Меню

Эрв в холодильной установке

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. Это техническое решение широко применяется в чиллерах TM LESSAR.

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

Электронные ТРВ. Принцип работы.

Терморегулирующие вентили используются в системах охлаждения и кондиционированния воздуха для контроля перегрева .

Задача электронных ТРВ (терморегулирующий вентиль) — подать определенную порцию фреона в испаритель и обеспечить условия для испарения хладагента, отрегулировать реакцию на выходе из испарителя, замерить перегрев .

Характеризуются по-сравнению с механическими ТРВ гораздо большей точностью работы, скорость реагирования (скорость открытия, закрытия) гораздо выше и её можно менять. Более точные регулировки поддержания перегрева, более быстрая реакция на внешние воздействия. Возможны воздействия оператора на логику работы. Очень гибкая система позволяет воздействовать на неё в различных точках и видеть результат нашего воздействия, в отличие от механического ТРВ, с которым мы ничего сделать не можем, кроме как увеличить подачу хладагента или уменьшить. Мы можем полностью влиять на все процессы электронного ТРВ с помощью контроллера.

Иногда слишком большая скорость открытия, закрытия ЭРВ (электронных расширительных вентилей) не нужна, т.к. система начинает работать «вразнос», ЭРВ открывается, закрывается, давление начинает резко расти и падать. Например для камеры с воздухоохладителем не так важно использование электронного вентиля.

В чиллерах при охлаждении жидкости может поступить отепленный пропиленгликоль, его нужно быстро охладить и механический ТРВ может не успеть справиться, для этого используются ЭРВ.

Основные разновидности: 1) импульсного типа 2) с приводом от шагового двигателя, с плавным закрытием проходного сечения.

По устройству похож на соленоидный клапан.Имеется мембрана со штоком, шток находится в гильзе и на гильзу надевается электромагнитная катушка (как правило постоянного тока, напряжением 220 В, 12 В, 24 В).

Каждым электронным вентилем управляет свой контроллер . Вентиль может быть полностью открыт или полностью закрыт (работать в импульсном режиме). В результате хладагент поступает в испаритель порциями. Контроллер даёт напряжение, скажем на 2 секунды шток открылся полностью, фреон пошёл, 2 секунды проходит, шток закрывается, на обратной стороне испарителя (на выходе) стоит датчик давления и датчик температуры трубы. По датчику давления (преобразователю давления) в трубе, на выходе из испарителя замеряется давление и преобразуется в температуру кипения.

Читайте также:  Опо аммиачная холодильная установка

В той же точке трубы другой датчик замеряет температуру трубы. Он замеряет температуру в этой точке и получает, к примеру, 10 °С, высчитывает перегрев 10°С, после этого смотрит сколько задано оператором и какой перегрев ему нужно поддерживать. Оператор задал 5 °С, (испаритель не полностью залит фреоном), импульс даётся больше 2 секунд и увеличивается до достижения перегрева в 5 °С.

Электронные вентили импульсного типа подвержены гидроудару. Точность регулировки небольшая. Такие ЭРВ можно применять на холодильных системах средней мощности и большой мощности. На холодильных системах небольшой мощности, порядка 10-15 кВт, экономически нецелесообразно. Наличие датчиков давления и температуры обязательно и можно поставить ещё 2 датчика: на входе в испаритель и на выходе (замеряют температуру воздуха в камере) и благодаря этим датчикам контроллер собирает больше информации о процессе, который происходит в данный момент внутри испарителя.

Данные электронные вентили работают по принципу соленоида и могут применяться без дополнительного соленоида, но в этом случае, если возникнет необходимость разобрать ЭРВ, то этого не получиться сделать, т.к. на входе жидкий фреон и его ничто не перекрывает.

ЭРВ с приводом от шагового двигателя.

Имеется седло, куда входит ответная часть шток-вентиля и перекрывает это седло. Принцип действия вентиля схож с принципом обычного вентиля, который перекрывает воду. Имеется шток с клапаном, привод этого штока от электрического двигателя постоянного тока и он вращается либо в одну сторону, либо в другую (в одну закрывается, в другую открывается). К Валу прикреплен цилиндр, который при вращении вала движется вверх и вниз (поршень вместе с клапаном), один оборот вала соответствует подъему клапана на 1 мм, отсюда небольшое изменение размера проходного сечения. На одном валу имеется 2 двигателя. Один подключен, другой обесточен в этот момент, у двигателей вращение в разные стороны, т.е. имеется 2 обмотки с 1 валом. При подаче напряжения на одну обмотку вращение происходит в одну сторону, при подаче напряжения на другую обмотку — вращение в другую сторону..

Вращение происходит пошагово. Определенное количество шагов у данного вентиля соответствует полному открытию или закрытию вентиля, например 2500 шагов или 5000 шагов (модификация конкретного вентиля). Параметр необходимо будет ввести в контроллер на количество шагов для максимального открытия вентиля. Если ввести неправильно, то регулирование вентиля будет неправильным.

На входе вентиля имеется смотровой глазок, мы можем видеть какой фреон поступает на вентиль: жидкий или с пузырьками газа.

Преимущества ЭРВ с шаговым двигателем: более точная регулировка подачи хладагента, может очень точно поддерживать перегрев.

Датчики ставятся те же самые. Управляет ЭРВ контроллер, в который записываются параметры при пуско-наладке: требуемый перегрев, максимальное количество шагов для полного открытия вентиля, минимальное количество шагов, необходимое для полного закрытия. Габариты этого ЭРВ побольше, чем импульсного, конструкция сложнее.

Электронный терморегулирующий вентиль используется потому, что он позволяет поддерживать минимальный перегрев, это гарантия того, что не будет происходить усушка. Чем выше перегрев, тем ниже температура кипения, тем интенсивнее будет осаждаться лёд на ламелях и интенсивней будет забираться влага с продуктов.

ЭРВ рекомендуется ставить на большие мощности. В камере может находиться несколько испарителей, они будут влиять друг на друга и отрегулировать их будет очень сложно, в таком случае также рекомендуется ставить ЭРВ.

источник

Принцип работы ТРВ

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.

Читайте также:  Грузовые автомобильные холодильные установки

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.

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.

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:

  • мембрана или диафрагма, управляющая движением запорного штока;
  • капиллярная трубка с термобаллоном, передающая устройству изменения температуры паров на выходе из испарителя,
  • регулирующая пружина для настройки уровня установки,
  • входной и выходной штуцера.

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:

  • давление среды из термобаллона,
  • уравнивающее давление испарителя,
  • воздействие пружинного механизма.

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.

Читайте также:  Контроллер управления холодильной установкой

Характеристики и виды терморегулирующих вентилей

При выборе устройства необходимо обращать внимание на следующие параметры:

  • Максимальная температура, при которой способен работать вентиль. Она может достигать 200 °С.
  • Давление рабочей среды. Обычно находится в диапазоне 16 – 40 бар.
  • Материал изготовления. Корпус делается из бронзы или латуни. Но лучшими антикоррозионными свойствами обладают вентили из нержавеющей стали.
  • Производительность ТРВ. Это максимальный поток, пропускаемый полностью открытым вентилем. Она должна соответствовать мощности холодильной установки.
  • Диаметр входного и выходного штуцеров должен соответствовать трубопроводам всей регулируемой системы.

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:

  • с помощью резьбового соединения;
  • через фланец;
  • неразъемное сварное соединение.

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:

  • 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.

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

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector