Что такое ТРВ? Неисправности, регулировка, устройство
ТРВ (терморегулирующий вентиль) дозирует жидкий хладагент в испаритель так, чтобы на выходе из него пар был перегрет на заданные 4–8 K. Термобаллон на всасывающей трубке чувствует перегрев и открывает или прикрывает клапан. Ниже — принцип работы, отличие от капиллярной трубки и основные модели ТРВ.
Прежде чем приступить к подробному описанию принципа работы ТРВ, хотелось бы сказать несколько слов о капиллярной трубке. Она относится к расширительным устройствам имеющим регуляторные свойства. Это дроссель постоянного сечения, обеспечивающий охлаждение хладагента. На практике это может быть латунный или медный трубопровод с внутренним диаметром 0,66 мм и больше. Данное расширительное устройство не требует никакой настройки и дополнительных средств регулирования, к тому же имеет низкую стоимость. Именно поэтому его выбирают для оснащения холодильных установок малой мощности, таких как системы кондиционирования воздуха, бытовые холодильники, малые тепловые насосы, морозильники холодильные шкафы и прилавки.
При изменении производительности системы количество пропускаемого фреона не изменяется, поскольку капилляр не может пропускать больше, чем положено из-за малого внутреннего диаметра. В таких случаях используют ТРВ, для осуществления контроля над количеством потребляемого фреона.
Терморегулирующий вентиль – это точный прибор, регулирующий подачу хладагента в испаритель в зависимости от интенсивности кипения хладагента в испарителе. Он препятствует попаданию жидкого хладагента в компрессор. Например, если испаритель работает на R12 и при этом давление всасывания составляет 0,25 МПа, то температура насыщения при 0,25 МПа равна 4 °C. При этом, пока хладагент пребывает в жидком состоянии, его температура будет оставаться в пределах 4 °C. В одной и той же установке можно использовать несколько испарителей.
При выборе оптимального ТРВ для конкретной холодильной установки, необходимо учитывать температуру испарения, а также полные потери в ТРВ. Они равны разности давления конденсации и испарения за исключением потерь:
- давления на распределительных патрубках и самом распределителе;
- давления в жидкостном трубопроводе;
- давления на различных элементах в жидкостном трубопроводе (осушителе, электроклапанах, вентилях, смотровом окне и пр.).
Клапан ТРВ в контуре: схема и принцип работы
Клапан ТРВ стоит на жидкостной линии прямо перед испарителем, а его термобаллон — на всасывающей трубке сразу за испарителем. Так клапан «видит» результат своей работы: если пар на выходе перегрет сильнее настройки, ТРВ открывается и подаёт больше жидкости; если перегрев падает и к компрессору может пойти жидкость — прикрывается. Уравнительная трубка передаёт под мембрану давление на выходе испарителя, чтобы потери давления в испарителе не сбивали настройку.
Принцип работы трв клапана кондиционера и холодильной камеры одинаков, отличаются только размер дюзы и заправка термобаллона под свой хладагент. Термобаллон крепят к горизонтальному участку всасывающей трубки хомутом, на 1 или 4 часа по циферблату для трубок до 22 мм и изолируют, чтобы на него не влиял окружающий воздух. Уравнительную трубку врезают за термобаллоном по ходу пара.
Как работает ТРВ: баланс трёх сил
На мембрану ТРВ действуют три силы: сверху — давление заправки термобаллона, которое растёт с температурой пара на выходе испарителя; снизу — давление кипения в испарителе и усилие пружины. Клапан открывается, когда давление термобаллона превышает сумму двух других, то есть когда перегрев пара больше настроенного.
pб = p0 + pпр
- pб — давление в термобаллоне, зависит от температуры пара у термобаллона;
- p0 — давление кипения в испарителе (под мембраной или через уравнительную трубку);
- pпр — усилие пружины, задаётся регулировочным винтом и определяет статический перегрев.
Если нагрузка на испаритель выросла, пар на выходе перегревается сильнее, давление в термобаллоне растёт и клапан открывается шире. При падении нагрузки перегрев уменьшается, клапан прикрывается — жидкость в компрессор не попадает.
ТРВ с внутренним и внешним уравниванием
Существуют терморегулирующие вентили с внешним и внутренним уравниванием. Для уменьшения давления в испарителе в первом случае добавляют внешнюю трубку, которая связана с выходом из испарителя. ТРВ с внешним уравниванием отличается трубой, предназначенной для передачи давления хладагента. Она изменяет давление в испарителе и подает его к мембране со стороны пружины. Получается, что он поддерживает баланс между силой пружины – давления на выходе из испарителя - и в термобаллоне.
Терморегулирующие вентили с внутренним выравниванием используются в торговых и промышленных системах. Они подходят к любому хладагенту и имеют высокую производительность. Действие ТРВ основано на поддержании перегрева в испарителе - он позволяет ему заполнить испаритель необходимым количеством жидкого хладагента независимо от имеющейся нагрузки. Также нет опасности, что жидкость может попасть в компрессор или всасывающий трубопровод. В результате обеспечивается максимально эффективное применение поверхности испарителя. Данный вид ТРВ подходит для систем с часто меняющимися нагрузками.
Существуют следующие виды ТРВ:
Фильтрующий патрон
Это наиболее простое устройство, применяемое в торговых холодильниках. Его конусообразная сторона дополняет гнездо для вальцовки, при этом отверстие в конусе может быть разным по диаметру, таким образом можно осуществлять регулировку производительности ТРВ.
Терморегулирующие вентили Danfoss TU/TC
В нижней части ТРВ находится клапанный узел в виде небольшого отростка, который отвечает за регулировку.
Терморегулирующий клапан AKV
Внешне имеет вид обычного соленоида. Он работает на основе широтно-импульсного регулирования, соответственно, чем больше импульс, тем больше он открывается.
Терморегулирующие вентили ТЕ 5–55
В них регулировка осуществляется при помощи шестеренчатой передачи.
Терморегулирующие вентили Т2 и ТЕ2
В данных вентилях регулировочный винт находится под углом.
Терморегулирующие вентили РНТ
рассчитанные для работы в мощных установках. Имеют зубчатую систему настройки.
Терморегулирующий клапан ETS
За регулирование в нем отвечает контроллер, считывающий показания температуры и давления всасывания, и в зависимости от них открывающий или закрывающий вентиль при помощи небольшого мотора с редуктором.
Где ТРВ стоит в холодильном контуре чиллера — в статье из чего состоит чиллер.
ТРВ кондиционера автомобиля
ТРВ кондиционера автомобиля чаще всего блочный: это алюминиевый корпус с четырьмя каналами, привинченный прямо к испарителю у моторного щита. Через два канала проходит жидкость к испарителю, через два других — пар от испарителя к компрессору; термочувствительный элемент омывается этим паром, поэтому выносного термобаллона и капилляра нет. Старые и некоторые грузовые машины комплектуют обычным угловым ТРВ с термобаллоном, а часть моделей вместо ТРВ использует дроссельную трубку (orifice tube) с аккумулятором на всасывании.
| Признак | Вероятная причина |
|---|---|
| Слабо холодит, низкое давление на линии низкого давления, после ТРВ иней | ТРВ засорён или заклинил в закрытом положении, влага в системе |
| Низкое давление выше нормы, магистраль к компрессору покрыта инеем | ТРВ заклинил открытым, переполняет испаритель |
| Охлаждение то появляется, то пропадает | Влага замерзает в дюзе ТРВ и оттаивает |
Как устроен весь контур машины — в статье принцип работы автомобильного кондиционера. Расчёт перегрева по манометру для разных фреонов есть в статье о методике регулирования ТРВ.
Частые вопросы
Что такое ТРВ простыми словами?
Это автоматический кран на входе в испаритель. Он пропускает ровно столько жидкого хладагента, сколько успевает выкипеть, ориентируясь на температуру пара на выходе: пар перегрелся — кран открывается, похолодел — прикрывается.
Чем ТРВ отличается от капиллярной трубки?
Капилляр — дроссель постоянного сечения, он не подстраивается под нагрузку и годится для малых установок с постоянным режимом. ТРВ меняет проходное сечение по перегреву и держит испаритель заполненным при любой нагрузке.
Когда нужен ТРВ с внешним уравниванием?
Когда потери давления в испарителе или распределителе жидкости превышают примерно 0,2–0,3 бар (около 1–2 K по температуре кипения): без уравнительной трубки такой ТРВ держал бы завышенный перегрев и недозаполнял испаритель.
Клапан ТРВ — что это?
Терморегулирующий расширительный вентиль: он стоит перед испарителем, снижает давление жидкого хладагента и дозирует его подачу по перегреву пара на выходе испарителя. Термобаллон на всасывающей трубке открывает клапан при росте перегрева и прикрывает при его снижении.
Читайте также