Знакомимся с прессостатическим расширительным вентилем (РС)

Вероятность встретиться с ними на практике невелика, но, познакомившись с принципом их работы, проще приступить к изучению капиллярных РВ (следующий раздел) или просто расширить свои знания в области холодильной техники.

Назначение прессостатического РВ

На открытие ПРВ действует комплекс сил: регулировочная пружина, атмосферное давление и давление жидкого хладагента Рж над иглой клапана. Вместе с этим силу его закрытия представляет давление кипения в полости ПРВ снаружи сильфона.

Изменение атмосферного давления происходит медленно. При этом можно предположить, что давление Рж является постоянным, а силы, обеспечиваемые пружиной Fr и давлением кипения Fo, нестабильными величинами. Другими словами, только воздействуя на пружину (сжимая-разжимая ее) можно довести давление кипения до заданной величины.

В рассматриваемом нами примере пружина прессостатического РВ настроена таким образом, чтобы давление кипения сохранялось на уровне 4,6 бар (для R22 4 С).

На представленной схеме видно, что давление кипения старается превысить отметку в 4,6 бар, в результате РВ закрывается. Компрессор продолжает работать на всасывание, и давление кипения снова снижается до 4,6 бар. И в обратном случае, когда давление кипения начинает опускаться ниже 4,6 бар, происходит открытие РВ пружиной, в результате чего жидкость попадает в испаритель, и давление кипения вновь повышается и сохраняется на уровне 4,6 бар.

Таким образом, выходит, что работа РВ зависит только от изменения давления кипения, но не от перегрева. Изучим данный способ регулирования работы, когда температура воздуха на входе в испаритель начинает изменяться (рис.50.2).

Давление кипения будет находиться на уровне 4,6 бар, если давление жидкого хладагента на входе в ПРВ и настройка пружины будут постоянными. Поскольку давление на ПРВ стабильное, то и проходящий через него расход жидкости также будет стабильным, независимо от температуры воздуха в испарителе.

Допустим, термостат имеет настройку на поддержание температуры в охлаждаемом объеме на уровне 20-25 С. При температуре воздуха 20 С, давление составит 4 С (Δθполн=16 К) и в точке А испарится последняя капля жидкости, давая нормальный перегрев.

При повышении температуры воздуха до 25 С, давление кипения останется неизменным – 4 С (Δθполн=21 К). Перепад давления на ПРВ останется прежним, следовательно, не изменится и расход жидкости. Теперь испаритель обдувается более теплым воздухом, и жидкость выкипит раньше точки А. В результате она переместится внутрь испарителя и перегрев увеличится.

При увеличении температуры воздуха и потребности в холоде РВ автоматически увеличит перегрев, и испаритель не сможет повышать свою холодопроизводительность.

Когда регулятор остановит компрессор, давление кипения увеличится и прессостатический РВ закроется. Пока компрессор остановлен и остается закрытым, рост давления кипения будет ограничен. При запуске, ПРВ останется закрытым, не допуская попадания жидкости в испаритель до тех пор, пока давление кипения не опустится ниже отметки 4,6 бар. Получается, что прессостатический РВ ограничивает мощность, которую потребляет двигатель при запуске.

Таким образом, основным недостатком для данного типа РВ является его «неумение» приспосабливаться к потребностям в холоде (провоцируя рост перегрева, в то время когда потребности в холоде максимальны). При его использовании снижение температуры в помещении происходит медленней, чем при работе термостатического РВ. Его рационально использовать в маломощных установках, и когда потребность в холоде стабильна. В тоже время, он позволяет использовать маломощный двигатель, что дает предпосылки на увеличение давления кипения выше величины, чем указана в настройке.