane na tabliczce znamionowej urządzenia, natomiast docelowe przegrzanie nie — trzeba je odczytać dla warunków panujących w danym dniu.

Przegrzanie chroni sprężarkę

Do tego zagadnienia egzaminatorzy stale wracają. Ciekły czynnik chłodniczy jest praktycznie nieściśliwy. Jeśli ciecz dotrze do sprężarki, grozi to uderzeniem cieczowym, uszkodzeniem płyty zaworowej, wypłukaniem oleju z łożysk, a w sprężarkach hermetycznych — spaleniem silnika, po którym konieczny będzie odzysk F-gazu.

„Jeśli występuje przegrzanie, wiesz, że do sprężarki będzie wpływać para. Jeśli przegrzanie wynosi zero, a nawet jeden czy dwa stopnie, do sprężarki może dostać się trochę cieczy”.

Zmierzone przegrzanie równe zero nie oznacza „pary ledwie suchej” — oznacza, że czynnik w tym punkcie nadal znajduje się w obszarze nasycenia. Z parą może więc być zmieszana ciecz i po prostu nie da się określić jej ilości. Jedyną gwarancją jest bezpieczny zapas przegrzania.

Instalacje z TEV a instalacje ze stałym otworem dławiącym

Sposób napełniania zależy całkowicie od zastosowanego elementu rozprężnego:

Termostatyczny zawór rozprężny (TEV/TXV)

• Zawór sam reguluje przepływ, aby utrzymać przegrzanie na zadanym poziomie, pod warunkiem prawidłowego napełnienia.
• Ponieważ zawór utrzymuje stałe przegrzanie, nie nadaje się ono jako wskaźnik napełnienia — dlatego napełniaj według przechłodzenia, korzystając z wartości na tabliczce znamionowej.
• Wykonaj pomiar przy zaworze serwisowym przewodu cieczowego jednostki zewnętrznej.

Tłoczkowy element dławiący, stała kryza lub rurka kapilarna

• Brak regulacji przepływu oznacza, że przegrzanie zmienia się wraz z obciążeniem i warunkami otoczenia.
• Napełniaj według przegrzania, mierzonego przy zaworze serwisowym na ssaniu.

„W przypadku termostatycznego zaworu rozprężnego to właśnie zawór reguluje przegrzanie, ale przy tłoczkowym elemencie dławiącym, kryzie lub rurce kapilarnej trzeba sprawdzać napełnienie czynnikiem chłodniczym na podstawie przegrzania”.

Docelowe przegrzanie zmienia się wraz z pogodą

Najczęstszym błędem podczas napełniania instalacji ze stałym otworem dławiącym jest stosowanie jednej stałej wartości. Docelowe przegrzanie nie jest stałe — odczytuje się je z wykresu napełniania na podstawie temperatury termometru suchego na zewnątrz i temperatury termometru mokrego wewnątrz dla warunków w danym dniu.

• Gorąco na zewnątrz i wilgotno wewnątrz → duże obciążenie parownika → wysokie docelowe przegrzanie.
• Chłodno na zewnątrz, chłodno i sucho wewnątrz → małe obciążenie parownika → niskie docelowe przegrzanie.

Jeśli w gorące, wilgotne popołudnie napełnisz instalację do wysokiej wartości przegrzania, a potem ta sama instalacja będzie pracować w chłodny, suchy poranek, przegrzanie może gwałtownie spaść i ciecz może wrócić do sprężarki. W filmie konsekwencje przedstawiono bez ogródek:

„Trzeba dobrać wartość z wykresu docelowego przegrzania do temperatury zewnętrznej i temperatury termometru mokrego w danym dniu… tak, aby w chłodniejszy dzień ciecz nie dostawała się do sprężarki. To bardzo ważne”.

Drugim powodem jest efektywność. Nadmierne przegrzanie oznacza, że część parownika nie wykonuje użytecznej pracy, wydajność spada, a sprężarka pracuje w wyższej temperaturze, niż powinna.

Dlaczego ma to znaczenie dla zgodności z przepisami F-gazowymi

Pomiary przegrzania i przechłodzenia pomagają w diagnostyce usterek i prawidłowym postępowaniu z czynnikiem chłodniczym. Czynności te wiążą się z obowiązkami wynikającymi z rozporządzenia (UE) 2024/573:

• Art. 4 wymaga od operatorów podejmowania środków ostrożności zapobiegających wyciekom oraz naprawiania wykrytych wycieków bez zbędnej zwłoki. Nieprawidłowe przegrzanie lub przechłodzenie może wskazywać na wyciek, ograniczenie przepływu albo błąd napełnienia wymagający sprawdzenia.
• Art. 5 określa wymagania dotyczące kontroli szczelności. W przypadku urządzeń podlegających tym kontrolom dla gazów z załącznika I obowiązują progi 5 ton, 50 ton i 500 ton ekwiwalentu CO2, z maksymalnymi odstępami między kontrolami wynoszącymi odpowiednio 12, 6 i 3 miesiące. Dla gazów z sekcji 1 załącznika II odpowiadające im progi wynoszą 1 kg, 10 kg i 100 kg. Odstępy te ulegają podwojeniu, jeśli zainstalowany jest sprawny system wykrywania wycieków. Niektóre oznakowane urządzenia hermetycznie zamknięte są objęte zwolnieniami.
• Art. 8 wymaga, aby odzysk czynników chłodniczych będących F-gazami z obiegów stacjonarnych urządzeń chłodniczych, klimatyzacyjnych i pomp ciepła wykonywał personel posiadający odpowiednie certyfikaty. Przepełnianie instalacji w celu skorygowania nieprawidłowego odczytu przegrzania zwiększa ilość czynnika, którą ostatecznie trzeba będzie odzyskać, oraz potencjalne emisje w razie wycieku.
• Art. 10 rozporządzenia (UE) 2024/573 oraz art. 3–4 i załącznik I do rozporządzenia wykonawczego (UE) 2024/2215 ustanawiają wymagania certyfikacyjne oraz minimalny zakres umiejętności i wiedzy sprawdzanych na egzaminie. Certyfikat A1 obejmuje kontrolę szczelności, odzysk, instalowanie, konserwację, serwisowanie, naprawę i likwidację związaną z F-gazami i węglowodorami, bez limitu wielkości napełnienia. Określenie stanu i parametrów czynnika chłodniczego przed napełnianiem jest częścią egzaminu praktycznego.

Przygotowując się do egzaminu na unijny certyfikat A1 w zakresie F-gazów, powtórz te zagadnienia w tematach Termodynamika, Kontrole przed uruchomieniem, Wykrywanie wycieków i Postępowanie z czynnikami chłodniczymi. Naucz się podawać obie definicje, wskazywać punkt pomiaru każdej wielkości i wyjaśniać, który pomiar służy do oceny napełnienia.

Wskazówka egzaminacyjna: Jeśli w pytaniu pojawia się TEV, pomyśl o przechłodzeniu. Jeśli mowa o rurce kapilarnej, kryzie lub tłoczkowym elemencie dławiącym, pomyśl o przegrzaniu. To jedno skojarzenie pozwala rozwiązać zaskakująco wiele pytań wielokrotnego wyboru.

Szybka powtórka

	Przegrzanie	Przechłodzenie
Stan czynnika chłodniczego	Para	Ciecz
Podzespół	Parownik	Skraplacz
Miejsce występowania	Za odcinkiem nasycenia	Za odcinkiem nasycenia
Punkt pomiaru	Zawór serwisowy na ssaniu (przegrzanie całkowite)	Zawór serwisowy przewodu cieczowego
Co chroni	Sprężarkę przed powrotem cieczy	Element rozprężny przed parą powstałą wskutek rozprężania
Kiedy napełniać według tej wielkości	Stała kryza, tłoczkowy element dławiący, rurka kapilarna	Termostatyczny zawór rozprężny
Źródło wartości docelowej	Wykres napełniania (termometr suchy na zewnątrz + termometr mokry wewnątrz)	Tabliczka znamionowa urządzenia

Jak pomaga w tym F-Gas Exam Prep

Aplikacja F-Gas Pro – A1 Exam Prep wspiera przygotowania do egzaminu na unijny certyfikat A1 w zakresie F-gazów. Jest dostępna na iOS i Androida i zawiera:

• Ponad 540 pytań w stylu egzaminacyjnym z 15 tematów, w tym z tematu Termodynamika.
• Egzaminy próbne z limitem czasu, pozwalające ćwiczyć odpowiadanie na pytania w wyznaczonym czasie.
• Fiszki do powtarzania definicji i kluczowych pojęć.
• 12 kalkulatorów wspomagających obliczenia techniczne.
• Szczegółowe wyjaśnienia każdej odpowiedzi, pomagające zrozumieć błędy i wskazać materiał do powtórki.

Przerób temat Termodynamika, a następnie rozwiąż egzamin próbny z limitem czasu. Przejrzyj wyjaśnienia do wszystkich błędnych odpowiedzi. Aplikacja jest niezależną pomocą do nauki, nie jest powiązana z żadną jednostką certyfikującą i nie zastępuje zatwierdzonego kursu szkoleniowego ani egzaminu.