Что такое ТРВ?

На фото Терморегулирующий вентиль (ТРВ) для чиллера

Принцип действия ТРВ:

• Регулирование потока хладагента: ТРВ автоматически регулирует количество хладагента, поступающего в испаритель, основываясь на текущей потребности в охлаждении. Это помогает поддерживать оптимальные условия работы системы.
• Открывание и закрывание вентиля: ТРВ содержит термочувствительный элемент (часто заполненный специальным газом или жидкостью), который реагирует на изменения температуры на выходе испарителя. Когда температура на выходе испарителя падает, термочувствительный элемент сжимается, что приводит к закрытию вентиля и уменьшению потока хладагента. При повышении температуры элемент расширяется, открывая вентиль и увеличивая поток хладагента.
• Контроль суперхита (перегрев): Одной из ключевых функций ТРВ является поддержание постоянного уровня суперхита (перегрева) хладагента на выходе из испарителя. Суперхит – это разница между фактической температурой газа после испарителя и температурой его насыщения при данном давлении. Поддержание оптимального уровня суперхита обеспечивает эффективное испарение и предотвращает образование жидкости в компрессоре.
• Адаптация к изменяющимся условиям: ТРВ способен адаптироваться к изменениям во внешних и внутренних условиях работы системы, таким как изменение температуры окружающего воздуха или загрузки холодильника, обеспечивая тем самым эффективность и надежность системы охлаждения.

Методика регулирования ТРВ

На фото Рис. 1. Кривые рабочих характеристик регулятора и испарителя для случая регулирования подачи хладагента в испаритель с помощью ТРВ.

Как только достигается статический перегрев Δt₃, ТРВ начинает открываться и при полном открытии обеспечивает свою номинальную производительность. При этом перегрев повышается на величину перегрева открытого ТРВ Δt_по. Сумма статического перегрева Δt₃, и перегрева открытого ТРВ Δt_по составляет рабочий перегрев Δt_пн. Изготовители ТРВ устанавливают величину статического перегрева, как правило, в диапазоне от 3 до 5 К. Ее можно изменить в ту или иную сторону, вращая регулировочный винт и поджимая или отпуская при этом пружину. Данная операция приводит к эквидистантному сдвигу рабочей характеристики ТРВ влево или вправо, в результате чего появляется возможность обеспечить устойчивое регулирование установки, расположив рабочую характеристику ТРВ таким образом, чтобы она пересекла характеристику прибора охлаждения точно в рабочей точке номинальной холодопроизводительности. Для приборов охлаждения, работающих при очень малых разностях температур, необходимо предусматривать теплообменник, который, переохлаждая жидкий хладагент, позволяет повысить перегрев.

Выполненная при отправке с завода изготовителя настройка ТРВ соответствует большинству установок. Если возникает необходимость дополнительной регулировки, то нужно использовать регулировочный винт (см. рис. 2). При вращении винта вправо (по часовой стрелке) перегрев повышается, при вращении влево (против часовой стрелки) перегрев понижается.

Для ТРВ марки Т2/ТУ2 полный оборот винта меняет температуру перегрева примерно на 4 ° при температуре кипения 0°С.

Начиная с ТРВ марки ТЕ5, полный оборот винта дает температуру перегрева около 0,5 К при температуре кипения 0°С.

Начиная с ТРВ марки ТКЕ3, полный оборот винта дает изменение перегрева примерно на 3 ° при температуре кипения 0°С.

На фото Рис. 2. Настройка ТРВ с помощью регулировочного винта.

Рекомендуется следующий метод регулировки. Дополнительно на выходе трубопровода из прибора охлаждения помимо манометра (5) устанавливается электронный термометр (3), датчик (6) которого крепится к термобаллону (4) ТРВ, как показано на рис. 3.

На фото Рис. 3. Схема метода регулировки ТРВ:
1 — терморегулирующий вентиль с внутренним выравниванием; 2 — прибор охлаждения;
3 — электронный термометр; 4 — термобаллон; 5 — манометр;
6 — первичный датчик электронного термометра.

Для обеспечения стабильности настройки ТРВ во времени необходимо производить ее при температуре в охлаждаемом объеме, близкой к температуре, при которой отключается компрессор. Не допускается производить настройку ТРВ (регулировку) при высокой температуре в охлаждаемом объеме.

Рекомендуемая регулировка заключается в том, чтобы настроить ТРВ на предельный режим, при котором начинаются пульсации. Для обеспечения этого при постоянной величине перегрева Δt_пер = t_в.п -t₀, необходимо медленно открывать ТРВ до тех пор, пока не начнутся пульсации. При этом значение показаний манометра Р_в.п и термометра t_в.п не должны изменятся. При последующем открытии вентиля ТРВ могут начаться пульсации показаний манометра Р_в.п и термометра t_в.п. С этого момента нужно начать закрывать ТРВ до тех пор, пока пульсации не прекратятся (примерно на половину оборота регулирующего винта).

На фото Рис. 4. Последовательность регулировки ТРВ на номинальный режим.

Чтобы избежать переполнения испарителя жидкостью, нужно действовать следующим образом. Вращая регулировочный винт вправо (по часовой стрелке), повышать перегрев до прекращения колебаний давления. Затем понемногу вращать винт влево до точки начала колебаний, после этого повернуть винт вправо примерно на 1 оборот (для Т2/ ТЕ2 и ТКЕ на ¼ оборота). При такой настройке колебания давления отсутствуют, и испаритель работает в номинальном режиме. Изменения перегрева в диапазоне ±0,5°С не рассматриваются как колебания.

Если в испарителе имеет место чрезмерный перегрев, это может быть следствием его недостаточной подпитки жидкостью. Снизить перегрев можно, вращая регулировочный винт влево (против часовой стрелки), постепенно выходя на точку колебаний давления. После этого повернуть винт вправо на один оборот (для ТРВ типа Т2/ТЕ и ТКЕ на ¼ оборота). При такой настройке колебания давления прекращаются, и испаритель работает в номинальном режиме. Изменения перегрева в диапазоне ±0,5°С не рассматриваются как колебания.

В случае если ТРВ будет отрегулирован на минимальный возможный перегрев, необходимый для нормальной работы данной холодильной установки, заполнение прибора охлаждения жидким хладагентом будет достигнуто номинальным, а пульсации величины перегрева паров хладагента прекратятся. В процессе регулировки ТРВ давление конденсации должно оставаться относительно стабильным и близким по значению (Р_к ~ Р_к.н) при номинальных условиях работы, так как от них зависит холодопроизводительность ТРВ.

При регулировке возможны следующие осложнения:

1. Не удается регулировкой добиться пульсаций.

Это означает, что при полностью открытом ТРВ, его производительность ниже, чем производительность прибора охлаждения. Это связано со следующими причинами: либо проходное сечение (f) ТРВ мало, либо в установке не хватает хладагента и на вход ТРВ поступает недостаточное количество жидкого хладагента из конденсатора.

2. Не удается устранить пульсации после их возникновения.

Это означает, что производительность ТРВ выше, чем пропускная способность прибора охлаждения. Это связано с тем, что либо проходное сечение (f) ТРВ слишком большое, либо прибору охлаждения не хватает жидкого хладагента.

Регулировка ТРВ невозможна, когда перегрев достигает большего значения (это наступает, когда ТРВ практически закрыт, давление испарения небольшое, и полный перепад температур между температурой воздуха на входе в прибор охлаждения t_в1 и температурой кипения хладагента t₀ большой). Это означает, что в приборе охлаждения образуется меньше паров, чем способен всасывать компрессор, т.е. холодопроизводительность прибора охлаждения недостаточна.

Следовательно, если не удается найти режим настройки, который устраняет пульсации давления, необходимо произвести замену ТРВ, либо осуществить замену седел с отверстиями (патронов), если конструкция ТРВ предусматривает наличие комплекта сменных патронов. В этом случае, чтобы снизить расход, нужно заменить ТРВ или сменить патрон с отверстием. Если перегрев в испарителе слишком большой, пропускная способность ТРВ мала. Тогда, чтобы повысить расход, нужно также поменять патрон. ТРВ компании Danfoss марки ТЕ поставляются с комплектом сменных патронов. ТРВ марки ТКЕ имеют фиксированное отверстие седла.

Дроссельное (или сопловое) отверстие многих ТРВ выполняется в виде сменного вкладыша, что позволяет обеспечить новое значение его производительности простой заменой этого элемента. Терморегулирующий (силовой, управляющий) тракт ТРВ, т.е. комплекс, состоящий из верхней части ТРВ (надмембранная полость, образующая терморегулирующий элемент), капиллярной трубки и термобаллона, также иногда бывает сменным, что позволяет подобрать наилучший вариант заправки термобаллона (паровая, жидкостная или адсорбционная заправка), наиболее подходящий для конкретных условий работы данной установки.

На фото Рис. 5. Замена сменного вкладыша ТРВ и сменных патронов.

Текущее обслуживание и порядок настройки трв

Для восстановления герметичности мест присоединения вентиля следует подтянуть гайки крепления фланцев и уравнительной линии.

Если течь установлена в месте свинчивания штуцера с корпусом, восстановление герметичности может быть достигнуто подтяжкой штуцера.

Течь в сальнике узла настройки устраняется подтяжкой гайки с помощью специального ключа, входящего в комплект поставки.

Течь по месту соединения головки вентиля с корпусом должна устраняться только в мастерской.

Вес работы должны выполняться только с помощью гаечных ключей. Применение ударных предметов не допускается.

Проверка герметичности должна производиться с соблюдением «Правил техники безопасности на фреоновых холодильных установках».

2. Если во время работы часть прибора охлаждения не обмерзает, а давление всасывания после включения холодильной установки быстро понижается, то это свидетельствует о неправильной настройке ТРВ (малом его открытии).

Чтобы обеспечить нормальную работу холодильной установки, не рекомендуется менять заводскую настройку вентилей. Следует помнить, что ТРВ, регулируя степень заполнения прибора охлаждения хладагентом, только косвенно оказывает влияние на температуру в холодильных камерах. При необходимости изменить температуру в холодильных камерах это должно достигаться изменением настройки специально для этого предназначенных реле и регуляторов температуры. Регулирование температуры изменением настройки ТРВ, т.е. путем изменения величины перегрева начала открытия клапана, приводит к снижению экономичности работы установки, а также к преждевременному выходу агрегата из строя.

Если все же возникает необходимость произвести подрегулировку перегрева начала открытия клапана, изменяют настройку медленным поворачиванием регулировочного винта с выдержкой через каждые пол-оборота для нормализации режима работы установки.

3. Разборка вентиля, не связанная с настройкой вентиля, не допускается.

Методика регулирования ТРВ в холодильной установке

• Проверка рабочих параметров системы: Прежде чем приступить к регулировке ТРВ, убедитесь, что холодильная система находится в нормальном рабочем состоянии. Это включает проверку давления, температуры, состояния компрессора, испарителя и других компонентов системы.
• Установка давления на входе в ТРВ: Необходимо убедиться, что давление на входе в ТРВ соответствует рекомендуемым значениям для конкретного типа хладагента и условий работы.
• Регулировка суперхита: Суперхит (перегрев) – это разница между фактической температурой газа, выходящего из испарителя, и его температурой насыщения при данном давлении. Необходимо отрегулировать ТРВ так, чтобы суперхит находился в пределах рекомендованных значений (обычно около 5-10°C).
• Измерение суперхита: Используйте манометр для измерения давления на выходе испарителя и термометр для измерения температуры хладагента. Разница между измеренной температурой и температурой насыщения хладагента при данном давлении и будет суперхитом.
• Настройка вентиля: Подстройка ТРВ осуществляется путем вращения регулировочного винта. Поворачивая винт по часовой стрелке, вы уменьшаете поток хладагента (увеличиваете суперхит), а против часовой стрелки – увеличиваете поток (уменьшаете суперхит).
• Контроль и фиксация настроек: После регулировки необходимо некоторое время подождать, чтобы система стабилизировалась, и снова проверить параметры. Если суперхит находится в пределах нормы, настройки ТРВ фиксируются.
• Дополнительные проверки: Проверьте испаритель на предмет обледенения и осмотрите систему на наличие утечек хладагента.

Виды ТРВ

Термостатические расширительные вентили (ТРВ)

• С баллончиком: Эти вентили имеют внешний температурный датчик (баллончик), который устанавливается на выходе испарителя. Они регулируют поток хладагента, реагируя на изменения температуры на выходе испарителя.
• С внутренним равновесием: Этот тип ТРВ учитывает давление хладагента в испарителе для более точного контроля суперхита.
• С внешним равновесием: Используются в системах с большими перепадами давления и сложными условиями работы. Они имеют дополнительную линию равновесия, подключенную к испарителю.

• С электронным управлением: Используют электронные датчики и контроллеры для точной регулировки потока хладагента. Предоставляют более высокую точность и эффективность по сравнению с механическими вентилями.

• Без терморегуляции: Эти вентили автоматически регулируют поток хладагента на основе давления и не имеют температурного датчика. Они менее точны и обычно используются в меньших или менее сложных системах.

Фильтрующий патрон

Обозначается на рисунке цифрой — 9.

Терморегулирующие вентили Danfoss TU/TC

На фото терморегулирующие вентили TU/TC

Терморегулирующий клапан AKV

На фото Терморегулирующий клапан AKV

Терморегулирующие вентили ТЕ 5-55

На фото Терморегулирующие вентили ТЕ 5-55

Терморегулирующие вентили Т2 и ТЕ2

На фото Терморегулирующие вентили Т2 и ТЕ2

Терморегулирующие вентили РНТ

На фото Терморегулирующие вентили РНТ

Терморегулирующий клапан ETS

На фото Терморегулирующий клапан ETS

Основные неисправности ТРВ и методы их устранения

Засорение ТРВ

• Признаки: Недостаточный поток хладагента в испаритель, слишком низкая или слишком высокая температура в холодильной камере.
• Устранение: Промывка или замена фильтра-осушителя перед ТРВ, проверка и очистка самого вентиля. В некоторых случаях может потребоваться замена ТРВ.

• Признаки: Нестабильная работа системы, неправильное поддержание температуры.
• Устранение: Ремонт или замена внутренних компонентов вентиля. Часто более экономичным решением является замена всего вентиля.

• Признаки: Неадекватное охлаждение, обледенение испарителя или перегрев.
• Устранение: Точная настройка вентиля под конкретные условия работы системы. Необходимо отрегулировать вентиль так, чтобы обеспечить оптимальный суперхит.

• Признаки: Пузырьки воздуха в масляном стекле, пониженное давление в системе.
• Устранение: Откачка воздуха из системы и зарядка хладагентом согласно спецификациям.

• Признаки: Падение давления в системе, наличие инея или масляных следов в местах утечки.
• Устранение: Поиск и устранение утечек, дозаправка системы хладагентом.

• Признаки: Неправильная реакция вентиля на изменения температуры, неэффективное охлаждение.
• Устранение: Замена термочувствительного элемента или всего вентиля.

Неисправности терморегулирующего расширительного вентиля (ТРВ), их причины и способы устранения

1. Проблема: Слишком высокая окружающая температура

Причины:

• Большие потери давления в приборе охлаждения.
• Недостаточное переохлаждение на входе в ТРВ.
• Потери давления выше расчетных.
• Неправильно установлен термобаллон.
• Закупорка льдом или другими загрязнениями.
• Слишком мала производительность.
• Перетекание жидкого хладагента из термобаллона.
• Плохой контакт термобаллона с трубопроводом всасывания.
• Прибор охлаждения полностью или частично покрыт льдом.

Способы устранения:

• Установить ТРВ с внешним выравниванием. Отрегулировать перегрев регулировочным винтом.
• Проверить переохлаждение жидкости на входе. В случае необходимости увеличить его.
• Проверить перепад давления на ТРВ. Установить патрон с отверстием большего размера. Отрегулировать перегрев регулировочным винтом.
• Проверить расположение термобаллона. Отодвинуть его от массивных деталей.
• Проверить цвет индикатора в смотровом стекле. При необходимости заменить влагоотделитель. Очистить фильтры. Слить или долить масло, поменять компрессор.
• Согласовать мощность холодильной установки и производительность ТРВ. Установить патрон с отверстием большего размера или ТРВ большей производительности. Регулировочным винтом отрегулировать перегрев.
• Проверить заправку ТРВ. Выявить и устранить причину перетекания. Отрегулировать перегрев.
• Проверить крепление термобаллона на всасывающей магистрали. При необходимости теплоизолировать термобаллон.
• Оттаять прибор охлаждения.

2. Проблема: Пульсации давления в установке

Причины:

• Слишком низкий перегрев.
• Большая производительность.

Способы устранения:

• Отрегулировать перегрев регулировочным винтом.
• Установить ТРВ или патрон с меньшим отверстием.

3. Проблема: Пульсация давления в установке при повышенной температуре

Причины:

• Неправильно установлен термобаллон: на вертикальном участке, после масляного кармана, вблизи массивных вентилей, фланцев и т.п.

Способы устранения:

• Проверить расположение термобаллона. Разместить его так, чтобы он получал достоверный сигнал. Добиться, чтобы он правильно крепился на магистрали всасывания. Отрегулировать перегрев винтом при его наличии.

4. Проблема: Слишком высокое давление всасывания

Причины:

• Попадание во всасывающую полость неиспарившейся жидкости: большое сечение, неправильная регулировка.

Способы устранения:

• Увеличить перегрев при помощи регулировочного винта.
• Сравнить пропускную способность ТРВ и прибора охлаждения.
• Установить ТРВ или патрон с меньшим отверстием.
• Отрегулировать перегрев винтом.

5. Проблема: Слишком низкое давление всасывания

Причины:

• Большие потери давления.
• Недостаточное переохлаждение на входе.
• Перегрев в приборе охлаждения слишком большой.
• Неправильно установлен термобаллон.
• Слишком мала производительность.
• ТРВ закупорен льдом или другими загрязнениями.
• Наличие утечки из термобаллона.
• Перетекание жидкого хладагента из термобаллона.
• Прибор охлаждения полностью или частично обледенел.

Способы устранения:

• Установить ТРВ с внешним выравниванием. Отрегулировать перегрев регулировочным винтом.
• Проверить переохлаждение жидкого хладагента на входе. Добиться более высокого переохлаждения.
• Проверить перегрев. Отрегулировать его регулировочным винтом.
• Проверить расположение термобаллона. При необходимости теплоизолировать его от окружающей среды. Отодвинуть термобаллон от массивных деталей.
• Сравнить производительность холодильной установки с пропускной способностью ТРВ. Установить ТРВ или патрон с большим отверстием. Отрегулировать перегрев.
• Очистить ТРВ. Проверить цвет индикатора в смотровом окне. При необходимости заменить влагоотделитель. Заменить или долить масло. Заменить компрессор. Очистить фильтры.
• Проверить заправку ТРВ. Заменить ТРВ и отрегулировать перегрев.
• Проверить заправку терморегулирующего вентиля. Заменить его и отрегулировать перегрев.
• Оттаять прибор охлаждения.

6. Проблема: Переполнение компрессора жидкостью

Причины:

• Слишком большая пропускная способность ТРВ.
• Установлен слишком низкий перегрев.
• Плохой контакт термобаллона со всасывающим трубопроводом.
• Неправильно установлен термобаллон.

Способы устранения:

• Установить ТРВ или патрон с меньшим отверстием. Отрегулировать перегрев.
• Регулировочным винтом повысить перегрев.
• Проверить крепление термобаллона на трубопроводе и теплоизолировать его при необходимости.
• Проверить расположение термобаллона на всасывающей магистрали. Переместить его в соответствующее место.

7. Проблема: ТРВ закрыт. На изменение температуры за испарителем не реагирует

Причина:

• Из термосистемы вытек наполнитель.

Способ устранения:

• Неисправный ТРВ снять и направить в ремонтную мастерскую или, если не истек срок гарантии, на завод-изготовитель для установления причин течи и восстановления работоспособности.

8. Проблема: ТРВ слабо реагирует на изменение температуры за испарителем и не обеспечивает заданной производительности

Причины:

• То же, что и в проблеме 7.
• Термобаллон имеет плохой контакт с трубопроводом.
• Капиллярная трубка имеет плохой контакт с трубопроводом.
• ТРВ настроен на слишком большой перегрев.

Способы устранения:

• То же, что и в проблеме 7.
• Термобаллон снять, зачистить место контакта и установить снова.
• Проводку капиллярной трубки выполнить в соответствии с рекомендациями.
• Произвести перенастройку.

9. Проблема: ТРВ открыт, но не реагирует или реагирует циклично (периодами)

Причина:

• Замерзание влаги.

Способы устранения:

• Произвести оттайку до восстановления работоспособности.
• Установить или восстановить силикагелиевый или цеолитовый осушитель.

10. Проблема: Не реагирует или реагирует скачкообразно

Причина:

• Заедание в механизме прибора из-за попадания грязи или дефектов изготовления.

Способы устранения:

• ТРВ снять и отправить в ремонтную мастерскую или на завод для установления причин и восстановления работоспособности.

11. Проблема: Колебания температуры и давления в системе

Причины:

• Неправильно определено место крепления термобаллона.
• Термобаллон имеет плохой контакт с трубопроводом или плохо изолирован от воздействия окружающей среды.
• Настроен на слишком малый перегрев.
• Неправильно подобран. Производительность ТРВ больше, чем требуется для установки.
• Имеет большую утечку через закрытый клапан.
• Неправильно отрегулирован дифференциал реле давления, что не является дефектом.

Способы устранения:

• Определить правильное место крепления и закрепить термобаллон.
• Термобаллон снять, зачистить место контакта и установить вновь.
• Произвести перенастройку.
• Заменить на ТРВ меньшей производительности.
• Снять и отправить в ремонтную мастерскую или на завод для установления причины и восстановления работоспособности.
• Отрегулировать величину дифференциала реле давления. Не менять настройку ТРВ!

12. Проблема: Негерметичность соединения ТРВ

Причина:

• Ослаблены соединения.

Способы устранения:

• Подтянуть соединения гаечным ключом.

13. Проблема: Характерный свист при больших тепловых нагрузках

Причина:

• Недостаток хладона в системе.

Способы устранения:

• Если установлен недостаток хладона, произвести подзарядку. Не трогать настройку!