ТРВ холодильной установки
Содержание
1. Краткое описание ТРВ
2. Автоматический ТРВ
2.1. Устройство автоматического ТРВ
2.2. Принцип работы автоматического ТРВ
3. ТРВ с внешним уравниванием и внутренним уравниванием (компенсацией)
4. ТРВ с MOP
5. Ручной терморегулирующий вентиль
1. Краткое описание ТРВ
Терморегулирующий вентиль (ТРВ) — это регулирующее устройство, через которое протекает фреон (хладагент) с области высокого давления холодильного контура, в область низкого давления. Является более совершенным механизмом дозированного дросселирования, нежели капиллярная трубка. Конструктивно, ТРВ — это дроссельный механизм, который служит для регулировки (дозирования) количества жидкого хладагента, поступающего в испаритель. Сконденсированный фреон, под действием высокого давления (близкого к давлению конденсации) поступает ко входу ТРВ, проходя через клапан (дюзу), давление фреона резко снижется. На выходе из ТРВ, фреон попадает в значительно большее пространство, чем проходное сечение клапана ТРВ, давлении фреона резко падает и фреон вскипает, далее, в испаритель попадет кипящая парожидкостная семь фреона. Получившаяся смесь частью жидкого, частью парообразного фреона движется (распыляется) в испарителе, где она будет поглощать теплоту от охлаждаемой среды. Регулировка осуществляется относительно разности дух параметров хладагента: температуры (давления) на выходе из испарителя (место крепления термобаллона, см. монтаж ТРВ) и температуры (давления) испарения — разность данных параметров называется — перегревом фреона. Стабильная температура (давление) испарения достигается путем уменьшения / увеличения колличства кипящего хладагента в испарителе.
2.Автоматический ТРВ
Один из наиболее распространенных типов ТРВ для холодильных установок и чиллеров малой и средней холодопроизводительности.
2.1. Устройство автоматического ТРВ
Ключевые элементы автоматических ТРВ:
a. корпус вентиля;
b. игла с седлом; (в некоторых моделях, вместо иглы используется шариковый затвор)
c. диафрагма (мембрана);
d. регулировочная торсионная пружина;
e. термобаллон с капиллярной трубкой;
f. игольчатый клапан;
g. настроечный винт степени сжатия пружины (d.).
2.2. Принцип работы автоматического ТРВ
Автоматический терморегулирующий вентиль регулирует проток жидкого фреона, для стабилизации постоянной температуры (давления) испарения.
Внутри ТРВ действуют три основных давления: давление испарения; давление в термобаллоне; давлении торсионной пружины. Торсионная пружина требуется для регулировки пропускной способности и настройки величины перегрева фреона.
При снижении давления испарения, регулировочная (торсионная) пружина (d. см. схему выше) преодолевает давление над диафрагмой (c. см. схему выше), увеличивая проток фреона, при этом суммарное давление кипения фреона и давление пружины на диафрагму больше, нежели давление передаваемое термобаллоном (e. см. схему выше) в пространство над диафрагмой.
При повышении давления испарения, напротив, давление над диафрагмой (c.) частично преодолевает настраиваемое давление пружины (d.) + давление испарения фреона и игольчатый клапан (f., в некоторых моделях, вместо иглы используется шариковый затвор, что не меняет принцип работы ТРВ) начинает закрываться, уменьшая проток фреона. Далее, сниженное давление испарения способствует достижению равновесия между давлением под диафрагмой и над диафрагмой. Если текущая тепловая нагрузка будет сохраняться, то автоматический ТРВ будет в балансе, если будет меняться, то ТРВ будет подстраиваться автоматически под новые условия интенсивности парообразования в испарителе, как описано выше и базовой настройке перегрева фреона (настройке пружины).
3. ТРВ с внешним и внутренним уравниванием (компенсацией)
Широко применяются два вида ТРВ по типу компенсации — с внутренним и внешним уравниванием.
В вентилях с внутренним уравниванием давление испарения на диафрагму — это давление фреона сразу после прохождения ТРВ.
В вентилях с внешним уравниванием давление испарения на диафрагму — это давление фреона на выходе из испарителя, что является более прогрессивным и точным методом регулирования.
Вентили с внутренним уравниванием чаще применяют в одноконтурных испарителях (без распределителей жидкого вскипающего фреона) с небольшим перепадом давлений, например в чиллерах с погружным испарителем, в так называемых — змеевиковых испарителях, где выходной патрубок ТРВ переходит во вход трубы начала испарителя, а второй конец испарителя плавно переходит в начало всасывающего трубопровода.
Вентили с внешним уравниванием можно применять в любых системах. ТРВ с внешним уравниванием обязательны, при наличии существенных перепадов давлений (2К и более); в испарителях с жидкостными распределителям (в просторечье “пауками”); в испарителях в сильно разветвленными коллекторами; в чиллерах с пластинчатыми испарителями; в кожухотрубных чиллерах.
4. ТРВ с MOP
MOP (Maximum Operating Pressure) — максимальное рабочее давление.
Рабочий ток компрессора зависит от давления всасывания, то ограничение давления, поможет предотвратить перегрузку компрессора. Функция ТРВ — MOP ограничивает подачу жидкого фреона в испаритель, для предотвращения чрезмерно высокого давления в испарителе, что предотвращает перегрузку двигателя компрессора, особенно при запуске, именно поэтому аббревиатура MOP,иногда в обиходе имеет вторую распространенную расшифровку «Motor Overload Protection» — защита двигателя от перегрузки.
ТРВ с MOP предназначен для ограничения давления в испарителе выше заданного. Когда рабочее давление превышает MOP, вентиль закрывает проток фреона, препятствуя дальнейшему росту давления испарения. Такая мера исключает повышение давления выше рабочих (расчетных) значений.
ТРВ с MOP выполняет аналогичную задачу, как и регулятор давления в картере компрессора (типа KVL), в этой связи, их совместное использование нецелесообразно в одном фреоновом контуре, во избежание их функционального конфликта.
Заданное значение MOP обусловлено количеством жидкого хладагента в термобаллоне.
При достижении МОР, жидкий фреон в баллоне испаряется, давление всасывания повышается и вентиль начинает закрываться. При приближении давления всасывания к MOP, на 0.3 бар — 0.4 бар или менее, клапан закроется, давление в картере будет равно MOP.
Нельзя допускать понижение температуры корпуса ТРВ ниже температуры баллона, во избежание перетекания жидкого наполнения баллона в надмембранное пространство корпуса ТРВ, что повлечет некорректное функционирование мембраны, а значит и всего ТРВ. Для предотвращения таких неисправностей следует очень хорошо изолировать термобаллон, а сам ТРВ устанавливать в наиболее теплом месте из возможных вариантов монтажа.
В ТРВ без MOP, обычно регулировка происходит от ¼ до 1 оборота, далее, холодильная установка должна поработать, чтобы войти в режим, некоторое время (зависит от мощности). ТРВ в MOP режиме незначительно изменяет уставку MOP, посредством регулировочной пружины. Для достижения некоторого первичного результата регулировки, требуется совершить некоторое количество полных оборотов регулировочного винта (зависит от марки и типа ТРВ).
МОР с наполнителем предназначен для нормальной работы, при перегреве на 2K — 4К ниже, чем с другими типами заправки баллона. Внутри таких баллонов находится пористый материал (адсорбент), который имеет большую занимаемую площадь, относительно массы, что создает амортизирующий эффект, а именно, плавное открытие вентиля, при росте температуры термобаллона и резкое закрытие, при снижении его температуры.
5. Ручной терморегулирующий вентиль
Такой вентиль, конструктивно, является игольчатым вентилем, с ручным управлением производительностью.
Они монтируются в системы хладоснабжения большой холодопроизводительности, в интегрированных в производство - стационарных промышленных чиллерах, которые имеют постоянную тепловую нагрузку, или изменение нагрузки происходит планово и под контролем. Как следствие, функционирование установок с такими вентилями требует присутствия машиниста по холодильным установкам.
Проток хладагента обусловлен разностью давлений между давлением конденсации и давлением кипения, а также размером проходного сечения и его соразмерностью с игольчатым клапаном. Ручной ТРВ не способен в режиме реального времени автоматически менять проток хладагента относительно меняющейся тепловой нагрузки на испаритель, следовательно, автоматически не может предотвратить гидроудар компрессора, при избытке хладагента в испарителе или напротив аварию низкого давления, при недостатке подачи хладагента в испаритель.
Ручной терморегулирующий вентиль настраивают по показанию манометра низкого давления, ступенчато открывая или прикрывая его. Машинист следит за давлением, при изменении, идет и вручную добивается требуемых холодильных значений – перегрева хладагента и дельты между температурой охлаждаемой среды и температурой кипения хладагента. При остановке компрессора, ручной ТРВ должен быть полностью перекрыт, во избежание перетекания в картер компрессора жидкого хладагента.
