Filterdroger in een koelinstallatie

Een filterdroger vervult twee functies tegelijk, vandaar de combinatienaam:

Drogen
Het filterdroger absorbeert vocht (water) uit het koudemiddel via een droogmiddel, ook wel dessicant of adsorptiemiddel genoemd. Dat droogmiddel zit in het filterlichaam en bindt watermoleculen chemisch aan zich. Zo wordt het vocht permanent uit het circuit gehouden zolang het filter niet verzadigd is.

Filteren
Tegelijkertijd houdt het filter vaste deeltjes tegen: metaaldeeltjes van de compressor, soldeerresten, oxidatieproducten en andere vervuiling die bij installatie of gebruik in het circuit terechtkomen. Een fijn zeefmedium in het filterlichaam houdt deze deeltjes vast en voorkomt dat ze het expansieventiel of de compressor bereiken.

Water en koudemiddel reageren bij hoge temperaturen op de persleiding met elkaar en met compressorolie. Dit leidt tot zuurvorming: bij HFK-koudemiddelen ontstaan fluorwaterstofzuur (HF) en andere zure verbindingen. Die zuren tasten metalen en afdichtingen aan van binnenuit, een proces dat zich over maanden of jaren voltrekt zonder zichtbare symptomen, totdat de compressor uitvalt.
Bij lage temperaturen aan het expansieventiel kan vocht bevriezen en het ventiel blokkeren. Het systeem schakelt dan af op lagedruk, koelt niet meer, en de oorzaak is niet direct zichtbaar.

• Vloeistofleiding filterdroger. Het meest toegepaste type. Dit filter zit in de vloeistofleiding, tussen de condensor (of vloeistofreceiver) en het expansieventiel. De vloeistofstroom is hier relatief rustig en de druk hoog, wat gunstig is voor de absorptie van vocht.In vrijwel elke koelinstallatie zit standaard een vloeistofleiding filterdroger. Het is compact, betaalbaar en effectief voor normaal gebruik.

• Zuigleiding filterdroger. Dit type wordt geplaatst in de zuigleiding, tussen de verdamper en de compressor. Het wordt niet preventief ingezet maar curatief: na een compressorverbranding of ernstige verontreiniging van het circuit.
  Bij een compressorverbranding komen verbrande olie, metaaldeeltjes en zure verbindingen vrij die het circuit vervuilen. Een zuigleiding filterdroger met speciale zuiverende vulling (acid removal core) absorbeert deze zuren en houdt de deeltjes vast. Dit filter wordt na enige tijd verwijderd en vervangen, een procedure die na een burnout meerdere keren herhaald kan worden totdat het circuit schoon is.

• Bidirectioneel filterdroger. Toegepast in warmtepompen en reversibele koelsystemen waarbij de stroomrichting van het koudemiddel omkeert bij wisseling van bedrijfsmodus. Een standaard filter werkt slechts in één richting; een bidirectioneel filter filtert en droogt effectief in beide richtingen.

De meest gebruikte droogmiddelen zijn:

• Moleculaire zeven (zeoliet): De standaard voor moderne HFK- en HFO-koudemiddelen. Moleculaire zeven hebben een uniforme poriëgrootte die watermoleculen selectief opneemt zonder de koudemiddelcomponenten aan te tasten. Geschikt voor de meeste koudemiddelen inclusief CO₂.
• Geactiveerd aluminiumoxide: Geschikt voor bepaalde koudemiddelen maar minder effectief dan moleculaire zeven bij lage temperaturen. Minder gangbaar in nieuwere installaties.
• Silicagel: Wordt nog gebruikt maar is gevoeliger voor hoge temperaturen en minder universeel toepasbaar dan zeoliet.

De keuze van het dessicant is afhankelijk van het toegepaste koudemiddel. Gebruik altijd een filter dat is goedgekeurd voor het koudemiddel in de installatie.

Veel vloeistofleiding filterdrogers zijn uitgevoerd met een sight glass: een klein inspectieraam in de vloeistofleiding dat twee functies heeft.

Vochtindicator
Een chemisch element in het raam verkleurt op basis van de vochtconcentratie in het koudemiddel. Groen betekent droog; geel of roze betekent dat het vochtniveau te hoog is en het filter mogelijk verzadigd raakt. De kleur dient te worden beoordeeld bij bedrijfstemperatuur; bij stilstand is de indicatie minder betrouwbaar.

Bellendetectie
Een gezonde vloeistofstroom is helder en borrelt niet. Bellen in het sight glass duiden op onvoldoende onderkoeling of een te grote drukval: een teken dat het filter verstopt kan zijn of dat er een ander probleem in de vloeistofleiding is.

Een verstopt filterdroger geeft een verhoogde drukval over het filter. In de praktijk zijn de volgende symptomen kenmerkend:

• IJsvorming of condensvorming op het filterlichaam. Een verstopt filter veroorzaakt een plotselinge drukdaling, wat gepaard gaat met temperatuurdaling. Bij ernstige verstopping kunt u dit voelen of zien aan de filterbehuizing.
• Temperatuurverschil over het filter. Met een digitale thermometer of warmtebeeldcamera is een meetbaar temperatuurverschil (enkele graden of meer) tussen in- en uitlaat van het filter zichtbaar bij verstopping.
• Hoge oververhitting en lage zuigdruk. Een verstopt filter beperkt de koudemiddelaanvoer naar het expansieventiel. Het expansieventiel compenseert maar slaagt er niet in voldoende koudemiddel door te laten; de zuigdruk daalt en de oververhitting stijgt.
• Gele of roze kleur in het vochtindicatorraam. Signaleert dat het droogmiddel verzadigd is en het filter zijn functie niet meer volledig uitvoert.
• Terugkerende storingen op lagedruk. Als een installatie regelmatig afschakelt op de lagedrukpressostaat zonder duidelijke andere oorzaak, is een verstopt filterdroger een van de eerste dingen om te controleren.

Het filterdroger is een verbruiksonderdeel. Vervanging is in de volgende situaties noodzakelijk:

Na het openen van het circuit
Elke keer dat een koelinstallatie wordt geopend voor reparatie, componentvervanging of koudemiddelvulling, komt vocht en lucht in contact met het circuit. Na sluiting en vacumering van het systeem wordt altijd een nieuw filterdroger geplaatst.

Na een compressorverbranding
Bij een burnout raken het circuit en het filterdroger ernstig verontreinigd. Het bestaande filter wordt vervangen door een zuigleiding filterdroger met acid removal vulling. Na reinigingsperiodes wordt het filter opnieuw vervangen totdat het circuit schoon is, waarna een standaard vloeistofleiding filterdroger terugplaatst wordt.

Wanneer de vochtindicator geel of roze kleurt
De kleurverandering geeft aan dat het droogmiddel zijn maximale vochtverzadiging nadert.

Preventief bij periodiek onderhoud
Bij intensief gebruikte of oudere installaties kan preventieve vervanging als onderdeel van het meerjarig onderhoud zinvol zijn, ook zonder zichtbare symptomen.

Wat doet een filterdroger in een koelinstallatie?
Een filterdroger verwijdert vocht en vaste deeltjes uit het koudemiddelcircuit. Het droogmiddel (dessicant) absorbeert water; het filtermedium houdt deeltjes vast. Zo worden verstoppingen bij het expansieventiel, zuurvorming en compressorschade voorkomen.

Hoe weet ik of mijn filterdroger aan vervanging toe is?
Controleer het vochtindicatorraam (sight glass): groen is droog, geel of roze wijst op vochtopname. Andere signalen zijn ijsvorming op het filterlichaam, een meetbaar temperatuurverschil over het filter of terugkerende storingen op de lagedrukpressostaat.

Hoe vaak moet een filterdroger worden vervangen?
Altijd na het openen van het circuit, na een compressorverbranding en wanneer de vochtindicator verkleurt. Bij preventief onderhoud kan ook een vaste vervangingstermijn worden afgesproken, afhankelijk van de installatie en de gebruiksintensiteit.

Wat is het verschil tussen een vloeistofleiding en zuigleiding filterdroger?
Het vloeistofleiding filterdroger zit tussen condensor en expansieventiel en wordt preventief toegepast. Het zuigleiding filterdroger zit in de zuigleiding en wordt curatief ingezet, met name na een compressorverbranding, om zuren en vervuiling uit het circuit te verwijderen.