Холодильное и торговое оборудование, инженерные принципы создания холодильного оборудования (стр. 7 )

Принцип действия ТРВ. Хладагент поступает из линей­ного ресивера под клапан ТРВ, расположенного в непо­средственной близости от испарителя. После дросселиро­вания в клапане хладагент подается в испаритель (рис. 4.1).

Рисунок 4.1 - Схема ТРВ и его подключение: 1 — капиллярная трубка; 2— мембрана; 3 — уравнительная трубка; 4 — термобаллончик; 5 — всасывающий трубопровод; 6 — испаритель; 7 — клапан прибора; 8 — винт регулирования перегрева; 9 — пружина; 10 — сальник; 11 — шток.

Степень открытия клапана ТРВ зависит от величины перегрева пара во всасывающем трубопроводе.

В холодильных установках с малой холодопроизводительностью и малым гидравлическим сопротивлением испа­рительной системы (давление хладагента входящего в испа­ритель и выходящего из него одинаково) иод мембрану под давлением подается из испарителя хладагент.

Температура перегретого пара, находящегося во вса­сывающем трубопроводе, выше температуры кипения. Эту же температуру имеет термобаллончик, который заполнен парожидкостной смесью, а не перегретым паром; давление в нем устанавливается выше давления кипения. Оно и воз­действует на мембрану сверху. Клапан ТРВ открывается тогда, когда имеется разность давлений. В холодильных установках большой холодопроизводительности применяют ТРВ с внешним уравниванием через уравнительную трубку.

При отсутствии перегрева, когда во всасывающем тру­бопроводе имеет место влажный пар, температура и давле­ние в испарителе, во всасывающем трубопроводе и в термо­баллончике прибора одинаковы. Давления на мембрану сверху и снизу равны. Клапан ТРВ закрыт усилием пружины.

С уменьшением подачи жидкого хладагента в испаритель пар во всасывающем трубопроводе перегревается. При этом давление во всасывающем трубопроводе остается равным давлению кипения. Это давление передается в подмембранную полость ТРВ через уравнительную трубку. Давление на мембрану вверху зависит от температуры хладагента в термобаллончике, что определяет степень открытия ТРВ.

Поскольку ТРВ является прибором плавного регулиро­вания, открытие его клапана при установившемся режиме работы происходит в определенном положении. При оста­новке компрессора клапан ТРВ закрывается, так как пере­грев пара при этом отсутствует.

Установка и настройка ТРВ. Перед установкой ТРВ про­дувают сухим воздухом или азотом.

Прибор устанавливают перед входом в испаритель с таким расчетом, чтобы стрелка на корпусе была направлена по ходу хладагента.

Термобаллончик устанавливают на выходе из испари­теля, на верхней части горизонтального участка трубопро­вода, чтобы исключить влияние масла, проходящего по его нижней стороне. При наличии в сухопарнике или всасываю­щем трубопроводе гильзы можно вставить термобаллончик в нее, предварительно заполнив смесью из двух объемных частей алюминиевой пудры и одной части смазочного масла.

Уравнительная линия должна быть подключена к всасы­вающему трубопроводу после места крепления термобал­лончика. Если уравнительная трубка присоединена ко всасывающему трубопроводу до места крепления термобал­лончика, последний при негерметичности сальников ТРВ вос­принимает температуру влажного пара, прикрывает клапан ТРВ, что приводит к недостатку хладагента в испарителе.

ТРВ поставляются настроенными на минимальный пере­грев. При необходимости винтом можно регулировать эту величину в пределах 2...8 °С.

Электронные регулирующие вентили.

К современным холодильным машинам предъявляются требования снижения энергетических затрат, более точного температурного контроля, увеличенного рабочего диапазона и ряда дополнительных функций, таких как: дистанционное управление и диагностика. Этим требованиям отвечают электронные регулирующие вентили (ЭРВ). Они могут удовлетворить все перечисленные потребности. Появление новых хладагентов требует изготовления механических ТРВ с соответствующими заправками термобаллонов. При работе с электронными РВ такой проблемы не существует.

Преимущества ЭРВ с шаговым двигателем: герметичность конструкции; работа от шагового двигателя; короткое время открытия и закрытия; высокие точность регулирования и высокая надежность; для закрытия жидкостной линии нет необходимости использовать соленоидный вентиль; высокая линейная пропускная способность; широкий диапазон производительности; постоянное регулирование массового расхода хладагента; прямое соединение двигателя и задвижки вентиля повышает надежность прибора. ЭРВ можно использовать с любыми хладагентами (CFC, HCFC и HFC).

ЭРВ состоит из двух основных узлов: вентиля и двигателя. Шаговый двигатель расположен в верхней части конструкции и соединен напрямую с задвижкой (рис.4.2). Двигатель, также как и в компрессоре, омывается хладагентом и маслом, поэтому конструкционные материалы, используемые для изготовления двигателя ЭРВ, такие же, как и для электродвигателей компрессоров. Корпус двигателя и рабочей части вентиля полностью герметичны, соединены с помощью сварки, между ними отсутствуют прокладки, исключая возможность утечек.

а

б

Рисунок 4.2 - Схема электронного регулирующего вентиля: а – вентиль закрыт, б – вентиль открыт.

Конструкция вентиля имеет несколько технических достоинств. Например, прямое соединение двигателя и задвижки вентиля для обеспечения более надежного и простого привода. Надежность вентиля обеспечивается отсутствием уплотнений, мембран и диафрагм, являющихся причинами утечек и сокращения срока службы.

Четыре электрических контакта в верхней части ЭРВ соединены с двигателем. Эти контакты аналогичны проходным контактам герметичного компрессора. Корпус изготавливают из нержавеющей стали, а для простоты пайки трубопроводов используются удлиненные медные патрубки.

ЭРВ управляется двухфазным биполярным шаговым двигателем. Направление вращения зависит от направления подключения фаз, а количество оборотов - от количества импульсов. Один импульс перемещает двигатель на одну ступень или угол α=1,8°. Ротор электродвигателя соединен с регулировочным винтом-штоком для преобразования вращательного движения в линейное движение задвижки вентиля. Последовательность импульсов приводит к постоянному вращению до строго определенного положения регулировочного винта с задвижкой. Геометрический профиль проходного сечения задвижки специально спроектирован для обеспечения линейных характеристик потока при работе в широком диапазоне производительности. Задвижка и порты - керамические с очень высоким классом точности обработки поверхностей. Путем установки двух шариков вверху и внизу штока устраняются силы, действующие в горизонтальном направлении, которые могут деформировать шток.

Для управления электронными вентилями с шаговым двигателем используют специальные электронные контроллеры. Программа данных контроллеров позволяет не только поддерживать необходимые перегрев на выходе из испарителя (постоянный или адаптивный) и давление в нем, но и управлять оттайкой, включением (отключением) компрессоров, вентиляторов воздухоохладителя. Контроллеры могут объединяться в общую систему управления всей холодильной установкой.

Рисунок 4.3 - Внешний вид электронных регулирующих вентилей.

Реле температуры предназначено для регулирования температуры в охлаждаемом объекте путем включения и выключения исполнительного механизма (например, соленоидного вентиля перед ТРВ) или пуска и остановки компрессора. Различают манометрические, биметаллические и полу­проводниковые реле температуры.

Манометрические реле температуры получили наиболь­шее распространение. Они применяются для поддержания заданной температуры охлаждаемых объектов и защиты компрессора от превышения верхнего предела температуры нагнетания.

Принцип действия приборов. Он основан на изменении давления парожидкостной смеси хладона в термосистеме прибора (рис. 4.4) в зависимости от измене­ния температуры термобаллона. При повышении темпера­туры термобаллона давление хладона возрастает и, воздей­ствуя через капиллярную трубку на сильфон, сжимает его.

Рисунок 4.4 - Принципиальная схема реле температуры: 1 — пружина дифференциала; 2 — задатчик дифференциала; 3 — шкала дифференциала; 4 — шкала уставки; 5 — задатчик уставки; 6 — плечо ос­новного рычага; 7- подвижный контакт; 8 — неподвижный контакт; 9 — ось основного рычага; 10 — термобаллончик; 11 — капиллярная трубка; 12 — сильфон; 13 — корпус сильфона; 14 — толкатель сильфона; 15 — основной рычаг; 16 — основная пружина уставки; 17 — упор вилки диффе­ренциала; 18 — вилка дифференциала.

Толкатель сильфона воздействует на основной рычаг, стре­мясь повернуть его по часовой стрелке.

Этому препятствует сжатая пружина уставки, которая воздействует на рычаг сверху. При повороте основного ры­чага по часовой стрелке его плечо воздействует на систему рычагов контактной группы и замыкает контакт для вклю­чения компрессора в работу. Усилие сжатия пружины устав­ки регулируется винтом-задатчиком. Настройка прибора контролируется по положению стрелки шкалы уставки. Чем сильнее сжата пружина уставки (стрелка установлена в ниж­ней части шкалы), тем большее давление требуется со сто­роны сильфона для поворота основного рычага по часовой стрелке. Следовательно, замыкание контактов прибора будет происходить при большей температуре контролируемого объекта.

Узел дифференциала предназначен для установки вин­том-задатчиком дифференциала определенной разности температур прямого срабатывания прибора (контакт при этом размыкается) и обратного срабатывания (замыкание контактов).

Корпус прибора устанавливают вне охлаждаемого объекта или среды. Закрепляют вертикально с подводом электропроводки снизу. Термобаллончик закрепляют: в ох­лаждаемой камере — на кронштейне капилляром вверх, вертикально, на максимальном удалении от охлаждающих или нагревательных приборов; при контроле температуры хладоносителя — в специальной гильзе, заполненной маслом для улучшения теплообмена.