EhS ремонт и обслуживание электронных и механических ТРВ

                Терморегулирующий вентиль (ТРВ) – это достаточно точный прибор, регулирующий подачу хладагента в испаритель в зависимости от тепловой нагрузки на него. Регулирование подачи обеспечивается по оценке величины перегрева пара на выходе из испрателя. Также  он препятствует попаданию жидкого хладагента в компрессор, обеспечивая полный переход в паровую фазу с небольшим нагревом выше температуры испарения.  Величина перегрева пара в испарителе, является достаточно точной характеристикой текущей тепловой нагрузки.

Первый автоматический расширительный вентиль для использования в холодильных системах был изобретен в 1925 г. Джоном Шродом (John Shrode). Это изобретение легло в основу всех дальнейших разработок Alco Controls™. Ему обязано своим появлением на свет даже название торговой марки Alco Controls™ (ALCO – Automatic Liquid CОntrol – автоматическое регулирование потока жидкости).

                               Принцип действия терморегулирующего вентиля представлен на рисунке выше. На вход ТРВ подается жидкий хладагент высокого давления (в общем случае это давление конденсации, но несколько ниже, за счёт потерь давления), который дросселируется в ТРВ до давления кипения и подается в испаритель холодильной машины, где выкипает. На выходе из испарителя хладагент находится в состоянии перегретого пара, т.е имеет температуру больше чем температура испарения при данном давлении.
                               На мембрану ТРВ действуют силы закрытия (сила Рн, вызванная давлением кипения, и сила упругости регулировочной пружины Рпр), а также сила открытия Р, вызванная давлением внутри термобаллона, зависящим от температуры в точке его крепления. Иными словами, чем выше перегрев (разность между температурой насыщенного пара при давлении кипения и температурой на выходе из испарителя), тем сила открытия больше и тем больше хладагента поступает в испаритель. Таким образом, ТРВ регулирует заполнение испарителя жидким хладагентом в соответствии с заданным перегревом. Терморегулирующий вентиль должен обеспечить поддержание оптимального значения перегрева и быструю реакцию на изменение параметров системы. 
                               Основные характеристики ТРВ, обеспечивающие выполнение этих функций, следующие: 
 1. диаметр проходного сечения ТРВ; 
 2. значение статического перегрева; 
 3. значение перегрева открытия.

                 Существуют терморегулирующие вентили с внешним и внутренним уравниванием.   ТРВ с внешним уравниванием отличается трубкой, предназначенной для передачи давления хладагента на выходе из испарителя, для учёт потерь давления обусловленных движением хладагента через испартель. Она измеряет 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 системах небольшой мощности. Они подходят к любому хладагенту, но имеют невысокую 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. 
             Статический перегрев, т.е. перегрев, необходимый для компенсации усилия пружины, устанавливается на заводе-изготовителе. ТРВ начинает открываться, как только будет достигнут заданный статический перегрев. Его величина не должна быть слишком низкой, поскольку при остановке компрессора в системах без откачки при достижении требуемой температуры охлаждаемой среды значение перегрева мало, и жидкий хладагент, который остается в испарителе, может попасть в компрессор, что приводит к нежелательным последствиям.
             Перегрев открытия, т.е. перегрев, при котором ТРВ открывается, зависит от параметров работы системы. Сумма перегрева открытия и статического перегрева составляет рабочий перегрев, который можно измерить. Его величина не должна быть большой, поскольку при этом нарушается заполнение испарителя жидким хладагентом, но и не должна быть слишком малой, иначе могут произойти поломки. Оптимальная величина рабочего перегрева, обеспечивающая устойчивую работу ТРВ, лежит в  пределах не ниже 5…8 К.

Однако,  для нормального функционирования как терморегулирующего вентиля, так и всей установки необходимо не только правильно подобрать тип и конструкцию, но и произвести правильный монтаж ТРВ, поскольку, как показывает анализ типичных неисправностей, большая их часть возникает из-за неправильного монтажа как самого вентиля, так и холодильной системы в целом (например, наличие грязи и влаги в системе, слишком большие потери давления в трубопроводах). 

Неисправность, когда количество подаваемого в испаритель жидкого хладагента больше, чем может выкипеть, в результате чего он попадает в компрессор, что является губительным для него. Симптомы такой неисправности: обмерзание корпуса компрессора, низкий перегрев в испарителе и нормальное или выше нормального давление всасывания. 
Причины, влекущие за собой эту неисправность, следующие: 
компрессор не обеспечивает заявленную производительность или он меньшего типоразмера, чем требуется. В данном случае давление всасывания будет выше, чем при нормальной работе, а перегрев ниже; 
уставка перегрева слишком низкая; 
грязь или абразивные частицы в системе, которые препятствуют закрытию терморегулирующего вентиля и могут вызвать внутреннюю утечку; 
использование терморегулирующего вентиля большей производительности, чем необходимо; 
  неверный монтаж термобаллона.

 Недостаточная подача хладагента в испаритель.  Эта неисправность появляется, когда жидкий хладагент полностью испаряется на большом расстоянии от выхода из испарителя. Ее можно идентифицировать по более высокой, чем требуется, температуре охлаждаемой среды, высокому перегреву на выходе из испарителя и низкому давлению всасывания. 
 Причины этого следующие: 
влага в системе; 
грязь или абразивные частицы; 
недостаточный перепад давлений на вентиле, из-за которого его производительность падает (особенно остро эта проблема стоит в холодное время года, когда снижено давление конденсации); 
  недостаточная заправка системы хладагентом, определяемая по низкому давлению кипения, высокому перегреву и малому переохлаждению;
преждевременное дросселирование, к которому может привести значительное падение давления на жидкостной линии до ТРВ, уменьшает производительность ТРВ. Оно определяется по обмерзанию жидкостной линии, наличию пузырьков в смотровом стекле, переохлаждению на выходе из конденсатора и отсутствию его на входе ТРВ; 
закупорка линии внешнего выравнивания, в результате чего давление под диафрагмой может стать выше, чем требуется, и ТРВ закроется; 
высокая уставка перегрева; 
использование ТРВ меньшей производительности, чем требуется; 
утечка заправки термобаллона ТРВ в результате механического повреждения, что ведет к недостаточному открытию вентиля; 
  миграция заправки из термобаллона в силовой элемент, если его температура ниже температуры термобаллона, что нарушает нормальную работу ТРВ. Для выхода из ситуации следует подогреть мембрану; 
  засорение фильтра ТРВ.

Неустойчивая работа терморегулирующего вентиля, т.е. функционирование ТРВ в непрерывно повторяющемся режиме открытия-закрытия, влечет за собой большие отклонения  перегрева от нормальных рабочих значений.          Причиной этого может быть запаздывание отклика ТРВ на изменение нагрузки, вызванное следующими неисправностями: 
1.  слишком большая производительность ТРВ для данного применения; 
2.  неверный монтаж термобаллона (термобаллон должен быть расположен в соответствии с инструкцией и изолирован для предотвращения влияния потока воздуха); 
3.  неверные подбор и монтаж распределителя жидкого хладагента (в сложных холодильных системах, где нагрузка на различные контуры испарителя может сильно отличаться), в результате чего контуры неравномерно заполняются хладагентом;         
 Обычно ТРВ поставляется с заводской уставкой, однако в ряде случаев требуется дополнительная настройка, при этом увеличение перегрева способствует уменьшению неустойчивой работы ТРВ, однако также приводит к снижению холодопроизводительности установки;         
Наличие в системе влаги, которая замерзает в ТРВ и закупоривает его, тоже ведет к неустойчивой работе клапана.

Принцип работы и области применения расширительных устройств

Электронные расширительные вентили

Импульсные клапаны

Моторные клапаны

Моторные клапаны производства Danfoss

Моторные клапаны производства Carel

Моторные клапаны других производителей Alco Controls, Sporlan

Самые распостронённые серийные блоки управления моторными клапанами