Одно из новшеств последнего времени в области прецизионного кондиционирования – появление электронных терморегулирующих вентилей. Пришло время разобраться в этом небольшом, но очень важном элементе холодильных систем.

Что такое ТРВ?

ТРВ – это терморегулирующий вентиль или терморегулирующий клапан.

ТРВ устанавливается в холодильном парокомпрессионном непосредственно перед испарителем и имеет своей целью регулирование расхода хладагента в контуре.

Дело в том, что холодопроизводительность – это далеко не постоянная во времени величина. В зависимости от множества параметров, таких как появление солнца, ветра, включения/выключения оборудования в помещении, изменяется температура воздуха на входе в испаритель, следовательно, изменяются и условия испарения хладагента. Однако необходимо, во-первых, обеспечить требуемую холодопроизводительность, а во-вторых, поступающий далее в компрессор хладагент должен быть строго газообразным, гарантия чего достигается выдержкой определенного перегрева (около 10°C) хладагента в испарителе.

Принцип действия ТРВ

Возникает вопрос, как ТРВ осуществляет регулирование расхода хладагента в режиме реального времени.

Вполне очевидно, что, т.к. ТРВ привязан к конкреной холодильной установке и, влияя на входящий в испаритель хладагент, должен обеспечить определенные условия на выходе из испарителя, то ТРВ должен иметь связь с выходом испарителя и по полученным оттуда данным корректировать свою работу. Рисунок ниже иллюстрирует такую работу ТРВ:

Клапан расширения 5, он же ТРВ, расположен на входе в испаритель 7 и регулирует расход хладагента на основе сигнала термостата ТС с выхода испарителя. Процесс регулирувания осуществляется механичестким способом с использованием мембраны, жестко связанной с заслонкой. На одну сторону мембраны подается давление с выхода испарителя, на другую сторону – давление входа в испаритель и предвариательно сжатой пружины, степень сжатия которой как раз и определяет перегрев хладагента. В зависимости от соотношения давлений мембрана прогинается в одну или другую сторону, соответствующим образом перемещая заслонку и регулируя расход хладагента.

Очевидно, что данная схема хоть и зарекомендовала себя лучшим образом, напрямую связана с качественным состоянием мембраны и капилляра с термостатом. Вторая проблема – отсутствие возможности удаленного контроля работы ТРВ. Однако современная тенденция оцифровки всех сигналов и компьютеризации оборудования привела к появлению электронных терморегулирующих вентилей.

Электронные ТРВ

Новое поколение терморегулирующих вентилей представляет собой электронные ТРВ.

Главное его преимущество – отсутствие мембраны и связанных с ней проблем. Регулирование проходного сечения осуществляется перемещением иглы конической формы под управлением шагового электропривода. При этом слово “шаговый” не должно вызывать испуг, будто плавное регулирование превратилось в двух-трех-позиционное. На самом деле речь идет, как правило, о 250-1500 шагах привода, а это практически гладкая кривая!

Управление приводом берет на себя контроллер кондиционера, снабженный этой функцией. В результате на основе измерений температуры и давления, поступающих в контроллер от соответствующих датчиков, генерируется сигнал, подаваемый на электропривод ТРВ. На примере электронных ТРВ итальянского производителя Carel данная схема выглядит следующим образом:

Благодаря разработанным алгоритмам точного контроля параметров работы кондиционера, вычисляется, как заявляется, идеальная позиция подвижного элемента. Этим достигается снижение величины перегрева хладагента в испарителе. Если в системе с механическим ТРВ перегрев составлял порядка 10°С, достигая 15°С, то в системе с электронным ТРВ перегрев выдерживается на уровне 5°С. Указывается, что столь точный контроль за работой ТРВ должен привести к годовому снижению электропотребления кондиционера на 15-20%. В реальной жизни эти цифры трудно проверить, но факт энергосбережения бесспорен:

Снижение величины перегрева → снижение температуры на входе в компрессор → снижение температуры на выходе из компрессора → в меньшей степени, но снижение температуры конденсации → снижение потребляемой мощности и повышение холодопроизводительности одновременно, т.е. энергоэффективность (отношение холодильной мощности к затраченной) увеличится одновременно за счет роста числителя и уменьшения знаменателя. Из каталога того же Carel данный эффект иллюстрируется следующей картинкой:

Очевидным плюсом является и программируемость контроллера, а также контроль работы ТРВ по любому сетевому протоколу, а также с дисплея кондиционера.

Однако следует помнить, что проведенная “электронизация” терморегулирующих вентилей поставила их в стандартные для любого электронного оборудования рамки: электроника не любит низких температур и не застрахована от сбоев програмного обеспечения.

автор: Хомутский Юрий
Источник