Структура и особенности функционирования терморегулирующего вентиля (трв)

Алан-э-Дейл       22.10.2022 г.

Содержание

Принцип работы и как происходит в ТРВ процесс регулирования количества хладагента.

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.

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.

Если вы заметили, не достаточное или и вовсе плохое охлаждение воздуха в салоне своей машины , обращайтесь в наш сервисный центр. Наши опытные мастера, грамотно, в кратчайшие сроки и по минимальным ценам восстановят его полноценную опцию.

Источник

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.

Рисунок 14.2. Пример установки ТРВ в холодильном контуре для автономного кондиционера с водоохлаждаемым конденсатором

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.

Рисунок 14.3. Принцип функционирования ТРВ с внутренним выравниванием давления.

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.

Рисунок 14.4. Принцип функционирования ТРВ с внешним выравниванием давления. Вверху виден вход капиллярной трубки от линии выравнивания ниже гармошки клапана. Значение условных знаков то же, что и на рисунке 14.3.

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.

Рисунок 14.5. Правильная установка ТРВ. Отвод канала выравнивания расположен до датчика клапана.
Рисунок 14.6. Неправильная установка ТРВ. Отвод канала давления выполнен с нижней стороны трубки.

Правила монтажа и эксплуатации

Установить терморегулирующий клапан вполне возможно и своими руками, следуя несложной схеме:

  1. Перед началом монтажа убедитесь, что в системе нет теплоносителя.
  2. Удалите термоголовку с вентиля, прикройте торец штока защитным колпачком, который обычно входит в комплект.
  3. Установите вентиль, прикрутив его гайками-американками между радиатором и отсечным краном. На корпусе вентиля должна быть стрелка, которая указывает направление потока теплоносителя. Положение терморегулирующего клапана должно быть максимально горизонтальным, чтобы он не перегревался.
  4. Закрутите гайки сначала рукой, сколько хватит сил, а затем при помощи ключа поверните еще на один оборот. Следите за тем, чтобы не перекрутить гайки, иначе они лопнут.
  5. Закрепите термоголовку и выставьте ее на минимальное значение. После заполнения системы переходите к регулировке.

Регулировка ТРВ

Чтобы правильно отрегулировать терморегулирующий прибор, установите термометр в той зоне комнаты, где люди находятся чаще всего. Спустя 1–2 часа проверьте температуру, при необходимости переключите регулятор в сторону большего значения. Повторяйте так до тех пор, пока температурный режим в помещении не станет комфортным. В дальнейшем регулировочную ручку трогать не нужно.

Особенности монтажа

Установку терморегулирующих вентилей для отопления и кондиционирования следует рассматривать отдельно, поскольку требования и рекомендации в этих случаях отличаются.

Установка в систему кондиционирования

Общий вид включения терморегулирующего устройства в схему трубопровода для холодильных установок показан на рисунке.


Типовая схема установки ТРВ в систему охлаждения

При монтаже необходимо соблюдать следующие правила:

  • Вентиль устанавливается на магистраль в непосредственной близости от испарителя. Часть корпуса с диафрагмой должна располагаться вертикально.
  • Место установки термобаллона – максимально близко к выходу испарителя. Но устанавливать его следует только на горизонтальном участке трубопровода. Расположение баллона на вертикальной трубе приведет к сбоям в работе терморегулятора, особенно в момент запуска кондиционера.
  • Термобаллон должен плотно прилегать к выходному трубопроводу испарителя. Расположение – только сверху трубы, устанавливать термобаллон под трубой или сбоку недопустимо.
  • Закрепление на трубе должно проводиться специальным хомутом, входящим в комплект терморегулируемого вентиля. Другие способы не обеспечивают надежного контакта, что в итоге приводит к искажению давления, передаваемого на термоэлемент вентиля.
  • Для устройств с внешним уравниванием давления обязательно подключение уравнивающего патрубка к выходу испарителя. Отвод должен осуществляться с верхней части выходной трубы на расстоянии не менее 100 мм от термобаллона и на таком же расстоянии от петли маслоподъема.

Если нет возможности установить термобаллон на горизонтальном участке трубопровода, то допускается его крепление на вертикальной трубе. Но направление хладагента должно быть сверху вниз, а баллон закреплен капиллярной трубкой вверх.

Установка терморегулирующего вентиля в отопительных магистралях

Основным элементом централизованной системы является тепловой радиатор или конвектор. Наиболее удобно регулировать величину потока горячей жидкости в каждом устройстве отдельно.


Схема подключения терморегулирующих вентилей в системе отопления

Для надежной регулировки теплопотока на каждый радиатор устанавливаются два устройства – на входе и выходе. В однотрубных системах, где движение рабочей среды по элементам последовательное, необходима установка байпасов. Это обводные трубки, обеспечивающие функционирование магистрали в случае перекрытия или засорения одного из радиаторов.

Выбор терморегулирующего вентиля для системы отопления

Вентиль с терморегулятором, установленный в системе отопления, позволяет регулировать температурный режим в жилом помещении.

Подбор вентиля осуществляется по следующим параметрам:

  1. способ управления вентилем:
    • ручной. Регулировка теплоподачи производится вращением рукоятки устройства. Чем больше пропускное отверстие вентиля, тем теплее будет радиатор отопления;

Вентиль, регулирующийся в ручном режиме

автоматический. Температура в помещении поддерживается автоматически, на основании заданных параметров. За открытие и закрытие устройства отвечает термобаллон;

Регулирующий вентиль с автоматической системой управления

Автоматические устройства наиболее предпочтительны, так как не требуют постоянного вмешательства.

  1. способ расположения на трубе:
    • осевой или прямой вентиль. Устройство располагается на прямом участке системы отопления;

Терморегулирующий вентиль для прямого участка трубопровода

угловой вентиль, располагающийся на изгибе труб.

Устройство с терморегулятором для установки на изгибе труб

Выбор места расположения вентиля обуславливается конструкцией отопительной системы помещения.

  1. способ установки вентиля на систему отопления:
    • резьбовой – крепление устройства к трубе производится гайками;
  2. фланцевый – фиксация устройства производится специальными соединительными элементами (фланцами);
  3. приварной – устройство закрепляется при помощи сварки.
  4. расположению терморегулятора:
    • устройства с встроенным датчиком;
  5. устройства с выносным датчиком.

Терморегулятор с отдельным датчиком температуры

Вентили с выносным терморегулятором предпочтительны, так как позволяют более точно поддерживать заданную температуру в помещении.

  1. техническим характеристикам, к которым относятся:
    • рабочее давление (в системе отопления не менее 16 атм.);
  2. температура (до 200ºС);
  3. диаметр (соответствие диаметру труб);
  4. производителю. Предпочтительно приобретать устройства известных компаний, например, Far (Италия) или Danfoss (Дания), гарантирующих качество выпускаемой продукции.

Особенности работы термобаллона

Термобаллон выполняет функцию восприятия температуры паров холодильного агента при выходе из испарителя. В идеальной ситуации температура термобаллона должна в точности совпадать с температурой паров холодильного агента. В том случае если температура термобаллона повышается, давление в нем тоже повышается и активизирует движение диафрагмы, которая осуществляет натиск на шток клапанного узла и открывается ТРВ. Вентиль будет открываться до тех пор, пока давление пружинное и уравнивающее не приведут в норму давление чувствительного элемента. Когда температура термобаллона понижается, происходит обратный порядок функционирования вентиля.

Когда увеличивается тепловая нагрузка на испаритель, увеличивается в нем и скорость парообразования, и отодвигается назад точка последней капли жидкости. Температура термобаллона и температура паров возрастает, натиск в термобаллоне растет, и вентиль до тех пор открывается, пока в термобаллона оно не станет равным сумме давления пружинного и уравнивающего. ТРВ способен поддерживать перегрев паров холодильного агента в виду разницы давлений, которые действуют на клапанный узел, и поэтому настройка (изменение) пружинного нежелательна.

https://youtube.com/watch?v=CWBUo8Vobnk

Установка вентиля

Монтаж на отопительную систему

Установить вентиль с термоголовкой на систему отопления можно по следующей схеме:

  1. в выбранном месте производится вырезка отрезка трубы, равная длине регулирующего вентиля;
  2. на концах труб нарезается резьба для соединения устройства с системой;
  3. резьба на трубах и вентиле герметизируется. Для уплотнения соединения можно использовать нить Тангит Унилок или обычную льняную нить. При использовании льна рекомендуется дополнительно обработать стык герметизирующим составом;
  4. на трубе устанавливается терморегулирующий вентиль;

Для нормальной фиксации вентиля к трубе необходимо сделать 6 полных оборотов.

  1. второй конец вентиля соединяется с радиатором при помощи обжимной гайки;
  2. устанавливается термоголовка;

Порядок проведения работ по установке терморегулирующего вентиля

На однотрубной системе отопления дополнительно монтируется байпас.

Перемычка между трубами

  1. производится регулировка вентиля. На первом этапе вентиль устанавливается в начальное положение. Далее необходимо придерживаться схемы, являющейся приложением к выбранному устройству.

Подбор температурного режима

Процесс самостоятельной установки вентиля представлен на видео.

Монтаж на систему кондиционирования

Вентиль на систему кондиционирования может устанавливаться:

  • при помощи резьбового соединения;
  • при помощи пайки.

Для замены вентиля в системе необходимо:

  1. удалить испорченное устройство;
  2. удалить с места установки грязь и иные отложения;
  3. установить новый вентиль. Если монтаж производится методом пайки, то необходимо соблюдать правила безопасности;

Пайка вентиля в системе кондиционирования

  1. настроить оборудование согласно прилагаемой схеме.

При приобретении нового устройства необходимо знать заводской номер установленного оборудования, так как в большинстве случаев вентили не являются взаимозаменяющимися.

Зная простые правила и разновидности, подобрать и установить терморегулирующие вентиля для систем отопления и кондиционирования можно самостоятельно, не прибегая к помощи специалистов.

Краткая история производителя

Электронные ТРВ разрабатывались Alco Controls на базе механических регулирующих вентилей, производство которых началось в 1924-м. Рынок потребовал создания устройств, способных поддерживать температуру технологических процессов. Бренд ответил разработкой терморасширительного вентиля. Впоследствии надежность, эффективность продукции способствовала завоеванию мировых рынков холодильной, климатической техники. Запрос технологов на прецизионные холодильные системы поставил новую задачу, на которую немцы отозвались созданием электронных регуляторов, которые часто называют и электрическими.

Конструкция и принцип работы

В холодильных установках и кондиционерах используется замкнутый контур, по которому циркулирует хладагент, меняя свое агрегатное состояние в испарителе. В системах отопления нагрев осуществляется при перекачке горячей жидкости к термоэлементам. Несмотря на разработку различных альтернативных способов охлаждения и нагрева, подобная схема работы является основной.

При небольшой мощности устройства не требуется постоянная подстройка под внешние изменения. В маломощных системах охлаждения роль регулятора выполняет дроссель из капиллярной трубки. Его работа не зависит от производительности испарителей и не способен менять уровень хладагента в контуре.

В отопительных контурах устанавливаются ручные регуляторы. В них изменение потока горячей жидкости осуществляется поворотом рукоятки, опускающей или поднимающей ограничительный шток.

Устройство ручного вентиля отопления

В системах, где требуется постоянная подстройка под изменяющиеся внешние условия, регулировка мощности охлаждения или нагрева осуществляется изменением величины потока рабочей среды.

Основным регулятором силы потока является ТРВ, что означает терморегулирующий вентиль. Это устройство прямого действия. Для его работы не требуется поступление внешней энергии. Вентиль реагирует на перегрев паров, выходящих из испарителя. А он, в свою очередь, зависит от нагрузки на охладительную систему.

Дополнительным преимуществом применения терморегулирующих вентилей является некритичность системы к точному количеству заполняющего хладагента.

Внутреннее устройство регулятора показано на рисунке.

Классический терморегулирующий вентиль для систем охлаждения

Основными элементами ТРВ являются:

  • мембрана или диафрагма, управляющая движением запорного штока;
  • капиллярная трубка с термобаллоном, передающая устройству изменения температуры паров на выходе из испарителя,
  • регулирующая пружина для настройки уровня установки,
  • входной и выходной штуцера.

Совокупность диафрагмы, термобаллона и капиллярной трубки называют термоэлементом. Именно он воспринимает окружающую температуру и осуществляет регулирование подачи хладагента.

Принцип работы вентиля заключается в движении мембраны под действием трех сил:

  • давление среды из термобаллона,
  • уравнивающее давление испарителя,
  • воздействие пружинного механизма.

После достижения равновесия между этими тремя силовыми составляющими диафрагма устанавливает требуемую величину потока хладагента.

Давление термобаллона = уравнивающее давление + давление пружины на мембрану.

При изменении температуры и возрастании тепловой нагрузки в испарителе увеличивается нагрев термобаллона и давление заполняющей его жидкости. Через капиллярную трубку оно передается диафрагме, в результате чего происходит открывание вентиля и увеличение подачи хладагента в испаритель.

По схожему принципу устроен и термостатический клапан радиатора отопления.

Терморегулятор для отопительных систем

В нем роль термобаллона выполняет чувствительный элемент (поплавок), расположенной в полости, заполненной жидкостью или газом. При изменении температуры происходит уменьшение или увеличение объема среды. В результате поплавок меняет свое положение, сдвигая шток, который изменяет проходное сечение клапана.

Наиболее чувствительными считаются термоэлементы, заполненные газом. Они реагируют на температурные изменения быстрее, чем жидкостные. Но и стоят они дороже.

Как правильно подобрать ТРВ

Независимо от оборудования, на котором устанавливается ТРВ, вентиль должен соответствовать типу заправленного холодильного агента. Если мы говорим о кондиционировании, то 99% подобного оборудования работает на R410А. В некоторых случаях в кондиционерах применяются R134А, R32 или R407C. Все эти холодильные агенты озонобезопасны. В настоящее время имеются кондиционеры, работающие на старом хладагенте R22. На поверхности ТРВ обязательно указывается тип холодильного агента, для которого предназначен данный терморегулирующий вентиль. В исключительных случаях на корпусе ТРВ может быть указано два типа холодильных агентов. Категорически запрещается устанавливать ТРВ на кондиционер, если марка холодильного агента на корпусе ТРВ не соответствует заправленному в кондиционер.

На фото: Принцип работы терморегулирующего вентиля (ТРВ)

Второй показатель, на который необходимо обратить внимание, выбирая ТРВ, — это производительность. Так как терморегулирующий вентиль устанавливается перед испарителем, то он должен быть согласован с его производительностью

Принимая во внимание справочные данные различных ТРВ, можно сказать, что у каждого из них есть фиксированный показатель производительности, которой должен соответствовать характеристиками испарителя. Конечно, точно подобрать вентиль просто невозможно, но после расчета допускается, чтобы его производительность была меньше аналогичного показателя у испарителя. В противном случае в испаритель будет поступать больше холодильного агента, что в дальнейшем неизбежно приведет к выходу из строя самого кондиционера.

Мы рассмотрели два основных параметра, по которым подбирается ТРВ. Однако существуют и другие характеристики, которыми обладают терморегулирующие вентили. Так, например, ТРВ могут быть с внешним и внутренним уравниванием, с постоянным дросселирующем отверстием или сменным отверстием, меняющейся вставкой с отверстием, а также однопоточные и реверсивные. Эти параметры терморегулирующего вентиля выбираются самим производителем.

Как проверить муфту компрессора

Самая простая проверка муфты компрессора электромагнитного (старого) типа состоит из следующих шагов.

  1. Включить кондиционер. Обычно это делается с помощью предназначенной для этого кнопки на водительской панели управления. При этом должен активизироваться специальный индикатор. Как правило, это сигнальная лампа либо на самой кнопке либо на приборной доске.
  2. Во время включения кондиционера кроме упомянутого индикатора из-под капота должен быть слышен негромкий щелчок, сигнализирующий о том, что муфта кондиционера соединилась с его валом.

На большинстве японских, а также на многих европейских и американских машинах одновременно с этим также принудительно включается вентилятор радиатора кондиционера. Зачастую звук присоединения муфты в салоне не слышен, поэтому диагностику муфты необходимо проводить дополнительно.

В отключенном состоянии компрессора вращается только его шкив, а прижимная пластина находится на своем посадочном месте. В момент включения кондиционера происходит примагничивание пластины к шкиву, что обеспечивает его работу. Для проверки работы муфты существует два способа.

Проверка при включении

Для реализации такой проверки работоспособности автокондиционера необходимо запустить двигатель и открыть капот. После этого просто включить кондиционер. Проверку желательно проводить вдвоем. Один человек включает кондиционер, а второй находится у открытого капота и слушает наличие упомянутого выше щелчка. У некоторых автомобилей муфту можно просто увидеть. В частности, не саму муфту, а ту часть, которую вращает ремень. Соответственно, если щелчок есть — хорошо, если нет — необходимо проверять работоспособность муфты дополнительно.

Обратите внимание, что для некоторых немецких автомобилей данная проверка неактуальна в силу их конструктивных особенностей. В частности, это касается Mercedes A-класса, автомобилей Mercedes в кузове 220 различных классов, BMW Е60, Е65, Е87, а также автомобили Audi выпуска до 2003 года

Отсутствие упомянутого щелчка у данных машин обусловлено тем, что у них прижимная пластина вращается постоянно, а включение кондиционера (сцепление) происходит внутри его конструкции.

Проверка при выключенном двигателе

Аналогичную проверку муфты можно выполнить и при выключенном двигателе. Например, это целесообразно, если двигатель очень сильно шумит, а звук сцепления муфты достаточно слабый. Проверку нужно выполнять по следующему алгоритму:

  • заглушить двигатель;
  • отсоединить штекер от компрессора, тем самым обесточив его;
  • с помощью дополнительного провода соединить плюсовую клемму аккумулятора с плюсовым разъемом на компрессоре (дополнительно нужно узнать, какой именно является плюсовым);
  • если муфта исправна, то в момент описанного подключения она должна двигаться, издавая описанные выше негромкие щелчки.

Как проверить компрессор кондиционера автомобиля

На многих новых автомобилях вместо компрессоров электромагнитного типа устанавливают компрессоры постоянного вращения (так называемые нового типа). Они обычно имеют пластмассовый шкив (сделано это специально, чтобы при заклинивании ломалась именно пластмасса, и приводной ремень не слетел с ролика), который соединен с валом компрессора постоянно. Внутри шкива есть резиновый демпфер. При запуске двигателя компрессор сразу начинает работать.

Распространенной поломкой компрессоров постоянного типа является заклинивание их приводных валов. Причин этому может быть много, например, перегрев (в том числе перегрев/засорение радиатора кондиционера), попадание внутрь мусора или мелких металлических частиц и тому подобного мусора.

Проверку в данном случае можно выполнить лишь одним методом — демонтажом узла и его полной разборкой. Зачастую ремонт такого компрессора достаточно сложен, а порой и невозможен. Поэтому чтобы не допустить заклинивания компрессора желательно следить за нормальным состоянием системы кондиционирования автомобиля и ее отдельных частей.

Замена ТРВ

Если холодильное оборудование функционирует с перебоями, то сначала необходимо выяснить причину возможной поломки.

Например, когда отсутствует поступление горячего или холодного воздуха с кондиционера, то одной из причин его плохой работы может быть засорение воздушного фильтра.

Для возобновления нормальной работы, следует почистить фильтр, а также другие аксессуары и не допускать, насколько это возможно, попадание в них грязи и пыли.

Если трв например не может выровнять давление в контурах, то лучше всего провести его замену. Кстати, такой технологический процесс устранения неисправности как замена трв – простая процедура, которую можно осуществить самому.

Кроме этого, предлагаем перечень наиболее распространенных поломок холодильного оборудования, когда необходима замена устройства:

  • слишком мала производительность;
  • наличие пульсации давления, что выражается большой производительностью;
  • на всасывании образуется очень высокое давление;
  • перетекает жидкий хладагент из термобаллона или наличие его утечки;
  • компрессор постоянно переполняется жидкостью, что вызвано слишком большой пропускной способностью вентиля;
  • агрегат постоянно закрыт;
  • клапан не реагирует на любые способа воздействия;
  • наблюдение постоянных колебаний температурных показателей, давления в системе.
Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.