Терморасширительный клапан, капиллярная трубка, электронный расширительный клапан — три важных дроссельных устройства.
Дроссельный механизм является одним из важных компонентов холодильной установки. Его функция заключается в снижении давления насыщенной жидкости (или переохлажденной жидкости) под давлением конденсации в конденсаторе или жидкостном ресивере до давления и температуры испарения после дросселирования. В зависимости от изменения нагрузки регулируется поток хладагента, поступающего в испаритель. К наиболее распространенным дросселирующим устройствам относятся капиллярные трубки, терморегулирующие клапаны и поплавковые клапаны.
Если количество жидкости, подаваемой в испаритель дросселирующим механизмом, слишком велико по сравнению с нагрузкой испарителя, часть жидкого хладагента попадет в компрессор вместе с газообразным хладагентом, что приведет к авариям, связанным с мокрым сжатием или гидроударом.
Напротив, если объем подаваемой жидкости слишком мал по сравнению с тепловой нагрузкой испарителя, часть теплообменной поверхности испарителя не сможет функционировать в полную силу, и даже давление испарения снизится; холодопроизводительность системы уменьшится, коэффициент охлаждения снизится, а температура на выходе компрессора повысится, что повлияет на нормальную смазку компрессора.
Когда хладагент проходит через небольшое отверстие, часть статического давления преобразуется в динамическое, и расход резко возрастает, создавая турбулентный поток, жидкость возмущена, сопротивление трения увеличивается, а статическое давление уменьшается, что позволяет жидкости достичь цели снижения давления и регулирования потока.
Дроссельное регулирование — один из четырех основных процессов, необходимых для работы компрессионного холодильного цикла.
Механизм регулирования оборотов выполняет две функции:
Один из способов — дросселирование и снижение давления жидкого хладагента высокого давления, выходящего из конденсатора, до давления испарения.
Второй способ заключается в регулировании количества хладагента, поступающего в испаритель, в зависимости от изменений нагрузки системы.
1. Терморасширительный клапан
Терморегулирующий клапан широко используется в фреоновых холодильных системах. Благодаря функции датчика температуры, он автоматически изменяется в зависимости от изменения температуры хладагента на выходе из испарителя, что позволяет регулировать количество подаваемого хладагента.
Большинство терморегулирующих клапанов перед отправкой с завода имеют установленный перегрев на уровне 5-6 °C. Конструкция клапана обеспечивает его полное открытие при увеличении перегрева еще на 2 °C. При перегреве около 2 °C клапан закрывается. Регулировочная пружина управляет перегревом, диапазон регулировки составляет 3–6 °C.
В целом, чем выше степень перегрева, устанавливаемая терморегулирующим клапаном, тем ниже теплопоглощающая способность испарителя, поскольку увеличение степени перегрева занимает значительную часть теплопередающей поверхности в хвостовой части испарителя, из-за чего насыщенный пар перегревается в этом месте. Это занимает часть теплопередающей площади испарителя, в результате чего площадь испарения хладагента и поглощения тепла относительно уменьшается, то есть поверхность испарителя используется не полностью.
Однако, если степень перегрева слишком низкая, жидкий хладагент может попасть в компрессор, что приведет к нежелательному явлению гидроудара. Поэтому регулирование перегрева должно быть соответствующим образом обеспечено для того, чтобы в испаритель поступало достаточное количество хладагента, но при этом предотвращалось попадание жидкого хладагента в компрессор.
Терморегулирующий клапан в основном состоит из корпуса клапана, датчика температуры и капиллярной трубки. Существует два типа терморегулирующих клапанов: с внутренней балансировкой и с внешней балансировкой, в зависимости от метода балансировки диафрагмы.
Терморегулирующий клапан с внутренней балансировкой
Терморегулирующий клапан с внутренней балансировкой состоит из корпуса клапана, толкателя, седла клапана, иглы клапана, пружины, регулирующего штока, термочувствительного элемента, соединительной трубки, чувствительной диафрагмы и других компонентов.
Терморегулирующий клапан с внешней балансировкой
Разница между терморегулирующим клапаном внешнего баланса и клапаном внутреннего баланса в конструкции и установке заключается в том, что пространство под диафрагмой клапана внешнего баланса не соединено с выходным отверстием клапана, а используется балансировочная труба малого диаметра для соединения с выходным отверстием испарителя. Таким образом, давление хладагента, действующее на нижнюю сторону диафрагмы, не равно Po на входе в испаритель после дросселирования, а равно давлению Pc на выходе из испарителя. Когда сила, действующая на диафрагму, уравновешивается, Pg = Pc + Pw. Степень открытия клапана не зависит от сопротивления потоку в испарительном змеевике, что позволяет преодолеть недостатки клапана внутреннего баланса. Клапан внешнего баланса чаще всего используется в случаях, когда сопротивление испарительного змеевика велико.
Обычно степень перегрева пара при закрытом расширительном клапане называется степенью перегрева в закрытом состоянии, и эта степень также равна степени перегрева в открытом состоянии, когда отверстие клапана начинает открываться. Степень перегрева при закрытии связана с предварительной нагрузкой пружины, которую можно регулировать с помощью регулировочного рычага.
Перегрев при максимально ослабленном положении пружины называется минимальным перегревом в закрытом состоянии; наоборот, перегрев при максимально затянутом положении пружины называется максимальным перегревом в закрытом состоянии. Как правило, минимальная степень перегрева в закрытом состоянии расширительного клапана не превышает 2℃, а максимальная степень перегрева в закрытом состоянии не меньше 8℃.
В терморегулирующем клапане с внутренней балансировкой давление испарения действует под действием диафрагмы. Если сопротивление испарителя достаточно велико, то при протекании хладагента в некоторых испарителях возникают значительные потери сопротивления потоку, что серьезно влияет на производительность терморегулирующего клапана. Это приводит к увеличению степени перегрева на выходе из испарителя и нерациональному использованию площади теплообмена испарителя.
В случае терморегулирующих клапанов с внешней балансировкой давление, действующее под диафрагмой, представляет собой выходное давление испарителя, а не давление испарения, что улучшает ситуацию.
2. Капилляр
Капилляр — это простейшее дросселирующее устройство. Капилляр представляет собой очень тонкую медную трубку определенной длины, внутренний диаметр которой обычно составляет от 0,5 до 2 мм.
Особенности капилляра как дросселирующего устройства
(1) Капилляр вытягивается из трубки из красной меди, которую удобно изготавливать и которая недорога;
(2) Отсутствуют движущиеся части, и нелегко вызвать поломку и утечку;
(3) Она обладает характеристиками самокомпенсации,
(4) После остановки холодильного компрессора давление на стороне высокого давления и давление на стороне низкого давления в холодильной системе быстро выравниваются. При повторном запуске двигателя холодильного компрессора он запускается.
3. Электронный расширительный клапан
Электронный расширительный клапан — это скоростной клапан, используемый в интеллектуально управляемых инверторных кондиционерах. Преимущества электронного расширительного клапана: большой диапазон регулировки расхода; высокая точность управления; подходит для интеллектуального управления; подходит для быстрого изменения расхода высокоэффективного хладагента.
Преимущества электронных расширительных клапанов
Широкий диапазон регулировки потока;
Высокая точность управления;
Подходит для интеллектуального управления;
Может применяться для быстрых изменений потока хладагента с высокой эффективностью.
Степень открытия электронного расширительного клапана может быть отрегулирована в соответствии со скоростью компрессора, так что количество хладагента, подаваемого компрессором, соответствует количеству жидкости, подаваемой клапаном, что позволяет максимально увеличить производительность испарителя и обеспечить оптимальное управление системой кондиционирования и охлаждения.
Использование электронного расширительного клапана позволяет повысить энергоэффективность инверторного компрессора, обеспечить быструю регулировку температуры и улучшить сезонный коэффициент энергоэффективности системы. В мощных инверторных кондиционерах электронные расширительные клапаны должны использоваться в качестве дроссельных элементов.
Конструкция электронного расширительного клапана состоит из трех частей: обнаружения, управления и исполнения. По способу привода его можно разделить на электромагнитный и электрический. Электрический тип, в свою очередь, подразделяется на прямодействующий и замедляющий. Шаговый двигатель с иглой клапана относится к прямодействующему типу, а шаговый двигатель с иглой клапана через редуктор — к замедляющему типу.
Дата публикации: 25 ноября 2022 г.
