1. Назначене и схема включення трв в холодильною установку

Терморегулирующий вентиль (ТРВ), внешний вид которого представлен на рис. 1,

предназначен для заполнения испарителей жидким холодильным агентом.

Рисунок 1 - Внешний вид терморегулирующего вентиля с внешним (а)

и внутренним (б) отбором

Терморегулирующий вентиль регулирует расход холодильного агента на входе в испаритель в зависимости от определенного значения перегрева газообразного холодильного агента на выходе. В испаритель поступает необходимое количество холодильного агента для его испарения в зависимости от тепловой нагрузки, чтобы обеспечить полное использование площади поверхности теплообмена. ТРВ могут использоваться на линиях с одним или несколькими испарителями. Терморегулирующий вентиль представляют собой пропорциональный регулятор перегрева.

На рис. 2 приведена принципиальная схема холодильного контура, в котором установлен ТРВ.

Обозначения в схеме:

1 – компрессор; 2 – конденсатор; 3 – испаритель жидкости; 4 – смотровое стекло; 5 – клапан расширения; 6 – распределитель жидкости; 7 – испаритель; 8 – термостат внешнего воздуха.

2. Основні теоретичні положення

Под перегревом пара на выходе из испарителя понимается разность между температурой перегретого пара на выходе из испарителя t_вых, и температурой кипения t₀:

Δt = t_вых- t₀. (1)

где t_{0 -} определяется по давлению пара Р₀, на выходе из испаритея.

Таким образом, ТРВ имеет два чувствительных элемента, один из которых воспринимает температуру t_вых на выходе испарителя, преобразуя ее в давление, а другой - непосредственно давление кипения Р₀. Исходя из этого, ТРВ воспринимает не любую разность температур, а только перегрев пара на выходе испарителя.

При уменьшении заполнения испарителя перегрев пара на его выходе возрастает и ТРВ автоматически, пропорционально величине перегрева, увеличивает подачу жидкого холодильного агента. При повышенном заполнении испарителя - ТРВ его подачу уменьшает.

Давление из испарителя Р₀ может подаваться к ТРВ как со стороны входа в испаритель, так и со стороны его выхода (по уравнительной трубке). В соответствии с этим, ТРВ соответственно подразделяется на ТРВ с внутренним и внешним отбором (или внутренним и внешним выравниванием). Выбор способа отбора давления кипения зависит от гидравлического сопротивления испарителя и подводящих трубопроводов.

Статическая характеристика ТРВ (рис.3) такая же, как и у пропорциональных регуляторов, но строится она для определенных номинальных значений температуры кипения t₀ и температуры конденсации t_к .

Закрытый перегрев ∆t₃, точка 1, (так же называемый перегревом начала открытия) регулируется натяжением пружины, представляющей собой задатчик, и у большинства ТРВ принимает значения от Δt_з.min = 2°С, до Δt_з.max = 8°С. При этом, при заданном диапазоне Δt_з.min - Δt_з.max, статическая характеристика смещается вправо на отрезок 1 – 1’.

Изменением перегрева Δt_из называют дополнительный перегрев после начала открытия терморегулирующего вентиля. Общий (рабочий) перегрев, который устанавливается в испарителе, определяется суммой температур:

∆t_общ=∆t_3min+∆t_из. (2)

Изменение перегрева, обеспечивающее номинальную производительность ТРВ, называют неравномерностью при стандартных условиях. У выпускаемых ТРВ неравномерность перегрева составляет ∆t_ном= 4±l ⁰C (не регулируется).

Отношение максимальной производительности к номинальной примерно равно 1,3+0,2. Соответственно диапазон пропорциональности определяется разностью значений перегрева для точек 3 и 1:

ДП = ∆t₃ - ∆t_l 1,3∆t_ном, (3)

где ∆t_l – температура перегрева в точке 1,

∆t₃ – температура перегрева в точке 3.

Зона нечувствительности (гистерезис) ∆t_н - это перегрев, на который ТРВ не реагирует, когда происходит изменение направления перегрева (1-2 открытие клапана, 2-5 клапан неподвижный, 5-6 закрытие), т.е. при прямом и обратном ходе изменения перегрева. У выпускаемых ТРВ гистерезис составляет 1 - 1,5 ⁰С.

Номинальная производительность ТРВ выбирается равной Q_ном = (7 … 0,8)Q_max. Таким образом, чтобы обеспечить номинальную производительность Q_ном при ослабленной пружине, рабочий перегрев в испарителе, равный ∆t_ном должен быть 2 + (4±1) = 6±1⁰С, а при сжатой (на N оборотов) пружине 8 +(4±l) = 12±1⁰С (характеристика 1’– 3’).