Клапан терморегулирующий: Терморегулирующий вентиль — что это, принцип работы, характеристики – Терморегулирующий вентиль danfoss — принцип работы, электронное трв

Содержание

Терморегулирующие вентили

Терморегулирующие вентили (ТРВ) применяют для автоматического регулирования подачи хладагента главным образом в змеевиковый испаритель. Принцип действия терморегулирующего вентиля основан на использовании зависимости изменения разности между температурой кипения в испарителе и температурой выходящих из него паров от тепловой нагрузки на испаритель. Величины открытия клапана ТРВ зависят от разности между температурой перегрева всасываемых компрессором паров хладагента и температурой кипения. С повышением этой разности количество жидкости, подаваемой в испаритель, увеличивается, а с понижением – уменьшается. Терморегулирующий вентиль отрегулирован так, что поддерживает на выходе из испарителя приблизительно постоянный перегрев паров, чтобы разность между температурой отсасываемых паров и температурой кипения не превышала 3–6° С.

Конструктивно терморегулирующие вентили выполняются мембранными и сильфонными, но принцип их действия одинаковый. Силовым элементом ТРВ является герметично замкнутая система, состоящая из термочувствительного баллона (1) (рис. 1), капиллярной трубки (2), упругого элемента (мембраны) (3), кожуха упругого элемента (головки вентиля) и наполнителя. Эта система заполнена насыщенными парами обычно того же рабочего тела, на котором работает данная установка (или другого тела, близкого по термодинамическим свойствам).

Термобаллон установлен на выходе из испарителя и воспринимает температуру перегретого пара. Наполнитель создает давление в термочувствительной системе, соответствующее этой температуре. Мембрана (3) посредством стержня (4) связана с клапаном (5), перекрывающим проходное сечение вентиля. Жидкий хладагент, проходя через отверстие вентиля, дросселируется и поступает в испарительную систему.

На мембрану терморегулирующего вентиля с одной стороны (сверху) действует давление рʹ0 наполнителя термочувствительной системы, с другой (снизу) – давление кипения в испарителе р0. По способу подвода этого давления в полость под мембраной различают терморегулирующие вентили с внутренним и внешним уравновешиванием. В вентилях с внутренним уравновешиванием (рис. 1, а) полость под мембраной непосредственно сообщается с полостью после дросселирования. В вентилях с внешним уравновешиванием (рис. 1, б) полость под мембраной отделена крышкой (8) и соединена трубкой (9) с испарителем в том месте, где установлен термочувствительный баллон.

При отсутствии перегрева силы, действующие на мембрану (3), уравновешиваются и под действием пружины (6) клапан (5) вентиля закрыт.

Рис. 1 – Схема регулирования заполнения испарителя жидким хладагентом по перегреву пара с применением терморегулирующего вентиля с внутренним (а) и внешним (б) уравновешиванием давления

С увеличением нагрузки на испаритель кипение в нем интенсифицируется, и перегрев на выходе увеличивается. Из-за повышения температуры кипения давление наполнителя возрастает и сила, воздействующая на мембрану сверху, увеличивается. Изменяется соотношение сил, действующих на мембрану, она деформируется (прогибается вниз) и через упор перемещает стержень (4) с клапаном, увеличивая поступление хладагента в испаритель.

Когда температура перегрева уменьшится, клапан (5) под действием пружины переместится вверх и прикроет проход в седле, сокращая подачу хладагента в испаритель.

Таким образом, величина открытия прохода для жидкого хладагента определяется степенью перегрева паров, идущих из испарителя к компрессору. Поэтому терморегулирующий вентиль называют также регулятором перегрева паров, величину которого устанавливают с помощью винта (7). При остановке компрессора отсос паров прекращается, давление в испарителе повышается и под действием пружины клапан терморегулирующего вентиля закрывается.

Терморегулирующий вентиль с внешним уравновешиванием давления применяют для испарителей со значительным гидравлическим сопротивлением, чтобы исключить влияние падения давления на выходе.

В 5-вагонных секциях постройки БМЗ применяются мембранные терморегулирующие вентили с внешним уравновешиванием давления (рис. 2). Термобаллон (1) заполнен хладоном-12 и укреплен на трубе, отводящей пары хладагента из испарителя в компрессор. В верхней части корпуса ввернута головка (3) силового элемента, а также смонтированы регулировочные шестерни (20) и (19), механизм клапана и ввернут штуцер (8) уравнительного трубопровода.

Рис. 2 – Терморегулирующий вентиль ТРВК-10 холодильной установки 5-вагонной секции БМЗ: 1 – термочувствительный баллон; 2 – капиллярная трубка; 3 – головка силового элемента; 4 – верхняя часть корпуса; 5 – втулка клапана; 6, 10, 11, 14, 17 – прокладки; 7, 15 – ниппели; 8 – штуцер; 9 – пружина; 12 – клапан; 13 – нижняя часть корпуса; 16 – гайка; 18 – седло; 19, 20 – шестерни; 21 – мембрана; 22 – жесткий упор

Пара зубчатых шестерен предназначена для изменения температуры перегрева. При вращении шестерни (20) по часовой стрелке регулировочная пружина (9) сжимается и перегрев увеличивается. Механизм клапана, состоящий из седла (18), клапана (12) и пружины (9), является исполнительным механизмом вентиля.

К нижней части корпуса подсоединяются трубопроводы входа и выхода паров хладагента при помощи ниппелей и накидных гаек. Верхняя и нижняя части корпуса соединены двумя болтами.

В некоторых секциях последних выпусков постройки БМЗ установлен терморегулирующий вентиль 12ТРВ-12, который надежно работает и сохраняет свои технические характеристики при температуре окружающего воздуха от -20 до +50° С и высокой влажности среды. Он состоит из трех основных узлов (рис. 3):

  • термоэлемента;
  • клапана;
  • узла настройки.

Баллон термоэлемента заполнен углекислым газом под определенным давлением, в него насыпан также активизированный уголь. В качестве упругого элемента в термочувствительной системе применен сильфон. Настройка прибора на определенный режим производится за счет изменения поджатия рабочей пружины регулировочным винтом (1). Все узлы терморегулирующего вентиля смонтированы в корпусе (20) с тремя штуцерами для подсоединения к элементам холодильной установки.

Рис. 3 – Терморегулирующий вентиль 12ТРВ-12: а – конструкция; б – схема действия; 1 – регулировочный винт; 2 – втулка-гайка; 3 – рабочая пружина; 4 – пружина клапана; 5 – стакан; 6 – клапан; 7 – седло; 8, 24 – ниппели; 9 – упор фильтра; 10, 19, 25 – прокладки; 11, 22, 26 – гайки; 12 – фильтр; 13 – кожух сильфона; 14 – сильфон; 15 – толкатели; 16 – капиллярная трубка; 17, 21 – сальники; 18 – термобаллон; 20 – корпус; 23 – колпачок;

И – испаритель; К – компрессор; У – уравнительная линия; КР – конденсатор с ресивером

Термобаллон (18) прикреплен к всасывающему трубопроводу компрессора К и воспринимает температуру перегретых паров фреона. В результате давление в надсильфонном пространстве вентиля будет больше давления кипящей жидкости, воспринимаемого уравнительной линией У на выходе из испарителя. Изменение перегрева нарушает равновесие сил, действующих на сильфон (14). Клапан (6) перемещается и сечение для прохода жидкого хладагента изменяется. Во входном патрубке ТРВ встроен фильтр (12).

Мембранный терморегулирующий вентиль с линией внутреннего уравнивания давления (рис. 4) имеет бронзовую мембрану толщиной 0,15 мм с тремя кольцевыми гофрами для увеличения амплитуды отклонения. Натяжение пружины регулируется гайкой (8) и винтом шпинделя (10), уплотненного резиновой прокладкой (9). Внизу установлен колпачок (11), препятствующий возможным утечкам фреона и обмерзанию сальника. Корпус вентиля изготовлен из латуни. На входе хладагента установлен сетчатый фильтр (15).

Рис. 4 – Схема мембранного терморегулирующего вентиля: 1 – термобаллон; 2 – капиллярная трубка; 3 – толкатель; 4 – мембрана; 5 – клапан; 6 – игла; 7 и 13 – малая и большая пружины; 8 – гайка; 9 – резиновая прокладка; 10 – шпиндель; 11 – колпачок; 12 – корпус; 14 – пластина; 15 – фильтр

Сильфонные терморегулирующие вентили

Сильфонные регулирующие вентили бывают прямого и непрямого действия. Датская фирма «Данфосс» выпускает терморегулирующие вентили прямого действия (рис. 5).

Жидкий хладагент поступает из ресивера по жидкостной линии через фильтр (2) на входе в отверстие (10), соединяющее стороны высокого и низкого давления. Игла (12) входит в отверстие. Положение ее зависит от величины силы, действующей на сильфон. Эта сила определяется давлением в камере (8), которая расположена под крышкой (5), а также давлением внутри сильфона (9), равным давлению на входе в испаритель. Полость камеры соединена капиллярной трубкой с термобаллоном (3), прикрепленным к выходному штуцеру испарителя. Кроме того, положение иглы определяется усилием пружины (15). Движение сильфона передается игле через толкатель (7). Сжатие пружины регулируется винтом (17), уплотненным прокладкой и прикрытым колпачком (18).

Рис. 5 – Сильфонный терморегулирующий вентиль прямого действия: 1 – жидкостная линия; 2 – фильтр; 3 – термобаллон; 4 – капиллярная трубка; 5 – крышка; 6 – уравнительный проход; 7 – толкатель; 8 – камера; 9 – сильфон; 10 – отверстие в седле иглы; 11 – камера, соединяющаяся с ресивером; 12 – игла; 13 – штуцер; 14 – корпус; 15 – пружина; 16 – прокладка; 17 – регулировочный винт; 18 – колпачок

В корпусе (14) имеется уравнительный проход (сверление) (6), соединяющий внутреннюю камеру сильфона (9) с камерой (11), в которую подается хладагент из ресивера через открытое отверстие (10) и далее через штуцер (13) направляется в испаритель.

До пуска установки испаритель, выходной штуцер и термобаллон имеют одинаковые температуры и давления, если термочувствительная система заряжена тем же хладагентом, что и вся установка. Поскольку пружина (15) несколько сжата, вентиль выключенной установки остается закрытым. Если термобаллон и сильфон заряжены другой средой, натяжение пружины должно компенсировать разницу соотношений температур и давлений указанной среды и хладагента.

После пуска компрессора вентиль остается закрытым, пока не возрастет перепад давлений между термочувствительной системой вентиля и испарителем. Когда перегрев пара достигнет установленного значения, вентиль откроется, и жидкий хладагент начнет поступать в испаритель.

Натяжение пружины производится обычно на заводе-изготовителе, чтобы вентиль открывался при перегреве 7° С. Регулирование производят только при чрезмерном или недостаточном перегреве паров.

При недостаточном перегреве паров всасывающий трубопровод обильно покрывается инеем до запорного вентиля, и температура кипения получается выше желаемой. Для устранения этого отвинчивают колпачок (18) и поворачивают регулирующий шпиндель (17) в направлении часовой стрелки. Каждый оборот дает изменение перегрева на 2° С.

Если испаритель до всасывающего трубопровода не покрыт полностью инеем и температура кипения ниже желаемой, значит перегрев слишком сильный и прибор также надо отрегулировать.

После каждого регулирования колпачок (18) туго затягивают, чтобы исключить утечку хладагента и проникновение влаги в установку.

Фирма «Данфосс» выпускает терморегулирующий вентиль непрямого действия (рис. 6). Этот прибор предназначен для установок с холодопроизводительностью до 700 тыс. Вт. В нем имеется вспомогательный клапан (14), который управляет основным регулирующим клапаном (8), Оба клапана помещены внутри стакана (13).

Основной клапан перемещается под давлением регулируемой среды на сильфон (2), который соединен с толкателем (4), уплотненным сальником (3). Сильфон помещен под крышкой (1).

Рис. 6 – Схема сильфонного терморегулирующего вентиля непрямого действия

Седло (7) основного клапана размещено в перегородке корпуса. Подводящий трубопровод крепится к корпусу через фланец (15), отводящий – через фланец (5) с дроссельной шайбой (6).

Настройка вентиля осуществляется изменением поджатия пружины (9) с помощью регулировочного винта (11), который уплотнен в корпусе сальником (10) и прикрыт колпачком (12).

Термочувствительная система с баллоном (16) наполнена адсорбентом (активированный древесный уголь, углекислый газ). Изменяя количество вводимого в систему углекислого газа, можно изменять характеристику терморегулирующего вентиля, перемещая ее в область больших или меньших перегревов. Температура головки ТРВ может быть выше или ниже температуры термобаллона, который бывает цилиндрическим с продольным желобком или лепестковый.

Термостатический (терморегулирующий) смесительный вентиль

Термостатический вентиль отопления монтируется в трубопроводах, обеспечивающих подачу теплоносителя.

Ручной тармостатический вентиль

Ручной тармостатический вентиль

Эта арматура способна наиболее оптимально регулировать теплоотдачу радиаторов отопления.

Cодержание статьи

Назначение устройства

Очень часто в помещении источником тепла выступают не только радиаторы отопления, но и другие устройства – газовые и электрические плиты, бытовые электроприборы. Кроме того, в солнечную погоду температура в доме зачастую повышается, что ведет к перегреву в здании.

Термостатические вентили, установленные на радиаторах, способны контролировать температуру в автоматическом режиме на основании температурных колебаний в комнате на высоте 2м.

Термостатический вентиль смесительный считается предварительной нормой для надежного оборудования. Включив его в схему монтажа отопительной системы можно обеспечить оптимальную и комфортную температуру в помещении и сэкономить средства на энергопотреблении.

Термостатический вентиль регулирует подачу теплоносителя на радиатор

Термостатический вентиль регулирует подачу теплоносителя на радиатор

Смесительный вентиль для радиаторов ограничивает уровень подачи теплоносителя на каждый радиатор в системе. Установка терморегулирующей арматуры (ТРВ) способна снизить расход тепловой энергии на 20%.

Также ТРВ обеспечивает максимально комфортную температуру в помещении. Для выполнения этой задачи необходимо установить термостатический вентиль и термоголовку.

Принцип работы термостатического механизма

Выполнение основной функции в термовентиле (ТРВ) обеспечивается двумя элементами – самим термостатическим вентилем и термоголовкой. Последняя приводит в плавное движение шток при любом изменении температуры. При изменении объема жидкости в сильфоне происходит воздействие термоголовки головки на шток.

Емкость с жидкостью заранее оттарирована на перепады температур: когда температура повышается, расширяется сильфон и головка приводит в движение шток и перекрывает плавно проходное отверстие. При снижении температуры наблюдается обратный процесс – сильфон сжимается, тем самым ослабляется усилие на шток, который постепенно начинает открывать проход.


Принцип работы термостатического клапана для радиаторного отопления (видео)

Виды термостатов

По способу подсоединения труб к радиатору отопления термостатическая арматура бывает трех видов:

  • Смесительный термостатический вентиль прямой. Устанавливают в том случае, когда трубы к радиатору подведены по стене.
  • Вентиль ТРВ угловой. Используют при монтаже системы, в которой трубы отопления выведены из-под пола.
  • Осевой терморегулирующий вентиль. Необходим в системе с трубами, выведенными из стены.

Если подключение к батарее возможно только сбоку, то устанавливают специальный комплект, включающий клапаны и термостатические головки.

Зачастую радиаторы, подключенные снизу, уже имеют встроенный вкладыш клапанного типа.

Ручной термостатический клапан (слева), с термоголовкой (посередине), с электрическим приводом (справа)

Ручной термостатический клапан (слева), с термоголовкой (посередине), с электрическим приводом (справа)

Также вентили ТРВ различают по принципу действия на:

  • Термостаты с ручной регулировкой.
  • Вентили, оборудованные датчиком температуры воздуха.
  • Шаровые краны.

Механический вентиль

Такой вид может считаться полноправным терморегулятором для системы отопления. Внутри арматуры находится шток, который перекрывает движение теплоносителя. Вращением в ручном режиме ручки шток можно закрыть или открыть. Благодаря этому осуществляется плавная регулировка температуры рабочей среды трубопровода и, как следствие, температура в помещении тоже регулируется.

В комплекте с механическим ТРВ, как правило, поставляется разъемное соединение «американка» для того, чтобы можно было выполнить демонтаж батареи в случае необходимости. Вентиль с ручным управлением бывает прямой и угловой, в зависимости от системы отопления (однотрубная или двухтрубная).

Бывают в двух диаметрах прохода – 1/2″ или 3/4″.

Вентиль термостатический прямой

Вентиль термостатический прямой

Достоинства:

  1. И прямой, и угловой терморегулирующий вентили с ручной настройкой просты по конструкции.
  2. Надежны в использовании и стоят сравнительно недорого.

К недостаткам можно отнести невысокую точность температуры и необходимость выполнять действия по регулировке вручную.

Терморегулирующий вентиль с датчиком

Специалисты считают этот вид арматуры наиболее эффективным. Конструкционно он состоит из термостатического клапана и термоголовки. На пластиковом корпусе головки нанесена температурная шкала. Внутри корпуса расположена емкость с жидкостью, которая достаточно быстро реагирует на изменение температуры окружающего воздуха.

Ручкой термоголовки выставляется необходимая температура. Как только она отклоняется от выбранного варианта, жидкость начинает либо сжиматься, либо расширяться, приводя в действие шток, который открывает или закрывает поток теплоносителя.

Достоинства:

  • устройство работает в автоматическом режиме;
  • экономится тепловая энергия;
  • эстетичный внешний вид.

Недостатком изделия ТРВ можно назвать более высокую цену по сравнению с механическими.

Термостатический клапан с автоматическим регулирующим датчиком (термоголовкой)

Термостатический клапан с автоматическим регулирующим датчиком (термоголовкой)

Хотя, учитывая экономию средств, арматура с датчиком окупится достаточно быстро.


Также вы можете подробнее почитать про регулировочные клапаны на электроприводе.

Шаровый кран

Этот вид арматуры можно назвать терморегулятором с большой натяжкой, хотя он пользуется популярностью при монтаже отопительных систем, стоит недорого и прост в конструкции. Шаровым краном можно полностью перекрыть подачу теплоносителя, плавная регулировка невозможна в принципе. Этим краном можно отключить подачу горячей воды по всей системе, в радиаторы в том числе.

Термостатический смеситель

Терморегулирующий смесительный вентиль практически не отличается от обычного смесителя. Единственное различие – термоэлемент приводится в состояние работы напором воды. Под воздействием потока воды отжимается клапан и регулируется подача второго потока.

Используя смесительный вентиль Esbe можно обезопасить себя и близких от того, что вода в душе или кране пойдет слишком горячей или холодной температуры.

И смесительный, и термостатический вентили достаточно деликатные приборы, поэтому не стоит слишком усердствовать в желании «подтянуть» арматуру вручную, она справится с поставленной задачей сама. А вот обеспечить им корректную работу путем установки примитивного фильтра для очистки воды будет просто необходимо.

Пример применения смесительного термостатического вентиля в узле системы отопления

Пример применения смесительного термостатического вентиля в узле системы отопления

Выбирая терморегулирующий смесительный вентиль, следует учитывать их главную функцию – регулирование. Приобретать стоит те модели, которые выполнены из более долговечного материала – бронзы.

Не стоит покупать арматуру с резиновыми уплотнителями: в летний период, когда радиаторы находятся в выключенном состоянии, резина может ссохнуться, что приведет к некорректной работе механизма.

принцип работы, изделия far, danfoss

Терморегулирующие вентилиТерморегулирующий вентиль применяется в системах горячего водоснабжения для регулирования теплоотдачи приборов отопления и поддержания оптимального температурного режима в помещении.

В холодильных установках ТРВ регулирует поток поступающего в испаритель жидкого холодильного агента. При этом осуществляется постоянный контроль над перегревом, а также попаданием жидкости в компрессор.

Терморегулирующий вентиль для отопления

Установив ТРВ для отопления, появляется возможность регулировать и автоматически поддерживать необходимый температурный режим в помещении. Дело в том, что в квартире, кроме системы отопления, есть и неучтенные источники тепла, которые повышают температуру в данном помещении. Прибор поможет создать комфорт и поддержать оптимальную температуру воздуха в комнате. С его помощью можно отключить отопительный радиатор от стояка.

Сокращая поток тепла от каждого радиатора, используя терморегулятор, можно сэкономить денежных средств на оплате отопления до 25%.

Терморегулирующее устройствоПрямой терморегулирующий вентиль ТРВ состоит из корпуса и штока с золотником, который воздействует на проходное сечение седла, перекрывая его. Регулировать температурный режим можно двумя способами: механическим и автоматическим. Механический терморегулятор, предназначенный для отопления, имеет корпус из латуни, а внутри его вмонтирован шток. Если повернуть этот шток, проходное сечение, в зависимости от прямого воздействия на него, увеличивается или уменьшается, регулируя основной поток теплоносителя.

Принцип работы терморегулирующего вентиля в автоматическом режиме иной. В корпусе вентиля находится термоголовка, в которой установлен термобаллон (сильфон). Последний заполнен одним из веществ: газом, специальной жидкостью или керосином. При нагревании компоненты расширяются или, в зависимости от своих свойств, меняют физическое состояние. В результате термобаллон растягивается и давит на шток вентиля, который приходит в движение и выдавливается из сильфона. Проходное сечение седла перекрывается, сокращая поступление теплоносителя. При остывании воздуха, наоборот, наполнитель сильфона сужается, шток принимает первоначальное положение, и сечение открывается.

Так как шток клапана терморегулирующего устройства находится в непрерывном движении, то при установке ТРВ необходимо обращать внимание на качество прибора.

Установка вентиля

Термоголовку, как правило, помещают в самом терморегулирующем вентиле. Для правильного улавливания температуры, ось сильфона нужно располагать горизонтально. Если встроенный датчик находится в вертикальном положении, то на него, в основном, будут действовать восходящие тепловые и пристенные потоки, которые отличаются своей температурой от температуры воздуха в комнате. Работа терморегулирующего устройства будет искажена.

Бывают приборы, в которых ось штока смонтирована вертикально.

Тогда, чтобы отопительный прибор работал без перебоев, целесообразно:

  • Медно-алюминиевые радиаторы с терморегулирующим вентилемприменить управляющие устройства с выносным датчиком;
  • подключить электронный терморегулирующий вентиль с дистанционным управлением;
  • создать электрическую систему управления с термоэлектрическими приводами, подключенными к регулирующим клапанам с радиопередачей сигнала.

1. Устанавливая терморегулятор с датчиком, встроенным в него, управляющий модуль закрепляют на свободном от посторонних предметов месте, и так, чтобы он не попадал под прямое воздействие нагревающих приборов. Модуль устроен из регулятора температуры и термочувствительного элемента, который соединен с клапаном радиатора посредством капиллярной трубки. Длина капиллярной трубки достигает от 2 до 8 метров. Термочувствительный элемент фиксирует температуру комнаты и вследствие изменения давления жидкости в нем, открывает или закрывает клапан, регулируя температуру, заданную пользователем.

2. ТРВ с дистанционным управлением отличается от предыдущего тем, что термоэлемент в нем может находиться на расстоянии от регулирующей ручки.

3. Для управления с помощью термоэлектрического привода применяется термостат, который устанавливается в контролируемом месте. Кроме того, к комнатным термостатам могут подключаться радиочастотные электронные радиаторные головки. Они действуют по принципу: в квартире монтируется термостат, который будет передавать по радиоканалу сигнал управления на электронные головки радиатора. Эта установка может создавать временные расписания для отдельных зон в помещении. Например: сделать прохладу в спальне днем, а в гостиной будет тепло, ночью – наоборот.

Терморегулирующий вентиль кондиционера

Для интенсивной и бесперебойной работы кондиционера применяется терморегулирующий вентиль. Устройство терморегулирующего вентиля в холодильных агрегатах отличается от приборов отопления по форме, но принцип работы одинаков. В холодильных установках необходимо сохранять на одном уровне давление испарения, а также перегрев в испарителе, при любых изменениях в их работе. ТРВ способен поддержать заданный режим – он регулирует транспортировку от конденсатора к испарителю хладагента.

ТРВ с внутренним уравниванием

Терморегулирующие вентили для кондиционераНа данный момент выпускается два вида терморегулирующих приборов, которые используются в бытовых кондиционерах: вентиль с внешним уравниванием и внутренним уравниванием. Количество хладагента, который протекает через ТРВ с внутренним уравниванием, обуславливается положением клапана. Оно определяется соотношением сил, которые действуют на мембрану регулятора.

Для закрытия клапана требуется давление испарения и интенсивное натяжение пружины. Чтобы клапан открылся, необходимо давление сильфона (термобаллона), которое создается перегревом в испарителе хладагента. Когда температура наружного воздуха становится ниже, ослабевает кипение хладагента, уменьшается перегрев и термобаллон охлаждается. При этом в термобаллоне понижается давление, которое притягивает мембрану регулятора, и подача хладагента в испаритель уменьшается. Равновесие восстанавливается.

Аналогично происходит действие регулятора при повышении температуры внешнего воздуха.

ТРВ с внешним уравниванием

Сейчас применяется наиболее усовершенствованная система регулирования: терморегулирующий вентиль с внешним уравниванием. В такой системе давление измеряется на выходе из испарителя, для чего в состав регулятора введена дополнительная трубка. С помощью этого элемента и поддерживается неизменное давление испарения и перегрев хладагента, даже если в испарителе изменяется гидравлическое давление.

Перед капиллярной трубкой или терморегулирующим вентилем устанавливается фильтр-осушитель, защищающий ТРВ от посторонней пыли и влаги, которые могут попасть в систему. Кроме этого, применяются еще и антикислотные фильтры. Кислота может образоваться при соединении влаги с хладагентом.

Терморегулирующие вентили FAR, Danfoss

Примером терморегулирующих вентилей для отопления послужит арматура FAR, произведенная в Италии, хорошо известная в нашей стране на протяжении 15 лет. Разнообразный ассортимент и возможность подключения к любой отопительной системе, позволяет выбрать подходящие по параметрам приборы, как для старых труб, так и при строительстве новых объектов.

Датский концерн Danfoss известен своими поставками в Россию термовинтелей как для холодильного оборудования, так и для системы отопления. Например, вентили Т2 и ТЕ2 применяются системах кондиционирующего, холодильного, морозильного назначения. Терморегулирующие вентили Danfoss ТЕ 5 и ТЕ 55 предназначены для отопления.

Терморегулирующие вентили | AboutDC.ru

Глава 14 «Терморегулирующие вентили» из книги «Руководство по техническому обслуживанию холодильных установок и установок для кондиционирования воздуха». Автор Антонио Бриганти.

  1. Автоматические барорегулирующие вентили
  2. Терморегулирующие вентили (ТРВ)
  3. Перегрев газа на выходе
  4. Производительность
  5. Функционирование при изменении нагрузки
  6. Производительность распределителя
  7. Калибровка перегрева
  8. Техническое обслуживание и монтаж


В установках для кондиционирования воздуха и холодильных установках широко используются два типа терморегулирующих вентилей:

  1. автоматический клапан расширения;
  2. терморегулирующий вентиль (ТРВ).

Как автоматические клапаны расширения, так и терморегулирующие вентили являются инструментами пропорциональной регулировки и обеспечивают регулировку потока холодильного агента на входе в испаритель.

Автоматические барорегрирующие вентили

Автоматические барорегулирующие вентили являются предшественниками терморегулирующих вентилей. Они регулируют поток холодильного агента на входе в испаритель, обеспечивая постоянное давление в самом испарителе. Они могут использоваться только в установках, имеющих постоянный режим загрузки.

Калибровка клапана может регулироваться в некотором диапазоне значений, зависящем от условий функционирования.

В контуре должен иметься термостат испарителя, останавливающий работу компрессора при достижении требуемой температуры испарения (не путать с температурой в помещении). Точнее, он должен быть отрегулирован таким образом, чтобы температура срабатывания была примерно на 5°С выше температуры испарения. При остановке компрессора в нем поднимается давление, и автоматический клапан расширения закрывается. На рисунке 14.1 показана принципиальная схема холодильного контура, в котором установлен автоматический клапан расширения.

Терморегулирующие вентили (ТРВ)

Терморегулирующие вентили регулируют поток холодильного агента на входе в испаритель в зависимости от определенного значения перегрева газообразного холодильного агента на выходе. В испаритель поступает необходимое количество холодильного агента для его испарения в зависимости от тепловой нагрузки, чтобы обеспечить полное использование площади поверхности теплообмена. ТРВ могут использоваться на линиях с одним или несколькими испарителями.

На рисунке 14.2 показана принципиальная схема холодильного контура, в котором установлен ТРВ.

В зависимости от показателя давления используются две основные модификации:

  • Внутреннее выравнивание давления
  • Внешнее выравнивание давлений в ТРВ

Внутреннее выравнивание давления

На рисунке 14.3 показана схема функционирования и векторы давления, действующие на ТРВ с внутренним выравниванием давления. На мембрану клапана с одной стороны действует давление, передаваемое с датчика (ру), а с противоположной — сумма давлений испарителя (р0) и прижимной пружины (р3). При выравнивании этих трех векторов давления клапан остается постоянно открытым, и, соответственно, постоянным остается поток проходящего через него холодильного агента. В этих условиях количество холодильного агента, поступающего в испаритель, точно соответствует необходимому для восприятия тепловой нагрузки. Если же нагрузка понижается, происходят два процесса: холодильного агента становится избыточно много, а его давление повышается; понижается температура газа на выходе и пропорционально этому понижается давление в датчике. Вследствие этих процессов сумма давлений испарителя и пружины превышает давление, оказываемое на датчик клапана, что приводит к закрыванию клапана с уменьшением зазора для прохождения холодильного агента. Наоборот, если тепловая нагрузка в испарителе возрастает, количества холодильного агента в нем оказывается недостаточно, и давление его уменьшается; одновременно увеличивается температура газа на выходе из испарителя, что вызывает соответствующее повышение давления на датчик клапана.

В результате давление в клапане смещает мембрану вниз, что приводит к открытию зазора для прохождения жидкого холодильного агента, увеличивая объем его поступления в испаритель.

Клапаны с внутренним выравниванием давления применяются в основном в установках малой мощности.

Внешнее выравнивание давлений в ТРВ

ТРВ с внешним выравниванием давления имеют подвод давления из испарителя посредством соответствующей линии (капиллярной трубки), которая отходит от него несколько ниже датчика клапана. Соответствующая схема показана на рисунке 14.4. Сохраняют силу все ранее упомянутые положения, за исключением того, что давление р0в испарителе определяется при помощи капиллярной трубки.

Клапаны расширения с внешним выравниванием давления обычно применяются на агрегатах средней и большой мощности.

На рисунке 14.5 показана схема правильной установки клапана с соответствующей линией внешнего выравнивания давления; для сравнения на рисунке 14.6 приводится неправильное размещение компонентов: отвод давления линии выравнивания всегда должен производиться несколько ниже датчика клапана с верхней стороны горизонтальной трубки.

Перегрев газа на выходе

Терморегулирующий вентиль обеспечивает определенный перегрев газа на выходе из испарителя, необходимый для полного испарения возможно имеющихся капель несущей жидкости (жидкий холодильный агент не в коем случае не должен возвращаться в компрессор, поскольку способен вызвать серьезные неисправности). На рисунке 14.7 показана часть испарителя при нормальных условиях работы. Как можно заметить, смесь жидкость-пар, поступающая в испаритель в точке А, должна полностью испариться до точки Е.

Отсюда и до датчика клапана (точка F) происходит только перегрев газа. Перегрев заключается в повышении температуры газа выше температуры его насыщения (см. далее). Этот участок, то есть дополнительная поверхность испарителя не влияет на увеличение холодильного эффекта, но служит для защиты компрессора и устойчивого функционирования клапана.

Производительность

Производительность терморегулирующего вентиля определяется двумя компонентами:

  1. прохождением жидкости, то есть массой жидкого холодильного агента, способного проходить через клапан в единицу времени;
  2. холодильным эффектом, то есть количеством тепла, которое может аккумулировать холодильный агент из испарителя.

На производительность ТРВ и, как следствие, на прохождение жидкости и холодильный эффект влияют следующие факторы:

  • падение давления на клапане;
  • состояние холодильного агента;
  • переохлаждение;
  • калибровка клапана;
  • температура испарения;
  • термостатическая нагрузка.

Падение давления на клапане

Давление холодильного агента быстро уменьшается при прохождении через клапан, в результате чего часть быстро испаряется, препятствуя прохождению другой партии жидкости (рисунок 14.8).

Чем выше величина падения давления при прохождении через клапан, тем больше количество образуемого пара, наличие которого препятствует увеличению подачи, возрастающей при увеличении перепада давлений.

При большом падении давления в процессе прохождении холодильного агента через клапан уменьшается холодильный эффект, поскольку при этом испаряется большее количество жидкого холодильного агента.

Увеличение падения давления при прохождении через клапан повышает его производительность до определенного предела, после которого при любом повышении перепада давлений начинается снижение производительности (см. рисунок 14.9). Предельное значение перепада давлений, после превышения которого производительность клапана начинает снижаться, зависит от типа холодильного агента.

Состояние холодильного агента

Наличие пара на входе в клапан приводит к уменьшению его производительности, поскольку пар при равном весе занимает больший объем, чем жидкость, с вытекающим отсюда уменьшением объема прохождения жидкости.

Наличие пара может быть вызвано как отсутствием холодильного агента в контуре, так и высоким падением давления, ввиду чего на входе в клапан поддерживается значительно меньшее давление, чем давление в конденсаторе. Другой причиной может быть сильный перепад высот между конденсатором и терморегулирующим вентилем, в этом случае применяют метод переохлаждения жидкости.

Переохлаждение

Переохлаждение жидкого холодильного агента также повышает производительность терморегулирующего вентиля, это вызвано следующими причинами:

  • при переохлаждении уменьшается объем жидкости, испаряющейся при прохождении через клапан, приводя к увеличению его проходимости;
  • поскольку испаряется меньше жидкости, большее ее количество может еще испариться; в конечном счете происходит увеличение холодильного эффекта.

Перегрев

На рисунке 14.10 показана кривая, соответствующая изменению производительности клапана при изменении параметра перегрева.

Этот процесс, в зависимости от модели клапана и его производительности, может быть разбит на следующие этапы:

  1. Статический перегрев. Речь идет о величине показателя перегрева, необходимого для компенсации давления пружины таким образом, что при дальнейшем повышении температуры клапан открывается.
  2. Перегрев открытия клапана. Это значение показателя перегрева, при котором происходит смещение иглы клапана со своего ложа с открытием прохода для жидкости.
  3. Реальный перегрев установки. Является суммой статического перегрева и перегрева открытия клапана; это реальный показатель перегрева, при котором клапан будет функционировать.

Значение перегрева установки выводится на основе разницы значений температуры испарения и температуры охлаждаемой жидкости: когда эта разница небольшая, лучшим способом рационального использования испарителя является выбор низкой температуры перегрева; при значительной разнице температур, необходимо обеспечить защиту от возможных возвратов жидкости, повышая в этих целях температуру перегрева.

Если терморегулирующий вентиль подобран правильно, при функционировании с номинальной мощностью он не должен полностью открываться; тем самым ТРВ будет иметь некоторый запас производительности, который будет задействован только при высоких значениях перегрева.

Калибровка ТРВ

При вращении регулировочного стержня по часовой стрелке давление пружины возрастает, что соответствует повышению показателя статического перегрева и понижению производительности клапана.

Температура испарения

Кривые «давление-температура» всех холодильных агентов при заданном увеличении температуры имеют более заметные колебания давления на участке высоких температур. Вследствие этого при низкой температуре испарения небольшое изменение температуре на датчике клапана приводит к незначительным колебаниям давления на верхней стороне диафрагмы: это приводит к меньшему открытию клапана и меньшим изменениям его проходимости.

Термостатический заряд

Показатели «давление-температура» различных термостатических зарядов имеют свои отличительные особенности: при одинаковом показателе перегрева не происходит одинакового открытия клапана при изменении типа заряда.

Функционирование при изменении нагрузки

В различных типах холодильных установок и установок для кондиционирования воздуха большой мощности, имеющих несколько компрессоров, имеется возможность снижать холодильную мощность при уменьшении нагрузки путем прогрессивного отключения работающих компрессоров и/или их отдельных цилиндров. К сожалению, производительность ТРВ не может быть так же легко изменена, поэтому при остановке компрессоров или их частичной дезактивации производительность клапана оказывается избыточной. В разумных пределах регулировка клапана возможна, и он по-прежнему в состоянии обеспечить необходимые параметры потока холодильного агента. Понятно также, что при функционировании с малой нагрузкой тщательной регулировки клапана не требуется, поскольку не весь испаритель оказывается задействованным, и опасности возврата жидкости не возникает. Предусмотреть заранее режим функционирования ТРВ, когда система работает на пониженном режиме, трудно ввиду множества факторов, влияющих на его работу. Ниже приводится перечень мер предосторожности, при соблюдении которых обеспечивается нормальное функционирования клапана даже при снижении нагрузки до 65%.

ТРВ следует подбирать таким образом, чтобы при максимальных нагрузках он оставался как можно более открытым. В частности, когда запланированный режим предусматривает в основном работу с пониженной нагрузкой, рекомендуется выбирать клапан с производительностью на 10—15% меньше максимальных рабочих параметров установки.

Производительность распределителя

При использовании распределителя рекомендуется подбирать его таким образом, чтобы производительность точно соответствовала производительности установки при полной нагрузке; это позволяет избежать излишне большой производительности при пониженных режимах работы компрессора.

Калибровка перегрева

Калибровка величины перегрева должна обеспечивать максимально большое допустимое при максимальной нагрузке значение перегрева.

В установке, где частичное снижении показателя нагрузки превышает 65% ее мощности, должны применяться другие меры, перечисленные ниже.

Два или более испарителей с одинаковыми параметрами

На рисунке 14.11 показаны два независимых испарителя, каждый из которых питается через собственный ТРВ с распределителем. На каждый испаритель приходится половина общей нагрузки.

Соленоидные клапаны соединены с устройством для понижения производительности компрессора таким образом, что один из них закрывается, при сокращении нагрузки на компрессор на 50%, отсекая один из терморегулирующих вентилей. Остающийся ТРВ обеспечивает поддержание производительности на требуемом уровне.

Такая же простая система применима к различным испарителям при различных уровнях частичного понижения производительности компрессора. Различные типы компрессоров могут подсоединяться параллельно или последовательно; в этом случае необходимо учитывать, что компрессоры, находящиеся первыми, будут испытывать более высокую нагрузку, чем последующие, поэтому производительность различных клапанов и распределителей должна быть отрегулирована с учетом этого.

Единичный испаритель

На рисунке 14.12 показана схема установки двух терморегулирующих вентилей и двух распределителей на одном испарителе.

Каждый контур испарителя имеет подвод двух трубок распределения, каждая из которых, в свою очередь, проходит через свой распределитель. Соленоидные клапаны управляются устройством регулировки частичной загрузки компрессора, как это было описано ранее.

Если ТРВ, соленоидный клапан и распределитель контура А выбираются таким образом, чтобы покрывать 67% общей производительности, а 33% общей максимальной нагрузки будет приходиться на контур В, при переключении соленоидных клапанов будут обеспечиваться рабочие параметры, приведенные в таблице 14.1.

Таблица 14.1. Последовательность переключения соленоидных клапанов при изменении тепловой нагрузки.

Техническое обслуживание о монтаж

Терморегулирующий вентиль должен устанавливаться как можно ближе ко входу в испаритель. Если применяется распределитель, рекомендуется монтировать его непосредственно на выходе ТРВ. Очень важно обеспечить правильное расположение термобаллона, от чего в некоторых случаях зависит хорошая или неудовлетворительная работа всей холодильной установки. Для того, чтобы клапан соответствующим образом регулировал прохождение холодильного агента, необходимо обеспечить хороший тепловой контакт между термобаллоном и трубой всасывания. Для этого термобаллон следует закрепить двумя скобами на чистом и ровном участке трубы. Рекомендуется устанавливать чувствительный элемент на горизонтальном участке трубы всасывания. Если невозможно избежать вертикального монтажа, это необходимо сделать таким образом, чтобы выход капиллярной трубки был направлен вверх.

При диаметре линии всасывания в 7/8″ (22 мм) или более, температура по периметру окружности трубы может заметно разниться. В связи с этим следует размещать термобаллон в точке окружности трубы, соответствующей значениям 16 и 20 ч на часовом циферблате (см. рисунок 14.13). Когда компрессор расположен над испарителем, рекомендуется производить подсоединение линии всасывания, как это показано на рисунке 14.14. На выходе из испарителя должен располагаться горизонтальный участок трубы, на котором крепится термобаллон; сразу за ним должен быть установлен сифон-накопитель для сбора возможно присутствующей жидкости и возможно имеющегося масла, циркулирующего по установке.

Установки с несколькими испарителями

Когда компрессор расположен под испарителем, необходимо выше испарителя установить накопитель для предотвращения возврата жидкости, возвращающейся под действием гравитации в компрессор. На установках с несколькими испарителями трубы всасывания должны располагаться таким образом, чтобы не допускать воздействия одного ТРВ на датчик другого. Пример правильного расположения труб показан на рисунке 14.15. В этом случае не допускается воздействие одного контура на другой и обеспечивается хороший режим функционирования и регулировки каждого ТРВ.

Подсоединение устройства внешнего выравнивания давления

Клапаны с внешним выравниванием давления могут функционировать только при обеспечении такого подсоединения. Штуцер соединения устройства для выравнивания давления (эквалайзера) должен располагаться на трубе всасывания через несколько сантиметров после термобаллона, как уже было показано на рисунке 14.12.

Регулировка клапана

Каждый терморегулирующий вентиль перед поставкой калибруется на заводе-изготовителе. Эта калибровка является правильной и в большинстве случаев не требует переналадки. Однако при наличии особых условий или при определенных типах применения клапана возможно изменение его калибровки для того, чтобы обеспечить желаемые показатели перегрева.

Во многих видах ТРВ отсутствует возможность регулировки: они калибруются на заводе-изготовителе, и показатель их перегрева не может быть изменен. Часто нерегулируемые клапаны являются модификациями обычных с фиксированным давлением пружины. Имеются приспособления, позволяющие регулировать и такие виды клапанов, но такая необходимость возникает редко.

Если надо понизить величину перегрева, следует вращать стержень регулировки клапана против часовой стрелки, для увеличения — по часовой стрелке. При изменении калибровки клапана для предотвращения ошибок калибровки не рекомендуется делать более одного оборота стержня регулировки за один раз и подождать по крайней мере тридцать минут, прежде чем производить новую коррекцию.

Общим правилом является то, что величина перегрева зависит от разницы температур между испарителем и охлаждаемым веществом. При очень больших значениях разницы этих температур, как в случае установок для кондиционирования воздуха, перегрев может достигать 10°С без излишнего снижения производительности испарителя. Для низкотемпературных холодильных установок, где разница между температурой испарения и температурой охлаждаемого вещества незначительна, показатель перегрева может уменьшаться до 5°С для того, чтобы максимально использовать площадь поверхности испарителя.

Определение величины перегрева

Определить величину перегрева возможно, выполнив перечисленные ниже операции. Разница между температурой на входе в испаритель и температурой на выходе из испарителя не позволяет получить точное значение перегрева, поэтому этот метод не рекомендуется использовать, так как падение давления в испарителе приводит к погрешностям в определении величины перегрева.

  1. Измерить температуру всасывания в месте установки термобаллона.
  2. Измерить манометром давление у всасывающего вентиля компрессора.
  3. По значению давления, полученному выше, определяют температуру насыщения, используя таблицу соотношения между температурой и давлением хладагента (в большинстве случаев потерями давления в трубопроводе всасывания можно пренебречь ввиду их малости).
  4. Вычесть значение температуры в пункте 3 из значения температуры в пункте 1. Полученная разница является температурой перегрева.

виды, особенности установки и использования

Отапливая помещения любого назначения, важно не только создать комфортный климат, но и обеспечить рациональный расход топлива. В решении этих задач помогают термостатические клапаны, которые устанавливают на тех участках теплового контура, где подключены теплообменники. Особенно удобно при помощи термоклапанов регулировать уровень нагрева теплого пола.

термостатический клапан

Назначение и функции

Термостатический или балансировочный клапан устанавливают на узлах трубопровода, транспортирующего горячую рабочую среду. Этот вид трубопроводной арматуры позволяет регулировать напор и температуру жидкостей или газов, поступающих из основной магистрали в теплообменные или раздающие приборы. Использование регулирующего элемента обеспечивает удобство водозабора в кухнях и санузлах, простоту управления системой обогрева помещений и делает работу систем отопления и водоснабжения энергоэффективной, снижая затраты рабочей среды.

В системах водоснабжения балансировочный клапан служит для настройки параметров подаваемой из крана или душа воды. Обычно элемент регулировки в частных домовладениях устанавливают на смесители в ванных комнатах и кухнях, а в общественных помещениях – в санузлах. Здесь термоклапан регулирует процесс смешивания холодной и горячей воды в нужной пропорции.

конструкция клапана

В теплосетях термоэлемент поддерживает баланс температуры в тепловых контурах и теплообменниках. Устанавливают его обычно на входе в радиатор, регистр или горизонтальный теплообменный контур – теплый пол или теплый плинтус, чтобы получить возможность настраивать температуру теплоносителя. Уровень нагрева энергоносителя регулируется нагревательным аппаратом, а нагрев теплообменников регулируется путем настройки напора рабочей среды, для чего и нужен термостатический клапан.

Классификация термостатических клапанов

Типов и видов термоклапанов довольно много, однако все они имеют общее строение:

  • корпус – муфта или тройник,
  • клапан – регулирующий или запирающий механизм,
  • вентиль с термостатом – управляющий механизм.

Классифицируют термостатическую арматуру по нескольких параметрам:

  • конструкции корпуса,
  • размещению регулирующего вентиля,
  • назначению,
  • способу регулировки потока,
  • способу управления.

По конструкции корпуса выделяют следующие виды термостатических клапанов:

  • прямой,
  • угловой,
  • трехходовой.

виды по конструкции корпуса

Корпус прямого и углового термоклапана представляет собой соответственно прямую и угловую муфту, корпус трехходового – тройник.

Размещение регулирующего вентиля может быть:

  • осевым – вентиль расположен напротив одного из патрубков на его продолжении, клапан называют осевым;
  • боковым – вентиль расположен перпендикулярно корпусу, сбоку, дополнительного названия клапан с боковым вентилем не имеет и называется только по форме корпуса.

По назначению выделяют термоклапаны:

  • радиаторные – для подключения теплообменных приборов,
  • смесительные или подмешивающие – для регулировки напора и температуры воды в водоразборных кранах и системах “теплый пол”,
  • переключающие – для изменения направления потока рабочей среды в отопительных и водоснабжающих контурах,
  • разделительные – для распределения рабочей среды на два потока.

Способы регулировки потока определяют следующую классификацию балансировочной арматуры:

  • настраиваемые или клапаны с открытой регулировкой – настроить напор и температуру можно в любое время, вентиль управляется без специальных ключей;
  • закрытые или клапаны предварительной настройки – параметры рабочей среды выставляются при монтаже системы, для их перенастройки необходим специалист и набор специнструментов.

В зависимости от способа управления выделяют термоклапаны:

  • ручные – настройка производится вращением вентиля,
  • автоматические – оснащены термоголовкой, реагирующей на изменение температуры и давления теплоносителя,
  • удаленного управления – оснащены выносным термоэлементом, реагирующим на изменение температуры в помещении, с возможностью настройки оптимального диапазона.

Особенности установки и настройки

При монтаже термоклапанов на различных участках трубопровода возникают определенные сложности.

Заранее зная об особенностях установки, этих сложностей удастся избежать:

  • Перед установкой регулирующего устройства подачу рабочей среды на ремонтируемом участке отключают, остатки воды сливают.
  • По ходу подачи жидкости или газа перед термоэлементом устанавливается кран, с помощью которого можно будет при необходимости отключить узел с термоклапаном.
  • Термоклапаны в теплосетях устанавливают на трубе подачи, при подключении к теплообменным приборам – на входящем патрубке или участке трубы перед ним.
  • В двухконтурной системе на обратной трубе после выхода из теплообменного прибора устанавливают дроссель, служащий для уменьшения пропускной способности обратного контура. Так достигается баланс давления в батарее, не возникает разрежения и завоздушивания.
  • Регулирующая арматура автоматического управления и выносной термоэлемент при удаленном управлении устанавливаются таким образом, чтобы контактировать с воздухом в помещении. Недопустимо прятать калибровочные элементы за шторами, мебелью, декоративными накладками.
  • При расположении ниже 80 см от пола термоэлемент может остывать, так как внизу находится самая холодная зона, и некорректно регулировать температуру в помещении.
  • Термостатический элемент не устанавливают вертикально, чтобы восходящие потоки теплого воздуха от теплообменника не влияли на точность работы прибора. Вентиль располагают в направлении от теплообменного устройства.

Обратите внимание! Нахождение терморегулирующего устройства под прямым воздействием солнечного света, теплого воздуха от работающих нагревательных приборов и электрооборудования негативно влияет на точность настройки параметров рабочей среды. Поэтому нельзя устанавливать терморегулятор вблизи кухонных плит, водонагревателей, котлов, холодильников.

  • В доме с центральным отоплением регулирующая арматура на батареи ставится только при наличии байпаса или трубы-перемычки между подающей и обратной трубой. В противном случае термоклапан будет регулировать давление в стояке и температуру не только в “своей” батарее, но и у соседей.
  • Для подключения радиаторов и регистров отопления выбирают угловые или прямые термоклапаны в зависимости от геометрии трубопровода. При этом вентиль должен быть осевым, чтобы исключить возможность случайного механического воздействия на него, например, при передвижении мебели.

Обратите внимание! Существуют устройства, специально разработанные для установки на радиаторы справа или слева. Нельзя устанавливать арматуру в обратном направлении, так как при неправильном расположении открываться клапан будет не из-за изменения температуры, а под давлением рабочей среды, и регулировка нарушится.

  • В системе водяного теплого пола устанавливают клапаны с боковым вентилем, так облегчается доступ к настройке.
  • Перед водоразборными узлами в частном домовладении или квартире оптимальным является использование смесителя, оснащенного термостатическим клапаном, или термоклапана с ручной настройкой.
  • Системы водоснабжения в общественных помещения целесообразно оснащать термоклапаном с удаленным управлением или предварительной настройкой, чтобы исключить возможность вмешательства в работу системы посторонних.
  • В качестве уплотнителя при резьбовом соединении термостатического клапана с трубопроводом нельзя использовать ФУМ-ленту, так как она может дать течь при малейшем обратном ходе резьбы при температурном расширении патрубков. Надежное соединение получают при уплотнении узла герметизирующими нитями: полимерными или льняными с термостойкой краской.

Установка термоклапана в системе “теплый пол”

Монтаж термоклапана в горизонтальный теплообменный контур имеет свои особенности. Так как для оборудования теплого водяного пола обычно используют трубы из полимеров, температура теплоносителя должна быть ниже, чем в батареях. Кроме того, это предотвращает перегревание пола, а значит ходить по нему будет комфортнее. Поэтому основная задача термоклапана – поддерживать температуру в трубах на уровне, достаточном для создания комфортного климата и не опасном для трубопровода и жителей дома.

Важно правильно выбрать и установить терморегулирующее устройство, соответствующее размерам и назначению помещения.

  • Нежилые помещения и жилые комнаты малой площади. В коридоре, ванной или кухне, а также в небольших комнатах теплый пол может быть единственным источником тепла – как правило, этого достаточно. Рабочей среде для прохождения короткого контура не требуется высокое давление, поэтому ставят простой терморегулятор без подмешивания. Если поступающая от котла вода нагрета выше допустимого, клапан закрывается, не пуская горячую воду в трубопровод и предотвращая перегрев труб и пола. При этом теплоноситель в трубах остается и продолжает отдавать полу тепло. Когда рабочая среда в теплообменном контуре остывает, клапан открывается, в трубы поступает горячая вода, которая при смешивании с остывшей достигает нужной температуры.
  • Жилые помещения небольшой площади, где теплый пол является дополнительным источником тепла. Как правило, основной обогрев идет за счет теплоотдачи батарей, а тепловой контур под напольным покрытием добавляет комфорта. Термостатический клапан с подмешиванием устанавливают на входе в первую из батарей комнаты, для регулировки напора поступающей горячей воды от котла. В обратку врезается еще один термостат, регулирующий температуру энергоносителя, поступающего после радиаторов в трубопровод водяного пола.
  • Жилые помещения большой площади или единый тепловой контур частного дома. Устанавливают трехходовые термостатические клапаны с подмешиванием, то есть с подключением к системе холодного водоснабжения. Такой термоклапан регулирует распределение рабочей среды в батареи и водяной пол: теплоноситель с температурой 90 градусов подается в радиаторы или регистры, а для подачи в горизонтальный теплообменник к горячей воде подмешивается холодная, готовая смесь с температурой около 50 градусов обогревает пол. Такая система может обогревать помещения несколькими способами: при одновременной работе батарей и теплого пола или при включении только одного контура, когда не нужна большая поверхность теплоотдачи.
  • В общественных зданиях или многоквартирных домах теплосеть сложная и разветвленная, так как требуется обогреть помещения различного назначения и площади. Монтируется несколько тепловых контуров и узел смешения, в котором располагается трехходовой клапан с подмешиванием, подающий теплоноситель установленной температуры в коллектор. И уже из коллектора выходят ответвления в каждый контур. При необходимости индивидуальной регулировки температуры в каждом помещении можно установить отдельные термоклапаны.

Как регулировать работу отопительной системы с помощью термостатического клапана

Установив термоклапан, необходимо откалибровать его таким образом, чтобы дальнейшая регулировка процесса отопления происходила с минимальным вмешательством со стороны человека:

  • Полностью открывают клапан.
  • Дожидаются, когда температура воздуха перестанет подниматься.
  • Полностью закрывают балансировочный клапан.
  • Когда в помещении установилась комфортная температура, начинают постепенно снова открывать термоклапан.
  • Когда корпус снова потеплеет, прекращают процесс открывания и оставляют управляющий вентиль в этом положении, пока не потребуется новая настройка.

9.8. Терморегулирующие вентили | Промышленные холодильные установки

Терморегулирующие вентили (ТРВ) предназначены для автоматической подачи в испаритель такого количества хладагента, которое обеспечивает оптимальную величину перегрева на всасывании компрессора. Плавное регулирование открытия клапана ТРВ происходит за счет изменения перегрева пара во всасывающем трубопроводе.
    Выбор марки ТРВ производится в зависимости от вида хладагента и холодопроизводительности установки (табл. 65). Числа перед буквами в обозначении ТРВ означают хладагент, а после букв — пропускную способность прибора, соответствующую холодопроизводительности (в тысячах ккал/ч). Базовая конструкция характеризуется общим корпусом и одинаковым внутренним устройством.

Принцип действия ТРВ. Хладагент поступает из линейного ресивера под клапан ТРВ, расположенного в непосредственной близости от испарителя. После дросселирования в клапане хладагент подается в испаритель (рис. 114).

Степень открытия клапана ТРВ зависит от величины перегрева пара во всасывающем трубопроводе.
    В холодильных установках с малой холодопроизводи-тельностью и малым гидравлическим сопротивлением испарительной системы (давление хладагента входящего в испаритель и выходящего из него одинаково) под мембрану под давлением подается из испарителя хладагент.
    Температура перегретого пара, находящегося во всасывающем трубопроводе, выше температуры кипения. Эту же температуру имеет термобаллончик, который заполнен парожидкостной смесью, а не перегретым паром; давление в нем устанавливается выше давления кипения. Оно и воздействует на мембрану сверху. Клапан ТРВ открывается тогда, когда имеется разность давлений. В холодильных установках большой холодопроизводительности применяют ТРВ с внешним уравниванием через уравнительную трубку.
    При отсутствии перегрева, когда во всасывающем трубопроводе имеет место влажный пар, температура и давление в испарителе, во всасывающем трубопроводе и в термобаллончике прибора одинаковы. Давления на мембрану сверху и снизу равны. Клапан ТРВ закрыт усилием пружины.
    С уменьшением подачи жидкого хладагента в испаритель пар во всасывающем трубопроводе перегревается. При этом давление во всасывающем трубопроводе остается равным давлению кипения. Это давление передается в подмембранную полость ТРВ через уравнительную трубку. Давление на мембрану вверху зависит от температуры хладагента в термобаллончике, что определяет степень открытия ТРВ.
    Поскольку ТРВ является прибором плавного регулирования, открытие его клапана при установившемся режиме работы происходит в определенном положении. При остановке компрессора клапан ТРВ закрывается, так как перегрев пара при этом отсутствует.
    Установка и настройка ТРВ. Перед установкой ТРВ продувают сухим воздухом или азотом.
    Прибор устанавливают перед входом в испаритель с таким расчетом, чтобы стрелка на корпусе была направлена по ходу хладагента.
    Термобаллончик устанавливают на выходе из испарителя, на верхней части горизонтального участка трубопровода, чтобы исключить влияние масла, проходящего по его нижней стороне. При наличии в сухопарнике или всасывающем трубопроводе гильзы можно вставить термобаллончик в нее, предварительно заполнив смесью из двух объемных частей алюминиевой пудры и одной части смазочного масла ЦИАТИМ-201.
    Уравнительная линия должна быть подключена к всасывающему трубопроводу после места крепления термобаллончика. Если уравнительная трубка присоединена ко всасывающему трубопроводу до места крепления термобаллончика, последний при негерметичности сальников ТРВ воспринимает температуру влажного пара, прикрывает клапан ТРВ, что приводит к недостатку хладагента в испарителе.
    ТРВ поставляются настроенными на минимальный перегрев. При необходимости винтом можно регулировать эту величину в пределах 2…8 °С.
    Основные неисправности прибора. Неисправности ТРВ могут быть вызваны его механическими повреждениями, ошибками в монтаже, загрязнениями и наличием влаги в системе, неправильным выбором прибора или его неверной настройкой.
    Наиболее частое повреждение ТРВ — поломка капиллярной трубки; при утечке наполнителя из термосистемы прибор не открывается.
    Недостаточная пропускная способность прибора может быть вызвана неплотным контактом термобаллона со всасывающим трубопроводом, вследствие чего он не воспринимает действительную температуру всасывающего трубопровода.
    Засорение фильтра ТРВ приводит к уменьшению его пропускной способности или, так же как и замерзание влаги, — к полной закупорке.
    При выборе ТРВ большей производительности по сравнению с производительностью установки прибор работает неустойчиво, допуская большие колебания температуры перегрева.
    Следует помнить, что винтом регулирования перегрева пользуются только при пусконаладочных работах.
    Определение неполадок установки следует начинать с проверки наличия хладона и масла в системе, отсутствия в ней влаги и загрязнений, правильности настройки реле давления.
    Только после этого приступают к проверке ТРВ.

 

Терморегулирующие вентили

Перегрев паров хладагента — это разность между температурой, при которой кипит хладагент в испарителе и температурой паров хладагента на выходе из испарителя. На рис. 1 наглядно показано место установки ТРВ, как наполняется испаритель жидким хладагентом по длине каналов от входа к выходу.

Место установки ТРВ (рис. 1)Место установки ТРВ

В процессе кипения температура хладагента постоянна, в месте, где жидкий хладагент полностью испарился, его температура соответствует температуре кипения хладагента, далее пары хладагента продолжают перемещаться к выходу испарителя, при этом продолжают участвовать в процессе теплообмена и нагреваются (участок «перегрев» на рис. 1). Очевидно, что регулируя перегрев, можно регулировать степень наполнения испарителя жидким хладагентом. При этом, чем больше величина перегрева тем меньше испаритель заполнен жидким хладагентом, -тем меньше эффективность испарителя. Чтобы жидкий хладагент не попадал на вход в компрессор, величину перегрева, стараются поддерживать, на уровне 2-6 °С. Если перед входом в компрессор установлен, например, отделитель жидкости, то величину перегрева можно поддерживать близкой к 0, что приведет к увеличению производительности испарителя. Правильно подобранное и настроенное ТРВ обеспечивает эффективное наполнение испарителя, быстрый выход на режим холодильной установки, защиту компрессора от влажного хода.

Существуют два основных вида ТРВ — механические и электронные.

Механические ТРВ (Рис. 2) — осуществляют регулирование подачи жидкого хладагента при помощи механического воздействия на регулирующий орган (клапан).

Пример механического ТРВ (рис. 2)Механическое ТРВ

К разновидностям механических ТРВ, относятся:

  • ТРВ с внутренним выравниванием давлении
  • ТРВ с внешним выравниванием давления
  • ТРВ с заправкой МОР — специальная заправка термобаллона ТРВ, которая ограничивает возможность работы ТРВ в нерасчетных режимах, тем самым защищая двигатель компрессора от перегрузок.

Электронные ТРВ (ЭРВ) – управляются специальными электронными контроллерами. Измерение перегрева осуществляется датчиками контроллера, после чего логическое устройство контроллера выдает управляющий сигнал на привод регулирующего органа ЭРВ. Преимущества ЭРВ- более высокая точность измерения перегрева, высокая скорость реагирование на изменение тепловой нагрузки на испаритель.

Виды электронных ТРВ:

  • Импульсные ЭРВ (Рис. 3) — воздействие на рабочий орган вентиля, осуществляется по принципу широтно-импульсной модуляции. Сам вентиль имеет 2 положения открыто и закрыто, вентиль открывается, с переменной частотой. Время открытого состояния так же переменно и зависит от интенсивности изменения перегрева на выходе из испарителя. Чем выше от заданного значение перегрева, тем на больший промежуток времени открывается вентиль.Импульсный расширительный вентиль Danfoss серии AKV (рис. 3)Импульсный расширительный вентиль
  • Расширительные вентили с шаговым электродвигателем (Рис. 4) – регулирующий вентиль, с приводом от шагового электродвигателя. В зависимости от величины перегрева шаговый электродвигатель изменяет степень открытия регулирующего вентиля.Электрический расширительный вентиль с шаговым электродвигателем Danfoss серии ETS (рис. 4)Электрический расширительный вентиль ETS

Более подробную информацию по ТРВ, можно найти в каталогах и на интернет сайтах производителей.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о