Что такое расширительный клапан
Что такое расширительный клапан
Более подробно о том, как работают оба этих способа мы покажем на следующих слайдах.
Перегрев. Как измерить определить перегрев?
Перегревом пара называют разницу между температурой, измеренной при помощи термобаллона (темература образования пара при постоянном давлении) и температурой пара хладагента.
Перегрев определяется считыванием величины давления кипения как можно ближе к месту крепления термобаллона, преобразованием этой величины в температуру и вычитанием ее из реальной температуры, измеренной в месте крепления термобаллона.
Перегрев измеряется в K или °C
Перегрев играет ключевую роль в функционировании расширительного устройства. Основным назначением ТРВ является контроль значения перегрева, но в то же время, перегрев влияет на степень открытия клапана, осуществляя таким образом замкнутую цепь управления.
Переохлаждение определяется как разность между температурой начала кипения жидкости и температурой жидкости, измеренной в той же точке жидкостной линии.
Переохлаждение измеряется в K или °C.
Переохлаждение хладагента необходимо для того, чтобы избежать появления пузырьков пара в хладагенте на входе в расширительное устройство.
Пузырьки пара в потоке хладагента приводят к уменьшению производительности расширительного устройства и, соответственно, к уменьшению количества хладагента, поступающего в испаритель.
Поскольку настроить такую систему можно только на одну величину температуры испарения, рекомендуется применять такие ТРВ в ограниченном температурном диапазоне.
Перекрестный тип зарядки подразумевает заполнение термобаллона специальной смесью, которая позволяет сохранять соотношение температура/давление в широком температурном диапазоне. Кривые давления термобаллона и хладагента пересекутся вне рабочего диапазона.
MOP = Maximum Operating Pressure (Максимальное давление регулирования).
Масса вещества для заправки термобаллона ограниченна так, чтобы при определенном соотношении давление/температура вся зарядка в термобаллоне испарялась.
Как только вся жидкость в термобаллоне испарится, давление в термобаллоне будет расти медленнее, чем давление кипения, соответственно, при увеличении давления кипения, клапан будет закрываться.
В версии клапана с MOP используется отличное давления зарядки термобаллона. Это приводит к наличию дополнительной точки пересечения кривых давления зарядки и хладагента. Соответственно, давление зарядки термобаллона не может открыть клапан при наличии давления хладагента.
Терморегулирующие вентили могут выпускаться с четырьмя различными типами зарядки термобаллона:
Примечание: Поскольку давление внутри термобаллона зависит от типа используемого хладагента, различные терморегулирующие вентили применяются для разных хладагентов. В случае применения электронно- управляемых ТРВ, различные характеристики хладагентов записаны в управляющей программе контроллера.
Зарядка термобаллона – Быстродействие
На данном слайде мы увидим время срабатывания клапана для каждого из типов зарядки.
В холодильном цикле, время срабатывания клапана должно равняться времени срабатывания испарителя. Клапан и испаритель должны функционировать как единая система.
Короткое время закрытия клапана необходимо для предотвращения скапливания жидкости в испарителе, т.е. для защиты компрессора от гидроудара.
Разное время срабатывания для открытия/закрытия клапана определяет эффект затухания для системы испаритель/клапан.
Различные типы загрузки определяются областью применения и применяемым испарителем.
Другие типы расширительных устройств.
Автоматический расширительный клапан
(Регулируется по сигналу давления)
(Регулируется по давлению и температуре)
Электронно- управляемый ТРВ
Как работает электронный расширительный вентиль (ЭРВ)
Электронные расширительные вентили подразделяются на импульсные и ЭРВ с шаговым двигателем. В данной статье будет рассмотрен второй (наиболее распространенный) тип электронных расширительных вентилей.
Также как и механические терморегулирующие вентили (ТРВ), электронный расширительный вентиль представляет собой вентиль с узким проходным сечением и предназначен для дросселирования и регулирования подачи хладагента в испаритель в соответствии с тепловой нагрузкой.
Однако, в отличие от ТРВ, в котором изменение проходного сечения вентиля осуществляется термомеханическим воздействием на мембрану, соединенную со штоком, для управления ЭРВ необходим контроллер, а также электропитание для привода шагового электродвигателя ЭРВ. Входными сигналами контроллера являются показания датчиков давления и температуры, установленных на всасывающем трубопроводе.
Измеренное датчиком давление кипения хладагента соответствует определенной температуре кипения. Показания датчика температуры соответствуют температуре перегрева хладагента на выходе из испарителя. Контроллер ЭРВ определяет значение перегрева хладагента как разность температуры перегрева и температуры кипения. Для корректной и безопасной работы системы значение перегрева должно составлять 7–10 °С. Контроллер сравнивает текущее значение перегрева со значением уставки и выдает соответствующий управляющий сигнал: на открытие вентиля для снижения перегрева или на закрытие вентиля — для увеличения перегрева.
В качестве привода запорного узла ЭРВ используется шаговый двигатель. Это предоставляет ряд преимуществ по сравнению с механическим ТРВ.
Первое преимущество это более точное поддержание температурного режима и быстрое реагирование на изменение тепловой нагрузки.
ЭРВ имеет большое число шагов регулирования (до 500). За счет этого достигается высокая точность регулирования подачи хладагента. Механический ТРВ, в котором изменение проходного сечения осуществляется термомеханически, имеет большую инерцию в регулировании, особенно при резком изменении тепловой нагрузки. Более высокая скорость передачи электрических сигналов обеспечивает быстрое реагирование на изменение тепловой нагрузки электронным расширительным вентилем.
Благодаря точному регулированию расхода хладагента в соответствии с тепловой нагрузкой электронный расширительный вентиль позволяет оптимизировать энергопотребление агрегата, что в свою очередь позволяет экономить электроэнергию.
Электронный расширительный вентиль имеет значительно более широкий диапазон регулирования, что позволяет применять его в агрегатах с большим числом ступеней регулирования холодопроизводительности или глубоким плавным регулированием.
Также ЭРВ менее чувствителен к изменению давления конденсации, что расширяет диапазон работы холодильной машины в целом.
Более подробно о принципе действия электронного расширительного вентиля Вы можете узнать из видео:
Каждая система нуждается в нём! Расширительный бак для отопления
Функционирование автономных систем отопления связано с колебаниями объёма теплоносителя, вызванными его нагревом и остыванием.
Для сглаживания гидроударов и компенсации теплового расширения в отопительный контур устанавливают специальный бак.
Техническое название прибора – экспанзомат (от слова expanse – «расширять»). Он представляет собой металлический резервуар определённого объёма с патрубком для присоединения к системе.
Расширительные баки: что это, их назначение, отличие от других гидроустройств, виды
Жидкий теплоноситель, циркулирующий в контуре, обладает свойством расширяться во время нагревания и уменьшаться в объёме при остывании.
Поскольку вода несжимаема, при расширении лишняя жидкость остаётся внутри труб.
Это физическое явление повышает показатели гидростатического давления замкнутого контура, что может стать причиной нарушения целостности трубопровода, неадекватной работы отопительного прибора, выхода из строя насосов.
Важно! Степень терморасширения воды зависит от температуры. Это значит, что при нагревании до 90º C 300 литров воды, циркулирующих в системе, их объем увеличится на 3,4% или примерно на 10 л.
Для предупреждения аварийной обстановки в автономные теплосети устанавливают специальные резервуары — расширительные баки. Они выполнены в виде ёмкостей шарообразной, цилиндрической или прямоугольной формы, в которые поступают излишки горячего теплоносителя.
В зависимости от вида, устройства имеют внутренние мембраны, патрубки для соединения с трубопроводом, отвода остывшей воды, сброса излишков в канализацию, а также предохранительные клапаны.
Чем отличаются гидробаки для водяных систем отопления от устройств для водоснабжения
Расширительные баки отопительных систем компенсируют тепловое расширение циркулирующего элемента.
Функции гидроаккумуляторов — накопление резервного объёма воды для обеспечения напора во время отключения насоса и защита системы от гидроударов.
В полости расширительного бака горячая жидкость либо соприкасается со стенками устройства (мембранный и открытый тип), либо контактирует только с эластичной мембраной (баллонный тип). Для гидроаккумуляторов водоснабжения первый вариант исключён.
В отопительных сетях нагружение диафрагмы происходит медленно, поэтому ключевое требование — термостойкость. Для гидробаков водоснабжения используется мембрана из пищевой резины, устойчивая к частым и быстрым растяжениям.
Открытые бачки: устройство, принцип работы, достоинства и недостатки
Расширители этого типа применяются в теплосетях без циркуляционных насосов. Они представляют собой ёмкость без крышки, соединённую с системой отопления и установленную на самом высоком уровне (на чердаке).
Фото 1. Схема установки расширительного бака открытого типа в систему отопления. Каждая часть конструкции подписана.
Во время нагрева объем теплонесущей жидкости возрастает, избыток поступает в резервуар. При снижении температуры вода под действием гравитации самотёком возвращается обратно. Если жидкость закипает — её пары выходят через открытый верх.
Поскольку теплоноситель может вылиться через край, такие баки дополняют штуцером перелива. Через него избыточная вода сбрасывается в канализацию. К преимуществам относятся:
Справка. Открытый расширитель для дачного дома можно изготовить самостоятельно из подручных средств — пластиковой канистры или бочки. Несмотря на название, крышку лучше сделать — это защитит систему от попадания мусора.
Недостатков у открытых расширительных баков больше, чем достоинств. К ним относится естественное испарение жидкости, появление коррозии металлических ёмкостей, необходимость постоянного контроля и невозможность использования в теплосетях с антифризом.
Расширительный бачок закрытого типа с воздухом и клапаном
В сетях, где теплоноситель перемещается под воздействием насосного оборудования, устанавливают закрытые экспанзоматы.
Главная особенность конструкции таких баков — полная герметичность, позволяющая поддерживать постоянное давление.
Корпуса изготавливаются из стали, внутренняя полость делится на два отдела баллонной или диафрагменной мембраной.
Первый называется газовой (воздушной) камерой, заполнен азотсодержащей смесью или воздухом. Второй — жидкостный отсек, куда поступает нагретый теплоноситель. Каждая камера полностью герметична, вследствие чего жидкость не контактирует ни с окружающей средой, ни с газом. Устройство дополняется патрубком для соединения с теплосетью и клапаном для сброса давления.
Принцип работы
За счёт расширения горячий теплоноситель выталкивается из контура в жидкостный отсек бака, давит на эластичную мембрану. В другой камере газовая смесь сжимается, давление становится избыточным.
Как только жидкость остывает и теряет объем, воздействием сжатого воздуха она выталкивается обратно в трубопровод.
Когда давление и температура нарастают стремительно, а объем жидкости в расширительном баке достигает критических значений, срабатывает клапан безопасности: излишняя вода выводится наружу.
Виды мембран
Компенсационные устройства выпускаются с эластичными перегородками двух видов:
Перегородки диафрагменного типа стационарные, заменить их при разрыве невозможно. Баллоны меняются через фланец расширительного бака, который крепится на болтах.
Достоинства и недостатки
В пользу расширительных баков закрытого типа говорят другие преимущества:
Минусов у закрытых расширительных устройств немного, к ним относятся сравнительно высокая стоимость и невозможность замены диафрагменной мембраны.
Варианты расчёта
Для небольших контуров, в которых циркулирует 150 литров и меньше жидкости, приобретают расширители с объёмом, составляющим 10% от общей ёмкости системы. При расчёте устройств для сложных крупных теплосетей пользуются тремя способами:
Способ №1. Вычисление полного объёма расширения перемещающейся в сети жидкости. Метод позволяет рассчитать мембранный гидробак с точностью 10%. Для этого определяют:
Фото 2. Таблица с примером расчета различных характеристик расширительного бачка в зависимости от нескольких условий.
Данные подставляются в формулу:
V=(E×C)÷(1- (P0÷Pmax))
Полученное число округляют с увеличением, поскольку расширительный бак должен компенсировать расчётный объем с небольшим запасом. Для этого также учитывается коэффициент заполнения устройства.
Способ №2. Обращение в специализированные проектные организации. Приоритетный вариант, поскольку позволяет получить самый точный результат. Дороговизна услуги полностью компенсируется рациональным выбором бака (вы не переплатите за ненужный объем) и экономией на аварийном ремонте.
Способ №3. Использование онлайн-калькуляторов. Интернет-ресурсы позволяют получить значения с различной точностью, поэтому такие результаты принимают, как ориентировочные.
Внимание! Если в будущем планируется заменить воду на антифриз, рассчитывайте бак с учётом жидкости, имеющей наибольшее расширение.
Расширительный клапан автокондиционера для чего
Терморегулирующий вентиль: назначение и неисправности
Под аббревиатурой ТРВ подразумевается терморегулирующий вентиль автокондиционера в виде обладающего способностью расширяться устройства за счет соотношения скорости испарения жидкости и потока хладагента. Обладающая характером замкнутости холодильная система — это повторяющиеся парокомпрессионные циклы, в процессе которых происходит круговорот хладагента с акцептированием им тепловой энергии и передачи ее за пределы салона автомобиля. За слаженное функционирование пяти основных компонентов холодильной системы (соединительный трубопровод, конденсатор, нагнетающий фреон компрессор, расширительное устройство и испаритель) отвечает расширительный клапан трв автокондиционера, устанавливаемый на испаритель.
Принцип работы трв автокондиционера
Аналогичен работе всей холодильной техники, и базируется на эффекте Джоуля-Томсона: снижение давления газа посредством прохождения через узкий канал трубопровода (дросселирование) влечет понижение температуры рабочего тела. В кондиционере сужающимся каналом трубопровода выступает ТРВ.
Представить, как работает трв автокондиционера, можно следующей схемой:
На функционирование ТРВ влияют три типа давления:
В работающем кондиционере вентиль перманентно контролирует поток фреона, поддерживая перегрев (температурная разница паров хладагента при кипении и на выходе из испарителя) его паров на выходе из испарителя. Чтобы в компрессор не просочилась жидкая фаза фреона, клапан обеспечивает заполненность поверхности испарителя.
В неоригинальной (нештатной) системе распространенные неисправности трв связаны с неправильным подбором клапана.
В системе, где клапан устанавливался заводом изготовителем возможна только одна неисправность — заклинивание иглы вентиля, в результате чего не может соблюдаться нужный баланс давлений в низком и высоком контурах системы. В таком случае клапан необходимо заменить.
Как работает управляющий клапан
На стандартном компрессоре с фиксированным рабочим объемом приводной ремень вращает шкив электромагнитной муфты без нагрузки. Когда вы включаете кондиционер – муфта срабатывает и поршни внутри компрессора начинают накачивать давление, чтобы сжать хладагент.
В этом традиционном подходе к управлению системой есть 2 существенные проблемы.
Первая – компрессору требуются значительные затраты энергии двигателя автомобиля. На автомобилях с небольшими двигателями включение компрессора является серьезной нагрузкой, особенно на холостых оборотах.
Вторая – производительность компрессора низкая или недостаточная на холостых оборотах, а на высоких оборотах наоборот компрессор нагнетает избыточное давление.
Этих проблем можно избежать, если постоянно держать компрессор включенным и контролировать поток хладагента, изменяя объем компрессора.
Компрессор с переменным рабочим объемом представляет собой аксиально-поршневую конструкцию с поршнями, приводимыми в движение качающейся или наклонной пластиной. Угол отклонения этой пластины определяет длину хода поршня, изменяя количество хладагента, перекачиваемого при каждом ходе. Угол пластины регулируется с помощью рычажного механизма и пружин, и регулируется путем изменения давления хладагента в корпусе компрессора.
Когда давление в корпусе увеличивается, давление на задней стороне поршней удерживает их «выше» в цилиндрах, ближе к головке компрессора. Это уменьшает угол наклонной пластины и сокращает ход поршня.
Когда давление в корпусе уменьшается, под действием силы давления всасывания на днища поршней сжимается пружина, которая удерживает наклонную пластину в положении минимального хода поршней. Соответственно увеличивается угол наклона пластины и увеличивается ход поршня. Давление в корпусе контролируется управляющим клапаном с отверстиями и проходами, которые соединяются с всасывающей (контур низкого давления) и нагнетательной (контур высокого давления) камерами головки компрессора.
Используются два типа управляющих клапанов: механический и электронный. Механический клапан имеет прецизионную диафрагму, которая реагирует на давление в контуре низкого давления. Когда в салоне тепло, температура испарителя увеличивается, что увеличивает давление в контуре низкого давления и сжимает диафрагму клапана. В этот момент открывается порт клапана в сторону всасывания. Это снижает давление в корпусе и увеличивает ход поршня, увеличивая перекачку хладагента через систему.
По мере того, как температура испарителя снижается, снижается и давление в контуре низкого давления. Диафрагма клапана расширяется, закрывая порт клапана в контур низкого давления и одновременно открывая порт, который пускает давление из контура высокого давления в корпус компрессора. Более высокое давление уменьшает ход поршня и объем потока хладагента. Не забывайте, что изменение объема потока не приводит к изменению давления, поэтому управляющий клапан диафрагменного типа остается стабильным.
Клапан Delphi Harrison с механическим управлением — это два клапана в одном корпусе. Когда давление в контуре низкого давления повышается, сильфон сжимается. Конусный клапан открывается, и давление переходит из корпуса компрессора (где находится наклонная пластина) через перепускное отверстие в сторону всасывания, снижая давление в корпусе, отклоняя пластину и увеличивая ход поршня.
При низком давлении сильфон расширяется, закрывая конусный клапан и открывая шаровой клапан. Давление переходит из нагнетательной полости (контур высокого давления) в корпус компрессора, увеличивая давление в нем, препятствуя наклону пластины и соответственно уменьшая ход поршня.
На рисунках ниже показан принцип работы клапана Delphi Harrison: 1 — шаровой клапан, 2 — конусный клапан, 3 — сильфон, F1 — сила давления на днище поршня, F2 — сила давления на поршень из картера компрессора.
ТРВ кондиционера автомобиля расширительный клапан.
Устройство ТРВ кондиционера автомобиля расширительного клапана, его функция и принцип работы.
Проходя через тонкое отверстие ТРВ, фреон распыляется, при этом температура понижается, облегчая дальнейший процесс его закипания в испарительном блоке.
Принцип работы и как происходит в ТРВ процесс регулирования количества хладагента.
Баллон термодатчика находится в термо контакте с выпускным патрубком испарителя кондиционера автомобиля. Внутри его капиллярной трубки и сильфона находится газ.
В принцип работы заложена функция повышения температуры, при которой давление в термодатчике увеличивается и сильфон растягивается.
Дно сильфона, через тягу давит на шарик или иглу (зависит от типа), который перемещаясь, увеличивает поток, проходящего газа, вызывая понижение температуры.
И наоборот, если уменьшается, то он сжимается, шарик перекрывает дроссель, уменьшая поток его подачи.
ТРВ — расширительный клапан, является дросселем переменного сечения, устанавливается после фильтра осушителя, находится во впускном патрубке. Понижает давление хладагента настолько, чтобы при прохождении его через испаритель, обеспечить его испарение и интенсивный теплообмен.
Калиброванное отверстие понижает подачу входящей в клапан жидкости. Фреон, поступающий из фильтра осушителя — ресивера, представляет собой жидкость, после ТРВ — пар.
Расширительная трубка принцип работы.
Расширительная трубка — является дросселем постоянного сечения. Разность давления конденсации и кипения хладагента — фреона создается за счет гидравлического сопротивления по всей длине.
Расположена в трубке высоко напорной стороны магистрали, между конденсатором — радиатором кондиционера и испарителем. Состоит из: корпуса с резиновыми уплотнительными кольцами, сетчатого фильтра постоянного сечения и диаметра. При выходе из строя подлежит только замене.
При своевременном, должном, качественном обслуживании и диагностике неисправностей, многие причины, поломок автомобильного климатического оборудования, удаётся обнаружить и ликвидировать на начальном этапе. Что несомненно даёт экономию при его ремонте или замене каких либо узлов и агрегатов.
Расширительный клапан автокондиционера для чего
Более подробно о том, как работают оба этих способа мы покажем на следующих слайдах.
Внутреннее уравнивание давления — Давление кипения передается передается на диафрагму изнутри:
*Примечание: При изменении температуры на 10K (температура среды — температура кипения).
Внешнее уравнивание давления — Давление кипения передается на диафрагму непосредственно с выхода испарителя на внешнее присоединение клапана по отдельному трубопроводу:
*Примечание: При изменении температуры на 10K (температура среды — температура кипения). Расширительное устройство с внешним уравниванием давления желательно использовать в системах, где потеря давления на испарителе достаточно высока, т.е. их совершенно необходимо использовать в системах с разделителями потока.
Перегрев. Как измерить определить перегрев?
Перегревом пара называют разницу между температурой, измеренной при помощи термобаллона (темература образования пара при постоянном давлении) и температурой пара хладагента.
Перегрев определяется считыванием величины давления кипения как можно ближе к месту крепления термобаллона, преобразованием этой величины в температуру и вычитанием ее из реальной температуры, измеренной в месте крепления термобаллона.
Перегрев измеряется в K или °C
Перегрев играет ключевую роль в функционировании расширительного устройства. Основным назначением ТРВ является контроль значения перегрева, но в то же время, перегрев влияет на степень открытия клапана, осуществляя таким образом замкнутую цепь управления.
Переохлаждение определяется как разность между температурой начала кипения жидкости и температурой жидкости, измеренной в той же точке жидкостной линии.
Переохлаждение измеряется в K или °C.
Величина переохлаждения на входе в расширительное устройство должна составлять как минимум 1 — 2 K для обеспечения бесперебойной работы терморегулирующего вентиля.
Переохлаждение хладагента необходимо для того, чтобы избежать появления пузырьков пара в хладагенте на входе в расширительное устройство.
Пузырьки пара в потоке хладагента приводят к уменьшению производительности расширительного устройства и, соответственно, к уменьшению количества хладагента, поступающего в испаритель.
Цель зарядки — поддержание постоянного соотношения температура/давление во всем температурном диапазоне использования ТРВ. Достичь этого можно двумя способами — использовать Параллельный или Последовательный тип зарядки.
При параллельном типе, для зарядки термобаллона используют тот же хладагент, что и в холодильной установке. Кривые давления в данном случае параллельны. В случае использования такого типа зарядки, для высоких температур кипения хладагента, отклонение давления может составлять 0.12 бар/K, при низких температурах кипения — до 0.27 бар/K.
Поскольку настроить такую систему можно только на одну величину температуры испарения, рекомендуется применять такие ТРВ в ограниченном температурном диапазоне.
Перекрестный тип зарядки подразумевает заполнение термобаллона специальной смесью, которая позволяет сохранять соотношение температура/давление в широком температурном диапазоне. Кривые давления термобаллона и хладагента пересекутся вне рабочего диапазона.
MOP = Maximum Operating Pressure (Максимальное давление регулирования).
Масса вещества для заправки термобаллона ограниченна так, чтобы при определенном соотношении давление/температура вся зарядка в термобаллоне испарялась.
Как только вся жидкость в термобаллоне испарится, давление в термобаллоне будет расти медленнее, чем давление кипения, соответственно, при увеличении давления кипения, клапан будет закрываться.
В версии клапана с MOP используется отличное давления зарядки термобаллона. Это приводит к наличию дополнительной точки пересечения кривых давления зарядки и хладагента. Соответственно, давление зарядки термобаллона не может открыть клапан при наличии давления хладагента.
Терморегулирующие вентили могут выпускаться с четырьмя различными типами зарядки термобаллона:
Примечание: Поскольку давление внутри термобаллона зависит от типа используемого хладагента, различные терморегулирующие вентили применяются для разных хладагентов. В случае применения электронно- управляемых ТРВ, различные характеристики хладагентов записаны в управляющей программе контроллера.
Зарядка термобаллона – Быстродействие
На данном слайде мы увидим время срабатывания клапана для каждого из типов зарядки.
На графике, по оси X откладывается время, а по оси Y — открытие/закрытие клапана.
В холодильном цикле, время срабатывания клапана должно равняться времени срабатывания испарителя. Клапан и испаритель должны функционировать как единая система.
Короткое время закрытия клапана необходимо для предотвращения скапливания жидкости в испарителе, т.е. для защиты компрессора от гидроудара.
Разное время срабатывания для открытия/закрытия клапана определяет эффект затухания для системы испаритель/клапан.
Различные типы загрузки определяются областью применения и применяемым испарителем.
Другие типы расширительных устройств.
Автоматический расширительный клапан
(Регулируется по сигналу давления)
(Регулируется по давлению и температуре)
Электронно- управляемый ТРВ
кондиционеры продажа монтаж сервис
Самарская область — Самара, Тольятти, Сызрань.