3.4. Регуляторьі заполнения испарителя хладагентом

Испаритель работает наиболее зффективно, когда вся его теп-лопередающая поверхность омьвается кипящим хладагентом. Что-бь правильно заполнить испаритель, регулирующий вентиль дол-жен подавать в единицу времени такое количество хладагента, ка-кое успевает откачать компрессор за зто же время. Если в испари-тель подавать хладагента меньше, то в нем произойдут следующие явления: понизится уровень жидкости; увеличится перегрев паров на вьходе, так как удлинится их путь и увеличится время соприкос-новения с теплопередающей поверхностью; понизится давление, поскольку с уменьшением поверхности теплопередачи образуется меньше пара; повьсится уровень жидкого хладагента в линейном ресивере. При чрезмерном открьтии регулирующего вентиля в ис-парителе произойдут противоположнье явления.

Автоматический регулятор может реагировать на любое из пе-речисленньх явлений и воздействовать на регулирующий орган, увеличивая или уменьшая подачу хладагента. В зависимости от того, на какое из перечисленньх явлений реагируют автоматические ре-гулирующие вентили, они подразделяются на поплавковье (ПРВ), терморегулирующие (ТРВ), барорегулирующие (БРВ).

В простейших холодильньх машинах малой холодопроизводитель­ности применяют дроссельнье устройства (шайбь, капиллярнье труб­ки) с постоянньм поперечньм сечением каналов. Их производитель-ность зависит от разности давлений в конденсаторе и испарителе.

В холодильньх машинах, имеющих в испарителе определенньй уровень хладагента, чаще применяют поплавковье регулирующие вентили или поплавковье реле уровня (ПРУ). В змеевиковьх ис-парителях нет определенного уровня жидкого хладагента. Пра-вильное заполнение такого испарителя обеспечивает терморегу-лирующий вентиль.

Барорегулирующие вентили применяются в мальх холодильньх машинах для поддержания определенной температурь в охлаждае-мом помещении, соответствующей отрегулированному давлению в испарителе. Основной недостатом БРВ — невозможность обеспе-чить правильное заполнение испарителя при переменной тепловой нагрузке, позтому их применяют редко.

Поплавковье регулирующие вентили вьсокого давления уста-навливают на линейном ресивере или на конденсаторе, когда нет ресивера. Правильное заполнение испарителя будет обеспечивать-ся только при стабильном заполнении установки хладагентом. При утечках хладагента испаритель недозаполняется. В связи с зтим ПРВ вьсокого давления имеют ограниченное применение.

3.5. Терморегулирующие вентили

Терморегулирующие вентили (ТРВ) предназначень для автома-тического регулирования количества хладона, поступающего в ис-паритель в зависимости от перегрева его паров, вьходящих из испа-рителя (перегрев — зто разность между температурой кипения хла-дагента в испарителе и температурой паров на вьходе из него). Про-цесс регулирования сопровождается дросселированием хладагента от давления конденсации (жидкий хладон) до давления кипения, при котором хладон существует в жидком и парообразном состояниях. Для перехода хладона в парообразное состояние требуется подвод тепла извне — так назьваемая скрьтая теплота парообразования. Зта теплота подводится в испарителе от циркулирующего воздуха и увеличивается (на 1 кг хладона) при понижении температурь испа-рения. Обьем всасьваемьх паров хладона в течение часа практичес-ки постоянен и даже несколько снижается при уменьшении давления всасьвания из-за вьсокой текучести паров хладона. Вследствие зто-го для получения низких температур испарения необходимо снижать количество хладона, поступающего в испаритель. С понижением тем-пературь испарения холодопроизводительность установки снижает-ся, а с понижением температурь конденсации (более холодньй хла-дон, поступающий к регулятору) возрастает. Позтому терморегули-рующий вентиль должен автоматически регулировать количество хладона, реагируя на температуру испарения и температуру паров на входе в компрессор.

ТРВ — регулятор прямого действия, т.е. регулятор без подвода знергии извне. Принцип работь ТРВ основан на использовании зависимости перегрева паров хладагента, вьходящих из испарите-ля, от тепловой нагрузки на испаритель.

Если подавать определенное количество хладагента в испари­тель, то при повьшении тепловой нагрузки на него возрастает ин­

тенсивность кипения хладаген-та и не вся теплопередающая поверхность будет активно участвовать в работе, а пере-грев на вьходе из испарителя увеличится.

При снижении же нагрузки на испаритель процесс кипения за-медляется, парь хладагента пе-ренасьщаются и может насту­пить «влажньй ход» компрессо-ра с последующим его повреждением, при зтом перегрев на вьходе из испарителя уменьшается.

На рис. 3.8 показана принципиальная схема работь ТРВ.

Мембрана 4 терморегулирующего вентиля связана с клапаном 3, через которьй из жидкостного трубопровода 2 в испаритель 8 поступает хладагент. Сверху на мембрану действует давление на-полнителя термочувствительной системь, воспринимающей темпе­ратуру перегретого пара на вьходе из испарителя, через термобал-лон 7 и капиллярную трубку 5. Снизу на мембрану 4 действует дав-ление испарения хладагента из уравнительной линии 6 и усилие ре-гулировочной пружинь 1. При отсутствии перегрева мембрана на-ходится в нормальном состоянии и связанньй с ней клапан под дей-ствием пружинь 1 должен бьть закрьт, в испаритель хладагент не поступает. Такое положение клапана должно соответствовать не-работающему компрессору.

При увеличении перегрева давление наполнителя термочувствитель-ной системь возрастает и воздействует на мембрану, которая прогиба-ется и, преодолевая противодавление испарения и пружинь, открьвает клапан для прохода хладагента в испаритель. Воздействуя на регулиро-вочную пружину, можно изменять начало открьтия клапана.

Таким образом, уменьшение перегрева паров хладагента приво-дит к понижению температурь и давления в термочувствительной системе, позтому клапан поднимается и уменьшает подачу хладаген-та в испаритель, а увеличение перегрева приводит к повьшению тем-пературь и давления термочувствительной системь, при зтом кла­пан опускается, увеличивая поток хладагента в испаритель.

На холодильной установке РЛЬ-056/7 установлен терморегули-рующий вентиль 12ТРВ-10 (рис. 3.9), которьй состоит из трех час-тей: термосистемь, клапанного узла и узла регулировки (настрой­ки). В термосистему, заполненную хладоном, входят термобаллон 15, капиллярная трубка 14 и головка вентиля 13 с мембраной. Тер-мобаллон укреплен сверху на трубопроводе, вьходящем из испа-рителя, и изолирован. Клапанньй узел состоит из толкателя 8, саль­ника 6, клапана 10. Клапан перекрьвает седло 9, через которое дрос-селируется жидкий хладагент. Узел настройки состоит из регули-ровочной пружинь 4 со стаканом 11, винта 13 настройки со втул-кой 2 и штуцера 1, колпачка 12.

В корпусе 5 имеются два отверстия для присоединения ТРВ (впаи-вания) в жидкостной трубопровод перед распределителем жидкости испарителя и штуцер для подключения уравнительной линии.

Предельньй ход клапана 3 определяется величиной прогиба мем-брань 7, а начало открьтия его — величиной сжатия регулировоч-ной пружинь 4, которую можно регулировать с помощью винта 3 настройки и давления хладона термосистемь на мембрану в зави­симости от температурь перегрева.

Техническая характеристика терморегулирующего вентиля 12 ТРВ-10 приведена ниже (таблица 3.1)

Таблица 3.1

Тип вентиля	Мембранньш (хладон КЛ2)
Номинальная производительность, кВт	11,63
Установленньїй перегрев при температуре воздуха: на входе в испаритель, 20 °С и на входе в конденсатор, 36 °С	8—10
Максимально допустимое внутреннее давле­ние, МПа	2,5
Масса, кг	2,2
Вид присоединения	С обеих сторон фланцевьіе со-единения
Вход	Соединение на пайке для трубьі 18 х 1
Вьгход	Соединение на пайке для трубьі 12 х 1
Уравнительная линия	Накидная гайка с ниппелем для соединения на пайке трубьі 6 х 1

При нормальной работе ТРВ и установившемся режиме работь холодильной установки разность температурь грузового помеще-ния и температурь испарения составляет 8 — 12 °С; трубопровод у испарителя до места установки термобаллона покрьвается инеем; всасьвающий трубопровод у автоматического запорного вентиля должен бьть сухим или слегка отпотевшим; обмерзание вьходного соединительного трубопровода; хладон проходит через ТРВ с ха-рактерньм шумом. Регулировка ТРВ осуществляется винтом 3 на­стройки после отворачивания колпачка 12 специальньм ключом. Вращение винта 3 настройки по часовой стрелке — перегрев повь-шается, а против часовой — уменьшается.

На холодильньх установках секций ВР применяются регулято­рь 12ТРВ-12 и 12ТРВ-16 (первье две цифрь — обозначение хладо

на КЛ2, а последние указьва-ют на номинальную холодопро-изводительность). Холодопроиз-водительность определяется фор-мой клапана для температурь ис-парения -15 °С, температурь кон­денсации 30 °С и наименьшем пе-регреве начала открьтия клапа­на.

Устройство ТРВ приведено на рис. 3.10. Силовьм злементом ТРВ является герметически замкнутая ^{Рис. 3.1д. устройство ТРВ} термочувствительная система, со-стоящая из термобаллона 9, капилляра 8, упругого злемента — силь-фона 7, головки вентиля 6 и наполнителя. Термобаллон заполняется активированньм углем и углекисльм газом при определенном дав-лении. При повьшении температурь баллона адсорбция углекисло-го газа в угле снижается, давление в замкнутой системе возрастает. Если при зтом давление паров хладагента, воспринимаемое уравни-тельной линией на вьходе из испарителя 10, и сила сжатой пружинь 2 меньше усилия, воспринимаемого сильфоном со сторонь углекис-лого газа, то клапан 3 с помощью штоков 5 переместится на величи­ну, пропорциональную перегреву. Количество хладагента, проходя-щее через вентиль, увеличивается, температура перегретьх паров уменьшается, соответственно давление в термосистеме падает. Нали-чие линии внешнего уравнивания устраняет влияние гидравлического сопротивления испарителя и распределителя хладона по секциям ис-парителя 4 на величину перегрева начала открьтия клапана, так как увеличение перегрева ухудшает работу испарителя и холодильной ус­тановки в целом. Однако для компрессора недопустима работа в ре­жиме «влажного хода», при котором на линию всасьвания попадает смесь жидкого и парообразного хладона, что вьзьвает гидравличес-кие ударь и кавитацию в цилиндрах компрессора. Позтому важное значение имеет настройка перегрева начала открьтия с помощью ре-гулировочного винта 1. Нижний предел настройки перегрева в стан-дартньх условиях допускается не более 1,5 °С, верхний предел — не менее 16 °С. Направление движения хладона через ТРВ и в системе показано стрелками.

На щите приборов смонтировано два вентиля (один рабочий, другой запасной). Рабочий диапазон температур от -20 до +50 °С.

На установке кондиционирования воздуха МАВ-2 установлен ТРВ типа ТЕР-12.

Техническая характеристика терморегулирующего вентиля ТЕР-12 приведена ниже (табл. 3.2).

Таблица 3.2

Диапазон испарения	-40 °С/ + 10 °С
Номинальная производительность	17400 Вт/ч
Перегрев (заводская регулировка)	4 °С при темп. на щупе 0 °С
Максимальная допустимая температура щупа	+ 80 °С
Максимальное допустимое рабочее давление	2,2 МПа избьгточное давление
Максимальное допустимое давление испьітания	2,8 МПа избьгточное давление

Терморегулирующий вентиль подавать в испаритель только та-кое количество жидкого хладагента, которое испаряется за счет восприятия тепла от проходящего через испаритель воздуха.

Зто достигается следующим образом: (рис. 3.11). Сторона входа 1 и сторона вьхода 2 разделень между собой форсункой 3 и иглой тарелки вентиля 4. Игла вентиля 4 соединена с сильфоном 5 путем нажимного штифта 6.

Над мембраной 5 существует давление от сильфона 9, установ-ленного на всасьвающем тру­бопроводе за испарителем. Под сильфоном 5 имеется из-за уравнительного трубопро-вода давление, равное давле-нию на вьходе испарителя. Через форсунку 3 уменьшает-ся давление жидкого хлада-гента. Испарение хладаген-та происходит за счет по-глощения тепла от приточ-ного воздуха. Трубопроводь охлаждаются. Наполнение щупа сужается, давление над сильфоном уменьшается, нажимной штифт приподнимает иглу клапана и та­ким образом впрьскивается меньшее хладагента. При той же пода-че тепла меньше количество хладагента испаряется бьстрее и пар хладагента перегревается в последней секции испарителя. Трубо-провода и щуп нагреваются, наполнение щупа расширяется.

Посредством регулировочного шпинделя 8 и регулировочной пружинь 7 устанавливается определенное противодавление относи-тельно давления щупа. Зтим достигается то, что впрьскивается все-гда немного меньше хладагента, чем могло бь испаряться в испари-теле, причем пар хладагента в последней секции испарителя нагрева-ется еще я покидает испаритель всегда в перегретом состояния. Для настройки терморегулирующего вентиля регулировочньй шпиндель 8 необходимо поворачивать влево (против направления вращения часовой стрелки) до сльшного щелканья или до упора, а затем на 1д±1 оборотов вправо (по направлению вращения часовой стрелки), у насадки для форсунки 3 зто отвечает размеру для длинь пружинь в 34 мм. После зтого подходящим прибором для измерения темпера­турь необходимо измерить температуру всасьвающего трубопровода в области термочувствительного злемента при работе установки в двухцилиндровом режиме (в месте измерения всасьвающий трубо-провод должен бьть чистьм до металлического блеска), причем од-новременно необходимо производить отсчет температурь испарения на манометре низкого давления на приборной доске. Разность меж-ду измеренной температурой всасьвающего трубопровода и отсчи-танной температурой испарения является перегревом пара хладаген-та. При такой регулировке перегрев составляет около 1д °С. В случае отклонения измеренного перегрева от указанного можно подрегу-лировать перегрев. Поворачиванием установочного шпинделя 8 влево — против направления вращения часовой стрелки перегрев умень-шается, а поворачиванием вправо — увеличивается. Полньй оборот шпинделя дает изменение в д,5 °С. Нормальньм образом терморегу-лирующий вентиль и всасьвающий трубопровод на одной стороне вагона работают в двухцилиндровом режиме, если во время ремонт-ньх работ не переключень зажимь магнитньх вентилей в крьшном агрегате. Для контроля необходимо проверить температуру трубо-провода между магнитньм вентилем и терморегулирующим венти­лем. Терморегулирующий вентиль работает в двухцилиндровом ре­жиме, причем соединительньй трубопровод между ним и магнитньм вентилем тепльй. В заключение следует измерить перегрев с обеих сторон

Установленньй перегрев пара хладагента достаточен, если он как в двухцилиндровом режиме, так и в четьрехцилиндровом ре­жиме будет не менее 5 °С.

Если перегрев превьшает 15 °С, то следует повернуть регулировоч-ньй шпиндель 8 на три оборота влево, после чего должно бьть заметно уменьшение перегрева. Если же перегрев не уменьшается, то имеет мес-то неисправность терморегулирующего вентиля или установки.

Время работь холодильной установки от начала включения, пе-реключения на четьрехцилиндровьй режим или от дополнитель-ной регулировки терморегулирующего вентиля до измерения тем-пературь всасьвающего трубопровода должно бьть не менее 2д минут, чтобь при измерении или отсчете бьло достигнуто устано-вившееся состояние. Во время измерения необходимо наблюдать за прибором для измерения температурь. В случае сильньх колеба-ний температурь всасьвающего трубопровода необходимо попь-таться устранить зти колебания повьшением перегрева (регулиро-вочньй шпиндель 8 повернуть на два оборота вправо). Колебания температурь всасьвающего трубопровода вьзьваются колебани-ями температурь потока всасьваемого газа — перегрев потока вса-сьваемого газа меняется постоянно. Если устранение колебаний тем-пературь всасьвающего трубопровода не удается, то необходимо заменить тепловую часть терморегулирующего вентиля. Колебания температурь перегрева допустимь до ±3 °С, но ниже 5 °С перегрев не допустим.

Если, например, на всасьвающем трубопроводе температура составляет 15 °С, в то время как на манометре низкого давления давление испарения, равное 0,28 МПа = 6 °С температура испаре-ния, то перегрев пара хладагента составляет 9 °С.

При колебаниях температурь всасьвающего трубопровода меж-ду 13,5 °С и 16,5 °С при постоянной температуре испарения мини-мальная температура перегрева составляет 7,5 °С. После установки температурь перегрева необходимо навинтить колпачок 10, затя-нуть его и запломбировать.