для чего нужен трв в холодильных установках

Подбор терморегулирующего вентиля для кондиционеров

Терморегулирующий вентиль (ТРВ) – один из элементов, без которого работа холодильного контура невозможна. Другими словами, без ТРВ не сможет функционировать ни одна холодильная машина. Вместо ТРВ в холодильный контур может быть также установлено другое устройство с подобными функциональными свойствами. Это может быть более простая и дешевая капиллярная трубка, или более дорогой и сложный электронный терморегулирующий вентиль (ЭТРВ). Все эти приборы носят одно общее название – дросселирующие устройства. Установка в холодильный контур одного или другого дросселирующего устройства регламентируется только производителем, исходя из особенностей того или иного вида кондиционера.

Где устанавливается ТРВ

Место установки ТРВ в холодильном контуре имеет вполне определенное место. Он должен устанавливаться поближе к испарителю, а расширительный баллончик – на выходном горизонтальном участке фреонового трубопровода испарителя. Прикрепляется он очень плотно, в идеальном варианте между баллончиком и трубопроводом должна быть проложена теплопроводящая паста, а место установки – теплоизолировано.

В исключительных случаях в бытовых или полупромышленных кондиционерах дросселирующее устройство устанавливается во внешнем блоке. Это достаточно далеко от испарителя, но это исключение из правил.

На фото: Место установки ТРВ в холодильном контуре

ТРВ может регулировать проходное сечение дросселирующего отверстия. В нижней его части имеется регулировочный винт. После сборки, на фабрике ТРВ настраивают на перегрев 4°C. Если необходимо увеличить или уменьшить перегрев, то регулировочный винт следует повернуть по часовой или против часовой стрелки. Один полный оборот винта соответствует перегреву в 0.5, 2 или 4 °C, в зависимости от производителя и модели ТРВ.

Как правильно подобрать ТРВ

Независимо от оборудования, на котором устанавливается ТРВ, вентиль должен соответствовать типу заправленного холодильного агента. Если мы говорим о кондиционировании, то 99% подобного оборудования работает на R410А. В некоторых случаях в кондиционерах применяются R134А, R32 или R407C. Все эти холодильные агенты озонобезопасны. В настоящее время имеются кондиционеры, работающие на старом хладагенте R22. На поверхности ТРВ обязательно указывается тип холодильного агента, для которого предназначен данный терморегулирующий вентиль. В исключительных случаях на корпусе ТРВ может быть указано два типа холодильных агентов. Категорически запрещается устанавливать ТРВ на кондиционер, если марка холодильного агента на корпусе ТРВ не соответствует заправленному в кондиционер.

На фото: Принцип работы терморегулирующего вентиля (ТРВ)

Второй показатель, на который необходимо обратить внимание, выбирая ТРВ, — это производительность. Так как терморегулирующий вентиль устанавливается перед испарителем, то он должен быть согласован с его производительностью. Принимая во внимание справочные данные различных ТРВ, можно сказать, что у каждого из них есть фиксированный показатель производительности, которой должен соответствовать характеристиками испарителя. Конечно, точно подобрать вентиль просто невозможно, но после расчета допускается, чтобы его производительность была меньше аналогичного показателя у испарителя. В противном случае в испаритель будет поступать больше холодильного агента, что в дальнейшем неизбежно приведет к выходу из строя самого кондиционера.

Мы рассмотрели два основных параметра, по которым подбирается ТРВ. Однако существуют и другие характеристики, которыми обладают терморегулирующие вентили. Так, например, ТРВ могут быть с внешним и внутренним уравниванием, с постоянным дросселирующем отверстием или сменным отверстием, меняющейся вставкой с отверстием, а также однопоточные и реверсивные. Эти параметры терморегулирующего вентиля выбираются самим производителем.

Формулы для расчета характеристик ТРВ

Терморегулирующий вентиль кондиционера или любой другой холодильной установки может быть рассчитан более точно с применением академических формул.

Для расчета номинальной холодопроизводительности ТРВ может быть использована следующая зависимость:

где Q_о — холодопроизводительность системы, Вт;

К_ΔР — поправочный коэффициент, учитывающий потери давления;

К₁ — поправочный коэффициент, учитывающий разность значений температуры кипения.

Пример значений коэффициентов К_ΔР и К₁ для К410А приведены ниже в таблицах.

Если переохлаждение превышает 15 о С, необходима соответствующая корректировка типоразмеров составных элементов системы. На практике для компенсации эффекта переохлаждения к уже известным поправочным коэффициентам К₁ и К_ΔР добавляют еще один коэффициент, К₂.

В этом случае расчет номинальной холодопроизводительности ТРВ может быть произведен по формуле

где Q_о — холодопроизводительность системы, Вт;

К_ΔР — поправочный коэффициент, учитывающий потери давления;

К₂ — поправочный коэффициент, учитывающий переохлаждение свыше 15 о С.

Если испаритель расположен выше уровня жидкостного ресивера, то из этой разницы вычитают гидростатическое давление высоты столба соответствующей жидкости.

В этом случае для расчета ТРВ требуется знать действительный перепад давления. Для его расчета может быть использована следующая зависимость:

где Р_к — давление конденсации, определяемое по температуре конденсации, мПа;

Р_о — давление кипения, определяемое по температуре кипения, мПа;

ΔР₁ — падение давления на жидкостной линии (примерно равно 0,01 мПа);

ΔР₂ — общее падение давления на фильтре-осушителе, смотровом окне, ручном запорном вентиле и на участках изгиба (составляет приблизительно 0,02 мПа);

ΔР₃ — падение давления на вертикальном жидкостном трубопроводе, возникающее из-за разности высот при высоте 6 м (для определения данного значения необходимо воспользоваться дополнительными источниками);

ΔР₄ — падение давления в распределителе жидкости (примерно равно 0,05 мПа);

ΔР₅ — падение давления в трубах распределителя жидкости, (примерно равно 0,05 мПа).

Однако сегодня такими формулами для расчета мало кто пользуется, поскольку это занимает много времени и не исключает больших погрешностей, так как техника быстро развивается и претерпевает со временем значительные изменения. Наиболее точный расчет и подбор ТРВ возможен только при помощи специализированных программ подбора холодильной автоматики. Каждый производитель имеет такую программу, и она позволяет выбрать любой тип ТРВ под рассчитанные параметры кондиционера, такие как температура кипения, перегрев, температура конденсации, переохлаждение, температура нагнетания и т.д. Использование программ подбора полностью исключает ошибки при подборе ТРВ, если специалист строго следует рекомендациям производителя.

Источник

Характеристики, принцип работы и монтаж терморегулирующего вентиля

В системах отопления и кондиционирования, работающих в переменных условиях окружающей среды, совершенно необходима регулировка мощности действующей установки. Это позволяет поддерживать требуемую температуру и экономить расход энергии при ее работе. В автоматическом режиме с этой задачей справляется терморегулирующий вентиль. Он контролирует поток рабочей среды, реагируя на внешние изменения температуры.

Внешний вид терморегулирующего устройства в системе охлаждения

Конструкция и принцип работы

В холодильных установках и кондиционерах используется замкнутый контур, по которому циркулирует хладагент, меняя свое агрегатное состояние в испарителе. В системах отопления нагрев осуществляется при перекачке горячей жидкости к термоэлементам. Несмотря на разработку различных альтернативных способов охлаждения и нагрева, подобная схема работы является основной.

При небольшой мощности устройства не требуется постоянная подстройка под внешние изменения. В маломощных системах охлаждения роль регулятора выполняет дроссель из капиллярной трубки. Его работа не зависит от производительности испарителей и не способен менять уровень хладагента в контуре.

В отопительных контурах устанавливаются ручные регуляторы. В них изменение потока горячей жидкости осуществляется поворотом рукоятки, опускающей или поднимающей ограничительный шток.

Устройство ручного вентиля отопления

В системах, где требуется постоянная подстройка под изменяющиеся внешние условия, регулировка мощности охлаждения или нагрева осуществляется изменением величины потока рабочей среды.

Основным регулятором силы потока является ТРВ, что означает терморегулирующий вентиль. Это устройство прямого действия. Для его работы не требуется поступление внешней энергии. Вентиль реагирует на перегрев паров, выходящих из испарителя. А он, в свою очередь, зависит от нагрузки на охладительную систему.

Дополнительным преимуществом применения терморегулирующих вентилей является некритичность системы к точному количеству заполняющего хладагента.

Внутреннее устройство регулятора показано на рисунке.

Классический терморегулирующий вентиль для систем охлаждения

Основными элементами ТРВ являются:

Совокупность диафрагмы, термобаллона и капиллярной трубки называют термоэлементом. Именно он воспринимает окружающую температуру и осуществляет регулирование подачи хладагента.

Принцип работы вентиля заключается в движении мембраны под действием трех сил:

После достижения равновесия между этими тремя силовыми составляющими диафрагма устанавливает требуемую величину потока хладагента.

Давление термобаллона = уравнивающее давление + давление пружины на мембрану.

При изменении температуры и возрастании тепловой нагрузки в испарителе увеличивается нагрев термобаллона и давление заполняющей его жидкости. Через капиллярную трубку оно передается диафрагме, в результате чего происходит открывание вентиля и увеличение подачи хладагента в испаритель.

По схожему принципу устроен и термостатический клапан радиатора отопления.

Терморегулятор для отопительных систем

В нем роль термобаллона выполняет чувствительный элемент (поплавок), расположенной в полости, заполненной жидкостью или газом. При изменении температуры происходит уменьшение или увеличение объема среды. В результате поплавок меняет свое положение, сдвигая шток, который изменяет проходное сечение клапана.

Наиболее чувствительными считаются термоэлементы, заполненные газом. Они реагируют на температурные изменения быстрее, чем жидкостные. Но и стоят они дороже.

Характеристики и виды терморегулирующих вентилей

При выборе устройства необходимо обращать внимание на следующие параметры:

Терморегулирующие вентили для охлаждения и кондиционирования различаются по виду подачи уравнивающего давления из испарителя.

Внутреннее уравнивание

Передача давления под нижний край диафрагмы происходит через проточенные зазоры вокруг штока. Этот тип вентилей используется только для однозаходных испарителей, имеющих малое гидравлическое сопротивление.

Давление хладагента на мембрану осуществляется перед его подачей в испаритель.

Внешнее уравнивание

В более совершенной системе регулирования уравнивающее давление поступает в вентиль непосредственно с выхода испарителя. Для подвода этого давления в корпусе предусмотрена дополнительная входная трубка, обеспечивающая поступление хладагента от испарителя под мембрану термоэлемента. При этом поддиафрагменная полость изолируется отдельным уплотнением от выходного давления клапана.

Схема подвода давления к термоэлементу при внешнем уравнивании

Такие регуляторы применимы для работы при любых способах охлаждения и на разных типах хладагента. Но их нельзя использовать по схеме с внутренним уравниванием. Трубка под уравнивание обязательно должна соединяться с выходом испарителя. Заглушать ее нельзя.

Способы присоединения вентилей к трубам системы:

Терморегулирующие вентили систем отопления различаются по форме в зависимости от их расположения на трубе. Прямые или осевые врезаются в ровный участок трубопровода. Угловые варианты устанавливаются в местах изгиба трубы и меняют направления движения жидкости.

Угловой термостатический вентиль с воздухоотводчиком

Особенности монтажа

Установку терморегулирующих вентилей для отопления и кондиционирования следует рассматривать отдельно, поскольку требования и рекомендации в этих случаях отличаются.

Установка в систему кондиционирования

Общий вид включения терморегулирующего устройства в схему трубопровода для холодильных установок показан на рисунке.

Типовая схема установки ТРВ в систему охлаждения

При монтаже необходимо соблюдать следующие правила:

Если нет возможности установить термобаллон на горизонтальном участке трубопровода, то допускается его крепление на вертикальной трубе. Но направление хладагента должно быть сверху вниз, а баллон закреплен капиллярной трубкой вверх.

Установка терморегулирующего вентиля в отопительных магистралях

Основным элементом централизованной системы является тепловой радиатор или конвектор. Наиболее удобно регулировать величину потока горячей жидкости в каждом устройстве отдельно.

Схема подключения терморегулирующих вентилей в системе отопления

Для надежной регулировки теплопотока на каждый радиатор устанавливаются два устройства – на входе и выходе. В однотрубных системах, где движение рабочей среды по элементам последовательное, необходима установка байпасов. Это обводные трубки, обеспечивающие функционирование магистрали в случае перекрытия или засорения одного из радиаторов.

Возможные ошибки монтажа и неисправности

Основные проблемы в работе ТРВ возникают из-за неправильного места установки самого вентиля или термобаллона. На точность регулировки могут влиять и малозначительные факторы при закреплении элементов устройства.

Возможные ошибки при монтаже ТРВ для холодильной установки

Одной из распространенных проблем является неточная передача термобаллоном требуемого давления на термоэлемент. Причиной этого может быть его плохой контакт с выходным трубопроводом испарителя. Место установки должно быть тщательно зачищено и покрыто теплопроводной пастой. Нельзя располагать термобаллон на сварных швах, соединяющих трубы.

Сам датчик должен быть изолирован, чтобы окружающий воздух не влиял на его температуру.

Полный выход терморегулирующего вентиля зачастую происходит из-за применения моделей с внутренними элементами из пластика.

Источник

Электронный ТРВ – что это такое

Краткая история производителя

Электронные ТРВ разрабатывались Alco Controls на базе механических регулирующих вентилей, производство которых началось в 1924-м. Рынок потребовал создания устройств, способных поддерживать температуру технологических процессов. Бренд ответил разработкой терморасширительного вентиля. Впоследствии надежность, эффективность продукции способствовала завоеванию мировых рынков холодильной, климатической техники. Запрос технологов на прецизионные холодильные системы поставил новую задачу, на которую немцы отозвались созданием электронных регуляторов, которые часто называют и электрическими.

Зачем нужны ТРВ

Как работает механический ТРВ

Принцип действия ТРВ довольно прост – поступил сигнал от температурного датчика и регулятор «скомандовал», например, интенсифицировать выработку холода. На практике это означает:
— требуется повлиять на входящий в испаритель хладагент;
— обеспечить некоторые условия на выходе испарителя;
— постоянно изменять объемы выработки холода;
— реагировать на экономичность компрессора или группы компрессоров.

В схемах климатической техники ТРВ монтируется перед входом в испаритель, реагируя на температуру теплоносителя. Регулирование протекающих объемов хладагента осуществляется механически – мембрана воздействует на заслонку. Деформация мембраны – это реакция на давления, подающиеся на её противоположные стороны – одно от выхода, другое от входа в испаритель. Параллельно мембрану удерживает пружина, степенью сжатия которой определяется перегрев хладагента. Эта тройка воздействующих на заслонку факторов и меняет проток хладагента.

Как работает электронный ТРВ

Электронные ТРВ решили проблемы механических, основным недостатком которых были мембраны. На смену последним пришло регулирование протока хладагента игольчатой заслонкой. Перемещает ее шаговый электродвигатель – число ступеней регулирования – 250

1500. Воздействующие факторы генерируются несколькими датчиками. Не забыты вход/выход испарителя, появились другие.

Типы электронных ТРВ

Сегодня разработчикам климатической техники, холодильного оборудования рынком предлагаются два типа ТРВ :
— импульсно-модулирующие, заслонка которых систематически принимает положение «открыта/закрыта». Цикл занимает 6 секунд – открывшись, заслонка начинает пропускать хладагент. Чем длительнее период «открыта», тем больше масса протока. Длительность открытого положения определяет электронный контроллер, чаще называемый термостатом, отслеживающим перегрев хладагента.

Несколько замечаний

Достоинства электронных ТРВ определяются компонентами, боящимися низких температур. Иногда сбоит ПО.

Впрочем, специалисты РЕГУЛВЕНТ всегда предложат надежное конструкторское решение.

Источник

Терморегулирующие вентили

Принцип работы ТРВ

Перегрев

Переохлаждение

Линия внешнего уравнивания

Наполнители

В ТРВ с универсальным наполнителем количество жидкости в термобаллоне таково, что какой бы ни была температура термобаллона по отношению к температуре термочувствительной системы, в термобаллоне всегда будет оставаться жидкость.

ТРВ с наполнителем МОР используются в моноблочных агрегатах, в которых при пуске установки желательно ограничивать давление всасывания (авторефрижераторы, воздушные кондиционеры).

ТРВ с заправкой МОР имеют небольшое количество жидкости в термобаллоне. Это означает, что вентиль или термочувствительная система всегда должны быть более теплыми, чем термобаллон. В противном случае начинается перетекание наполнителя из термобаллона в полость термочувствительной системы и ТРВ перестает работать.

В термобаллонах с наполнителем МОР количество жидкости ограничено. МОР (максимальное рабочее давление) — это максимально допустимое в магистралях всасывания и/или кипения давление всасывания и/или кипения соответственно. При достижении МОР жидкость в термобаллоне испаряется. Когда давление всасывания повышается, вентиль начинает закрываться, как только это давление приблизится к давлению МОР менее, чем на 0,3—0,4 бар. При достижении давления МОР вентиль полностью закроется.

ТРВ с наполнителем МОР и балластом предназначены для холодильных установок, имеющих высокодинамичные испарители, например, воздушных кондиционеров, или для пластинчатых теплообменников с высокой интенсивностью теплопередачи. ТРВ, заправленные наполнителем МОР с балластом, обеспечивают работу испарителя при перегреве на 2—4°К ниже, чем это достигается с другими типами наполнителя.

При использовании наполнителя с балластом внутри термобаллона содержится материал с высокой пористостью, т.е. с большим отношением площади поверхности к массе. Этот материал создает демпфирующий эффект при регулировке, обеспечивающий медленное открытие ТРВ при повышении температуры термобаллона и быстрое закрытие при ее понижении.

Сокращение МОР часто переводят также как «Motor Overload Protection», т.е. «Защита двигателя от перегрузки».

Выбор терморегулирующего вентиля

В маркировке указывается тип ТРВ (и его кодовый номер), диапазон температуры кипения, точка MOP, тип хладагента, допустимое рабочее давление PB/MWP. В вентилях ТЕ20 и ТЕ55 номинальная производительность ТРВ указывается на этикетке, прикрепленной к вентилю.

На сменных клапанных узлах вентилей Т2 и ТЕ2 указывается размер этих узлов (например, 06), а также номер недели и последняя цифра года изготовления (например, 279). Размер клапанного узла указывается также на крышке его пластикового контейнера.

Верхняя маркировка клапанного узла вентилей ТЕ 5 и ТЕ 12 указывает, для какого вентиля предназначен данный клапанный узел. Нижняя маркировка (на рисунке 01) указывает размер клапанного узла.

Нижняя маркировка клапанного узла вентилей ТЕ 20 и ТЕ 55 (50/35 TR N/B) указывает номинальные производительности данного узла в двух диапазонах температур кипения N и B и тип хладагента (50/35 TR соответствует 175 кВт в диапазоне N и 123 кВт в диапазоне В).

Монтаж ТРВ

Термобаллон рекомендуется устанавливать на горизонтальной части всасывающего трубопровода в зоне первой трети окружности трубопровода (см. рисунок). Размещение термобаллона зависит от размеров всасывающего трубопровода. Примечание: Никогда не устанавливайте термобаллон в нижней части трубопровода, так как наличие масла на дне трубопровода может исказить показания термобаллона.

Термобаллон должен контролировать температуру перегретого пара на линии всасывания, поэтому устанавливать его нужно таким образом, чтобы избежать влияния посторонних источников тепла или холода. Если есть опасность попадания на термобаллон потока горячего воздуха, его нужно теплоизолировать.

Крепежный хомутик должен плотно и надежно фиксировать термобаллон на трубопроводе линии всасывания, обеспечивая хороший тепловой контакт термобаллона и трубопровода. Конструкция винта крепежного хомутика позволяет монтажнику легко передавать момент кручения от отвертки на винт, не оказывая усилия на шлиц винта. Более того, конструкция шлица исключает опасность его повреждения.

Во избежание появления ложных команд в контуре регулирования не устанавливайте термобаллон за промежуточным теплообменником.

Как уже отмечалось, термобаллон следует устанавливать на горизонтальном участке всасывающей магистрали сразу после испарителя. Не устанавливайте термобаллон на коллекторе или вертикальном участке трубопровода после масляной ловушки.

Термобаллон следует всегда монтировать перед любыми жидкостными ловушками.

Настройка ТРВ

Для ТРВ типа Т2/ТЕ2 полный оборот винта изменяет температуру перегрева примерно на 4К при температуре кипения 0°C.

Для вентиля ТЕ5 полный оборот винта дает изменение перегрева примерно на 0,5 К при температуре кипения 0°C. Для вентилей TUA и TUB полный оборот винта дает изменение перегрева примерно на 3 К при температуре кипения 0°C.

Чтобы избежать колебаний перегрева, нужно действовать следующим образом: Вращая регулировочный винт вправо (по часовой стрелке), повышайте перегрев до прекращения колебаний. Затем понемногу вращайте винт влево до появления колебаний. После этого поверните винт вправо примерно на 1 оборот (для вентилей Т/ТЕ2 на ¼ оборота). При такой настройке колебания перегрева прекращаются, и испаритель работает в оптимальном режиме. Изменения перегрева в диапазоне ±1 К не рассматриваются как колебания.

Если хладагент в испарителе сильно перегревается, это может быть следствием его недостаточной подпитки жидкостью.

Снизить перегрев можно, вращая регулировочный винт влево (против часовой стрелки), постепенно выходя установку на режим с колебаниями перегрева. После этого поверните винт вправо на один оборот (для ТРВ типа Т/ТЕ2 на У оборота). При такой настройке колебания перегрева прекращаются, и испаритель работает в оптимальном режиме. Изменения перегрева в диапазоне ±1 К не рас сматриваются как колебания.

Замена клапанных узлов

Если перегрев в испарителе слишком большой, значит, производительность ТРВ слишком мала. Тогда, чтобы повысить расход хладагента, также следует заменить клапанный узел. Терморегулирующие вентили компании Danfoss типа Те, Т2, TUA, ТСАЕ поставляются с комплектом сменных клапанных узлов.

ТРВ компании Данфосс

Вентили TUA, TUB, TUC с корпусом из нержавеющей стали и штуцерами из нержавеющей стали/меди под пайку. Номинальная производительность: от 0,5 до 12 кВт (R134a).

Вентили ТСАЕ, TСBЕ, TСCЕ с корпусом из нержавеющей стали и штуцерами из нержавеющей стали/меди под пайку. Номинальная производительность: от 12 до 18 кВт (R134a). Эти вентили работают, как вентили TU, но имеют большую производительность. Поставляются с линией внешнего уравнивания.

Вентили ТRE с корпусом из латуни и штуцерами из нержавеющей стали/меди. Номинальная производительность: от 18 до 196 кВт (R134a). ТRE оснащены фиксированными клапанными узлами и имеют регулируемый перегрев.

Вентили ТDE с корпусом из латуни и медными штуцерами под пайку. Номинальная производительность: от 10,5 до 140 кВт (R407Q. ТDE оснащены фиксированными клапанными узлами и имеют регулируемый перегрев.

Вентили ТE 5 — ТЕ 55 с корпусом из латуни. Вентили ТЕ 5 — ТЕ 55 поставляются в комплектации, включающей корпус, клапанный узел и термочувствительную систему. Корпус вентиля в прямом или угловом исполнении со штуцерами под пайку, отбортовку или под фланцы. Номинальная производительность: от 12,9 до 220 кВт (R134а). Поставляются с линией внешнего уравнивания.

Источник