Ещё раз, после статьи «Электронный ТРВ», хотелось бы замолвить слово об этих устройствах и поподробнее в них разобраться, теперь уже с применением технических материалов от производителя Alco Controls. Такой выбор не случаен – именно Alco Controls впервые предложили термин «термо-регулирующий вентиль (ТРВ)» в 1925 году, да и название фирмы говорит само за себя: “Automatic Liquid COntrols” – «Автоматическое управление расходом жидкости».

Современное прецизионное оборудование для кондиционирования воздуха сплошь и рядом оборудовано электронными ТРВ, а некоторые монтажники до сих пор удивляются отсутствию необходимости «что-то там подкрутить для настройки системы».

Недостатки механических ТРВ – достоинства электронных ТРВ

Итак, традиционные механические ТРВ имеют ряд недостатков, к которым мы, кодиционерщики, вроде и привыкли, но появившиеся электронные ТРВ лишены многих из них, а потому выбор в пользу последних очевиден.

Перечислим основные недостатки механических ТРВ:

• Первое и главное для ЦОД: механические ТРВ имеют достаточно узкий диапазон регулирования холодопроизводительности. Как правило, он составляет 50-100%. Однако практически каждый ЦОД мало того, что проектируется по максимальному потреблению ИТ-оборудования, так ещё и далеко не сиюминутно заполняется, а для этого необходим более широкий диапазон.
• Важным для ЦОД является и круглогодичная работа, а механический ТРВ, как известно, без подстройки с летнего на зимний режим и обратно не перейдет ввиду изменения перепада давления.
• Механический ТРВ поддерживает достаточно высокий перегрев хладагента – до 15С, причем он не поддается автоматической корректировке.
• Механический ТРВ работает на поддержание перегрева (разности температур), но получает её косвенным путем – через разность давлений (между термобаллоном и испарителе), следовательно, необходим ТРВ с «родной» заправкой, соответствующей данному хладагенту.
• Неучтенные или появившиеся при эксплуатации системы гидравлические сопротивления (например, засор фильтров) не могут быть учтены и ТРВ. Как результат, максимальная холодопроизводительность становится недостижимой,
• Привязка к конкретному хладагенту.

В отличие от механических, электронные ТРВ имеют собственную автоматику («мозги») и способны изменять проходное сечение на основе измерений перегрева хладагента.

На сегодняшний день существует 2 типа электронных ТРВ в зависимости от вида регулирующего механизма: импульсно-модулирующие ТРВ и ТРВ с шаговым электродвигателем.

Импульсно-модулирующие электронные ТРВ

Импульсно-модулирующие электронные ТРВ использует двоичную систему: открыт/закрыт. В течение 6-секундного цикла вентиль один раз полностью открывается и один раз полностью закрывается. Длительность открытого положения вычисляет электронный контроллер-термостат на основе измеренной величины перегрева в испарителе.

Импульсно-модулирующий электронный ТРВ EX2 (Alco Controls)

Бояться такой частоты открытия/закрытия не стоит: ресурс импульсно-модулирующих ТРВ составляет порядка 80 млн. циклов, что даже при непрерывном использовании холодильной машины превышает 15 лет.

Ещё одним преимуществом импульсно-модулирующих ТРВ является способность полностью перекрыть трубопровод. Это освобождает от необходимости включать в контур соленоидный вентиль. Кроме того, при пропадания питания (например, в случае аварии), данный ТРВ автоматически закроется.

Импульсно-модулирующие ТРВ позволяют:

• Регулировать холодопроизводительность в диапазоне от 10% до 100%,
• Поддерживать перегрев вплоть до 3С,
• Автоматически самонастраиваться на текущие потребности холодильного контура.

Но есть и одно ограничение: импульсно-модулирующие ТРВ не устанавливаются на оборудование холодильной мощностью более 17кВт во избежание гидроудара при закрытии/открытии вентиля. Его сила способна разрушить паяные соединения.

Электронные ТРВ с шаговым электродвигателем

И тут на арену выходят электронные ТРВ с шаговым электродвигателем. Для них характерно постоянное плавное регулирование проходного сечения, резких движений не возникает, а потому и гидроудар невозможен. Под «плавным» регулированием на самом подразумевается шаговое, но ввиду огромного числа шагов, счет которым переходит на тысячи, регулирование можно признать плавным.

Электронный ТРВ с шаговым электродвигателем EX7 (Alco Controls)

2-фазный биполярный шаговый двигатель совершает поворот ротора на угол 1.8° при получении одного сигнала. Вращательное движение ротора посредством винта превращается в поступательное, и проходное сечение изменяется на десятки микрон. При этом геометрический профиль проходного сечения задвижки специально спроектирован для обеспечения линейных характеристик потока.

Для электронных ТРВ с шаговым двигателем характерно:

• Высокая надежность,
• Высокая точность,
• Отсутствие необходимости в соленоидном вентиле,
• Широкий диапазон холодопроизводительности,
• Отсутствие гидроудара, а потому широкий ассортимент продукции в зависимости от номинальной холодильной мощности установки (вплоть до 1МВт).

Подключение электродвигателя стандартное для данной ситуации: два контакта для питания и два – для управления.

Дополнительные плюсы Alco Controls

Добавим некоторые особенности применения электронных ТРВ от Alco Controls:

Для каждого типа электронных ТРВ разработана плата управления, в числе прочего позволяющая управлять оттайкой, включением/отключением компрессоров и вентиляторов воздухоохладителя.

Универсальный приводной модуль для ТРВ с шаговым двигателем, позволяющий использовать для его управления любое стороннее устройство, генерирующее управляющий сигнал 4-20мА или 0-10В на выходе. Это позволяет расширить границы использования электронных ТРВ с шаговым двигателем и применять их для решения следующих задач:

• Поддержание уровня жидкости (регулировка расхода подпитки)
• Регулирование холодопроизводительности перепуском газа после компрессора (регулирование расхода байпаса)
• Регулирование давления кипения
• Регулирование давления конденсации
• Впрыск жидкости в винтовой/спиральный компрессор (регулирование расхода впрыскиваемой жидкости)
• И др.

Таким образом, электронные ТРВ с шаговым электродвигателем, будучи достаточно точным механизмом, позволяющим регулировать расход газа на высоких перепадах давления, должны найти широкой применение на вспомогательных линиях холодильного контура, а, возможно, и в приложениях из совершенно другой области.

Автор: Хомутский Юрий