Guida per elettrovalvole ad alta pressione: selezione, valutazioni e affidabilità

Un appaltatore di refrigerazione una volta ordinò un lotto di elettrovalvole per la linea di scarico di un'unità condensante R-410A. Il corpo della valvola è stato valutato per 45 bar, che sembrava generoso su un sistema che non ha mai funzionato oltre i 30 bar. Le valvole iniziarono a filtrare entro due mesi. Il corpo non è mai stato il problema. La tenuta Buna-N lo era, perché il gas di scarico su quel rack raggiungeva regolarmente i 105 gradi Celsius e quella tenuta era confortevole solo fino a circa 90.

Ecco la versione breve prima del dettaglio. Un'elettrovalvola ad alta pressione è un componente del sistema, non un numero di catalogo. Il valore della pressione sull'etichetta diventa utile solo quando il materiale della guarnizione, la classe della bobina, la temperatura del fluido e il differenziale di apertura massimo corrispondono tutti alle condizioni effettivamente soddisfatte dalla valvola. Se ne perdi uno, la valvola si guasta molto prima che qualcuno si avvicini alla sua pressione nominale.

Cosa significa alta pressione in un'elettrovalvola

I fornitori non condividono una soglia ufficiale per la frase elettrovalvola ad alta pressione. Tuttavia, le fasce pratiche utilizzate nella refrigerazione, nel condizionamento dell'aria automobilistico e nei lavori dell'industria leggera sono ragionevolmente coerenti e vale la pena conoscerle prima di confrontare le quotazioni.

Da ciò conseguono due cose. Innanzitutto, la stessa dimensione nominale della valvola può trovarsi in due fasce diverse a seconda del corpo, della guarnizione e della bobina montati su di essa. In secondo luogo, un'elettrovalvola ad alta pressione non è automaticamente adatta per una linea a bassa pressione, perché i corpi ad alta pressione spesso utilizzano molle più rigide e orifizi effettivi più piccoli, il che influisce negativamente sulla capacità di flusso.

Per la refrigerazione e il condizionamento automobilistico, la maggior parte del lavoro reale avviene tra 21 e 60 bar. Questo è anche il punto in cui le fasce di pressione di un fornitore contano di più, perché un corpo, un kit di guarnizioni e una bobina abbinati alla stessa fascia si comportano in modo prevedibile per anni.

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I tre numeri della pressione dietro ogni valutazione

Quando una scheda tecnica elenca una singola cifra di pressione, chiedi quale delle tre è.

• La pressione di esercizio massima, o MWP, è la pressione più alta che la valvola è progettata per mantenere e funzionare in modo continuo.
• La pressione di prova, solitamente 1,5 volte MWP, viene applicata brevemente per confermare che il corpo e le guarnizioni non si deformino o non perdano.
• La pressione di scoppio, solitamente tre o quattro volte la MWP, è il punto in cui il corpo stesso cede. Si tratta di un margine di sicurezza, non di una condizione operativa.

Le decisioni sul dimensionamento dovrebbero essere prese rispetto alla pressione di esercizio massima con la correzione della temperatura applicata. Una valvola nominale a 50 bar a 20 gradi Celsius può essere nominale solo a 40 bar a 80 gradi Celsius, poiché la durezza dell'elastomero e l'isolamento della bobina diminuiscono entrambi con l'aumentare della temperatura. Quella curva di declassamento è la linea più ignorata nella maggior parte delle schede tecniche.

Il materiale della guarnizione e la temperatura determinano la durata di servizio

La selezione della guarnizione è il punto in cui si vincono o si perdono le specifiche della valvola ad alta pressione. Quattro materiali coprono la maggior parte dei lavori di refrigerazione e automobilistici.

• NBR gestisce i refrigeranti e gli oli minerali più comuni fino a circa 90 gradi Celsius. Fine sulle linee del liquido, marginale sullo scarico.
• L'HNBR aggiunge resistenza al calore e all'olio ed è utile fino a circa 120 gradi Celsius, il che lo rende un aggiornamento comune per le linee del gas caldo.
• L'EPDM è resistente all'acqua, al vapore e ai glicoli, ma meno adatto ai circuiti di olio minerale.
• PTFE e FKM offrono un'ampia resistenza chimica e soffitti a temperature più elevate a un costo unitario più elevato.

I media contano tanto quanto la temperatura. Gli oli PAG e POE utilizzati nelle automobili e nei moderni sistemi di refrigerazione attaccano alcuni elastomeri che gestiscono senza problemi l'olio minerale. Se la valvola vedrà olio POE, verificare la compatibilità con il fornitore di guarnizioni invece di presumere che una guarnizione per uso generale possa resistere.

Tensione della bobina, classe e differenziale di apertura

Dal punto di vista elettrico, tre cifre determinano se la valvola si aprirà effettivamente sotto pressione.

Il differenziale massimo di pressione di apertura, solitamente abbreviato in MOPD, è la massima differenza di pressione attraverso la valvola alla quale la bobina può ancora tirare lo stantuffo o sollevare il pistone. Una valvola con un orifizio da 16 mm e una bobina piccola potrebbe avere un MOPD di 6 bar anche se il corpo è classificato per 40 bar. Montatelo su una linea di scarico con un differenziale da 20 bar e resterà lì a ronzare.

La tensione della bobina e la classe di isolamento sono le altre due. Le opzioni comuni sono corrente alternata da 24 V, 110 V e 220 V per apparecchiature fisse e corrente continua da 12 V o 24 V per sistemi mobili. L'isolamento di classe F consente una temperatura dell'avvolgimento di 155 gradi Celsius e la classe H consente una temperatura dell'avvolgimento di 180 gradi Celsius. Il calore ambientale in un locale tecnico si aggiunge alla temperatura dell'avvolgimento, quindi la classe H è una scelta sensata negli ambienti caldi.

Dove si trovano le valvole ad alta pressione in un circuito

In un circuito di refrigerazione, le elettrovalvole ad alta pressione sono presenti in tre punti.

1. Linea del liquido, per svuotare l'evaporatore e isolare l'alimentazione del liquido durante lo sbrinamento o il servizio.
2. Linee di scarico e gas caldo, per controllare il bypass del gas caldo, lo sbrinamento a gas caldo e la regolazione della capacità.
3. Linee del ricevitore e di ritorno dell'olio, per gestire l'equalizzazione della pressione e la movimentazione dell'olio su rack più grandi.

Le valvole direzionali sono comuni in queste posizioni. Molti modelli mantengono la pressione solo in una direzione, quindi montandone una al contrario si produce una valvola che sembra una perdita quando in realtà fa esattamente quello per cui è stata costruita.

Per il servizio sulla linea del liquido nella refrigerazione commerciale, il design del pistone pilotato offre un buon equilibrio tra orifizio grande e forza moderata della bobina. Un piccolo solenoide pilota controlla un pistone che esegue il sollevamento pesante, quindi la bobina rimane di dimensioni ragionevoli mentre la valvola si apre ancora contro un differenziale elevato.

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L’aria condizionata automobilistica segue uno schema diverso. La pressione del sistema nelle autovetture con R-134a e R-1234yf è solitamente compresa tra 12 e 25 bar, ma i sistemi di CO2 che utilizzano R-744 funzionano a 100 bar e oltre, il che spinge i corpi delle valvole nella fascia di carico molto elevata. Questi sistemi necessitano di corpi e guarnizioni ad alta resistenza scelti per la pressione e le rapide oscillazioni di temperatura insieme.

Errori nelle specifiche che causano guasti ripetuti

La maggior parte delle richieste di garanzia sulle elettrovalvole ad alta pressione si riferiscono a una piccola serie di errori.

• Riportando solo la pressione massima di esercizio e ignorando la curva di declassamento.
• Scegliere una valvola il cui MOPD sia inferiore al differenziale che dovrà affrontare in servizio.
• Supponendo che una tenuta che gestisce l'olio minerale gestirà anche l'olio POE o PAG.
• Combinazione di dimensioni delle porte metriche e imperiali o ordinazione di ODF quando il tubo è svasato.
• Ignorando la caduta di pressione alla portata nominale, che si manifesta successivamente come perdita di capacità di raffreddamento.
• Dimenticando che molte valvole ad alta pressione sono direzionali.
• Montare una bobina con la tensione sbagliata sul posto per far funzionare una macchina, senza mai correggerla.

Una lista di controllo di selezione che puoi inviare a un fornitore

Una richiesta completa fa risparmiare settimane di corrispondenza. I parametri seguenti sono quelli che modificano il codice articolo.

Test e verifiche prima di impegnarsi

Chiedere cosa testa il fornitore e su quale quota di produzione. Un programma significativo di solito include cinque controlli.

• Test di tenuta di azoto o elio su ogni unità a 1,5 volte la pressione di esercizio massima.
• Test di resistenza di isolamento e rigidità dielettrica della bobina.
• Test di ciclo su campioni, spesso fino a 100.000 operazioni o più.
• Test di scoppio su corpi campione per confermare il margine di progettazione.
• Test di flusso per confermare il coefficiente di flusso pubblicato.

La protezione dalla pressione è l'altra metà di un circuito sicuro ad alta pressione. Un regolatore di pressione o un dispositivo di interruzione dell'alta pressione fornisce al sistema la possibilità di arrestarsi quando la pressione di scarico supera un valore impostato, proteggendo insieme l'elettrovalvola e il compressore. Impostare l'interruttore al di sotto della pressione massima di esercizio della valvola, mai a tale livello.

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Scelta di un fornitore per valvole ad alta pressione

I valori di pressione sono facili da stampare su una scheda tecnica. La coerenza in un ciclo di produzione è la parte più difficile ed è la ragione principale per osservare da vicino il modo in cui un fornitore testa e documenta il proprio lavoro.

Shaoxing DingSen Refrigeration Technology Co., Ltd. produce componenti per la refrigerazione e il condizionamento dell'aria per autoveicoli dal 2008 dalla sua base a Shaoxing, in Cina, ed esporta principalmente in Europa, nelle Americhe e in Giappone. L'azienda gestisce un proprio laboratorio di prova e dichiara di poter sviluppare e produrre parti a partire da disegni o campioni dei clienti, il che è importante quando una valvola ad alta pressione standard non si adatta perfettamente a un collettore esistente. Puoi leggi di più sull'azienda e sul suo approccio alla qualità e le sue note tecniche includono una guida a Elettrovalvole tipo EVR e come si comportano in servizio.

Un'elettrovalvola ad alta pressione ripaga di specifiche accurate. Allinea la classificazione del corpo, la curva di declassamento, il materiale di tenuta, la classe della bobina e il differenziale di apertura con il tuo reale range operativo, e la valvola diventa una delle parti meno interessanti della macchina, che è esattamente ciò che desideri. Se ne sbagli uno, diventerà la parte che tutti ricordano.

Prima dell'ordine successivo, annota i parametri dalla lista di controllo sopra e inviali al tuo fornitore. Se la risposta ritorna come un numero di parte senza fare domande, vale la pena notare anche questo.