Как работает терморегулируемый вентиль: причины аномальных перегревов.

На данном рисунке 4.1 представлен испаритель, цикл расширения которого прямой. Непосредственно на нем есть буквенные обозначения: b,o,r, которыми обозначено направления действия на мембрану.  Буквой F обозначена сила, с которой терморегулирующий вентиль действует на мембрану.

Fb – сила для открытия терморегулирующего вентиля, который действует на мембрану сверху;

Fo – сила закрытия терморегулирующего вентиля, которая действует на мембрану снизу;

Fr – сила закрытия терморегулирующего вентиля, которая действует на иглу запора.

В точке Fo создается давление 6 бар, из-за давления 4,6 бар и усилия регулировочной пружины – 1,4 бар. Если в термобаллоне давление не будет превышать 6 бар, а температурный показатель фреона (например, R22) будет не выше 11 градусов по Цельсию, то терморегулируемый вентиль останется закрытым. При этом равновесие иглы запора вентиля сохранится, если будет выполняться следующее равенство:

Fb= Fо+ Fr

Ситуация, при которой температура хладагента больше чем 11 градусов по Цельсию, приведет к повышению показателя давления больше 6 бар, а значит, это приведет к открытию терморегулируемого устройства. 

Если температура фреона ниже 11ти градусов по Цельсию и давление ниже 6 бар, то вентиль будет закрыт.

Таким образом, если регулировочную пружину настроить на уровень давления 1,4 бар, в терморегулируемом вентиле будет поддерживаться стабильная разница между температурой термобаллона 7 К и температурой кипения.

У хорошего качественного холодильного оборудования мощность терморегулируемого вентиля соответствует мощности испарителя.  Ее допустимые нормы перегрева составляет 5-8 К.

 

В случае если перегрев превышает 8 К, как на рисунке 5.1, то температура кипения в точках B и E составит 4 градуса по Цельсию. В точке D перегрев равняется 14 К, а температура достигает 18 градусов по Цельсию.

Можно прийти к выводу, что при нормальной работе холодильного контура, в точке C все капли жидкости уже выкипели, и далее пар продолжает нагреваться на участке C-D. Когда этот промежуток полностью заполнен парообразным веществом, то это обеспечивает нормальный перегрев.

Если недостаточное количество хладагента, то длина промежутка, который заполнен парами, увеличиться в точке E на рисунке 5.1, и величина перегрева возрастет. В случае отметки 18 градусов по Цельсию в точке D, перегрев будет составлять 14 К.

Рисунок 5.2 наглядно демонстрирует нам ситуацию перегрева в системе конденсации хладагента. 

 

В точке B и точке D температура одинакова и соответствует температуре кипения равной 4 градуса по Цельсию.  В таком случае перегрева нет, и сжиженный хладагент поступает в компрессорное устройство. Но такой режим опасен, есть вероятность возникновения гидроудара или других серьезных повреждений. Это бывает достаточно часто, если не грамотно настроить терморегулирующий вентиль и, до этого не определить, что именно необходимо делать.

Если система терморегулируемого вентиля настроена правильно, то необходимо чтобы прошло не менее 20 минут, чтобы устройство приняло необходимый режим работы. При стабильной работе установки, открытие вентиля обязательно приводит к повышению давления кипения. Важно понимать, что терморегулируемый вентиль не имеет регулирования как функцию. Он выполняет основную свою функцию, а именно обеспечивает оптимальное заполнение хладагентом при различных нагрузках тепла, что дает постоянный перегрев всасываемого пара.