Устройство и принцип работы терморегулирующего вентиля трв

Алан-э-Дейл       09.09.2022 г.

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».

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:

  • Вентиль устанавливается на магистраль в непосредственной близости от испарителя. Часть корпуса с диафрагмой должна располагаться вертикально.
  • Место установки термобаллона – максимально близко к выходу испарителя. Но устанавливать его следует только на горизонтальном участке трубопровода. Расположение баллона на вертикальной трубе приведет к сбоям в работе терморегулятора, особенно в момент запуска кондиционера.
  • Термобаллон должен плотно прилегать к выходному трубопроводу испарителя. Расположение – только сверху трубы, устанавливать термобаллон под трубой или сбоку недопустимо.
  • Закрепление на трубе должно проводиться специальным хомутом, входящим в комплект терморегулируемого вентиля. Другие способы не обеспечивают надежного контакта, что в итоге приводит к искажению давления, передаваемого на термоэлемент вентиля.
  • Для устройств с внешним уравниванием давления обязательно подключение уравнивающего патрубка к выходу испарителя. Отвод должен осуществляться с верхней части выходной трубы на расстоянии не менее 100 мм от термобаллона и на таком же расстоянии от петли маслоподъема.

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.

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.

Применение ТРВ

Вентиль для терморегуляции в отопительных системах и в системах кондиционирования создает баланс температуры в помещении. Охлаждение и нагревание воздуха — это всегда теплообмен между внешней средой и теплоносителем или охлаждающим агентом. Чтобы обмен был сбалансированным, вентиль автоматически регулирует поток нагретого или холодного воздуха.

Как работает ТРВ для отопления

Воздух в любом помещении может нагреваться не только за счет отопительной системы, но и от других источников тепла, не связанных с отоплением, например, от солнечных лучей из оконных проемов.

Устройство позволяет контролировать уровень нагревания воздуха, сохраняя комфортную температуру, и даже способен отсоединять отдельные батареи от тепловой магистрали.

Функция ТРВ в кондиционерах

Чтобы разобраться, как работает устройство, необходимо определиться в понятии «система кондиционирования».

Как и всякая система, она состоит из взаимосвязанных элементов, которые обеспечивают процесс охлаждения температуры воздуха в помещении:

  • Компрессор, который обеспечивает циркуляцию охлаждающего элемента. Из испарителя хладагент всасывает пары охлажденного воздуха под низким давлением и повышает их температуру, сжимая и повышая давление.
  • Конденсатор, где эти пары преобразуются в жидкость за счет отвода тепла в воду или атмосферу.
  • Устройство расширительное. Жидкость под высоким давлением переходит в двухфазное состояние (жидкость с низким давлением и пар) при попадании в расширитель.
  • Испаритель, элемент системы, где смесь снова превращается в пар.
  • Соединительный трубопровод, через который происходит охлаждение и парообразование в результате отвода тепла.

Рекомендуем ознакомиться: Арматура трубопроводная муфтовая и особенности применения резьбовых соединений

В бытовых условиях часто роль регулятора выполняет расширительная капиллярная трубка (дроссель), работающая за счет гидравлического сопротивления. Этот расширитель не требует настройки и вполне справляется с охлаждением хладагента в системах небольшой мощности: бытовых холодильниках, кондиционерах, морозильных камерах и прилавках. В дросселях уровень фреона (охлаждающего газа) остается неизменным, независимо от того, какова производительность системы, поскольку трубка не может пропустить больше хладона, не позволяет ее внутренний диаметр, поэтому их использования ограничивается приборами, где уровень мощности рассчитан специально и никак не меняется при изменении внешних условий.

Для контроля в момент появления меняющихся условий отвечает терморегулирующий вентиль (ТРВ), который регулирует количество хладагента.

Устройство и действие ТРВ

Через капиллярную трубку из термобаллона передается давление на диафрагму, которая в свою очередь запускает в действие запорный элемент, т.е закрывает или открывает клапан, пропуская хладагент в расширитель.

Пружина для регулирования уровня перегрева находится под запирающим элементом. Сила давления этой пружины изменяется за счет клапанов с внешним типом регулирования.

Давление в термобаллоне воздействует на диафрагму, вынуждая клапан открыться, а давление на пружину и уравнивающее давление, действуют в обратном направлении, заставляя клапан закрыться.

Если работа клапана проходит в нормальном режиме, действует следующая формула:

P1 = P2 + P3

  • где P1 — давление в термобаллоне,
  • P2 — уравнивающее давление в испарителе,
  • P3 — давление на пружинный механизм.

В идеале, температура в термобаллоне должна находится в прямом соответствии с температурой хладагента: при увеличении перегрева на выходе (т.е когда возрастает разница между температурой кипения и температурой хладагента), количество охладителя увеличивается, если перегрев снижается, его объем уменьшается. Таким образом, прибор регулирует объем хладагента в испарителе.

Типы уравнивателя

Изменение давления зависит от того, как происходит работа выравнивающего устройства. Существует два типа уравнителя:

  1. При ТРВ с внутренним типом устройства выравнивания давление происходит под диафрагму через зазоры или специальный проток на входе в испаритель. Используется в приборах с одним заходом, при допустимых перепадах давления, соответствующих изменению температуры на 20 F.
  2. Наружное выравнивание достигается благодаря тому, что подача давления происходит через трубку под диафрагму, полость под которой закрывается клапаном с уплотнителем. Может применяться в любых хладообразующих системах.

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.

READ Как установить вайбер на нокиа 5230 бесплатно на русском языке

Принцип работы трв автокондиционера

Аналогичен работе всей холодильной техники, и базируется на эффекте Джоуля-Томсона: снижение давления газа посредством прохождения через узкий канал трубопровода (дросселирование) влечет понижение температуры рабочего тела. В кондиционере сужающимся каналом трубопровода выступает ТРВ.

Представить, как работает трв автокондиционера, можно следующей схемой:

  • Запорный элемент через толкатели принимает давление от диафрагмы;
  • пружина, входящая в клапан испарителя автокондиционера, регулирует перегрев;
  • наружная регулировка клапана изменяет силу натиска пружины.

На функционирование ТРВ влияют три типа давления:

  • термоэлемента;
  • эквивалентное пружинное;
  • уравнительное, воспринимаемое вентилем.

В работающем кондиционере вентиль перманентно контролирует поток фреона, поддерживая перегрев (температурная разница паров хладагента при кипении и на выходе из испарителя) его паров на выходе из испарителя. Чтобы в компрессор не просочилась жидкая фаза фреона, клапан обеспечивает заполненность поверхности испарителя.

В неоригинальной (нештатной) системе распространенные неисправности трв связаны с неправильным подбором клапана.

В системе, где клапан устанавливался заводом изготовителем возможна только одна неисправность — заклинивание иглы вентиля, в результате чего не может соблюдаться нужный баланс давлений в низком и высоком контурах системы. В таком случае клапан необходимо заменить.

Источник

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:

  • Вентиль устанавливается на магистраль в непосредственной близости от испарителя. Часть корпуса с диафрагмой должна располагаться вертикально.
  • Место установки термобаллона – максимально близко к выходу испарителя. Но устанавливать его следует только на горизонтальном участке трубопровода. Расположение баллона на вертикальной трубе приведет к сбоям в работе терморегулятора, особенно в момент запуска кондиционера.
  • Термобаллон должен плотно прилегать к выходному трубопроводу испарителя. Расположение – только сверху трубы, устанавливать термобаллон под трубой или сбоку недопустимо.
  • Закрепление на трубе должно проводиться специальным хомутом, входящим в комплект терморегулируемого вентиля. Другие способы не обеспечивают надежного контакта, что в итоге приводит к искажению давления, передаваемого на термоэлемент вентиля.
  • Для устройств с внешним уравниванием давления обязательно подключение уравнивающего патрубка к выходу испарителя. Отвод должен осуществляться с верхней части выходной трубы на расстоянии не менее 100 мм от термобаллона и на таком же расстоянии от петли маслоподъема.

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.

Как работает электронный расширительный вентиль (ЭРВ)

Корректная работа дросселирующего устройства фреонового контура во многом влияет на надежность и энергоэффективность работы холодильной машины. На сегодняшний день наиболее совершенным дросселирующим устройством является электронный расширительный вентиль.

Электронные расширительные вентили подразделяются на импульсные и ЭРВ с шаговым двигателем. В данной статье будет рассмотрен второй (наиболее распространенный) тип электронных расширительных вентилей.

Также как и механические терморегулирующие вентили (ТРВ), электронный расширительный вентиль представляет собой вентиль с узким проходным сечением и предназначен для дросселирования и регулирования подачи хладагента в испаритель в соответствии с тепловой нагрузкой.

Однако, в отличие от ТРВ, в котором изменение проходного сечения вентиля осуществляется термомеханическим воздействием на мембрану, соединенную со штоком, для управления ЭРВ необходим контроллер, а также электропитание для привода шагового электродвигателя ЭРВ. Входными сигналами контроллера являются показания датчиков давления и температуры, установленных на всасывающем трубопроводе.

Измеренное датчиком давление кипения хладагента соответствует определенной температуре кипения. Показания датчика температуры соответствуют температуре перегрева хладагента на выходе из испарителя. Контроллер ЭРВ определяет значение перегрева хладагента как разность температуры перегрева и температуры кипения. Для корректной и безопасной работы системы значение перегрева должно составлять 7–10 °С. Контроллер сравнивает текущее значение перегрева со значением уставки и выдает соответствующий управляющий сигнал: на открытие вентиля для снижения перегрева или на закрытие вентиля — для увеличения перегрева.

В качестве привода запорного узла ЭРВ используется шаговый двигатель. Это предоставляет ряд преимуществ по сравнению с механическим ТРВ.

Первое преимущество это более точное поддержание температурного режима и быстрое реагирование на изменение тепловой нагрузки.

ЭРВ имеет большое число шагов регулирования (до 500). За счет этого достигается высокая точность регулирования подачи хладагента. Механический ТРВ, в котором изменение проходного сечения осуществляется термомеханически, имеет большую инерцию в регулировании, особенно при резком изменении тепловой нагрузки. Более высокая скорость передачи электрических сигналов обеспечивает быстрое реагирование на изменение тепловой нагрузки электронным расширительным вентилем.

Благодаря точному регулированию расхода хладагента в соответствии с тепловой нагрузкой электронный расширительный вентиль позволяет оптимизировать энергопотребление агрегата, что в свою очередь позволяет экономить электроэнергию.

Электронный расширительный вентиль имеет значительно более широкий диапазон регулирования, что позволяет применять его в агрегатах с большим числом ступеней регулирования холодопроизводительности или глубоким плавным регулированием.

Также ЭРВ менее чувствителен к изменению давления конденсации, что расширяет диапазон работы холодильной машины в целом.

Более подробно о принципе действия электронного расширительного вентиля Вы можете узнать из видео:

Источник

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 Qо — холодопроизводительность системы, Вт;

КΔР — поправочный коэффициент, учитывающий потери давления;

К1 — поправочный коэффициент, учитывающий разность значений температуры кипения.

Пример значений коэффициентов КΔР 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 КΔР добавляют еще один коэффициент, К2.

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

где Qо — холодопроизводительность системы, Вт;

КΔР — 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 Рк — давление конденсации, определяемое по температуре конденсации, мПа;

Ро — 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

Устройство и принцип работы

Терморегулирующие клапаны по устройству и принципу работы отличаются в зависимости от типа. Ручной вентиль имеет корпус со штоком и золотником, оказывающим воздействие на седло в проходном сечении. При повороте штока по часовой стрелке проходное сечение уменьшается, при вращении в другую сторону — увеличивается. В результате меняется поток теплоносителя, проходящий к отопительному прибору за единицу времени.

Внутри корпуса автоматического терморегулирующего клапана установлена термоголовка с термобаллоном, заполненным керосином, газом или специальной жидкостью. При нагревании вещества в термоголовке расширяются и меняют физическое состояние. Термобаллон растягивается, воздействует на шток и заставляет его двигаться, выдавливаться из сильфона. Проходное сечение перекрывается, а при остывании окружающего воздуха вновь открывается, когда термобаллон возвращается в исходное положение.

Это интересно: Характеристики стальных труб для отопления, расчет веса и теплоотдачи: это познавательно

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.