Thermostatische Expansionsventile

Ein TEV regelt die Überhitzung am Verdampfer. Da die Überhitzung Δt_Ü definiert ist als die Temperaturdifferenz zwischen der sensiblen (fühlbaren) Temperatur des Kältemittels und der druckabhängigen Gleichgewichtstemperatur des Kältemittels an einer konkreten Stelle, müssen beide Werte dem TEV an genau dieser Stelle bekannt sein. Alle Verdampfer für trockene Expansion werden nach der Überhitzung am Austritt des Verdampfers geregelt. Dadurch soll erreicht werden, dass der Verdampfer möglichst gut mit Kältemittel gefüllt ist, um eine möglichst hohe Kälteleistung zu erzielen, aber gleichzeitig der Verdichter vor Kältemittelschlägen, das heißt vor inkompressiblen Flüssigkeitsanteilen, geschützt wird. Das TEV ist immer am Eintritt des Verdampfers montiert und benötigt die Information der Kältemitteltemperatur und des Kältemitteldrucks am Ende des Verdampfers. Somit liegt es nahe beide Werte über Leitungen (Kupferrohre bei mechanischen TEV´s und elektrische Leitungen bei elektronischen TEV) an das TEV zu übermitteln. Falls der Druck am Ende des Verdampfers gleich oder fast gleich dem Druck am Eintritt des Verdampfers ist, ist die Druckmessleitung ("äußerer Druckausgleich") nicht notwendig. Das TEV kann den Druck an seinem eigene Austritt ("innerer Druckausgleich") als Gleichgewichtsdruck zur Bestimmung der Überhitzung verwenden. Je mehr sich die Drücke am Austritt des TEV und am Ende des Verdampfers unterscheiden, desto fehlerhafter wird die Beurteilung der Überhitzung am Ende des Verdampfers, wenn ohne "äußeren Druckausgleich" gearbeitet wird. Alle Druckabfälle innerhalb des Verdampfers und in besonders hohem Maße die nicht unerheblichen Druckabfälle der Kältemittelverteiler (z.B. Venturiverteiler incl. Kapillarrohrspinne) zwischen TEV und Verdampfer führen zu einer unerwünschten Erhöhung der realen Überhitzung am Ende des Verdampfers, da die Verdampfungstemperatur "überschätzt" wird. Geht man einmal von einer normalen Überhitzung von Δt_Ü = 8K und einer Temperaturdifferenz von DT1 = 12K aus, so errechnet sich ein Überhitzungsverhältnis von ca. 0,67 (8 K : 12 K) und der Verdampfer erreicht nach EN 328 (DIN 8955) seine Nennleistung. In Verbindung mit einem Druckabfall entsprechend Δt₀ = 2 K wird das TEV nun eine Überhitzung von Δt_Ü = 10 K ausregeln und das Überhitzungsverhältnis steigt auf 0,83, was schon zu deutlichen Verdampferminderleistungen führt. Somit gilt grundsätzlich, dass bei Verdampfern mit Kältemittelverteilern ein TEV mit äußerem Druckausgleich verwendet werden muss. Sofern bei einsträngigen Verdampfern oder Plattenwärmeübertragern der kältemittelseitige Druckverlust im Vergleich zur Temperaturdifferenz DT1 (Temperatur des zu kühlenden Mediums minus Verdampfungstemperatur) gering ist (kleiner 15%), kann auf einen äußeren Druckausgleich verzichtet werden.