Методическая разработка по теме: Методическая разработка урока «Монтаж терморегулирующих вентилей»
ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАЧАЛЬНОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ ЛИЦЕЙ «ПРИМОРСКИЙ»
КОНСПЕКТ УРОКА
Тема: «ТЕРМОРЕГУЛИРУЮЩИЕ ВЕНТИЛИ С ВНЕШНИМ ВЫРАВНИВАНИЕМ (ТРВ). МОНТАЖ.»
Курс 3
Давыдова Н.М.,
преподаватель
спецтехнологии
САНКТ ПЕТЕРБУРГ
2012
Цель: изучить технологии монтажа трв с внешним выравниванием
Задачи:
обучающая: изучить способы монтажа трв с внешним выравниванием;
развивающая: развить навыки подключения трв с внешним выравниванием;
воспитывающая: воспитание гордости за выбранную профессию.
Тип урока: лекция с элементами практического занятия.
Методы:презентация урока, тест.
Оборудование: —
ПК с лицензионным программным обеспечением и мультимедиапроектором;
плакаты монтажа твр разных типов;
приборы трв;
«Руководство для монтажников»:
презентация урока.
Этапы урока:
1.Организационный.
2.Проверка знаний.
3.Изложение нового материала,
4.Усвоение новых знаний.
5. Закрепление новых знаний.
6. Информация о домашнем задании (д/з).
СОДЕРЖАТЕЛЬНАЯ ЧАСОТЬ УРОКА
Этап урока | Время | Приемы. методы | Что делают ученики | Что делает учитель |
1 Организационный. . | 5 | Готовятся к уроку | Приветствие. Перекличка, Цели и задачи урока. | |
2.Проверка знаний. | 10 | опрос | Отвечают | Вопросы по д/з) |
3.Изложение нового материала, | 15 | Лекция с использованием ПК с мультимедиа- проектором | Запись по презентации урока.
| Объяснение материала с использованием презентации урока. |
4.Усвоение новых знаний. | 8 | Опрос | Отвечают | Вопрсы |
5. Закрепление новых знаний. | 8 | Тест (да/нет) | Отвечают | Задает вопросы |
6. Информация о домашнем задании. | 4 | Запись в тетрадь. | Повторить все о механических трв. |
Тексты всех заданий, новый учебный материал, рекомендации по выполнению д/з.
Вопросы по домашнему заданию
1. Назовите типы трв.
2. Объясните принцип действия трв с внутренним выравниванием.
3. Перечислите места расположения трв с внутренним выравниванием на холодильной установке.
4. Объясните способы настройки трв с внутренним выравниванием.
5. Перечислите способы крепления трв с внутренним выравниванием на холодильную установку.
6. Перечислите ошибки, которые возможны при монтаже трв с внутренним выравниванием.
Изложение нового материала
1.Назначение и основные элементы ТРВ с внешним выравниванием
Терморегулирующие вентили регулируют поток холодильного агента на входе в испаритель в зависимости от определенного значения перегрева газообразного холодильного агента на выходе. В испаритель поступает необходимое количество холодильного агента для его испарения в зависимости от тепловой нагрузки, чтобы обеспечить полное использование площади поверхности теплообмена. ТРВ могут использоваться на линиях с одним или несколькими испарителями. ТРВ с внешним выравниванием применяются для машин большой и средней мощности.
На рисунке 1 показана принципиальная схема холодильного контура, в котором установлен ТРВ с внешним выравниванием.
Рисунок 1. Пример установки ТРВ с внешним выравниванием в холодильном
контуре.
На рисунке 2 показано устройство ТРВ с внешним выравниванием.
Рисунок 2. Терморегулирующий вентиль с внешним выравниванием:
1 — накидные гайки; 2— корпус; 3 — сопло; 4 — ходовая втулка; 5 — ходовой винт; 6 — колпачковая гайка; 7 — термобаллон; 8—сальник ходового винта; 9— гайка; 10— крышка мембраны; 11 — капиллярная трубка; 12— мембрана; 13 — сальник штока; 14— шток; 15—пружина; 16— клапан; 17— фильтр; 18— штуцер уравнительной линии.
2. Принцип действия ТРВ с внешним выравниваним
На рисунке 3 показана схема функционирования и векторы давления, действующие на ТРВ с внешним выравниванием давлений. На мембрану клапана с одной стороны действует давление, передаваемое с датчика (р1), а с противоположной — сумма давлений испарителя (р0) и прижимной пружины (р3) При выравнивании этих трех векторов давления клапан остается постоянно открытым, и, соответственно, постоянным остается поток проходящего через него холодильного агента. В этих условиях количество холодильного агента, поступающего в испаритель, точно соответствует необходимому для восприятия тепловой нагрузки. Если же нагрузка понижается, происходят два процесса: холодильного агента становится избыточно много, а его давление повышается; понижается температура газа на выходе и пропорционально этому понижается давление в датчике. Вследствие этих процессов сумма давлений испарителя и пружины превышает давление, оказываемое на датчик клапана, что приводит к закрыванию клапана с уменьшением зазора для прохождения холодильного агента. Наоборот, если тепловая нагрузка в испарителе возрастает, количества холодильного агента в нем оказывается недостаточно, и давление его уменьшается; одновременно увеличивается температура газа на выходе из испарителя, что вызывает соответствующее повышение давления на датчик клапана. В результате давление в клапане смещает мембрану вниз, что приводит к открытию зазора для прохождения жидкого холодильного агента, увеличивая объем его поступления в испаритель.
.
р0-давление в испарителе,p1-давление в датчике(термобаллоне),p3-давление прижимной пружины
Рисунок 3. Принцип функционирования ТРВ с внешним выравниванием давления. Вверху виден вход капиллярной трубки от линии выравнивания ниже мембраны клапана.
3. Монтаж трв с внешним выравниванием
На рисунке 4 показана схема правильной установки клапана с соответствующей линией внешнего выравнивания давления; для сравнения на рисунке 5 приводится неправильное размещение компонентов: отвод давления линии выравнивания всегда должен производиться несколько ниже датчика клапана с верхней стороны горизонтальной трубки.
Рисунок4. Правильная установка ТРВ. Отвод канала выравнивания расположен до датчика клапана.
Рисунок 5 Неправильная установка ТРВ. Отвод канала давления выполнен с нижней стороны трубки.
Терморегулирующий вентиль должен устанавливаться как можно ближе ко входу в испаритель. Если применяется распределитель, рекомендуется монтировать его непосредственно на выходе ТРВ. Очень важно обеспечить правильное расположение термобаллона, от чего в некоторых случаях зависит хорошая или неудовлетворительная работа всей холодильной установки. Для того, чтобы клапан соответствующим образом регулировал прохождение холодильного агента, необходимо обеспечить хороший тепловой контакт между термобаллоном и трубой всасывания. Для этого термобаллон следует закрепить двумя скобами на чистом и ровном участке трубы. Рекомендуется устанавливать чувствительный элемент на горизонтальном участке трубы всасывания. Если невозможно избежать вертикального монтажа, это необходимо сделать таким образом, чтобы выход капиллярной трубки был направлен вверх.
Рисунок 6.Примеры возможной установки термобаллона на трубе диаметром 22 мм или более.
Рисунок 7. Расположение линии всасывания на выходе из батареи испарителя. Возможны два варианта расположения компрессора: под испарителем и над испарителем.
При диаметре линии всасывания в 7/8″ (22 мм) или более, температура по периметру окружности трубы может заметно разниться. В связи с этим следует размещать термобаллон в точке окружности трубы, соответствующей значениям 16 и 20 ч на часовом циферблате (см. рисунок 6). Когда компрессор расположен над испарителем, рекомендуется производить подсоединение линии всасывания, как это показано на рисунке 7. На выходе из испарителя должен располагаться горизонтальный участок трубы, на котором крепится термобаллон; сразу за ним должен быть установлен сифон-накопитель для сбора возможно присутствующей жидкости и возможно имеющегося масла, циркулирующего по установке. Когда компрессор расположен под испарителем, необходимо выше испарителя установить накопитель для предотвращения возврата жидкости, возвращающейся под действием гравитации в компрессор.
На установках с несколькими испарителями трубы всасывания должны располагаться таким образом, чтобы не допускать воздействия одного ТРВ на датчик другого. Пример правильного расположения труб показан на рисунке 8. В этом случае не допускается воздействие одного контура на другой и обеспечивается хороший режим функционирования и регулировки каждого ТРВ.
Рисунок 8. Схема расположения линий всасывания и положения ТРВ на установках с несколькими соединенными между собой испарителями на одном коллекторе; наклон последнего не должен быть менее 1градуса.
4.Подсоединение устройства внешнего выравнивания давления
Клапаны с внешним выравниванием давления могут функционировать только при обеспечении такого подсоединения. Штуцер соединения устройства для выравнивания давления должен располагаться на трубе всасывания через несколько сантиметров после термобаллона. Такое расположение необходимо по следующим причинам.
В корпусе ТРВ через неплотности сальника возможны перетечки жидкого хладагента в уравнительную трубку. Хладагент, всасываемый компрессором, при неправильном подсоединении трубки внешнего выравнивания понижает температуру термобалона.В результате этого клапан ТРВ закрывается, хотя в испарительной системе хладагента может быть и недостаточно.
Вопросы по новому материалу
1.Укажите назначение ТРВ с внешним выравниванием.
2. Перечислите основные элементы ТРВ с внешним выравниванием
3. Объясните принцип действия трв с внешним выравниванием.
4. Перечислите места подключения ТРВ с внешним выравниванием на холодильной установке.
4. Укажите, где при правильной установке ТРВ должен располагаться отвод канала выравнивания .
5. . Перечислите ошибки при подключении.
6. Объясните способы настройки ТРВ с внешним выравниванием.
Тест для закрепления новых знаний
1.ТРВ с внешним выравниванием применяют в холодильных установках малой мощности.
2. ТРВ с внешним выравниванием имеет три независимые камеры.
3. Термобаллон к трубе крепится при помощи сварки.
4. ТРВ с внешним выравниванием отвод канала давления выполнен с нижней стороны трубки.
5. Штуцер соединения устройства для выравнивания давления должен располагаться на трубе всасывания через несколько сантиметров после термобаллона.
Ответы
Нет-Да-Нет-Да-Да
Информация о домашнем задании
Подготовиться к самостоятельной работе « Сравнительная таблица по ТРВ»
Литература:
1.Румянцев Ю.Д., Калюнов В.С.,Холодильная техника:СПб.:Изд-во «Профессия»,2005.
2.Стрельцов А.Н.,Справочник по холодильному оборудованию предприятий торговли и общественного питания.-М.:Издательский центр «Академия», 2006.
3.Руководство для монтажников.-ООО « Данфосс»,-2006.
EhS ремонт и обслуживание электронных и механических ТРВ
Существуют терморегулирующие вентили с внешним и внутренним уравниванием. ТРВ с внешним уравниванием отличается трубкой, предназначенной для передачи давления хладагента на выходе из испарителя, для учёт потерь давления обусловленных движением хладагента через испартель. Она измеряет давление в испарителе и подает его к мембране со стороны пружины. Получается, что он поддерживает баланс между силой пружины – давления на выходе из испарителя — и в термобаллоне.
Терморегулирующие вентили с внутренним выравниванием используются в торговых системах небольшой мощности. Они подходят к любому хладагенту, но имеют невысокую производительность.
Действие ТРВ основано на поддержании перегрева в испарителе — он позволяет ему заполнить испаритель необходимым количеством жидкого хладагента независимо от имеющейся нагрузки. Также нет опасности, что жидкость может попасть в компрессор или всасывающий трубопровод. В результате обеспечивается максимально эффективное применение поверхности испарителя.
Статический перегрев, т.е. перегрев, необходимый для компенсации усилия пружины, устанавливается на заводе-изготовителе. ТРВ начинает открываться, как только будет достигнут заданный статический перегрев. Его величина не должна быть слишком низкой, поскольку при остановке компрессора в системах без откачки при достижении требуемой температуры охлаждаемой среды значение перегрева мало, и жидкий хладагент, который остается в испарителе, может попасть в компрессор, что приводит к нежелательным последствиям.
Перегрев открытия, т.е. перегрев, при котором ТРВ открывается, зависит от параметров работы системы. Сумма перегрева открытия и статического перегрева составляет рабочий перегрев, который можно измерить. Его величина не должна быть большой, поскольку при этом нарушается заполнение испарителя жидким хладагентом, но и не должна быть слишком малой, иначе могут произойти поломки. Оптимальная величина рабочего перегрева, обеспечивающая устойчивую работу ТРВ, лежит в пределах не ниже 5…8 К.
Классификация и назначение терморегулирующих вентилей
Стр 1 из 3Следующая ⇒Введение
В числе направления совершенствования холодильных установок одно из ведущих мест принадлежит автоматизации, или, как сейчас принято говорить, автоматическому управлению. История развития холодильной техники тесно связана с параллельной разработкой и совершенствованием систем автоматического управления, внедрением электроники, а в самое последнее время — вычислительной и микропроцессорной техники.
Множество задач, которые решает автоматизация в холодильной технике, можно условно сгруппировать по целевым признакам. Главные из них:
1) повышения экономической эффективности холодильных установок;
2) поддержание заданных режимов технологических процессов;
3) обеспечение безопасности эксплуатации холодильных установок;
4) выдача информации о работе холодильных установок.
Указанные задачи часто выполняются одними и теми же методами и средствами.
Основным экономическим критерием, определяющий эффективность холодильной установки, является стоимость выработки единицы холода. Оно зависит от большого числа различных показателей. С помощью автоматизации можно влиять только на некоторые из них, а именно: трудоемкость обслуживания, расходы на электроэнергию и охлаждающую воду.
Трудоемкость обслуживания можно уменьшить, если создать рациональную и надежную систему автоматизации холодильной установки, что позволит сократить численность обслуживающего персонала или вообще отказа от непрерывного наблюдения и привести к периодическому обслуживанию.
Расходы на электроэнергию можно снизить настройкой системы автоматизации холодильной установки на такие режимы, которые обеспечивают наименьшее потребление электроэнергии. Такими режимами являются,
например, работа при самых высоких допустимых температурах кипения, своевременное оттаивание инея с охлаждающих поверхностей, отключение ненужных в данный момент потребителей электроэнергии (насосов, вентиляторов, и др.), максимальная выработка холода в периоды сниженных тарифов на электроэнергию (в ночное время).
Расходы на охлаждающую воду уменьшают своевременным отключением неработающих потребителей, а также подачей оптимального количества воды на охлаждения конденсатора.
Таким путем создаются условия, при которых будут минимальными потери пищевых продуктов в процессе их холодильной обработки и особенно хранения.
Совокупным использованием средств автоматики и рациональных технологических приемов решают конкретные задачи.
Объектом данной курсовой работы является терморегулирующий вентиль (ТРВ) с внешним уравниванием, а предметом – организация монтажа и технического обслуживания терморегулирующего вентиля (ТРВ) с внешним уравниванием.
Цель данной курсовой работы является изучить технологию монтажа и технического обслуживания терморегулирующего вентиля (ТРВ) с внешним уравниванием.
Задачи курсовой работы:
Б) основные приницпы монтажа и технического обслуживания терморегулирующего вентиля (ТРВ) с внешним уравниванием;
В) сформулировать основные правила техники безопасности при обслуживании и монтаже приборов автоматики, к которым относится терморегулирующего вентиля (ТРВ) с внешним уравниванием.
Общая часть
Специальная часть
Устройство ТРВ с внешним уравниванием
Для больших холодильных машин используется более совершенная система регулировки — ТРВ с внешним регулированием (см. рис. 2). Она позволяет точно поддерживать давление испарения, если изменяется гидравлическое сопротивление испарителя.
Рис. 2. Терморегулирующий вентиль с внешним выравниванием:
1 — накидные гайки; 2— корпус; 3 — сопло; 4 — ходовая втулка; 5 — ходовой винт; 6 — колпачковая гайка; 7 — термобаллон; 8—сальник ходового винта; 9— гайка; 10— крышка мембраны; 11 — капиллярная трубка; 12— мембрана; 13 — сальник штока; 14— шток; 15—пружина; 16— клапан; 17— фильтр; 18— штуцер уравнительной линии.
В результате такого подключения поддерживается постоянное давление испарения хладагента и перегрев, даже при изменении гидравлического сопротивления в испарителе.
Рисунок 3. Принцип функционирования ТРВ с внешним выравниванием давления. Вверху виден вход капиллярной трубки от линии выравнивания ниже мембраны клапана.
При выравнивании этих трех векторов давления клапан остается постоянно открытым, и, соответственно, постоянным остается поток проходящего через него холодильного агента. В этих условиях количество холодильного агента, поступающего в испаритель, точно соответствует необходимому для восприятия тепловой нагрузки. Если же нагрузка понижается, происходят два процесса: холодильного агента становится избыточно много, а его давление повышается; понижается температура газа на выходе и пропорционально этому понижается давление в датчике. Вследствие этих процессов сумма давлений испарителя и пружины превышает давление, оказываемое на датчик клапана, что приводит к закрыванию клапана с уменьшением зазора для прохождения холодильного агента. Наоборот, если тепловая нагрузка в испарителе возрастает, количества холодильного агента в нем оказывается недостаточно, и давление его уменьшается; одновременно увеличивается температура газа на выходе из испарителя, что вызывает соответствующее повышение давления на датчик клапана. В результате давление в клапане смещает мембрану вниз, что приводит к открытию зазора для прохождения жидкого холодильного агента, увеличивая объем его поступления в испаритель.
Рис. 4. Расположение элементов ТРВ
2. Термобаллон должен быть установлен на трубопроводе всасывания так, чтобы его температура соответствовала температуре газа, выходящего из испарителя. Температура корпуса ТРВ должна быть выше температуры термобаллона.
3. Размещение термобаллона зависит от диаметра трубопровода всасывания (рис. 5):
ü диаметр трубопровода < 5/8″ (15,88 мм) — на «12–13 часов»;
ü диаметр трубопровода от 3/4″ (18 мм) до 7/8″ (22 мм) — на «14 часов»;
ü диаметр трубопровода от 1″ (25,4 мм) до 1 3/8″ (35 мм) — на «15 часов»;
ü диаметр трубопровода более 1 3/8″ (35 мм) — на «16 часов».
Рис. 5. Расположение термобаллона ТРВ на трубе
4. Нельзя устанавливать термобаллон внизу трубы или на маслоподъемной петле, так как находящееся там масло искажает реальную температуру газа.
5. Укреплять термобаллон следует только с помощью специального хомута, прилагаемого в комплекте с ТРВ. Применение другого крепежного материала категорически запрещается из-за деформации температурного поля и возможности ослабления контакта термобаллона с трубопроводом. Крепежный хомут должен быть затянут настолько, чтобы термобаллон нельзя было провернуть рукой.
6. Термобаллон должен устанавливаться как можно ближе к выходу испарителя на горизонтальном участке (рис. 6). При установке термобаллона на вертикальном участке в момент запуска кондиционера жидкость, скопившаяся в нижней части трубопровода и в маслоподъемной петле, начинает испаряться, сильно охлаждая всасывающую магистраль. В результате могут возникнуть пульсации ТРВ. Если нет возможности установить термобаллон на горизонтальной трубе, то, как исключение, термобаллон может быть установлен так, чтобы поток хладагента был направлен сверху вниз. Капиллярная трубка должна подходить к термобаллону сверху, а термобаллон должен быть направлен вниз.
Рис. 6. Установка термобаллона и трубки уравнивания давления ТРВ
7. Термобаллон нельзя располагать на месте пайки трубопровода.
8. Термобаллон должен быть тщательно теплоизолирован, чтобы наружный воздух не влиял на работу ТРВ.
9. Перед установкой термобаллона на трубопроводе места прилегания должны быть тщательно очищены. Желательно на место прилегания нанести теплопроводную пасту.
10. Уравнивающая труба ТРВ должна подходить к трубопроводу сверху и устанавливаться на расстоянии 100 мм от термобаллона.
11. Расстояние от уравнивающей трубки до маслоподъемной петли должно быть не менее 100 мм.
12. Если хладагент подается в испаритель черезраспределитель жидкости, то длины всех трубок, соединяющих распределитель с соответствующими секциями испарителя, должны быть одинаковыми.
13. Пайку неразборного ТРВ следует производить при охлаждении корпуса ТРВ смоченной ветошью. Разборный ТРВ можно паять только в разобранном виде, сняв верхнюю часть корпуса и дроссельный клапан.
Рис. 7. Типовой монтаж ТРВ:
1 — испаритель; 2 — манометр; 3 — регулировочный винт; 4 — капиллярная трубка термобаллона; 5 — уравнивающая трубка; 6 — жидкостная магистраль; 7 — термобаллон; 8 — газовая магистраль; 9 — маслоподъемная петля; 10 — место спая трубопровода
Настройка ТРВ
В большинстве документов указывается что ТРВ настроены на заводе-изготовителе и как правило не требуют дополнительной регулировки. Вместе с тем, возникает вопрос: как настроить ТРВ если по какой-либо причине появится необходимость дополнительной регулировки».
Дополнительно к обычно используемым манометрам нужно установить электронный термометр, датчик которого следует укрепить на термобаллоне ТРВ (см. рис. 8).
Рис. 8. Крепление датчика на термобаллоне ТРВ
Чтобы сохранить стабильность настройки во времени, необходимо производить ее при температуре в охлаждаемом объеме близкой к температуре отключения компрессора. (настройка, обеспечивающая стабильность при температуре 25 °С, может привести к пульсациям при температуре 20 0С).
Не допускается производить настройку ТРВ при высокой температуре в охлаждаемом объеме!
Рекомендуемая технология настройки заключается в том, чтобы сначала вывести ТРВ на предельный режим, при котором начнутся пульсации.
· Для этого при постоянной величине перегрева (показания термометра и манометра НД не меняются) нужно медленно открывать ТРВ до тех пор, пока не начнутся пульсации.
· Если при этом появляются пульсации перегрева (пульсации показаний термометра и манометра), нужно закрывать ТРВ до тех пор, пока пульсации не прекратятся.
Никогда не следует вращать регулировочный винт больше, чем на один оборот (предельный режим приводящий к пульсациям, может наступить при вращении винта на 1/4 или даже на 1/8 оборота). После каждого изменения настроики (поворота регулировочного винта) следует выждать не менее 15 минут (в дальнейшем это позволит сэкономить время на настройку).
Когда установка выйдет на пульсирующий режим, достаточно слегка закрыть ТРВ (например, на пол-оборота).
В любом случае ТРВ будет настроен на минимально возможный перегрев, который обеспечивается данной установкой, заполнение испарителя жидким хладагентом будет оптимальным, а пульсации прекратятся.
В течение настройки давление конденсации должно оставаться относительно стабильным, но его величина должна быть максимально приближена к номинальным условиям работы, так как от нее зависит производительность ТРВ.
При настройке могут возникнуть две сложности:
1) Не удается добиться пульсаций. Это означает, что ТРВ, будучи даже полностью открытым, имеет производительность ниже, чем производительность испарителя.
В общем случае это может происходить по следующим причинам: либо проходное сечение ТРВ слишком мало, либо в установке не хватает хладагента, либо на вход в ТРВ поступает недостаточно жидкости.
2) Не удается исключить пульсации после их возникновения. Это означает, что ТРВ будучи даже полностью закрытым, сохраняет производительность выше, чем производительность испарителя.
В общем случае это связано с тем, что либо проходное сечение ТРВ слишком велико, либо испарителю не хватает производительности.
Настройка прекращается, когда перегрев достигает слишком большого значения (это наступает когда ТРВ практически перекрыт давление кипения аномально малое и полный перепад температур слишком большой). Это означает, что испаритель производит меньше паров, чем способен поглотить компрессор, то есть мощность испарителя недостаточна.
Настройка ТРВ может оказаться трудоемким и длительным процессом, поэтому нельзя приступать к процедуре настройки, не будучи абсолютно уверенными в глубоком понимании рекомендаций.
Во всех случаях, перед началом настройки ТРВ, обязательно в качестве меры предосторожности следует заметить начальную настройку (начальное положение регулировочного винта) и точно подсчитать число оборотов регулировочного винта, которое вы сделали (точная регулировка может быть обеспечена поворотом винта всего на 1/8 оборота).
Заключение
Терморегулирующий вентиль (ТРВ) — это наиболее широко используемый регулятор расхода хладагента в больших промышленных и торговых системах.
У ТРВ высокая рабочая производительность, и они подходят к любому типу хладагента. Принимая во внимание, что действие автоматического регулирующего вентиля основано на поддержании постоянного давления в испарителе, действие ТРВ основано на поддержании постоянного количества перегрева в испарителе, что позволяет ему заполнить испаритель самым эффективным количеством жидкого хладагента при любой нагрузке. При этом нет опасности попадания жидкости во всасывающий трубопровод и компрессор.
В результате его способности обеспечивать полное и эффективное использование поверхности испарителя при всех нагрузках, ТРВ особенно подходит для систем с частыми изменениями нагрузки.
Термобаллон плотно прижат к всасывающему трубопроводу на выходе из испарителя, чтобы он мог реагировать на изменения температуры пара хладагента. Хотя существует небольшая разница температуры пара хладагента во всасывающем трубопроводе и температуры хладагента в термобаллоне, на практике данные температуры считаются равным. Следовательно, давление жидкости в термобаллоне с парожидкостной смесью почти равно давлению пара хладагента во всасывающем трубопроводе. Количество желаемого перегрева зависит от силы пружины заданного значения. Так как клапан поддерживает количество перегрева, регулировку пружины называют регулировкой перегрева.
Введение
В числе направления совершенствования холодильных установок одно из ведущих мест принадлежит автоматизации, или, как сейчас принято говорить, автоматическому управлению. История развития холодильной техники тесно связана с параллельной разработкой и совершенствованием систем автоматического управления, внедрением электроники, а в самое последнее время — вычислительной и микропроцессорной техники.
Множество задач, которые решает автоматизация в холодильной технике, можно условно сгруппировать по целевым признакам. Главные из них:
1) повышения экономической эффективности холодильных установок;
2) поддержание заданных режимов технологических процессов;
3) обеспечение безопасности эксплуатации холодильных установок;
4) выдача информации о работе холодильных установок.
Указанные задачи часто выполняются одними и теми же методами и средствами.
Основным экономическим критерием, определяющий эффективность холодильной установки, является стоимость выработки единицы холода. Оно зависит от большого числа различных показателей. С помощью автоматизации можно влиять только на некоторые из них, а именно: трудоемкость обслуживания, расходы на электроэнергию и охлаждающую воду.
Трудоемкость обслуживания можно уменьшить, если создать рациональную и надежную систему автоматизации холодильной установки, что позволит сократить численность обслуживающего персонала или вообще отказа от непрерывного наблюдения и привести к периодическому обслуживанию.
Расходы на электроэнергию можно снизить настройкой системы автоматизации холодильной установки на такие режимы, которые обеспечивают наименьшее потребление электроэнергии. Такими режимами являются,
например, работа при самых высоких допустимых температурах кипения, своевременное оттаивание инея с охлаждающих поверхностей, отключение ненужных в данный момент потребителей электроэнергии (насосов, вентиляторов, и др.), максимальная выработка холода в периоды сниженных тарифов на электроэнергию (в ночное время).
Расходы на охлаждающую воду уменьшают своевременным отключением неработающих потребителей, а также подачей оптимального количества воды на охлаждения конденсатора.
Таким путем создаются условия, при которых будут минимальными потери пищевых продуктов в процессе их холодильной обработки и особенно хранения.
Совокупным использованием средств автоматики и рациональных технологических приемов решают конкретные задачи.
Объектом данной курсовой работы является терморегулирующий вентиль (ТРВ) с внешним уравниванием, а предметом – организация монтажа и технического обслуживания терморегулирующего вентиля (ТРВ) с внешним уравниванием.
Цель данной курсовой работы является изучить технологию монтажа и технического обслуживания терморегулирующего вентиля (ТРВ) с внешним уравниванием.
Задачи курсовой работы:
А) изучить конструктивные особенности и принцип работы терморегулирующего вентиля (ТРВ) с внешним уравниванием;
Б) основные приницпы монтажа и технического обслуживания терморегулирующего вентиля (ТРВ) с внешним уравниванием;
В) сформулировать основные правила техники безопасности при обслуживании и монтаже приборов автоматики, к которым относится терморегулирующего вентиля (ТРВ) с внешним уравниванием.
Общая часть
Классификация и назначение терморегулирующих вентилей
ТРВ (терморегулирующие вентили) (рис. 1) – предназначены для автоматического регулирования расхода холодильного агента, поступающего в испаритель. Терморегулирующие вентили особенно подходят для подачи жидкости в сухие испарители. ТРВ защищают электродвигатель компрессора от чрезмерно высокого давления кипения.
Рис. 1. Терморегулирующий вентиль (общий вид)
Терморегулирующий вентиль – это точный прибор, регулирующий подачу хладагента в испаритель в зависимости от интенсивности кипения хладагента в испарителе. Он препятствует попаданию жидкого хладагента в компрессор. Например, если испаритель работает на R12 и при этом давление всасывания составляет 0,25 МПа, то температура насыщения при 0,25 МПа равна 4 °С. При этом, пока хладагент пребывает в жидком состоянии, его температура будет оставаться в пределах 4 °С. В одной и той же установке можно использовать несколько испарителей.
При выборе оптимального ТРВ для конкретной холодильной установки, необходимо учитывать температуру испарения, а также полные потери в ТРВ. Они равны разности давления конденсации и испарения за исключением потерь:
- давления на распределительных патрубках и самом распределителе;
- давления в жидкостном трубопроводе;
- давления на различных элементах в жидкостном трубопроводе (осушителе, электроклапанах, вентилях, смотровом окне и пр.).
Существуют терморегулирующие вентили с внешним и внутренним уравниванием. Для уменьшения давления в испарителе в первом случае добавляют внешнюю трубку, которая связана с выходом из испарителя. ТРВ с внешним уравниванием отличается трубой, предназначенной для передачи давления хладагента. Она изменяет давление в испарителе и подает его к мембране со стороны пружины. Получается, что он поддерживает баланс между силой пружины – давления на выходе из испарителя — и в термобаллоне.
Терморегулирующие вентили с внутренним выравниванием используются в торговых и промышленных системах. Они подходят к любому хладагенту и имеют высокую производительность. Действие ТРВ основано на поддержании перегрева в испарителе — он позволяет ему заполнить испаритель необходимым количеством жидкого хладагента независимо от имеющейся нагрузки. Также нет опасности, что жидкость может попасть в компрессор или всасывающий трубопровод. В результате обеспечивается максимально эффективное применение поверхности испарителя. Данный вид ТРВ подходит для систем с часто меняющимися нагрузками.
Специальная часть
404 Not Found
Средства и системы охранно-пожарной сигнализации
Средства и системы охранного телевидения
Средства и системы контроля и управления доступом
Домофоны и переговорные устройства
Средства и системы оповещения, музыкальной трансляции
Источники питания
Средства пожаротушения
Взрывозащищенное оборудование
Шкафы, щиты и боксы
Сетевое оборудование
Кабели и провода
Системы диспетчерской связи и вызова персонала
Электрооборудование
Умный дом
Оборудование СКС
Инструменты
Монтажные и расходные материалы
Типовые решения
Еще
Весь каталог
46. Термостатические трв. Дополнительные сведения
| 46. Термостатические трв. Дополнительные сведения |
Невозможно изучать механизм различных аномалий, которые могут происходить в холодильном контуре, если непонятен до конца принцип работы ТРВ.
Поэтому, хотя мы уже изучали работу термостатических ТРВ с внутренним уравниванием давления (см. раздел 4. «Работа терморегулирующего вентиля «), в настоящем разделе мы дополним эту информацию, проведя детальный анализ различных типов ТРВ, наиболее часто используемых в контурах с прямым циклом расширения.
А) Термостатические ТРВ с внутренним уравниванием давления
Допустим, что управляющий тракт ТРВ с внутренним уравниванием давления (который представлен на рис. 46.1), заправлен R22 и используется в составе кондиционера, также работающего на R22. ТРВ настроен таким образом, чтобы его производительность в точности соответствовала производительности испарителя (см. раздел 8.3. «Метод настройки ТРВ»).
Тогда температура кипения, измеренная на установившемся режиме, составит, напрмер, 4°С (то есть 4,6 бар), а перегрев в термобаллоне будет равен 7К. При этом температура термобаллона составит 11°С, что соответствует давлению 6 бар, следовательно сила, действующая в полости термобаллона (Fb) и обеспечивающая открытие ТРВ, будет эквивалентна давлению в 6 бар.
Сила, действующая на мембрану снизу (Fo), соответствует давлению в полости испарителя (то есть 4,6 бар) и работает на закрытие ТРВ. Это означает, что для находящегося в равновесии ТРВ регулировочная пружина развивает усилие закрытия ТРВ (Fr), соответствующее давлению 6 — 4,6 =1,4 бар.
Если, при находящемся в равновесии ТРВ, температура воздуха на входе в испаритель возрастает, содержащаяся в нем жидкость кипит более интенсивно, и точка А отодвигается внутрь испарителя. Участок трубы, на котором обеспечивается перегрев пара, становится длиннее и температура термобаллона повышается. Сила открытия Fb растет, следовательно равновесие нарушается, что приводит к дальнейшему открытию ТРВ и более интенсивному притоку жидкости в испаритель. Точка А вновь сдвигается к выходу из испарителя, восстанавливая новое состояние равновесия, соответствующее настройке ТРВ на перегрев на 7 К.
Напротив, когда температура воздуха на входе в испаритель падает, жидкость кипит менее интенсивно и точка А сдвигается к термобаллону. В результате, перегрев и температура термобаллона уменьшаются. Сила открытия Fb снижается, что нарушает равновесие и приводит к закрытию ТРВ. Точка А вновь отодвигается внутрь испарителя до тех пор, пока не установится новое положение равновесия, соответствующее настройке ТРВ на перегрев 7 К.
Теоретически, таким образом поддерживается постоянный перегрев в 7К независимо от условий работы. Однако на практике это не вполне так. Чтобы лучше понять, почему практика отличается от теории, представим себе, что тот же самый ТРВ, настроенный тем же самым образом, питает тот же самый испаритель, но потери давления при этом очень велики (составляют 1 бар в распределителе жидкости, см. рис. 46.2).
При этом сила Fo, действующая на мембрану ТРВ снизу, всегда эквивалентна давлению в 4,6 бар. Поскольку настройка пружины неизменна, плунжер ТРВ будет находиться в равновесии, когда сила Fb, обусловленная давлением в полости термобаллона, будет эквивалентна 6 бар, то есть, когда температура термобаллона будет равна П°С.
Но если на выходе из ТРВ температура жидкости равна 4°С, то на выходе из распределителя .-жидкости она равна -2°С!
Для того, чтобы обеспечить температуру термобаллона, равную 11°С, последняя капелька жидкости при температуре -2°С обязательно должна выкипеть гораздо раньше, например, в точке А, тогда перегрев составит 13К. Испаритель при этом запитан хуже, а располагаемая холо-допроизводительность становится явно меньшей!
В итоге, из наших наблюдений мы можем сделать следующий вывод. При повышении потерь давления в испарителе перегрев повышается. И наоборот, перегрев падает, когда уменьшаются потери давления в испарителе.
Что же из этого следует? Априори вы можете думать, что достаточно изменить настройку ТРВ таким образом, чтобы вновь найти допустимую величину перегрева.
В данном конкретном случае вы правы, однако как это сделать, если потери давления в испарителе постоянно меняются, то есть в случае, когда расход хладагента в контуре переменный (например, если на один испаритель работают несколько параллельно соединенных компрессоров или один компрессор располагает несколькими ступенями производительности)?
Для лучшего понимания рассмотрим теперь многоцилиндровый компрессор, располагающий 3 ступенями производительности за счет изменения числа работающих цилиндров, который подключен к одному испарителю.
Возьмем случай, когда компрессор дает только 33% от полной производительности за счет того, что в работе находится только один из трех (№2) цилиндров (см. рис. 46.3). Настройка ТРВ С ВНУТРЕННИМ УРАВНИВАНИЕМ обеспечивает перегрев, равный 7 К. Поскольку производительность компрессора низкая, расход хладагента очень небольшой и потери давления в испарителе также незначительные.
Представим теперь, что температура в охлаждаемом объеме резко возросла и система регулирования выводит компрессор на 100% производительности путем включения в работу цилиндров 1 и 3. Поскольку теперь работают все цилиндры, расход хладагента также резко возрастает, что приводит к заметному росту потерь давления в испарителе.
Из-за того, что потери давления в испарителе резко увеличились, ТРВ с внутренним уравниванием обусловливает заметное повышение перегрева, вследствие чего наполнение испарителя падает как раз в тот момент, когда требуется максимальная холодопроизводительность!
И наоборот, если настройка ТРВ на заданный перегрев была произведена тогда, когда компрессор давал 100% своей производительности, по мере ее падения, обусловленного работой системы регулирования, расход хладагента будет падать, потери давления уменьшаться, обусловливая снижение перегрева. Гидроудар обеспечен!
Как же решить эту проблему? Не волнуйтесь, мы рассмотрели чисто теоретический пример, целью которого является дальнейшее укрепление ваших знаний в области процессов, которые управляют работой холодильного контура.
На самом деле все ТРВ, используемые в составе холодильных установок такого типа (с компрессорами мощностью в несколько десятков кВт), оснащены линией внешнего уравнивания (сейчас мы приступим к их изучению) и применение в таких установках ТРВ с внутренним уравниванием принесет вам массу неприятностей (подумайте об этом, отвечая на вопрос упражнения №1 настоящего раздела).
Б) Термостатический ТРВ с внешним уравниванием давления
Продолжая наш анализ, рассмотрим теперь последствия такого же повышения потерь давления в испарителе, если использовавшийся до настоящего времени ТРВ с внутренним уравниванием заменен моделью с внешним уравниванием. На моделях с внешним уравниванием сила закрытия ТРВ Fo не зависит больше от давления над седлом клапана ТРВ, то есть от давления на выходе из ТРВ, а определяется давлением на выходе из испарителя. Вновь рассмотрим предыдущий пример с ТРВ этого типа (см. рис. 46.4)
Сила Fo, обусловленная давлением кипения, измеряемым на выходе из испарителя, эквивалентна давлению в 3,6 бар. Настройка пружины неизменна и всегда соответствует давлению в 1,4 бар. Это означает, что ТРВ будет находиться в равновесии, когда давление в термобаллоне будет равно 5 бар, что для R22 соответствует температуре 6°С.
Последняя капелька жидкости, выкипая при -2°С, будет обеспечивать поддержание перегрева на уровне 8 К вместо 13 К, получавшихся в предыдущем варианте для модели ТРВ с внутренним уравниванием, в точно таких же, как ранее, условиях.
Заметим, что если потери давления нулевые, на выходе из испарителя устанавливается давление в 4,6 бар и ТРВ с внешним уравниванием будет работать точно так же, как и модель с внутренним уравниванием.
При замене термостатического ТРВ с внутренним уравниванием на модель с внешним уравниванием не только не будет никаких недостатков, а даже напротив, между началом рабочего цикла (повышенное давление кипения; огромные потребности в холоде; ТРВ почти полностью открыт, большой расход жидкости через испаритель и, следовательно, высокие потери давления в нем) и его окончанием (давление кипения упало, потому что полный перепад температуры почти постоянный; потребности в холоде снизились; ТРВ почти полностью закрыт; расход хладагента упал и, следовательно упали потери давления в испарителе) перегрев будет оставаться гораздо более стабильным.
Итак, только ТРВ с внешним уравниванием позволяет обеспечить относительно стабильный перегрев при переменных потерях давления в испарителе, то есть когда расход хладагента в контуре может меняться в очень широких пределах.
Допустим, что управляющий тракт ТРВ с внутренним уравниванием давления (который представлен на рис. 46.1), заправлен R22 и используется в составе кондиционера, также работающего на R22. ТРВ настроен таким образом, чтобы его производительность в точности соответствовала производительности испарителя (см. раздел 8.3. «Метод настройки ТРВ»).
Тогда температура кипения, измеренная на установившемся режиме, составит, напрмер, 4°С (то есть 4,6 бар), а перегрев в термобаллоне будет равен 7К. При этом температура термобаллона составит 11°С, что соответствует давлению 6 бар, следовательно сила, действующая в полости термобаллона (Fb) и обеспечивающая открытие ТРВ, будет эквивалентна давлению в 6 бар.
Сила, действующая на мембрану снизу (Fo), соответствует давлению в полости испарителя (то есть 4,6 бар) и работает на закрытие ТРВ. Это означает, что для находящегося в равновесии ТРВ регулировочная пружина развивает усилие закрытия ТРВ (Fr), соответствующее давлению 6 — 4,6 =1,4 бар.
Если, при находящемся в равновесии ТРВ, температура воздуха на входе в испаритель возрастает, содержащаяся в нем жидкость кипит более интенсивно, и точка А отодвигается внутрь испарителя. Участок трубы, на котором обеспечивается перегрев пара, становится длиннее и температура термобаллона повышается. Сила открытия Fb растет, следовательно равновесие нарушается, что приводит к дальнейшему открытию ТРВ и более интенсивному притоку жидкости в испаритель. Точка А вновь сдвигается к выходу из испарителя, восстанавливая новое состояние равновесия, соответствующее настройке ТРВ на перегрев на 7 К.
| 46.1 Упражнения |
УПРАЖНЕНИЕ 1
Попробуйте представить последствия в работе установки, если магистраль внешнего урав- es нивания давления по ошибке подключена к выходу из ТРВ.
(Решение на следующей странице).
УПРАЖНЕНИЕ 2
На установке с мощностью в несколько десятков кВт, оборудованной компрессором с возможностью многоступенчатого изменения производительности, выполнен монтаж, схема которого представлена на рис. 46.5.
Попробуйте описать работу такой схемы: установить ее преимущества и недостатки. Для того, чтобы помочь вам, мы приводим на рис. 46.6 принципиальные схемы ТРВ и небольшого трехходового электроклапана.
Решение на следующей странице (попробуйте найти его сами…)
Решение упражнения 1
Режим работы установки примем таким же, как в предыдущих примерах (см. рис. 46.7). Если монтажник по ошибке подключил полость внешнего уравнивания ТРВ к выходу из него (например, чтобы сэкономить на длине трубки диаметром 1/4″), сила Fo будет соответствовать давлению 4,6 бар на выходе из испарителя. ТРВ начнет работать точно так же, как если бы он был с внутренним уравниванием. Последствия этого для установок с широким диапазоном изменения расхода нам теперь хорошо известны!
Решение упражнения 2
Когда компрессор работает (см. рис. 46.8), на электроклапан подано питание и его общий выход (то есть выход, который никогда не закрывается) соединен с входом 2, который подключен к выходу из испарителя. В результате, давление Ро, установившееся на выходе из испарителя, действует снизу на мембрану ТРВ, который работает вполне нормально, поддерживая постоянный перегрев независимо от режима работы компрессора. Когда регулятор будет останавливать компрессор, вначале он отключит напряжение на трехходовом электроклапане, не прекращая работы компрессора. Что произойдет в этот момент?
В отсутствие напряжения трехходовой электроклапан закроет вход 2 и соединит вход 1 с общим выходом (см. рис. 46.9). В этот момент высокое давление, действующее на входе в ТРВ (Рк), проникает в полость под мембраной ТРВ, ТРВ плотно закрывается, испаритель не может больше подпитываться жидкостью, и пока еще работающий компрессор начинает ва-куумирование испарителя.
Следовательно, компрессор будет остановлен по команде от реле НД, обеспечивающего остановку с предварительным вакуумированием, хотя на жидкостной магистрали электроклапан не установлен (см. раздел 29. «Остановка холодильных компрессоров «).
Таким образом, данная схема позволяет с помощью небольшого электроклапана 1/4″ обеспечить точно такую же автоматизацию процесса остановки компрессора с предварительным вакуумированием, как и с помощью огромного электроклапана 1″ 1/8 (в примере на рис. 46.10), установленного на жидкостной магистрали. Следовательно, это очень экономичная схема, которая иногда встречается в установках большой мощности.
Напомним, что компрессоры с несколькими ступенями производительности останавливают с предварительным вакуумированием испарителя, в основном, с целью возврата масла, которое находится в контуре, в картер компрессора (см. раздел 37. «Проблемы возврата масла»).
Что касается недостатков данной схемы, то к ним, прежде всего, относится возникновение на мембране ТРВ очень сильных напряжений под действием значительных величин давления, которые могут устанавливаться в жидкостной магистрали (более 22 бар для конденсатора с воздушным охлаждением при работе на R22). Следовательно, для такой схемы важно, чтобы изготовитель ТРВ допускал указанные нагрузки для материала мембраны, в противном случае мембрана очень быстро разрушится и после этого нужно будет заменять ТРВ, а потом все равно устанавливать на жидкостной магистрали большой электроклапан.
Примечание: маленький фильтр-осушитель 1/4″ служит только как фильтр для защиты небольших проходных сечений электроклапана 1/4″ от возможных посторонних частиц (кусочки меди, капельки флюса или припоя…), которые могут нарушить его работоспособность.
Проблема максимальной разности давления открытия
Другой недостаток может возникнуть, если рабочее давление в полости электроклапана превышает величины, предусмотренные изготовителем. Поскольку значимость этой проблемы в ряде моментов недооценивается, воспользуемся случаем, чтобы рассмотреть влияние максимальной разности давления открытия на работу электроклапана (см. рис. 46.11).
В нерабочем положении обмотка электроклапана не запитана и его подвижная часть подвержена действию следующих сил:
► Поз. 1: Рконд действует на каждую из двух больших поверхностей клапана в противоположных направлениях. Результирующая сила равна нулю (одна действует вниз, другая вверх).
► Поз. 2: Рконд действует также на малую поверхность (площадь которой равна площади проходного сечения седел клапана) верхнего клапана и прижимает его вниз.
► Поз. 3: Рисп действует на малую поверхность нижнего клапана и отжимает его вверх в направлении, противоположном действию силы давления Рконд.
Кроме того, возвратная пружина прижимает подвижную часть электроклапана книзу и, с некоторым упрощением, можно утверждать, что электроклапан сможет открыться только если электромагнит + Рисп > пружина + Рконд
или электромагнит > пружина + Рконд — Рисп.
Электромагнит и пружина развивают постоянные усилия, определенные конструктором. А вот разность Рконд — Рисп может меняться в очень широких пределах в зависимости от типа установки (кондиционер, морозильник…), времени года (для конденсаторов с воздушным охлаждением летом Рконд растет…).
Поэтому разработчик оговаривает максимальную разность давления открытия, при превышении которой клапан не может открываться при подаче напряжения на его обмотку.
Таким образом, сочетание внутренних сил может воспрепятствовать втягиванию вверх сердечника электромагнитом, если разность между Рконд и Рисп будет очень большой (как правило, максимально допустимая разность находится в пределах от 17 до 19 бар).
Последствия такой аномалии в работе электроклапана для функционирования установки вы легко можете себе представить!
