Рассмотрим рис. 8.1, иллюстрирующий изменение расхода воды через поливальный шланг    Я в зависимости от давления в подводящей магистрали.


В обоих случаях вода вытекает из шланга в атмосферу.
Однако очевидно, что массовый расход воды Ml при давлении в магистрали 3 бара больше, чем расход М2'при давлении I бар.

Следовательно, можно сделать вывод о том, что при падении давления в подводящей магистрали (уменьшении перепада АР по отношению к атмосферному давлению) расход воды, вытекающей из шланга, падает
Точно также падает расход жидкости через данный ТРВ, когда перепад давления между входом в ТРВ и выходом из него уменьшается, и, наоборот, при повышении перепада давления расход возрастает.
Но чем больше возрастает расход жидкости хладагента через ТРВ, тем больше увеличивается его производительность, повышая мощность установки.

Не путайте производительность ТРВ с холо- допроизводительностью и поглощающей способностью испарителя.







Производительностью ТРВ называют максимальный расход, который способен пропускать данный элемент при фиксированном перепаде давления АР и полностью открытом отверстии.
Следовательно, производительность зависит, в частности, от диаметра проходного сечения сменного клапанного узла (патрона), установленного внутри ТРВ. Эта зависимость иллюстрируется схемой на рис. 8.2.

Проходное сечение В, имея больший диаметр, чем проходное сечение Ь, позволит при одном и том же перепаде давления
пропускать больший расход жидкости.
Следовательно, ТРВ, оснащенный клапанным узлом с проходным сечением В, будет иметь большую производительность, чем тот же ТРВ, оснащенный патроном сечения Ь.

Конечно, производительность ТРВ должна быть как минимум равна холодопроизводительности испарителя (ТРВ должен пропускать столько же жидкости, сколько может выкипеть в испарителе).


В качестве примера рассмотрим данные таблицы 8 1 по выбору ТРВ для установки на R22 с номинальной холодопроизводительностью 3,5 кВт.
Для данного проходного сечения производительность ТРВ указана в зависимости от температур кипения (to) и конденсации (tk):


Точка 1: ТРВ с производительностью 3,32 кВт при tk = 50°С и to = 0°С
(перепад давления АР = 18,4 - 4 = 14,4 бар).
Точка 2: ТРВ с производительностью 2,88 кВт при tk = 35°С и to = 0°С
(перепад давления АР = 12,5 - 4 = 8,5 бар).
Точка 3: ТРВ с производительностью 2,53 кВт при tk = 35°С и to = 10°С
(перепад давления АР = 12,5 - 5,8 = 6,7 бар).

Таким образом, для постоянной температуры кипения 0°С производительность падает с 3,32 до 2,88 кВт при снижении перепада АР с 14,4 бар (точка 1) до 8,5 бар (точка 2), то есть примерно на 13 %.
С другой стороны, при постоянной температуре конденсации 35 °С производительностьТРВ падает с 2,88 до 2,53 кВт при снижении перепада АР с 8,5 бар (точка 2) до 6,7 бар (точка 3), то есть примерно на 12 %.

Следовательно, для одного и того же ТРВ располагаемая производительность главным образом зависит от рабочего перепада давления АР.

В общем случае ТРВ маркируются (обозначаются) по их производительности. Большинство разработчиков ТРВ включают в обозначение номинальную производительность ТРВ, указывающую значение этой величины (часто в тоннах холода США) для определенных условий работы (например, +5°/+32°С при переохлаждении 4 К).

Так, например ТРВ фирмы DANFOSS марки ТЕХ5-3 имеет номинальную производительность 3 тонны, фирмы SPORLAN марки GFE2C - 2 тонны, фирмы ALCO марки TIE4HW - 4 тонны.

Заметим, что номинальная производительность указывает только порядок величины, а конкретное ее значение, которое будет реализовано на практике, определяется рабочим перепадом давления и паспортом ТРВ, позволяющим установить точное значение производительности для данного диаметра проходного сечения в зависимости от условий работы.

Рассмотрим схему (рис. 8.3), на которой изображен испаритель, запитанный через ТРВ. Представим, что испаритель снабжен двухканальным регистратором температуры, который  измеряет:

1) Температуру термобаллона ТРВ (первый канал).

2) Температуру парожидкостной смеси на .ыходе из ТРВ (второй канал), то есть температуру кипения.
Следовательно, разница между этими двумя характеристиками, дает нам величину перегрева.
Рассмотрим зарегистрированные значения этих величин (разница во времени между двумя вертикальными линиями составляет 1 минуту).


В момент времени to хорошо отрегулированный ТРВ обеспечивает перегрев 7 К. Установка работает совершенно стабильно с требуемым перегревом.
В момент времени tl откроем ТРВ на один оборот винта. Сразу можно заметить, что очень быстро ТРВ выйдет на пульсирующий режим работы с изменением перегрева от 2 до 14 К.

Наблюдая за манометром НД, вы увидите, что давление кипения будет также пульсировать. почти в точности совпадая по частоте с изменениями кривой 2
В момент il откроем ТРВ еще на один оборот.

Очень быстро частота пульсаций возрастает и перегрев будет колебаться между 0 и 12 К.
Дотронувшись рукой до всасывающего трубопровода, вы отчетливо ощутите периодические гидроудары, которые передаются в компрессор. Более того, корпус компрессора станет аномально холодным.
Итак, открытие ТРВ с каждым оборотом регулировочного винта повышает его производительность.

Пульсации ТРВ указывают на то, что пропускная способность ТРВ гораздо выше производительности испарителя.

                                                        ОТРИЦАТЕЛЬНЫЕ АСПЕКТЫ ПУЛЬСАЦИЙ.

Поскольку температура кипения пульсирует, это автоматически приводит к пульсациям низкого давления и. под воздействием этого, пульсируют значения всех основных параметров установки:

►    Пульсирует температура воздушной струи, проходящей через испаритель, потому что непрерывно меняется холодопроизводительность (заметим, что холодопроизводи-тельность меняется с изменением количества жидкости, находящейся в испарителе).
►   Пульсирует высокое давление, потому что непрерывно меняется холодопроизводительность и, как следствие, меняется количество хладагента, поступающего в конденсатор.
►    Пульсирует сила тока, потребляемая компрессором, потому что постоянно меняются высокое и низкое давления.
Легко понять, что оставлять установку в состоянии пульсации крайне нежелательно!

ВНИМАНИЕ. Если вы и дальше будете открывать ТРВ, вращая регулировочный винт, пульсации в конце концов прекратятся, низкое давление стабилизируется, а температуры 1 и 2 будут иметь одинаковое значение.
В этом случае компрессор будет постоянно работать в условиях, когда на входе в него имеются неиспарившиеся частицы жидкости (правда неизвестно, сколько времени он проработает в таком режиме, который может привести к очень серьезным неисправностям).

В настоящее время имеется большое количество документов и технических инструкций разработчиков, в которых подробно описывается конструкция ТРВ, их работа, технология их подбора и монтажа.
В большинстве документов указывается, что ТРВ настроены на заводе-изготовителе и как правило не требуют дополнительной регулировки. Вместе с тем, возникает вопрос: как настроить ТРВ. если по какой-либо причине поя   <тся необходимость дополнительной регулировки?
Мы рекомендуем следующий метод. Дополнительно к обычно используемым манометрам нужно установить электронный термометр, датчик которого следует укрепить на термобаллоне ТРВ (см. рис. 8.4).


Чтобы сохранить стабильность настройки во времени, необходимо производить ее при температуре в охлаждаемом объеме близкой к температуре отключения компрессора
(настройка, обеспечивающая стабильность при температуре 25 °С, может привести к пульсациям при температуре 20°С).

Не допускается производить настройку ТРВ при высокой температуре в охлаждаемом объеме!

Рекомендуемая технология настройки заключается в том, чтобы сначала вывести ТРВ на предельный режим, при котором начнутся пульсации.

►   Для этого при постоянной величине перегрева (показания термометра и манометра НД не меняются) нужно медленно открывать ТРВ до тех пор, пока не начнутся пульсации.
►   Если при этом появляются пульсации перегрева (пульсации показаний термометра и манометра), нужно закрывать ТРВ до тех пор, пока пульсации не прекратятся.

Внимание. Никогда не вращайте регулировочный винт больше, чем на один оборот (предельный режим, приводящий к пульсациям, может наступить при вращении винта на 1/4 или даже на 1/8 оборота). После каждого изменения настройки (поворота регулировочного винта) следует выждать не менее 15 минут (в дальнейшем это позволит вам сэкономить время на настройку).

Когда установка выйдет на пульсирующий режим, достаточно слегка закрыть ТРВ (например, на пол-оборота).
В этом случае ТРВ будет настроен на минимально возможный перегрев, который обеспечивается данной установкой, заполнение испарителя жидким хладагентом будет оптимальным, а пульсации прекратятся.

ПРИМЕЧАНИЕ. В течение настройки давление конденсации должно оставаться относительно стабильным, но его величина должна быть максимально приближена к номинальным условиям работы, так как от нее зависит производительность ТРВ.

При настройке могут возникнуть две сложности:
1)   Вам не удается добиться пульсаций. Это означает, что ТРВ, будучи даже полностью открытым, имеет производительность ниже, чем производительность испарителя.
В общем случае это может происходить по следующим причинам: либо проходное сечение ТРВ слишком мало, либо в установке не хватает хладагента, либо на вход в ТРВ поступает недостаточно жидкости.
2)   Вам не удается исключить пульсации после их возникновения. Это означает, что ТРВ, будучи даже полностью закрытым, сохраняет производительность выше, чем производительность испарителя.
В общем случае это связано с тем, что либо проходное сечение ТРВ слишком велико, либо испарителю не хватает производительности.

Настройка прекращается, когда перегрев достигает слишком большого значения (это наступает, когда ТРВ практически перекрыт, давление кипения аномально малое и полный перепад температур Дбполн слишком большой). Это означает, что испаритель производит меньше паров, чем способен поглотить компрессор, то есть мощность испарителя недостаточна.

ПРИМЕЧАНИЕ. Аномалии, которые могут вызывать перечисленные выше проблемы, возникающие при настройке ТРВ (слишком малый или слишком большой ТРВ, плохая подпитка жидкостью, нехватка хладагента в контуре, нехватка производительности испарителя), более подробно будут проанализированы при детальном изучении каждой из этих неисправностей.

Здесь же мы сформулируем основной вывод из данного раздела: настройка ТРВ может оказаться трудоемким и длительным процессом, поэтому не приступайте к процедуре настройки, не будучи абсолютно уверенными в глубоком понимании наших рекомендаций.

Во всех случаях, когда вы приступаете к настройке ТРВ, обязательно в качестве меры предосторожности заметьте начальную настройку (начальное положение регулировочного винта) и точно подсчитывайте число оборотов регулировочного винта, которое вы сделали (точная регулировка может быть обеспечена поворотом винта всего на 1/8 оборота).

Какая из двух схем, приведенных ни рис. 8.5, представляется вам более удачной? Почему?

                                                                                  Решение

В варианте 2 зону перегрева испарителя обдувает уже охлажденный воздух.
Напротив, в варианте 1 воздух, который обдувает зону перегрева, имеет более высокую температуру.
Мы уже изучили влияние температуры воздуха на заполнение испарителя и на холодопро-изводительность (см. раздел 7, рис. 7.1).
Следовательно, схема 1 обеспечивает лучшее заполнение испарителя и является более предпочтительной с точки зрения улучшения холодопроизводительности.