Терморегулирующий вентиль (ТРВ), регулирует подачу хладагента в испаритель таким образом, чтобы поддерживать заданное давление испарения и перегрев в испарителе при изменении условий работы климатической системы (Рис.2).
Рис. 2
В зависимости от показателя давления используются две основные модификации.
|
Внутреннее выравнивание давления. На мембрану клапана (Рис.3) с одной стороны действует давление, передаваемое с датчика р1, а с противоположной — сумма давлений испарителя р0 и пружины р3. Если нагрузка понижается, датчик клапана уменьшает размер проходного сечения вентиля, а следовательно, и подачу хладагента в испаритель. Если тепловая нагрузка в испарителе возрастает, то размер проходного сечения соответственно увеличивается. Клапаны с внутренним выравниванием давления применяются в основном в установках малой мощности; |
|
| Рис. 3 | |
|
Внешнее выравнивание давления. В климатических системах средней и большой мощности применяют ТРВ с внешним уравниванием (Рис. 4), в котором давление замеряется не за клапаном, а на выходе из испарителя с помощью дополнительной линии (капиллярной трубки). Благодаря такому подключению, ТРВ обеспечивает стабильное поддержание давления испарения и перегрева при переменном гидравлическом сопротивлении в испарителе. |
|
| Рис. 4 |
Перегрев газа на выходе
|
| Рис. 5 |
Терморегулирующий вентиль обеспечивает определенный перегрев газа на выходе из испарителя, необходимый для полного испарения возможно имеющихся капель жидкости. На рисунке 5 показана часть испарителя при нормальных условиях работы. Смесь жидкость-пар, поступающая в испаритель в точке А, должна полностью испариться до точки Е.
Производительность
Производительность терморегулирующего вентиля характеризуется следующими параметрами:
-
массовая производительность – масса жидкого холодильного агента, способного проходить через клапан в единицу времени;
Рис. 6 - холодильный эффект – количество тепла, которое может аккумулировать хладагент из испарителя.
На производительность ТРВ оказывают влияние следующие факторы:
Падение давления на клапане. Увеличение падения давления при прохождении через клапан повышает его производительность до определенного предела, после которого при любом повышении перепада давлений начинается снижение производительности (Рис.6). Предельное значение перепада давлений, после превышения, которого производительность клапана начинает снижаться, зависит от типа хладагента.
Состояние холодильного агента. Наличие пара на входе в клапан приводит к уменьшению его производительности.
Переохлаждение. При переохлаждении уменьшается объем жидкости, испаряющейся при прохождении через клапан, приводя к увеличению его проходимости и увеличение холодильного эффекта.
|
| Рис. 7 |
Перегрев. На рисунке 7 показана кривая, соответствующая изменению производительности клапана при изменении параметра перегрева. Реальный перегрев установки. Является суммой статического перегрева и перегрева открытия клапана
Статический перегрев – величине перегрева, необходимого для компенсации давления пружины таким образом, что при дальнейшем повышении температуры клапан открывается.
Перегрев открытия клапана – это значение показателя перегрева, при котором происходит смещение иглы клапана со своего ложа с открытием прохода для жидкости.
Значение перегрева установки зависит от разницы значений температуры испарения и температуры охлаждаемой среды. 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
|
|
| Рис. 8 | Рис. 9 |
ТРВ следует подбирать таким образом, чтобы при максимальных нагрузках он оставался как можно более открытым. Ниже приводится перечень мер предосторожности, при соблюдении которых обеспечивается нормальное функционирование клапана даже при снижении нагрузки до 65%.
Производительность распределителя. При использовании распределителя рекомендуется подбирать его таким образом, чтобы производительность точно соответствовала производительности установки при полной нагрузке.
Калибровка перегрева. Калибровка величины перегрева должна обеспечивать максимально большое допустимое при максимальной нагрузке значение перегрева. В установке, где частичное снижение показателя нагрузки превышает 65% ее мощности, должны применяться другие меры, перечисленные ниже:
-
Два или более испарителей с одинаковыми параметрами. На каждый испаритель приходится половина общей нагрузки (Рис.8) 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. -
Единичный испаритель. Каждый контур испарителя имеет подвод двух трубок распределения, каждая из которых, в свою очередь, проходит через свой распределитель (Рис.9) . Соленоидные клапаны управляются устройством регулировки частичной загрузки компрессора.
Техническое обслуживание и монтаж
- Терморегулирующий вентиль должен устанавливаться как можно ближе к входу в испаритель.
- Распределитель, рекомендуется монтировать непосредственно на выходе ТРВ. Рекомендуется устанавливать чувствительный элемент на горизонтальном участке трубы всасывания.
- Следует размешать термобаллон в точке окружности трубы, соответствующей значениям 16 и 20 ч на часовом циферблате (Рис.10).
Рис. 10
- Если 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 11.
Рис. 11
- Штуцер соединения устройства для выравнивания давления (эквалайзера) должен располагаться на трубе всасывания через несколько сантиметров после термобаллона.
- Каждый терморегулирующий вентиль перед поставкой калибруется на заводе-изготовителе и в большинстве случаев не требует переналадки. 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. Новую коррекцию можно производить не ранее, чем через тридцать минут.
-
Определение величины перегрева. Определить величину перегрева возможно, выполнив перечисленные ниже операции. - Измерить температуру всасывания в месте установки термобаллона.
- Измерить манометром давление у всасывающего вентиля компрессора.
- По значению давления, полученному выше, определяют температуру насыщения, используя таблицу соотношения между температурой и давлением хладагента
- Вычесть значение температуры в пункте 3 из значения температуры в пункте 1. Полученная разница является температурой перегрева
Основная литература:
Антонио Бриганти. Руководство по техническому обслуживанию холодильных установок и установок для кондиционирования воздуха М.,Евроклимат, 2004 стр.187-197
Дополнительная литература
- КОНДИЦИОНЕРЫ. Принцип работы, монтаж и установка, эксплуатация и ремонт кондиционеров воздуха: General Electric, Samsung, Rolsen, Daikin, Sanyo, LG. /Коляда В./ Серия “РЕМОНТ”, выпуск №65. Солон-Р, 2002 стр 32-33
- ТРВ в материалах выставки «Мир климата 2010» http://www.climatexpo.ru/main/topics/article/coolavto/
Контрольные вопросы:
- Для чего предназначен регулятор потока?
- В чем заключается преимущество ТРВ по сравнению с автоматическим клапаном расширения?
- Как устроен и работает терморегулирующий вентиль с внутренним выравниванием давления?
- Как устроен и работает терморегулирующий вентиль с внешним выравниванием давления?
- Какие факторы влияют на производительность ТРВ?
- Что такое перегрев открытия клапана?
- Каким образом можно определить величину перегрева?
- Каким образом обеспечивается нормальное функционирование клапана даже при снижении нагрузки до 65%?