Вентили терморегулирующие – Терморегулирующий вентиль в Пристене. Сравнить цены, купить потребительские товары на маркетплейсе Tiu.ru

3.5. Терморегулирующие вентили

Поплавковые регулирующие вентили высокого давления устанавливают на линейном ресивере или на конденсаторе, когда нет ресивера. Правильное заполнение испарителя будет обеспечиватьсятолькопристабильномзаполненииустановкихладагентом. При утечкаххладагентаиспарительнедозаполняется. ВсвязисэтимПРВ высокого давления имеют ограниченное применение.

Терморегулирующие вентили (ТРВ) предназначены для автоматического регулирования количества хладона, поступающего в испаритель в зависимости от перегрева его паров, выходящих из испарителя (перегрев — это разность между температурой кипения хладагентависпарителеитемпературойпаровнавыходеизнего). Процесс регулирования сопровождается дросселированием хладагента отдавленияконденсации(жидкийхладон) додавлениякипения, при котором хладон существует в жидком и парообразном состояниях. Для перехода хладона в парообразное состояние требуется подвод тепла извне — так называемая скрытая теплота парообразования. Эта теплота подводится в испарителе от циркулирующего воздуха и увеличивается (на 1 кг хладона) при понижении температуры испарения. Объем всасываемых паров хладона в течение часа практическипостояненидаженесколькоснижаетсяприуменьшениидавления всасывания из-за высокой текучести паров хладона. Вследствие этогодляполучениянизкихтемпературиспарениянеобходимоснижать количествохладона, поступающеговиспаритель. Спонижениемтемпературыиспаренияхолодопроизводительностьустановкиснижается, а с понижением температуры конденсации (более холодный хладон, поступающий к регулятору) возрастает. Поэтому терморегулирующий вентиль должен автоматически регулировать количество хладона, реагируя на температуру испарения и температуру паров на входе в компрессор.

ТРВ — регулятор прямого действия, т.е. регулятор без подвода энергии извне. Принцип работы ТРВ основан на использовании зависимости перегрева паров хладагента, выходящих из испарителя, от тепловой нагрузки на испаритель.

Если подавать определенное количество хладагента в испаритель, то при повышении тепловой нагрузки на него возрастает ин-

Рис. 3.8. Схема установки терморегули-

тенсивностькипенияхладагента и не вся теплопередающая поверхность будет активно участвовать в работе, а перегрев на выходе из испарителя увеличится.

Присниженииженагрузкина испаритель процесс кипения замедляется, пары хладагента перенасыщаются и может наступить«влажныйход» компрессо-

распоследующимегоповреждением, приэтомперегревнавыходеиз испарителя уменьшается.

На рис. 3.8 показана принципиальная схема работы ТРВ. Мембрана 4 терморегулирующего вентиля связана с клапаном

3, через который из жидкостного трубопровода 2 в испаритель 8 поступает хладагент. Сверху на мембрану действует давление наполнителятермочувствительнойсистемы, воспринимающейтемпературу перегретого пара на выходе из испарителя, через термобаллон 7 и капиллярную трубку 5. Снизу на мембрану 4 действует давление испарения хладагента из уравнительной линии 6 и усилие регулировочной пружины 1. При отсутствии перегрева мембрана находитсявнормальномсостоянииисвязанныйснейклапанподдействием пружины 1 должен быть закрыт, в испаритель хладагент не поступает. Такое положение клапана должно соответствовать неработающему компрессору.

Приувеличенииперегревадавлениенаполнителятермочувствительнойсистемывозрастаетивоздействуетнамембрану, котораяпрогибаетсяи, преодолеваяпротиводавлениеиспаренияипружины, открывает клапандляпроходахладагентависпаритель. Воздействуянарегулировочнуюпружину, можноизменятьначалооткрытияклапана.

Таким образом, уменьшение перегрева паров хладагента приводит к понижению температуры и давления в термочувствительной системе, поэтомуклапанподнимаетсяиуменьшаетподачухладагентависпаритель, аувеличениеперегреваприводиткповышениютемпературы и давления термочувствительной системы, при этом клапан опускается, увеличивая поток хладагента в испаритель.

На холодильной установке FAL-056/7 установлен терморегулирующий вентиль 12ТРВ-10 (рис. 3.9), который состоит из трех частей: термосистемы, клапанного узла и узла регулировки (настройки). В термосистему, заполненную хладоном, входят термобаллон 15, капиллярная трубка 14 и головка вентиля 13 с мембраной. Термобаллон укреплен сверху на трубопроводе, выходящем из испарителя, иизолирован. Клапанныйузелсостоитизтолкателя8, сальника6, клапана10. Клапанперекрываетседло9, черезкотороедросселируется жидкий хладагент. Узел настройки состоит из регулировочной пружины 4 со стаканом 11, винта 13 настройки со втулкой 2 и штуцера 1, колпачка 12.

Вкорпусе5 имеютсядваотверстиядляприсоединенияТРВ(впаивания) в жидкостной трубопровод перед распределителем жидкости испарителя и штуцер для подключения уравнительной линии.

Рис. 3.9. Терморегулирующий вентиль 12 ТРВ-10

Предельныйходклапана3 определяетсявеличинойпрогибамембраны 7, а начало открытия его — величиной сжатия регулировочной пружины 4, которую можно регулировать с помощью винта 3 настройки и давления хладона термосистемы на мембрану в зависимости от температуры перегрева.

Техническая характеристика терморегулирующего вентиля 12 ТРВ-10 приведена ниже (таблица 3.1)

	Таблица 3.1
Тип вентиля	Мембранный (хладон R12)
Номинальная производительность, кВт	11,63
Установленный перегрев при температуре	8—10
воздуха: на входе в испаритель, 20 °С и на
входе в конденсатор, 36 °С
Максимально допустимое внутреннее давле-	2,5
ние, МПа
Масса, кг	2,2
Вид присоединения	С обеих сторон фланцевые со-
	единения
Вход	Соединение на пайке для трубы
	18 × 1
Выход	Соединение на пайке для трубы 12
	× 1
Уравнительная линия	Накидная гайка с ниппелем для
	соединения на пайке трубы 6 × 1

При нормальной работе ТРВ и установившемся режиме работы холодильной установки разность температуры грузового помещения и температуры испарения составляет 8 — 12 °С; трубопровод у испарителя до места установки термобаллона покрывается инеем; всасывающий трубопровод у автоматического запорного вентиля должен бытьсухимилислегкаотпотевшим; обмерзание выходного соединительного трубопровода; хладон проходит через ТРВ с характерным шумом. Регулировка ТРВ осуществляется винтом 3 настройки после отворачивания колпачка 12 специальным ключом. Вращение винта 3 настройки по часовой стрелке — перегрев повышается, а против часовой — уменьшается.

На холодильных установках секций ВР применяются регуляторы 12ТРВ-12 и 12ТРВ-16 (первые две цифры — обозначение хладо

на R12, а последние указывают на номинальную холодопроизводительность). Холодопроизводительностьопределяетсяформойклапанадлятемпературыис- парения–15 °С, температурыконденсации 30 °С и наименьшем перегреве начала открытия клапана.

Устройство ТРВ приведено на рис. 3.10. СиловымэлементомТРВ

является герметически замкнутая Рис. 3.10. Устройство ТРВ термочувствительная система, со-

стоящаяизтермобаллона9, капилляра8, упругогоэлемента— сильфона 7, головки вентиля 6 и наполнителя. Термобаллон заполняется активированным углем и углекислым газом при определенном давлении. При повышении температуры баллона адсорбция углекислого газа в угле снижается, давление в замкнутой системе возрастает. Если при этом давление паров хладагента, воспринимаемое уравнительной линией на выходе из испарителя 10, и сила сжатой пружины 2 меньше усилия, воспринимаемого сильфоном со стороны углекислого газа, то клапан 3 с помощью штоков 5 переместится на величину, пропорциональную перегреву. Количество хладагента, проходящее через вентиль, увеличивается, температура перегретых паров уменьшается, соответственно давление в термосистеме падает. Наличиелиниивнешнегоуравниванияустраняетвлияниегидравлического сопротивления испарителя и распределителя хладона по секциям испарителя 4 на величину перегрева начала открытия клапана, так как увеличение перегрева ухудшает работу испарителя и холодильной установки в целом. Однако для компрессора недопустима работа в режиме «влажного хода», при котором на линию всасывания попадает смесь жидкого и парообразного хладона, что вызывает гидравлические удары и кавитацию в цилиндрах компрессора. Поэтому важное значение имеет настройка перегрева начала открытия с помощью регулировочного винта 1. Нижний предел настройки перегрева в стандартных условиях допускается не более 1,5 °С, верхний предел — не менее 16 °С. Направление движения хладона через ТРВ и в системе показано стрелками.

На щите приборов смонтировано два вентиля (один рабочий, другой запасной). Рабочий диапазон температур от –20 до +50 °С.

На установке кондиционирования воздуха MAB-2 установлен ТРВ типа TEF-12.

Техническая характеристика терморегулирующего вентиля TEF-12 приведена ниже (табл. 3.2).

	Таблица 3.2
Диапазон испарения	-40 °С/ + 10 °С
Номинальная производительность	17400 Вт/ч
Перегрев (заводская регулировка)	4 °С при темп. на щупе 0 °С
Максимальная допустимая температура	+ 80 °С
щупа
Максимальное допустимое рабочее	2,2 МПа избыточное давление
давление
Максимальное допустимое давление	2,8 МПа избыточное давление
испытания

Терморегулирующий вентиль подавать в испаритель только такое количество жидкого хладагента, которое испаряется за счет восприятия тепла от проходящего через испаритель воздуха.

Это достигается следующим образом: (рис. 3.11). Сторона входа 1 и сторона выхода 2 разделены между собой форсункой 3 и иглой тарелки вентиля 4. Игла вентиля 4 соединена с сильфоном 5 путем нажимного штифта 6.

Над мембраной 5 существует давление от сильфона 9, установленногонавсасывающемтрубопроводе за испарителем.

Под сильфоном 5 имеется иззауравнительного трубопровода давление, равное давлению на выходе испарителя. Черезфорсунку3 уменьшается давление жидкого хладагента. Испарение хладагента происходит за счет по-

глощения тепла от приточ-	Рис. 3.11. Схема терморегулирующего
ноговоздуха. Трубопроводы	вентиля TEF-12

охлаждаются. Наполнениещупасужается, давлениенадсильфоном уменьшается, нажимной штифт приподнимает иглу клапана и таким образом впрыскивается меньшее хладагента. При той же подаче тепла меньше количество хладагента испаряется быстрее и пар хладагента перегревается в последней секции испарителя. Трубопровода и щуп нагреваются, наполнение щупа расширяется.

Посредством регулировочного шпинделя 8 и регулировочной пружины 7 устанавливается определенное противодавление относительно давления щупа. Этим достигается то, что впрыскивается всегда немного меньше хладагента, чем могло бы испаряться в испарителе, причемпархладагентавпоследнейсекциииспарителянагревается ещё я покидает испаритель всегда в перегретом состояния. Для настройкитерморегулирующеговентилярегулировочныйшпиндель 8 необходимо поворачивать влево (против направления вращения часовой стрелки) до слышного щёлканья или до упора, а затем на 10±1 оборотоввправо(понаправлениювращениячасовойстрелки), у насадки для форсунки 3 это отвечает размеру для длины пружины

в34 мм. Послеэтогоподходящимприборомдляизмерениятемпературынеобходимоизмеритьтемпературувсасывающеготрубопровода

вобласти термочувствительного элемента при работе установки в двухцилиндровом режиме (в месте измерения всасывающий трубопровод должен быть чистым до металлического блеска), причем одновременнонеобходимопроизводитьотсчеттемпературыиспарения на манометре низкого давления на приборной доске. Разность между измеренной температурой всасывающего трубопровода и отсчитаннойтемпературойиспаренияявляетсяперегревомпарахладагента. Притакойрегулировкеперегревсоставляетоколо10 °С. Вслучае отклонения измеренного перегрева от указанного можно подрегулироватьперегрев. Поворачиваниемустановочногошпинделя8 влево

— против направления вращения часовой стрелки перегрев уменьшается, аповорачиваниемвправо— увеличивается. Полныйоборот шпинделя даетизменение в0,5 °С. Нормальнымобразомтерморегулирующий вентиль и всасывающий трубопровод на одной стороне вагона работают в двухцилиндровом режиме, если во время ремонтных работнепереключенызажимымагнитныхвентилейвкрышном агрегате. Для контроля необходимо проверить температуру трубопровода между магнитным вентилем и терморегулирующим венти-

лем. Терморегулирующий вентиль работает в двухцилиндровом режиме, причемсоединительныйтрубопроводмеждунимимагнитным вентилем теплый. В заключение следует измерить перегрев с обеих сторон

Установленный перегрев пара хладагента достаточен, если он как в двухцилиндровом режиме, так и в четырехцилиндровом режиме будет не менее 5 °С.

Если перегрев превышает 15 °С, то следует повернуть регулировочныйшпиндель8 натриоборотавлево, послечегодолжнобытьзаметно уменьшениеперегрева. Еслижеперегревнеуменьшается, тоимеетместонеисправность терморегулирующего вентиля илиустановки.

Время работы холодильной установки от начала включения, переключения на четырехцилиндровый режим или от дополнительной регулировки терморегулирующего вентиля до измерения температуры всасывающего трубопровода должно быть не менее 20 минут, чтобы при измерении или отсчете было достигнуто установившеесясостояние. Вовремяизмерениянеобходимонаблюдатьза прибором для измерения температуры. В случае сильных колебаний температуры всасывающего трубопровода необходимо попытаться устранить эти колебания повышением перегрева (регулировочный шпиндель 8 повернуть на два оборота вправо). Колебания температуры всасывающего трубопровода вызываются колебаниямитемпературыпотокавсасываемогогаза— перегревпотокавсасываемогогазаменяетсяпостоянно. Еслиустранениеколебанийтемпературы всасывающего трубопровода не удается, то необходимо заменитьтепловуючастьтерморегулирующеговентиля. Колебания температуры перегрева допустимы до ±3 °С, но ниже 5 °С перегрев не допустим.

Если, например, на всасывающем трубопроводе температура составляет 15 °С, в то время как на манометре низкого давления давление испарения, равное 0,28 МПа = 6 °С температура испарения, то перегрев пара хладагента составляет 9 °С.

Приколебанияхтемпературывсасывающеготрубопроводамежду 13,5 °С и 16,5 °С при постоянной температуре испарения минимальная температура перегрева составляет 7,5 °С. После установки температуры перегрева необходимо навинтить колпачок 10, затянуть его и запломбировать.

Терморегулирующие вентили

Терморегулирующие вентили (ТРВ) применяют для автоматического регулирования подачи хладагента главным образом в змеевиковый испаритель. Принцип действия терморегулирующего вентиля основан на использовании зависимости изменения разности между температурой кипения в испарителе и температурой выходящих из него паров от тепловой нагрузки на испаритель. Величины открытия клапана ТРВ зависят от разности между температурой перегрева всасываемых компрессором паров хладагента и температурой кипения. С повышением этой разности количество жидкости, подаваемой в испаритель, увеличивается, а с понижением – уменьшается. Терморегулирующий вентиль отрегулирован так, что поддерживает на выходе из испарителя приблизительно постоянный перегрев паров, чтобы разность между температурой отсасываемых паров и температурой кипения не превышала 3–6° С.

Конструктивно терморегулирующие вентили выполняются мембранными и сильфонными, но принцип их действия одинаковый. Силовым элементом ТРВ является герметично замкнутая система, состоящая из термочувствительного баллона (1) (рис. 1), капиллярной трубки (2), упругого элемента (мембраны) (3), кожуха упругого элемента (головки вентиля) и наполнителя. Эта система заполнена насыщенными парами обычно того же рабочего тела, на котором работает данная установка (или другого тела, близкого по термодинамическим свойствам).

Термобаллон установлен на выходе из испарителя и воспринимает температуру перегретого пара. Наполнитель создает давление в термочувствительной системе, соответствующее этой температуре. Мембрана (3) посредством стержня (4) связана с клапаном (5), перекрывающим проходное сечение вентиля. Жидкий хладагент, проходя через отверстие вентиля, дросселируется и поступает в испарительную систему.

На мембрану терморегулирующего вентиля с одной стороны (сверху) действует давление рʹ₀ наполнителя термочувствительной системы, с другой (снизу) – давление кипения в испарителе р₀. По способу подвода этого давления в полость под мембраной различают терморегулирующие вентили с внутренним и внешним уравновешиванием. В вентилях с внутренним уравновешиванием (рис. 1, а) полость под мембраной непосредственно сообщается с полостью после дросселирования. В вентилях с внешним уравновешиванием (рис. 1, б) полость под мембраной отделена крышкой (8) и соединена трубкой (9) с испарителем в том месте, где установлен термочувствительный баллон.

При отсутствии перегрева силы, действующие на мембрану (3), уравновешиваются и под действием пружины (6) клапан (5) вентиля закрыт.

Рис. 1 – Схема регулирования заполнения испарителя жидким хладагентом по перегреву пара с применением терморегулирующего вентиля с внутренним (а) и внешним (б) уравновешиванием давления

С увеличением нагрузки на испаритель кипение в нем интенсифицируется, и перегрев на выходе увеличивается. Из-за повышения температуры кипения давление наполнителя возрастает и сила, воздействующая на мембрану сверху, увеличивается. Изменяется соотношение сил, действующих на мембрану, она деформируется (прогибается вниз) и через упор перемещает стержень (4) с клапаном, увеличивая поступление хладагента в испаритель.

Когда температура перегрева уменьшится, клапан (5) под действием пружины переместится вверх и прикроет проход в седле, сокращая подачу хладагента в испаритель.

Таким образом, величина открытия прохода для жидкого хладагента определяется степенью перегрева паров, идущих из испарителя к компрессору. Поэтому терморегулирующий вентиль называют также регулятором перегрева паров, величину которого устанавливают с помощью винта (7). При остановке компрессора отсос паров прекращается, давление в испарителе повышается и под действием пружины клапан терморегулирующего вентиля закрывается.

Терморегулирующий вентиль с внешним уравновешиванием давления применяют для испарителей со значительным гидравлическим сопротивлением, чтобы исключить влияние падения давления на выходе.

В 5-вагонных секциях постройки БМЗ применяются мембранные терморегулирующие вентили с внешним уравновешиванием давления (рис. 2). Термобаллон (1) заполнен хладоном-12 и укреплен на трубе, отводящей пары хладагента из испарителя в компрессор. В верхней части корпуса ввернута головка (3) силового элемента, а также смонтированы регулировочные шестерни (20) и (19), механизм клапана и ввернут штуцер (8) уравнительного трубопровода.

Рис. 2 – Терморегулирующий вентиль ТРВК-10 холодильной установки 5-вагонной секции БМЗ: 1 – термочувствительный баллон; 2 – капиллярная трубка; 3 – головка силового элемента; 4 – верхняя часть корпуса; 5 – втулка клапана; 6, 10, 11, 14, 17 – прокладки; 7, 15 – ниппели; 8 – штуцер; 9 – пружина; 12 – клапан; 13 – нижняя часть корпуса; 16 – гайка; 18 – седло; 19, 20 – шестерни; 21 – мембрана; 22 – жесткий упор

Пара зубчатых шестерен предназначена для изменения температуры перегрева. При вращении шестерни (20) по часовой стрелке регулировочная пружина (9) сжимается и перегрев увеличивается. Механизм клапана, состоящий из седла (18), клапана (12) и пружины (9), является исполнительным механизмом вентиля.

К нижней части корпуса подсоединяются трубопроводы входа и выхода паров хладагента при помощи ниппелей и накидных гаек. Верхняя и нижняя части корпуса соединены двумя болтами.

В некоторых секциях последних выпусков постройки БМЗ установлен терморегулирующий вентиль 12ТРВ-12, который надежно работает и сохраняет свои технические характеристики при температуре окружающего воздуха от -20 до +50° С и высокой влажности среды. Он состоит из трех основных узлов (рис. 3):

• термоэлемента;
• клапана;
• узла настройки.

Баллон термоэлемента заполнен углекислым газом под определенным давлением, в него насыпан также активизированный уголь. В качестве упругого элемента в термочувствительной системе применен сильфон. Настройка прибора на определенный режим производится за счет изменения поджатия рабочей пружины регулировочным винтом (1). Все узлы терморегулирующего вентиля смонтированы в корпусе (20) с тремя штуцерами для подсоединения к элементам холодильной установки.

Рис. 3 – Терморегулирующий вентиль 12ТРВ-12: а – конструкция; б – схема действия; 1 – регулировочный винт; 2 – втулка-гайка; 3 – рабочая пружина; 4 – пружина клапана; 5 – стакан; 6 – клапан; 7 – седло; 8, 24 – ниппели; 9 – упор фильтра; 10, 19, 25 – прокладки; 11, 22, 26 – гайки; 12 – фильтр; 13 – кожух сильфона; 14 – сильфон; 15 – толкатели; 16 – капиллярная трубка; 17, 21 – сальники; 18 – термобаллон; 20 – корпус; 23 – колпачок; И – испаритель; К – компрессор; У – уравнительная линия; КР – конденсатор с ресивером

Термобаллон (18) прикреплен к всасывающему трубопроводу компрессора К и воспринимает температуру перегретых паров фреона. В результате давление в надсильфонном пространстве вентиля будет больше давления кипящей жидкости, воспринимаемого уравнительной линией У на выходе из испарителя. Изменение перегрева нарушает равновесие сил, действующих на сильфон (14). Клапан (6) перемещается и сечение для прохода жидкого хладагента изменяется. Во входном патрубке ТРВ встроен фильтр (12).

Мембранный терморегулирующий вентиль с линией внутреннего уравнивания давления (рис. 4) имеет бронзовую мембрану толщиной 0,15 мм с тремя кольцевыми гофрами для увеличения амплитуды отклонения. Натяжение пружины регулируется гайкой (8) и винтом шпинделя (10), уплотненного резиновой прокладкой (9). Внизу установлен колпачок (11), препятствующий возможным утечкам фреона и обмерзанию сальника. Корпус вентиля изготовлен из латуни. На входе хладагента установлен сетчатый фильтр (15).

Рис. 4 – Схема мембранного терморегулирующего вентиля: 1 – термобаллон; 2 – капиллярная трубка; 3 – толкатель; 4 – мембрана; 5 – клапан; 6 – игла; 7 и 13 – малая и большая пружины; 8 – гайка; 9 – резиновая прокладка; 10 – шпиндель; 11 – колпачок; 12 – корпус; 14 – пластина; 15 – фильтр

Сильфонные терморегулирующие вентили

Сильфонные регулирующие вентили бывают прямого и непрямого действия. Датская фирма «Данфосс» выпускает терморегулирующие вентили прямого действия (рис. 5).

Жидкий хладагент поступает из ресивера по жидкостной линии через фильтр (2) на входе в отверстие (10), соединяющее стороны высокого и низкого давления. Игла (12) входит в отверстие. Положение ее зависит от величины силы, действующей на сильфон. Эта сила определяется давлением в камере (8), которая расположена под крышкой (5), а также давлением внутри сильфона (9), равным давлению на входе в испаритель. Полость камеры соединена капиллярной трубкой с термобаллоном (3), прикрепленным к выходному штуцеру испарителя. Кроме того, положение иглы определяется усилием пружины (15). Движение сильфона передается игле через толкатель (7). Сжатие пружины регулируется винтом (17), уплотненным прокладкой и прикрытым колпачком (18).

Рис. 5 – Сильфонный терморегулирующий вентиль прямого действия: 1 – жидкостная линия; 2 – фильтр; 3 – термобаллон; 4 – капиллярная трубка; 5 – крышка; 6 – уравнительный проход; 7 – толкатель; 8 – камера; 9 – сильфон; 10 – отверстие в седле иглы; 11 – камера, соединяющаяся с ресивером; 12 – игла; 13 – штуцер; 14 – корпус; 15 – пружина; 16 – прокладка; 17 – регулировочный винт; 18 – колпачок

В корпусе (14) имеется уравнительный проход (сверление) (6), соединяющий внутреннюю камеру сильфона (9) с камерой (11), в которую подается хладагент из ресивера через открытое отверстие (10) и далее через штуцер (13) направляется в испаритель.

До пуска установки испаритель, выходной штуцер и термобаллон имеют одинаковые температуры и давления, если термочувствительная система заряжена тем же хладагентом, что и вся установка. Поскольку пружина (15) несколько сжата, вентиль выключенной установки остается закрытым. Если термобаллон и сильфон заряжены другой средой, натяжение пружины должно компенсировать разницу соотношений температур и давлений указанной среды и хладагента.

После пуска компрессора вентиль остается закрытым, пока не возрастет перепад давлений между термочувствительной системой вентиля и испарителем. Когда перегрев пара достигнет установленного значения, вентиль откроется, и жидкий хладагент начнет поступать в испаритель.

Натяжение пружины производится обычно на заводе-изготовителе, чтобы вентиль открывался при перегреве 7° С. Регулирование производят только при чрезмерном или недостаточном перегреве паров.

При недостаточном перегреве паров всасывающий трубопровод обильно покрывается инеем до запорного вентиля, и температура кипения получается выше желаемой. Для устранения этого отвинчивают колпачок (18) и поворачивают регулирующий шпиндель (17) в направлении часовой стрелки. Каждый оборот дает изменение перегрева на 2° С.

Если испаритель до всасывающего трубопровода не покрыт полностью инеем и температура кипения ниже желаемой, значит перегрев слишком сильный и прибор также надо отрегулировать.

После каждого регулирования колпачок (18) туго затягивают, чтобы исключить утечку хладагента и проникновение влаги в установку.

Фирма «Данфосс» выпускает терморегулирующий вентиль непрямого действия (рис. 6). Этот прибор предназначен для установок с холодопроизводительностью до 700 тыс. Вт. В нем имеется вспомогательный клапан (14), который управляет основным регулирующим клапаном (8), Оба клапана помещены внутри стакана (13).

Основной клапан перемещается под давлением регулируемой среды на сильфон (2), который соединен с толкателем (4), уплотненным сальником (3). Сильфон помещен под крышкой (1).

Рис. 6 – Схема сильфонного терморегулирующего вентиля непрямого действия

Седло (7) основного клапана размещено в перегородке корпуса. Подводящий трубопровод крепится к корпусу через фланец (15), отводящий – через фланец (5) с дроссельной шайбой (6).

Настройка вентиля осуществляется изменением поджатия пружины (9) с помощью регулировочного винта (11), который уплотнен в корпусе сальником (10) и прикрыт колпачком (12).

Термочувствительная система с баллоном (16) наполнена адсорбентом (активированный древесный уголь, углекислый газ). Изменяя количество вводимого в систему углекислого газа, можно изменять характеристику терморегулирующего вентиля, перемещая ее в область больших или меньших перегревов. Температура головки ТРВ может быть выше или ниже температуры термобаллона, который бывает цилиндрическим с продольным желобком или лепестковый.

9.8. Терморегулирующие вентили | Промышленные холодильные установки

Терморегулирующие вентили (ТРВ) предназначены для автоматической подачи в испаритель такого количества хладагента, которое обеспечивает оптимальную величину перегрева на всасывании компрессора. Плавное регулирование открытия клапана ТРВ происходит за счет изменения перегрева пара во всасывающем трубопроводе.
    Выбор марки ТРВ производится в зависимости от вида хладагента и холодопроизводительности установки (табл. 65). Числа перед буквами в обозначении ТРВ означают хладагент, а после букв — пропускную способность прибора, соответствующую холодопроизводительности (в тысячах ккал/ч). Базовая конструкция характеризуется общим корпусом и одинаковым внутренним устройством.

Принцип действия ТРВ. Хладагент поступает из линейного ресивера под клапан ТРВ, расположенного в непосредственной близости от испарителя. После дросселирования в клапане хладагент подается в испаритель (рис. 114).

Степень открытия клапана ТРВ зависит от величины перегрева пара во всасывающем трубопроводе.
    В холодильных установках с малой холодопроизводи-тельностью и малым гидравлическим сопротивлением испарительной системы (давление хладагента входящего в испаритель и выходящего из него одинаково) под мембрану под давлением подается из испарителя хладагент.
    Температура перегретого пара, находящегося во всасывающем трубопроводе, выше температуры кипения. Эту же температуру имеет термобаллончик, который заполнен парожидкостной смесью, а не перегретым паром; давление в нем устанавливается выше давления кипения. Оно и воздействует на мембрану сверху. Клапан ТРВ открывается тогда, когда имеется разность давлений. В холодильных установках большой холодопроизводительности применяют ТРВ с внешним уравниванием через уравнительную трубку.
    При отсутствии перегрева, когда во всасывающем трубопроводе имеет место влажный пар, температура и давление в испарителе, во всасывающем трубопроводе и в термобаллончике прибора одинаковы. Давления на мембрану сверху и снизу равны. Клапан ТРВ закрыт усилием пружины.
    С уменьшением подачи жидкого хладагента в испаритель пар во всасывающем трубопроводе перегревается. При этом давление во всасывающем трубопроводе остается равным давлению кипения. Это давление передается в подмембранную полость ТРВ через уравнительную трубку. Давление на мембрану вверху зависит от температуры хладагента в термобаллончике, что определяет степень открытия ТРВ.
    Поскольку ТРВ является прибором плавного регулирования, открытие его клапана при установившемся режиме работы происходит в определенном положении. При остановке компрессора клапан ТРВ закрывается, так как перегрев пара при этом отсутствует.
    Установка и настройка ТРВ. Перед установкой ТРВ продувают сухим воздухом или азотом.
    Прибор устанавливают перед входом в испаритель с таким расчетом, чтобы стрелка на корпусе была направлена по ходу хладагента.
    Термобаллончик устанавливают на выходе из испарителя, на верхней части горизонтального участка трубопровода, чтобы исключить влияние масла, проходящего по его нижней стороне. При наличии в сухопарнике или всасывающем трубопроводе гильзы можно вставить термобаллончик в нее, предварительно заполнив смесью из двух объемных частей алюминиевой пудры и одной части смазочного масла ЦИАТИМ-201.
    Уравнительная линия должна быть подключена к всасывающему трубопроводу после места крепления термобаллончика. Если уравнительная трубка присоединена ко всасывающему трубопроводу до места крепления термобаллончика, последний при негерметичности сальников ТРВ воспринимает температуру влажного пара, прикрывает клапан ТРВ, что приводит к недостатку хладагента в испарителе.
    ТРВ поставляются настроенными на минимальный перегрев. При необходимости винтом можно регулировать эту величину в пределах 2…8 °С.
    Основные неисправности прибора. Неисправности ТРВ могут быть вызваны его механическими повреждениями, ошибками в монтаже, загрязнениями и наличием влаги в системе, неправильным выбором прибора или его неверной настройкой.
    Наиболее частое повреждение ТРВ — поломка капиллярной трубки; при утечке наполнителя из термосистемы прибор не открывается.
    Недостаточная пропускная способность прибора может быть вызвана неплотным контактом термобаллона со всасывающим трубопроводом, вследствие чего он не воспринимает действительную температуру всасывающего трубопровода.
    Засорение фильтра ТРВ приводит к уменьшению его пропускной способности или, так же как и замерзание влаги, — к полной закупорке.
    При выборе ТРВ большей производительности по сравнению с производительностью установки прибор работает неустойчиво, допуская большие колебания температуры перегрева.
    Следует помнить, что винтом регулирования перегрева пользуются только при пусконаладочных работах.
    Определение неполадок установки следует начинать с проверки наличия хладона и масла в системе, отсутствия в ней влаги и загрязнений, правильности настройки реле давления.
    Только после этого приступают к проверке ТРВ.

 

Терморегулирующие вентили холодильные | КИП и АММИАЧНЫЕ ХОЛОДИЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ

Терморегулирующие вентили (ТРВ) предназначены для автоматического регулирования количества холодильного агента, поступающего в испаритель холодильной установки в зависимости от перегрева паров агента, выходящих из испарителя.

Под перегревом понимается разность между температурой кипения холодильного агента в аппарате и температурой перегретого пара на выходе из него.

Процесс регулирования сопровождается дросселированием холодильного агента от давления конденсации до давления кипения.

Терморегулирующие вентили являются наиболее распространёнными приборами, регулирующими заполнение испарителя холодильной машины агентом.

Поддерживая в определённых пределах заданный перегрев пара холодильного агента на выходе из аппарата, ТРВ позволяет более эффективно использовать поверхность аппарата. Чем больше нагрузка на испаритель, тем меньше нужна поверхность для получения заданного перегрева на выходе из него, и тем большая поверхность испарителя будет использоваться.

Терморегулирующие вентили являются регуляторам прямого действия, т.е. регуляторами без подвода энергии извне.

Принцип работы терморегулирующего вентиля основан на использовании зависимости изменения разности температуры кипения в испарителе и температуры паров, выходящих из него, от тепловой нагрузки на испаритель.

Рассмотрим принцип работы ТРВ. Силовым элементом является герметически замкнутая термочувствительная система, состоящая из термобаллона 1, капилляра 2, упругого элемента (мембраны) 3, кожуха упругого элемента (головки вентиля) 4 и наполнителя. Термобаллон, установленный на выходе из испарителя, воспринимает температуру перегретого пара. При этом наполнитель создаёт давление в термочувствительной системе, соответствующее этой температуре.

На мембрану 3 ТРВ с одной стороны (сверху) действует давление наполнителя термочувствительной системы, а с другой (снизу) – давление кипения в испарителе, усилие регулировочной пружины 5 и усилие, действующее на клапан вентиля со стороны давления конденсации р_к. При отсутствии перегрева силы, действующие на мембрану, уравновешены и под действием пружины 5 клапан 8 вентиля закрыт. При увеличении перегрева давление наполнителя термочувствительной системы возрастает, увеличивается сила, воздействующая на мембрану сверху. При этом изменяется соотношение сил, действующих сверху и снизу на мембрану, мембрана деформируется (прогибается вниз) и через упор передаёт движение штоку с клапаном, который открывает проход в седле, увеличивая поступление холодильного агента в испаритель. При уменьшении перегрева клапан под действием пружины 5 перемещается вверх и перекрывает проход в седле, сокращая подачу агента в испаритель. При увеличении нагрузки на испаритель кипение в нём интенсифицируется и перегрев на его выходе увеличивается. При этом клапан ТРВ открывается и подача жидкости в испаритель увеличивается настолько, чтобы обеспечить перегрев пара на выходе из испарителя в заданных пределах.

При остановке компрессора отсос пара прекращается, давление в испарителе повышается и под действием пружины 5 клапан закрывается. Настройка вентиля осуществляется изменением натяжения пружины 5.

ТРВА-40М мембранный терморегулирующий вентиль с линией внешнего управления. Тип вентиля – проходной. Давление конденсации в этом вентиле действует в сторону закрытия клапана. Конструктивно вентиль выполнен с одним центральным штоком. Вентиль состоит из термочувствительной системы (1,2,3,4), корпуса, узла клапана и механизма настройки перегрева начала открытия клапана и элементов для присоединения трубопровода. В корпус ввёртывается термочувствительная система, штуцер линии внешнего уравнивания и дополнительная дюза 9.

Прогиб мембраны термочувствительной системы через жёсткий центр 5 передаётся штоку 6, на жёстко укреплён конусный клапан 12. Перемещаясь, клапан открывает или закрывает проход в седле 10, запрессованном в корпусе.

Шток снабжён сальником, отделяющим полость под мембраной (полость линии внешнего уравнивания) от полости над клапаном. Сальник выполнен из азбестовой нити, пропитанной животным жиром.

Механизм настройки перегрева начала открытия клапана состоит из стакана 11, регулировочной пружины 13, винта настройки 15, втулки-гайки 17, которая может перемещаться только вверх или вниз, сальника винта настройки 16 и заглушки 14. При вращении винта 15 по часовой стрелки (если смотреть на головку винта) втулка 17 перемещается вниз, ослабляя пружину, при этом перегрев начала открытия клапана уменьшается. При вращении винта 15 против часовой стрелки втулка 17 перемещается вверх и сжимает пружину, увеличивая перегрев. Присоединение трубопровода (вход, выход) осуществляется с помощью стальных фланцев, которые стягиваются двумя шпильками 25 и гайками 26.

[hana-code-insert name=’POBOLYreklama’ /]

Присоединение трубопровода к штуцеру линии внешнего уравнивания осуществляется с помощью стального ниппеля, прокладки и накидной гайки. Во всех аммиачных вентилях имеются дополнительные дроссели (дюзы) 9, применяемые с целью ограничения производительности и «оттягивания» дросселирования в выходной патрубок. Во входном патрубке ТРВ встроен фильтр 27. Вентили снабжены этикеткой, укреплённой на мембранной головке.

принцип работы, изделия far, danfoss

Терморегулирующий вентиль применяется в системах горячего водоснабжения для регулирования теплоотдачи приборов отопления и поддержания оптимального температурного режима в помещении.

В холодильных установках ТРВ регулирует поток поступающего в испаритель жидкого холодильного агента. При этом осуществляется постоянный контроль над перегревом, а также попаданием жидкости в компрессор.

↑

Терморегулирующий вентиль для отопления

Установив ТРВ для отопления, появляется возможность регулировать и автоматически поддерживать необходимый температурный режим в помещении. Дело в том, что в квартире, кроме системы отопления, есть и неучтенные источники тепла, которые повышают температуру в данном помещении. Прибор поможет создать комфорт и поддержать оптимальную температуру воздуха в комнате. С его помощью можно отключить отопительный радиатор от стояка.

Сокращая поток тепла от каждого радиатора, используя терморегулятор, можно сэкономить денежных средств на оплате отопления до 25%.

Прямой терморегулирующий вентиль ТРВ состоит из корпуса и штока с золотником, который воздействует на проходное сечение седла, перекрывая его. Регулировать температурный режим можно двумя способами: механическим и автоматическим. Механический терморегулятор, предназначенный для отопления, имеет корпус из латуни, а внутри его вмонтирован шток. Если повернуть этот шток, проходное сечение, в зависимости от прямого воздействия на него, увеличивается или уменьшается, регулируя основной поток теплоносителя.

Принцип работы терморегулирующего вентиля в автоматическом режиме иной. В корпусе вентиля находится термоголовка, в которой установлен термобаллон (сильфон). Последний заполнен одним из веществ: газом, специальной жидкостью или керосином. При нагревании компоненты расширяются или, в зависимости от своих свойств, меняют физическое состояние. В результате термобаллон растягивается и давит на шток вентиля, который приходит в движение и выдавливается из сильфона. Проходное сечение седла перекрывается, сокращая поступление теплоносителя. При остывании воздуха, наоборот, наполнитель сильфона сужается, шток принимает первоначальное положение, и сечение открывается.

Так как шток клапана терморегулирующего устройства находится в непрерывном движении, то при установке ТРВ необходимо обращать внимание на качество прибора.

↑

Установка вентиля

Термоголовку, как правило, помещают в самом терморегулирующем вентиле. Для правильного улавливания температуры, ось сильфона нужно располагать горизонтально. Если встроенный датчик находится в вертикальном положении, то на него, в основном, будут действовать восходящие тепловые и пристенные потоки, которые отличаются своей температурой от температуры воздуха в комнате. Работа терморегулирующего устройства будет искажена.

Бывают приборы, в которых ось штока смонтирована вертикально.

Тогда, чтобы отопительный прибор работал без перебоев, целесообразно:

• применить управляющие устройства с выносным датчиком;
• подключить электронный терморегулирующий вентиль с дистанционным управлением;
• создать электрическую систему управления с термоэлектрическими приводами, подключенными к регулирующим клапанам с радиопередачей сигнала.

1. Устанавливая терморегулятор с датчиком, встроенным в него, управляющий модуль закрепляют на свободном от посторонних предметов месте, и так, чтобы он не попадал под прямое воздействие нагревающих приборов. Модуль устроен из регулятора температуры и термочувствительного элемента, который соединен с клапаном радиатора посредством капиллярной трубки. Длина капиллярной трубки достигает от 2 до 8 метров. Термочувствительный элемент фиксирует температуру комнаты и вследствие изменения давления жидкости в нем, открывает или закрывает клапан, регулируя температуру, заданную пользователем.

2. ТРВ с дистанционным управлением отличается от предыдущего тем, что термоэлемент в нем может находиться на расстоянии от регулирующей ручки.

3. Для управления с помощью термоэлектрического привода применяется термостат, который устанавливается в контролируемом месте. Кроме того, к комнатным термостатам могут подключаться радиочастотные электронные радиаторные головки. Они действуют по принципу: в квартире монтируется термостат, который будет передавать по радиоканалу сигнал управления на электронные головки радиатора. Эта установка может создавать временные расписания для отдельных зон в помещении. Например: сделать прохладу в спальне днем, а в гостиной будет тепло, ночью – наоборот.

↑

Терморегулирующий вентиль кондиционера

Для интенсивной и бесперебойной работы кондиционера применяется терморегулирующий вентиль. Устройство терморегулирующего вентиля в холодильных агрегатах отличается от приборов отопления по форме, но принцип работы одинаков. В холодильных установках необходимо сохранять на одном уровне давление испарения, а также перегрев в испарителе, при любых изменениях в их работе. ТРВ способен поддержать заданный режим – он регулирует транспортировку от конденсатора к испарителю хладагента.

↑

ТРВ с внутренним уравниванием

На данный момент выпускается два вида терморегулирующих приборов, которые используются в бытовых кондиционерах: вентиль с внешним уравниванием и внутренним уравниванием. Количество хладагента, который протекает через ТРВ с внутренним уравниванием, обуславливается положением клапана. Оно определяется соотношением сил, которые действуют на мембрану регулятора.

Для закрытия клапана требуется давление испарения и интенсивное натяжение пружины. Чтобы клапан открылся, необходимо давление сильфона (термобаллона), которое создается перегревом в испарителе хладагента. Когда температура наружного воздуха становится ниже, ослабевает кипение хладагента, уменьшается перегрев и термобаллон охлаждается. При этом в термобаллоне понижается давление, которое притягивает мембрану регулятора, и подача хладагента в испаритель уменьшается. Равновесие восстанавливается.

Аналогично происходит действие регулятора при повышении температуры внешнего воздуха.

↑

ТРВ с внешним уравниванием

Сейчас применяется наиболее усовершенствованная система регулирования: терморегулирующий вентиль с внешним уравниванием. В такой системе давление измеряется на выходе из испарителя, для чего в состав регулятора введена дополнительная трубка. С помощью этого элемента и поддерживается неизменное давление испарения и перегрев хладагента, даже если в испарителе изменяется гидравлическое давление.

Перед капиллярной трубкой или терморегулирующим вентилем устанавливается фильтр-осушитель, защищающий ТРВ от посторонней пыли и влаги, которые могут попасть в систему. Кроме этого, применяются еще и антикислотные фильтры. Кислота может образоваться при соединении влаги с хладагентом.

↑

Терморегулирующие вентили FAR, Danfoss

Примером терморегулирующих вентилей для отопления послужит арматура FAR, произведенная в Италии, хорошо известная в нашей стране на протяжении 15 лет. Разнообразный ассортимент и возможность подключения к любой отопительной системе, позволяет выбрать подходящие по параметрам приборы, как для старых труб, так и при строительстве новых объектов.

Датский концерн Danfoss известен своими поставками в Россию термовинтелей как для холодильного оборудования, так и для системы отопления. Например, вентили Т2 и ТЕ2 применяются системах кондиционирующего, холодильного, морозильного назначения. Терморегулирующие вентили Danfoss ТЕ 5 и ТЕ 55 предназначены для отопления.

Терморегулирующий вентиль с внутренней уравнительной линией

Салон автомобиля не получит достаточно охлажденного воздуха, если сечение расшири­тельного клапана слишком мало. Если оно слишком велико, испаритель будет обмерзать, и эффективность охлаждения снизится. Таким образом, сечение дросселирующего отверс­тия необходимо регулировать в зависимости от меняющихся условий. Терморегулирующий вентиль как раз и позволяет регулировать сечение дросселирующего отверстия. В зависи­мости от степени перегрева газообразного хладагента после выхода из испарителя, ТРВ регулирует количество хладагента, входящего в испаритель (в соответствии с условиями работы) так, что поверхность теплообмена испарителя используется оптимальным обра­зом. ТРВ установлен перед испарителем, между сторонами высокого и низкого давления холодильного контура. Если температура хладагента (выходящего из испарителя) растет, хладагент в термобаллоне ТРВ расширяется и увеличивает расход хладагента через испа­ритель. Если температура хладагента за испарителем падает, объем хладагента в термо­баллоне уменьшается и расход хладагента через испаритель снижается.

Как показано ранее, терморегулирующие вентили можно классифицировать по двум типам: с внешней уравнительной линией, с внутренней уравнительной линией.

Терморегулирующий вентиль управляется взаимодействием трех сил.

1. Давление в линии передачи давления, зависящее от температуры перегретого хладагента, влияет на открывающие усилие, создаваемое мембраной (PF).

2. Давление в испарителей действует на мембрану (PE) с противоположной стороны.

3. Усилие сжатия регулировочной пружины (PS) приложено в том же направлении, что и давление в испарителе.

37. Терморегулирующий вентиль с внешней уравнительной линией

ТРВ с внешней уравнительной линией состоит из термобаллона с капиллярной трубкой, в которых находится газообразный хладагент, привода мембраны, внешней уравнительной трубки, седла и штока, дросселя, входного отверстия с сетчатым фильтром и выходного отверстия. Отличие от схемы с внутренней уравнительной линией в том, что в ТРВ с внеш­ней уравнительной линией присутствует не только термобаллон, но также дополнительная трубка, соединенная с выходом из испарителя. При помощи этой трубки определяется дав­ление на выходе из испарителя, очень близко к тому месту, где определяется температура на выходе. Это позволяет добиться более точного регулирования, особенно, если потери давления в испарителе велики.

Камера над мембраной воспринимает температуру на выходе из испарителя и обеспечи­вает раздельное регулирование противопоставлением температуры и давления на выходе из испарителя. Температура на выходе оказывает действие на термобаллон, изменяя давление над мембраной. Давление над мембраной старается отрыть клапан и увеличить расход хладагента. Давление на выходе передается под мембрану и вместе с усилием пружины старается закрыть клапан. Равновесие этих сил достигается при оптимальной степени открытия клапана, таким образом в испаритель поступает требуемое количество хладагента.

38. Испаритель

Отмеренный расход холодного хладагента под низким давлением проходит через испари­тель за счет разряжения на стороне всасывания компрессора. Воздух с большим теплосо­держанием из салона автомобиля протягивается вентилятором через испаритель, и раз­ница температур между горячим воздухом и холодным хладагентом вызывает передачу тепла от воздуха к жидкости. Жидкий хладагент поглощает тепло из воздуха, что вызывает его испарение. В момент, когда весь жидкий хладагент испаряется, он переходит в так называемое состояние насыщенного пара, однако до выхода из испарителя пару остается пройти еще часть теплообменника и, таким образом, он поглощает еще больше тепла. Этот процесс называют перегревом. Одновременно с понижением температуры воздуха проис­ходит конденсация влаги, содержащейся в нем. Конденсат отводится от испарителя через дренажные трубки. Зачастую конденсат продолжает отводиться после того, как автомобиль остановился и кондиционер выключен, и под автомобилем может образоваться лужа. Это нормальное явление и нет необходимости выяснять его причины. Испаритель не требует регулярного техобслуживания, однако время от времени, при возникновении неприятного запаха, может потребоваться его очистка.

Терморегулирующие вентили | AboutDC.ru

Глава 14 «Терморегулирующие вентили» из книги «Руководство по техническому обслуживанию холодильных установок и установок для кондиционирования воздуха». Автор Антонио Бриганти.

1. Автоматические барорегулирующие вентили
2. Терморегулирующие вентили (ТРВ)
3. Перегрев газа на выходе
4. Производительность
5. Функционирование при изменении нагрузки
6. Производительность распределителя
7. Калибровка перегрева
8. Техническое обслуживание и монтаж

В установках для кондиционирования воздуха и холодильных установках широко используются два типа терморегулирующих вентилей:

1. автоматический клапан расширения;
2. терморегулирующий вентиль (ТРВ).

Как автоматические клапаны расширения, так и терморегулирующие вентили являются инструментами пропорциональной регулировки и обеспечивают регулировку потока холодильного агента на входе в испаритель.

Автоматические барорегрирующие вентили

Автоматические барорегулирующие вентили являются предшественниками терморегулирующих вентилей. Они регулируют поток холодильного агента на входе в испаритель, обеспечивая постоянное давление в самом испарителе. Они могут использоваться только в установках, имеющих постоянный режим загрузки.

Калибровка клапана может регулироваться в некотором диапазоне значений, зависящем от условий функционирования.

В контуре должен иметься термостат испарителя, останавливающий работу компрессора при достижении требуемой температуры испарения (не путать с температурой в помещении). Точнее, он должен быть отрегулирован таким образом, чтобы температура срабатывания была примерно на 5°С выше температуры испарения. При остановке компрессора в нем поднимается давление, и автоматический клапан расширения закрывается. На рисунке 14.1 показана принципиальная схема холодильного контура, в котором установлен автоматический клапан расширения.

Терморегулирующие вентили (ТРВ)

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.

На рисунке 14.2 показана принципиальная схема холодильного контура, в котором установлен ТРВ.

В зависимости от показателя давления используются две основные модификации:

• Внутреннее выравнивание давления
• Внешнее выравнивание давлений в ТРВ

Внутреннее выравнивание давления

На рисунке 14.3 показана схема функционирования и векторы давления, действующие на ТРВ с внутренним выравниванием давления. На мембрану клапана с одной стороны действует давление, передаваемое с датчика (р_у), 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.

Клапаны с внутренним выравниванием давления применяются в основном в установках малой мощности.

Внешнее выравнивание давлений в ТРВ

ТРВ с внешним выравниванием давления имеют подвод давления из испарителя посредством соответствующей линии (капиллярной трубки), которая отходит от него несколько ниже датчика клапана. Соответствующая схема показана на рисунке 14.4. Сохраняют силу все ранее упомянутые положения, за исключением того, что давление р₀в испарителе определяется при помощи капиллярной трубки.

Клапаны расширения с внешним выравниванием давления обычно применяются на агрегатах средней и большой мощности.

На рисунке 14.5 показана схема правильной установки клапана с соответствующей линией внешнего выравнивания давления; для сравнения на рисунке 14.6 приводится неправильное размещение компонентов: отвод давления линии выравнивания всегда должен производиться несколько ниже датчика клапана с верхней стороны горизонтальной трубки.

Перегрев газа на выходе

Терморегулирующий вентиль обеспечивает определенный перегрев газа на выходе из испарителя, необходимый для полного испарения возможно имеющихся капель несущей жидкости (жидкий холодильный агент не в коем случае не должен возвращаться в компрессор, поскольку способен вызвать серьезные неисправности). На рисунке 14.7 показана часть испарителя при нормальных условиях работы. Как можно заметить, смесь жидкость-пар, поступающая в испаритель в точке А, должна полностью испариться до точки Е.

Отсюда и до датчика клапана (точка F) происходит только перегрев газа. Перегрев заключается в повышении температуры газа выше температуры его насыщения (см. далее). Этот участок, то есть дополнительная поверхность испарителя не влияет на увеличение холодильного эффекта, но служит для защиты компрессора и устойчивого функционирования клапана.

Производительность

Производительность терморегулирующего вентиля определяется двумя компонентами:

1. прохождением жидкости, то есть массой жидкого холодильного агента, способного проходить через клапан в единицу времени;
2. холодильным эффектом, то есть количеством тепла, которое может аккумулировать холодильный агент из испарителя.

На производительность ТРВ и, как следствие, на прохождение жидкости и холодильный эффект влияют следующие факторы:

• падение давления на клапане;
• состояние холодильного агента;
• переохлаждение;
• калибровка клапана;
• температура испарения;
• термостатическая нагрузка.

Падение давления на клапане

Давление холодильного агента быстро уменьшается при прохождении через клапан, в результате чего часть быстро испаряется, препятствуя прохождению другой партии жидкости (рисунок 14.8).

Чем выше величина падения давления при прохождении через клапан, тем больше количество образуемого пара, наличие которого препятствует увеличению подачи, возрастающей при увеличении перепада давлений.

При большом падении давления в процессе прохождении холодильного агента через клапан уменьшается холодильный эффект, поскольку при этом испаряется большее количество жидкого холодильного агента.

Увеличение падения давления при прохождении через клапан повышает его производительность до определенного предела, после которого при любом повышении перепада давлений начинается снижение производительности (см. рисунок 14.9). Предельное значение перепада давлений, после превышения которого производительность клапана начинает снижаться, зависит от типа холодильного агента.

Состояние холодильного агента

Наличие пара на входе в клапан приводит к уменьшению его производительности, поскольку пар при равном весе занимает больший объем, чем жидкость, с вытекающим отсюда уменьшением объема прохождения жидкости.

Наличие пара может быть вызвано как отсутствием холодильного агента в контуре, так и высоким падением давления, ввиду чего на входе в клапан поддерживается значительно меньшее давление, чем давление в конденсаторе. Другой причиной может быть сильный перепад высот между конденсатором и терморегулирующим вентилем, в этом случае применяют метод переохлаждения жидкости.

Переохлаждение

Переохлаждение жидкого холодильного агента также повышает производительность терморегулирующего вентиля, это вызвано следующими причинами:

• при переохлаждении уменьшается объем жидкости, испаряющейся при прохождении через клапан, приводя к увеличению его проходимости;
• поскольку испаряется меньше жидкости, большее ее количество может еще испариться; в конечном счете происходит увеличение холодильного эффекта.

Перегрев

На рисунке 14.10 показана кривая, соответствующая изменению производительности клапана при изменении параметра перегрева.

Этот процесс, в зависимости от модели клапана и его производительности, может быть разбит на следующие этапы:

1. Статический перегрев. Речь идет о величине показателя перегрева, необходимого для компенсации давления пружины таким образом, что при дальнейшем повышении температуры клапан открывается.
2. Перегрев открытия клапана. Это значение показателя перегрева, при котором происходит смещение иглы клапана со своего ложа с открытием прохода для жидкости.
3. Реальный перегрев установки. Является суммой статического перегрева и перегрева открытия клапана; это реальный показатель перегрева, при котором клапан будет функционировать.

Значение перегрева установки выводится на основе разницы значений температуры испарения и температуры охлаждаемой жидкости: когда эта разница небольшая, лучшим способом рационального использования испарителя является выбор низкой температуры перегрева; при значительной разнице температур, необходимо обеспечить защиту от возможных возвратов жидкости, повышая в этих целях температуру перегрева.

Если терморегулирующий вентиль подобран правильно, при функционировании с номинальной мощностью он не должен полностью открываться; тем самым ТРВ будет иметь некоторый запас производительности, который будет задействован только при высоких значениях перегрева.

Калибровка ТРВ

При вращении регулировочного стержня по часовой стрелке давление пружины возрастает, что соответствует повышению показателя статического перегрева и понижению производительности клапана.

Температура испарения

Кривые «давление-температура» всех холодильных агентов при заданном увеличении температуры имеют более заметные колебания давления на участке высоких температур. Вследствие этого при низкой температуре испарения небольшое изменение температуре на датчике клапана приводит к незначительным колебаниям давления на верхней стороне диафрагмы: это приводит к меньшему открытию клапана и меньшим изменениям его проходимости.

Термостатический заряд

Показатели «давление-температура» различных термостатических зарядов имеют свои отличительные особенности: при одинаковом показателе перегрева не происходит одинакового открытия клапана при изменении типа заряда.

Функционирование при изменении нагрузки

В различных типах холодильных установок и установок для кондиционирования воздуха большой мощности, имеющих несколько компрессоров, имеется возможность снижать холодильную мощность при уменьшении нагрузки путем прогрессивного отключения работающих компрессоров и/или их отдельных цилиндров. К сожалению, производительность ТРВ не может быть так же легко изменена, поэтому при остановке компрессоров или их частичной дезактивации производительность клапана оказывается избыточной. В разумных пределах регулировка клапана возможна, и он по-прежнему в состоянии обеспечить необходимые параметры потока холодильного агента. Понятно также, что при функционировании с малой нагрузкой тщательной регулировки клапана не требуется, поскольку не весь испаритель оказывается задействованным, и опасности возврата жидкости не возникает. Предусмотреть заранее режим функционирования ТРВ, когда система работает на пониженном режиме, трудно ввиду множества факторов, влияющих на его работу. Ниже приводится перечень мер предосторожности, при соблюдении которых обеспечивается нормальное функционирования клапана даже при снижении нагрузки до 65%.

ТРВ следует подбирать таким образом, чтобы при максимальных нагрузках он оставался как можно более открытым. В частности, когда запланированный режим предусматривает в основном работу с пониженной нагрузкой, рекомендуется выбирать клапан с производительностью на 10—15% меньше максимальных рабочих параметров установки.

Производительность распределителя

При использовании распределителя рекомендуется подбирать его таким образом, чтобы производительность точно соответствовала производительности установки при полной нагрузке; это позволяет избежать излишне большой производительности при пониженных режимах работы компрессора.

Калибровка перегрева

Калибровка величины перегрева должна обеспечивать максимально большое допустимое при максимальной нагрузке значение перегрева.

В установке, где частичное снижении показателя нагрузки превышает 65% ее мощности, должны применяться другие меры, перечисленные ниже.

Два или более испарителей с одинаковыми параметрами

На рисунке 14.11 показаны два независимых испарителя, каждый из которых питается через собственный ТРВ с распределителем. На каждый испаритель приходится половина общей нагрузки.

Соленоидные клапаны соединены с устройством для понижения производительности компрессора таким образом, что один из них закрывается, при сокращении нагрузки на компрессор на 50%, отсекая один из терморегулирующих вентилей. Остающийся ТРВ обеспечивает поддержание производительности на требуемом уровне.

Такая же простая система применима к различным испарителям при различных уровнях частичного понижения производительности компрессора. Различные типы компрессоров могут подсоединяться параллельно или последовательно; в этом случае необходимо учитывать, что компрессоры, находящиеся первыми, будут испытывать более высокую нагрузку, чем последующие, поэтому производительность различных клапанов и распределителей должна быть отрегулирована с учетом этого.

Единичный испаритель

На рисунке 14.12 показана схема установки двух терморегулирующих вентилей и двух распределителей на одном испарителе.

Каждый контур испарителя имеет подвод двух трубок распределения, каждая из которых, в свою очередь, проходит через свой распределитель. Соленоидные клапаны управляются устройством регулировки частичной загрузки компрессора, как это было описано ранее.

Если ТРВ, соленоидный клапан и распределитель контура А выбираются таким образом, чтобы покрывать 67% общей производительности, а 33% общей максимальной нагрузки будет приходиться на контур В, при переключении соленоидных клапанов будут обеспечиваться рабочие параметры, приведенные в таблице 14.1.

Таблица 14.1. Последовательность переключения соленоидных клапанов при изменении тепловой нагрузки.

Техническое обслуживание о монтаж

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.

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 14.13). Когда компрессор расположен над испарителем, рекомендуется производить подсоединение линии всасывания, как это показано на рисунке 14.14. 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.

Установки с несколькими испарителями

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 14.15. В этом случае не допускается воздействие одного контура на другой и обеспечивается хороший режим функционирования и регулировки каждого ТРВ.

Подсоединение устройства внешнего выравнивания давления

Клапаны с внешним выравниванием давления могут функционировать только при обеспечении такого подсоединения. Штуцер соединения устройства для выравнивания давления (эквалайзера) должен располагаться на трубе всасывания через несколько сантиметров после термобаллона, как уже было показано на рисунке 14.12.

Регулировка клапана

Каждый терморегулирующий вентиль перед поставкой калибруется на заводе-изготовителе. Эта калибровка является правильной и в большинстве случаев не требует переналадки. Однако при наличии особых условий или при определенных типах применения клапана возможно изменение его калибровки для того, чтобы обеспечить желаемые показатели перегрева.

Во многих видах ТРВ отсутствует возможность регулировки: они калибруются на заводе-изготовителе, и показатель их перегрева не может быть изменен. Часто нерегулируемые клапаны являются модификациями обычных с фиксированным давлением пружины. Имеются приспособления, позволяющие регулировать и такие виды клапанов, но такая необходимость возникает редко.

Если надо понизить величину перегрева, следует вращать стержень регулировки клапана против часовой стрелки, для увеличения — по часовой стрелке. При изменении калибровки клапана для предотвращения ошибок калибровки не рекомендуется делать более одного оборота стержня регулировки за один раз и подождать по крайней мере тридцать минут, прежде чем производить новую коррекцию.

Общим правилом является то, что величина перегрева зависит от разницы температур между испарителем и охлаждаемым веществом. При очень больших значениях разницы этих температур, как в случае установок для кондиционирования воздуха, перегрев может достигать 10°С без излишнего снижения производительности испарителя. Для низкотемпературных холодильных установок, где разница между температурой испарения и температурой охлаждаемого вещества незначительна, показатель перегрева может уменьшаться до 5°С для того, чтобы максимально использовать площадь поверхности испарителя.

Определение величины перегрева

Определить величину перегрева возможно, выполнив перечисленные ниже операции. Разница между температурой на входе в испаритель и температурой на выходе из испарителя не позволяет получить точное значение перегрева, поэтому этот метод не рекомендуется использовать, так как падение давления в испарителе приводит к погрешностям в определении величины перегрева.

1. Измерить температуру всасывания в месте установки термобаллона.
2. Измерить манометром давление у всасывающего вентиля компрессора.
3. По значению давления, полученному выше, определяют температуру насыщения, используя таблицу соотношения между температурой и давлением хладагента (в большинстве случаев потерями давления в трубопроводе всасывания можно пренебречь ввиду их малости).
4. Вычесть значение температуры в пункте 3 из значения температуры в пункте 1. Полученная разница является температурой перегрева.