Принцип работы трв холодильной установки

В зависимости от показателя давления в испарительной системе, используются две основные модификации ТРВ:

— с внутренним выравниваем давления;

— с внешним выравниванием давления.

Заполнение испарителя ТРВ с внутренним выравниванием. Для регулирова­ния заполнения испарителей в малых холодильных маши­нах чаще всего применяют терморегулирующие вентили. ТРВ поддерживает заданный перегрев паров хо­лодильного агента, выходящего из испарителя. При уве­личении перегрева, что говорит о недостаточном заполне­нии испарителя, клапан ТРВ автоматически открывается, увеличивая подачу жидкого холодильного агента на испаритель.

Схема регулирования заполнения испарителя по перегреву, с помощью ТРВ с внутренним (а) и внешним віравниванием (б) приведена на рис. 4.

Обозначения в схеме:

Схема а) — с внутренним выравниванием: 1 — регулировочный винт, 2 — регулировочная гайка, 3 — регулировочная пружина, 4 — иглодержатель, 5 — регулирующая игла, 6 — толкатели, 7 -мембрана, 8 — капиллярная трубка, Г — термобаллон.

Схема б) — с внешним выравниванием: 1 — регулировочный винт, 2 — регулировочная гайка, 3 — регулировочная пружина, 4 — иглодержатель, 5 — регулирующая игла, 6 — толкатели, 7 — мембрана, 8 — капиллярная трубка. 9 — уравнительная трубка, 10 — перегородка, 11 — сужающее устройство, Г — термобаллон.

Рассмотрим под­робнее, как изменение перегрева связано с перемещением клапана ТРВ (рис. 4,а). Жидкий холодильный агент (например, фреоп-12) из ресивера поступает в ТРВ. При проходе через кольцевое сечение между седлом и клапа­ном 5 фреон дросселируется и его давление Р_к резко падает до давления Р₀, которое поддерживается компрессором в

испарителе. При дросселиро­вании часть жидкого фреона превращается в пар. При движении парожидкостной смеси по трубкам испарителя количество пара увеличивается, и в какой-то точке б вся жидкость превратится в пар. На участке б-в пар перегре­вается. Пренебрегая сопротивлением в испарителе, мож­но считать, что давление пара на выходе из испарителя такое же, как и на входе (например, 1,80-158 Па). Тогда температура кипения (на участке а-б) также по­стоянная (-15° С). На выходе из испарителя (точка в) на трубе укреплен термобалон Г заполненный жидким фреоном-12. При повышении температуры давление на­сыщенного пара в нем растет и по капиллярной трубке 8 передастся на мембрану 7. При температуре пара на вы­ходе из испарителя -10 °С абсолютное давление о термобаллоне равно Р_тб = 2,23-105 Па. Таким образом, перегреву пара в 5°С (от —15 до —10°С) соответствует разность давления .

Под действием этой разности давлений, мем­брана 7 прогибается вниз и через толкатели 6 нажимает па иглодержатель 4, открывая клапан до тех пор, пока усилие сжатой пружины 3 не уравновесит силу давления па мембрану. Заданное начальное значение перегрева, обеспечива­ющее требуемое открытие клапана, устанавливается со­ответствующим натяжением пружины 3. При повороте винта 1 гайка 2 перемещается вверх по прорезям в кор­пусе, сжимает пружину 3 и перегрев паров холодильного агента увеличивается.

Заполнение испарителя ТРВ с внешним выравниванием. При большом гидрав­лическом сопротивлении испарителя давление паров хо­лодильного агента на выходе ниже, чем на входе. Темпе­ратура кипения и температура перегретого пара на вы­ходе также ниже, чем на входе. Давление в термобаллоне снижается. Следовательно, тот же перегрев вызывает теперь меньшую разность давлений и клапан прикрывает­ся. Обеспечить требуемое открытие клапана в этом слу­чае можно только при увеличенном перегреве, т. е. при неполностью заполненном испарителе. Поэтому, когда гидравлическое сопротивление испарителя превышает 0,02 МПа, применяют ТРВ с внешней уравнительной трубкой (рис. 4,6). Благодаря диафрагме 10 на мембра­ну снизу давит холодильный агент не со стороны входа (Р_А), а со стороны выхода холодильного агента из испа­рителя по уравнительной трубке 9. Поскольку давление пара холодильного агента на выходе из испарителя более низкое, чем па входе, разность давлений на мембрану при том же значении перегрева будет больше, чем в ТРВ на рис. 4,а. Диафрагма позволяет также на выходе из ТРВ установить дополнительное постоянное дроссельное устройство.

Поясненне. Это некоторое усложнение конструкции дает следующие преимущества:

— после клапана можно поддерживать повышенное дав­ление (Р₀), что позволяет разгрузить его и увеличить площадь проходного сечения;

— поскольку перепад давлений на клапане уменьшается, то после клапана поддерживается повышенное давление (и темпера­тура) холодильного агента, что уменьшает охлаждение всего прибора и предотвращает возможную конденсацию пара над мембраной.

Конструктивно ТРВ с внутренним віравниванием, типа 12ТРВ-16, (без уравнительной трубки) изображен на рис. 5. Мембрана 8 находится под воздействием двух давлений: сверху на нее действует давление в термосистеме, состоящей из термобалона 16, соединительного капилляра 15 и коробки 14, а снизу — давление кипения, подводимое через штуцер 13 (внешний отбор давления кипения). Усилие от мембраны через упор 7 передается штоку 10 и далее клапану 6. Снизу, через стакан 12 к клапану прикладывается сила, развиваемая пружиной 4. Начальный натяг пружины создается гайкой 2 при вращении винта 3 задатчика.

При изменении воспринимаемого ТРВ перегрева клапан 6 перемещается вверх или вниз, в результате чего изменяется поток хладагента, проходящего через сопло 11. Сальник 9, уплотняющий шток, предотвращает попадание хладагента из выходного отверстия в полость под мембраной. Детали ТРВ смонтированы в корпусе 5. Головка винта задатчика закрыта крышкой 1.

Конструкция ТРВ мембранного типа с линией внешнего выравнивания (с внешним отбором), типа ТРВА-10М приведена на рис. 6.

Тип вентиля — проходной. Конструктивно вентиль выполнен с одним центральным штоком. Давление конденсации в этом вентиле действует на клапан, закрывая его. Вентиль состоит из термочувствительной системы: 1 — термобаллон, 2 — капилляр, 3 — мембрана, 4 — головка вентиля; корпуса; механизма клапана; механизма настройки перегрева начала открытия клапана и элементов для присоединения трубопровода. В корпус ввертываются термочувствительная система, штуцер линии внешнего уравнивания и дополнительное дроссельное сечение (дюза) 9 для разгрузки основного клапана (уменьшая перепад давлений на него) и ограничение производительности.

Деформация мембраны термочувствительной системы через жесткий центр 5 передается штоку 6, на котором жестко укреплен конусный клапан 12. При перемещении клапан открывает или закрывает проход в седле 10, которое запрессовано в корпус вентиля.

Шток снабжен сальником 7, который отделяет полость под мембраной (полость линии внешнего уравнивания) от полости, расположенной над клапаном.

Механизм настройки перегрева начала открытия клапана состоит из стакана 11, 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 стрелке (если смотреть на головку винта) втулка 17 перемещается вниз, уменьшая натяжение пружины 13, при этом перегрев начала открытия клапана уменьшается. При вращении винту 15 против часовой стрелки втулка 17 перемещается вверх и сжимает пружину, увеличивая перегрев начала открытия клапана. Присоединение трубопровода (вход, выход) осуществляется с помощью стальных фланцев 8, которые стягиваются двумя шпильками 25 и гайками 26. Во входном патрубке ТРВ встроен фильтр 27.

Терморегулирующим вентилям присваиваются индексы, содержащие обозначения (например, для 13ТРВ-1Н):

— сокращенное буквенное обозначение наименование прибора — ТРВ;

— условное обозначение холодильного агента, для которого предназначен вентиль, указывается вначале соответствующей цифрой: для фреона-12 — 12ТРВ, для фреона-13 — 13ТРВ, для фреона-22 — 22ТРВ; для аммиака — ТРВА и т.д.;

— число, указывающее на номинальную холодопроизводительность (тыс. ккал/ч), условно принятую при определенном номинальном режиме, указано после обозначения ТРВ, например, для фреона -22 запись будет иметь вид 22ТРВ-1,6В;

— буквы В и Н в конце индекса (после номинальной производительности) означают для верхней или нижней ступени.

Пояснение. Номинальная производительность Q_ном составляет 70 … 80 % Q_макс , которая соответствует полному открытию клапана.

ТРВ Danfoss

Все холодильные установки комплектуются терморегулирующими вентилями (ТРВ), с помощью которых корректируется количество хладагента, подающегося в испарители холодильного оборудования. Терморегулирующий вентиль danfoss – одно из лучших устройств нашего времени, которое производится известным одноименным датским концерном.

Меню:

Принцип работы и задача, которую выполняет терморегулирующий вентиль состоит в том, чтобы обеспечить испаритель необходимым количеством хладагента объемом, определяющимся тепловой нагрузкой на агрегат в данное время. Например, терморегулирующий вентиль кондиционера поддерживает выходные перегретые пары в определенных пределах.

Соответственно функционального назначения, трв danfoss разделяют на такие виды:

Терморегулирующие электроприводные клапаны ETS

Функциональное предназначение: подача охлаждающей жидкости в испарители холодильного оборудования и кондиционеров. Благодаря полной сбалансированности клапана и корпуса, охладительная жидкость протекает в обоих направлениях. Клапан закрывается очень плотно.

Преимущества:

• функционирует, независимо от направления движения рабочей среды в агрегате, что обеспечивается уравновешивающим устройством.
• различные модели приводов делают возможным полной перекладки клапана через 2625 – 3810 шагов на протяжении 8,4-12,7 сек.
• при наличии привода постоянного тока, перекладка клапана осуществляется со скоростью 150 шагов за 1 сек.

Терморегулирующие электроприводные клапаны AKV

С их помощью хладагент впрыскивается в испарители. Регулировка осуществляется широтно-импульсным методом. Это значит, что широта импульсов, которые посылает контроллер агрегата, определяет степень открывания вентиля.

Преимущества:

• благодаря разборной конструкции, может меняться клапанный узел (дюза) для трв danfoss AKV;
• во время работы клапану не нужна подстройка;
• устройства – универсальное по конструкции, поскольку является соленоидным и терморегулирующим вентилем одновременно.

Терморегулирующий вентиль Т2 и ТЕ2

Для наполнения «сухих» (незатопленных) испарителей, рассчитанных на небольшую мощность, пользуются терморегулирующими вентилями T2 и TE2. Номинальная холодопроизводительность таких агрегатов составляет порядка от 380 Вт до 9 100 Вт при R404A/R507. Применяются в обычных холодильных установках, тепловых насосах, воздухоохладителях, чиллерах, транспортных рефрижераторах, льдогенераторах.

Они отличаются:

• большим эксплуатационным температурным диапазоном;
• наличием сменного клапанного узла;
• легкостью задания необходимой производительности;
• простотой складирования.

Рассчитан для работы при давлениях до 28 атм при температурах от -40 град до +10 град.

Терморегулирующий вентиль РНТ

Контролирует процесс поступления жидких хладагентов в испарители агрегатов. С его помощью происходит наполнение «сухих» испарителей, в которых тепловая нагрузка на них прямо пропорциональна перегреву хладагентов. Прибор работает в тепловом диапазоне -40 – + 50⁰С при допустимом рабочем давлении 28 бар (для PHT 85 и PHT 125), и 20 бар (для PHT 300).

ТРВ TU/TC

Качество работы клапанов TU/TC зависит от:

• давления, создающимся наполнителем термобаллона;
• давления, во время кипения хладагента;
• степени напряжения пружины.

Поэтому, регулировка таких терморегулирующих вентилей сводится к тому, чтобы постоянно поддерживать равновесие между уровнем давления в баллоне, которое образуется по одну сторону от мембраны, и величиной суммарного давления между напряжением пружины и кипением, действующих с другой стороны.

Применяются такие установки в обычном холодильном оборудовании, тепловых насосах, кондиционерах, кулерах и пр.

Они отличаются:

• легкостью и прочностью;
• наличием биметаллических штуцеров, что способствует удобной и безопасной пайке;
• использованием капиллярных трубок из нержавейки, что способствует длительному сроку эксплуатации.

Настройка перегрева данного вида трв danfoss может осуществляться регулировочным винтом.

Терморегулирующий вентиль (трв) TGE

Данная серия характерна наличием незаменяемых клапанных узлов. Такие клапаны разработали в коммерческих целях: их используют в высокопроизводительных системах кондиционирования.

Устройства способны пропускать жидкий хладагент в испарители «сухого» типа, в которых тепловая нагрузка на испарителе прямо пропорционально зависит от перегрева хладагентов.

К плюсам агрегата можно отнести:

• функционирование в условиях повышенной влажности, что очень важно при комплектации тепловых насосов;
• сбалансированность клапанного узла в любом направлении потока рабочей среды (вентили серии TGE 20 и TGE 40);
• быстроту и легкость монтажа;
• наличие минимального риска возможных утечек, поскольку все сварные швы – лазерные.

Терморегулирующий вентиль danfoss tgel-35 относится к прямоточным герметичным изделиям модификации TGE, имеющие встроенный клапанный узел (хладагент R410) со статическим перегревом 4К. Оптимально функционирует при температурах от -40 град. до +10 град. и давлениях, не превышающих 46 атмосфер.

ТРВ TE5 – TE55

С помощью агрегатов регулируется подача хладагента в среднее по мощности холодильное оборудование. Вентили предназначены для наполнения хладагентом «сухих» (незатопленных) испарителей, о расходе которого можно судить по степени перегрева во время выхода из испарителя.

Благодаря наличию сменного клапанного узла, обеспечивается:

• простота монтажа;
• оптимальный вариант обеспечения поддержки конкретной производительности;
• наличие каналов, уравновешивающих давление.

Может эксплуатироваться в температурном диапазоне от -60⁰С до +11⁰С!

Замена ТРВ

Если холодильное оборудование функционирует с перебоями, то сначала необходимо выяснить причину возможной поломки.

Например, когда отсутствует поступление горячего или холодного воздуха с кондиционера, то одной из причин его плохой работы может быть засорение воздушного фильтра.

Для возобновления нормальной работы, следует почистить фильтр, а также другие аксессуары и не допускать, насколько это возможно, попадание в них грязи и пыли.

Если трв например не может выровнять давление в контурах, то лучше всего провести его замену. Кстати, такой технологический процесс устранения неисправности как замена трв – простая процедура, которую можно осуществить самому.

Кроме этого, предлагаем перечень наиболее распространенных поломок холодильного оборудования, когда необходима замена устройства:

• слишком мала производительность;
• наличие пульсации давления, что выражается большой производительностью;
• на всасывании образуется очень высокое давление;
• перетекает жидкий хладагент из термобаллона или наличие его утечки;
• компрессор постоянно переполняется жидкостью, что вызвано слишком большой пропускной способностью вентиля;
• агрегат постоянно закрыт;
• клапан не реагирует на любые способа воздействия;
• наблюдение постоянных колебаний температурных показателей, давления в системе.

Вентиль ТРВ 2

Терморегулирующий вентиль трв tn 2 r 134 – достаточно точный агрегат, с помощью которого регулируется подача хладагентов, в зависимости от интенсивности их кипения в испарителях. Регулировка потока осуществляется наличием конкретных температурных показателей и давления хладагента парообразного типа при выходе с испарителя.

Терморегулирующие клапаны моделей трв 2 типа tes 2 с внешним выравниванием обычно изготавливаются из латуни и рассчитаны на функционирование в системах с оптимальным давлением 34 бар. Они легко выдерживают внешнее воздействие и отличаются длительным сроком службы.

Соленоидный

Соленоидный вентиль danfoss достаточно популярный среди аналогичных устройств. Без соленоидных клапанов нельзя представить полноценное функционирование холодильных установок, кондиционеров, газоснабжающих и отопительных систем.

Главными составляющими соленоидного трв danfoss являются катушка и сердечник (поршневой или дисковый), которые размещаются в пластиковом или металлическом корпусе. С помощью сердечника трв danfoss осуществляется регулировка потока рабочих сред или перекрытие прохода рабочих веществ.

При настройке трв соленоидного типа нужно учитывать направление потоков хладагентов, которое указанное стрелками на корпусах, иначе – агрегат функционировать не будет.

Если необходимо установить клапан перед терморегулирующим вентилем, то они должны находиться очень близко друг от друга. Такое размещение исключает возможность возникновения гидравлических ударов во время возможных открытий.

Существует два вида регулировки агрегатами: электронное управление трв danfoss и механическое.

Второй вид можно разделить на 2 модификации:

• приборы, в которых можно менять клапанные узлы;
• устройства с незаменяемыми клапанными узлами.

К изделиям, конструкция которых предвидит наличие заменяемых клапанных узлов, относят устройства расширительного типа, оснащенные автоматикой, предназначенной для регулирования подачи хладагента с наличием хлора и фтора.

Терморегулирующий вентиль danfoss r410a относится к угловым устройствам, как с внешним выравниванием, так и без внешнего уравнителя которые можно купить в комплекте с дюзой (аналог клапанного узла). Правильный подбор дюзы для трв danfoss определяет дальнейшее функционирование целого агрегата.

Для терморегулирующего вентиля (трв) danfoss 068u4261 характерно наличие стандартной заводской настройки статического перегрева 5 K.

Номинальная мощность при функционировании трв danfoss tcbe 068u4504 возможна при температурах:

• испарение – te = + 5 °C;
• конденсация – tc = + 32 °C;
• жидкости хладагентов – tl = + 28 °C, при максимальном рабочем давлении до 45,5 бар.

Терморегулирующий вентиль danfoss tex 5 067b3250 осуществляет регулировку расхода хладагента с наличием фтора в испарителях охлаждающих конструкций.

Трв danfoss tes 5:

• характеризуется обширным выбором моделей;
• отличается большой амплитудой производительности;
• оснащён капиллярной трубкой, сменными нержавеющими элементами питания, клапанными узлами и термобаллонами;
• используется в холодильном оборудовании с давлением до 28 атм.

Большой популярностью пользуются трв danfoss tes2 и трв tex2 danfoss, которые рассчитаны на работу в температурном диапазоне от -40⁰С до +10⁰С. Среди механических аналогов углового типа TES2 пользуется спросом терморегулирующий вентиль danfoss r404a tes 2 2-40 c +10 c без мор с внешним выравниванием.

Обладает входным соединением на 3/8 ” под отбортовку. Рассчитан на эффективное функционирование при давлениях до 34 атмосфер.

Терморегулирующий вентиль danfoss tdez 8 068h5169 обычно оснащен капиллярной трубкой 150 см с входным штуцером 3/8 дюйма, рассчитан на функционирование в температурных условиях от +10⁰С до -25⁰С.

Шаровый

Шаровые вентили danfoss врезаются в системы способом пайки или с помощью резьбового соединения.

Работа ТРВ — терморегулирующего вентиля (дроссельного устройства) – создать необходимую температуру кипения в испарителе . Вентиль ставится на промышленное холодильное оборудование . В бытовых кондиционерах используется капиллярная трубка. Все бытовые кондиционеры имеют одинаковую температуру кипения фреона: 7,2 °С, поэтому трубки одинаковые.

Основной принцип ТРВ – поддержание необходимого давления на испарителе, через пропускную способность жидкого хладагента и регулирование расхода жидкого хладагента, в зависимости от температуры.
ТРВ ставится до испарителя по ходу движения хладагента. Фреон после ТРВ дросселируется (расширяется) в результате чего происходит резкое понижение давления и температуры холодильного агента. Хладагент закипает и по мере кипения отбирает тепло у воздуха в камере. В самом корпусе ТРВ есть отверстие, в которое вставляется так называемая дюза (форсунка или сопло). Основная функция дюза поддерживать то количество хладагента, подаваемого в испаритель, которое нам необходимо.

Конструкция ТРВ

Механический терморегулирующий вентиль

Мембрана соединяется капиллярной трубкой с термобаллоном. Капиллярная трубка намотана витками для экономии пространства, трубка должна быть длинной для того, чтобы выполнять свою функцию. Она понижает давление фреона перед испарителем и дозирует фреон. Т.к. чем ниже давление фреона тем меньше нужна температура для его закипания. Чем длиннее и тоньше капиллярная трубка, тем сильнее падает давление и понижается температура парожидкостной смеси.

Термобаллон имеет гораздо больший диаметр относительно капиллярной трубки, он располагается на выходе фреона из испарителя, в том месте, где фреон уже должен выкипеть. Термобаллон заправлен тем же фреоном, которым заправлена система.

Возьмем по умолчанию температуру фреона на выходе 0 °С, соответственно фреон, который находится в термобаллоне также держится на отметке 0 °С. Мембрана находится в среднем положении и не давит на дюзу, соответственно поток хладагента один и тот же. Если температура на выходе понижается, возьмем -2 °С, объем газа в термобаллоне уменьшается за счет охлаждения и давление на мембрану становится меньше. В ТРВ есть пружина, которая противодействует мембране, когда мембрана становится слабее, пружина подталкивает дюзу и закрывает проходное сечение ТРВ.

Проще говоря, за счёт собственной температуры ТРВ уменьшает или увеличивает проход хладагента. Дюза прижимается, поток уменьшается, температура в термобаллоне нормализуется и ТРВ работает в том же режиме, нагрузка увеличивается и ТРВ открывается.

В сложных системах холодоснабжения есть многорядные испарители, в них производительность испарителей периодически меняется и подобные ТРВ в этом случае не справляются. Существуют ТРВ с внешним уравниванием, у них тот же принцип работы, но есть уравнивающая линия. Корпус ТРВ ставится выше, в термобаллоне есть врезка в медную трубу после испарителя, часть газа после того как фреон выкипел, попадает в ТРВ и ТРВ в этом случае работает точнее при перепадах производительности испарителя.

Если вместо мембраны поставить электродвигатель, то он по команде извне будет открывать и закрывать дюзу. К электронным ТРВ уже необходимы датчики и контроллер для управления. Контроллер ставится, как правило, в шкафу управления . Основные сложности – в настройке электронных ТРВ.