Неисправность, обусловленная недостаточной пропускной способностью ТРВ, охватывает большое число различных отказов, при которых появляются аналогичные симптомы. Предметом рассмотрения настоящего раздела является изучение этих симптомов.
ПРи необходимости можете вновь изучить разделы 3 и 4.

А) Влияние на систему ТРВ/испаритель



Чтобы проиллюстрировать неисправность, обусловленную малой пропускной способностью ТРВ, возьмем в качестве примера ТРВ, в котором отверстие имеет слишком малый диаметр вследствие ошибки при выборе сменного проходного сечения (сечение b было установлено вместо сечения В, см. рис. 14.1).

В результате расход жидкости становится недостаточным и последняя капелька выкипает внутри испарителя очень рано (точка 1).
Поскольку последняя капелька выкипела слишком рано, пары будут находиться под действием проходящего через испаритель воздуха в течение очень длительного времени, что обусловлено увеличением длины участка перегрева по сравнению с нормой.
Поэтому температура в термобаллоне (точка 2) будет аномально высокой (в пределе, температура линии всасывания может стать почти равной температуре окружающей среды).

Испаритель очень слабо заполнен хладагентом, массовый расход хладагента и холодопроизво-дительность падают. В том помещении, которое охлаждается, температура растет и клиент вынужден обращаться с просьбой об устранении неисправности, поскольку "стало очень жарко".

Поскольку температура в охлаждаемом объеме выросла, увеличилась также и температура воздуха на входе в испаритель (точка 3).
Ввиду того, что на вход в испаритель поступает слишком теплый воздух (точка 3), а холодо-производительность низкая, воздух охлаждается плохо и температура воздушной струи в точке 4 аномально высокая.

Б) Влияние на систему испаритель/компрессор

При прохождении через испаритель каждый килограмм жидкости, который выкипает, поглощая тепло, производит некоторое количество пара.

 
 Поскольку ТРВ не пропускает достаточного количества жидкости, количество производимого пара очень сильно падает.

Однако компрессор может потенциально поглотить гораздо больше пара, чем производит испаритель, поэтому давление кипения становится аномально малым (точка 5 на рис. 14.2).

Ввиду того, что давление кипения имеет тенденцию к падению, а температура воздуха на входе в испаритель повышается, полный температурный напор Абполн на испарителе становится аномально высоким.

При падении давления кипения температура кипения также падает в соответствии с соотношением между температурой и давлением для данного хладагента.

Одновременно повышается температура термобаллона (точка 2) и перегрев обязательно будет очень высоким.
Если мы имеем дело с кондиционером, то при нормальном функционировании температура кипения всегда выше 0°С.

Однако в связи с тем, что производительность ТРВ
недостаточна, давление кипения слишком низкое, температура кипения может оказаться отрицательной и трубопровод на выходе из ТРВ будет в этом случае покрываться инеем, образующимся из конденсата паров, которые содержатся в охлаждаемом воздухе (точка 6 на рис. 14.2).



В) Влияние на систему компрессор/конденсатор


В связи с тем, что перегрев очень большой и температура термобаллона повышена, температура паров, всасываемых в компрессор, также повышена.
Охлаждение двигателя герметичных или бессальниковых компрессоров осуществляется за счет всасываемых паров, а поскольку их температура повышена, охлаждение электродвигателя будет ухудшаться.

Как следствие, компрессор станет более горячим (вместо того, чтобы быть холодным) в зоне вентиля всасывания (точка 7 на рис. 14.3), а в нижней части картера (в зоне, где находится масло) он будет чрезвычайно горячим (точка 8).
Таким образом, по причине большого перегрева на линии всасывания весь компрессор будет аномально горячим.
Заметим, что повышенная температура газа в магистрали всасывания приводит к тому, что температура газа в нагнетающей магистрали (точка 9) будет также более высокой.

Более того, мы увидели, что холодопроизводительность стала аномально низкой. Однако параметры конденсатора были выбраны из условия теплоотдачи, рассчитанной по нормальной холодопроизводительности.

Поэтому получается, что конденсатор становится переразмеренным!

Если используемый в установке способ регулирования давления конденсации не позволяет изменять расход воздуха через конденсатор, перепад температуры воздуха на конденсаторе становится ниже обычного и на выходе из него (точка 10) температура воздуха будет менее высокой.
Кроме того, обусловленная малой пропускной способностью ТРВ, переразмеренность конденсатора приводит и к другим нежелательным для установки последствиям.

Так, из-за нехватки жидкости в испарителе, в конденсаторе и в жидкостном ресивере ее количество будет избыточным.
Поскольку при этом конденсатор является переразмеренным, эта жидкость будет значительно лучше охлаждаться и, следовательно, в соответствии с соотношением между температурой и давлением, давление конденсации будет падать, причем величина его падения будет зависеть от используемого в составе установки способа регулирования давления конденсации.
Наконец, имея ввиду, что конденсатор переразмерен, мы вправе ожидать преждевременной конденсации последней молекулы газа, которая произойдет в точке 11 (см. рис. 14.4), обусловив тем самым увеличение длины участка конденсатора, на котором происходит переохлаждение.

В результате, измеренная на выходе из конденсатора (в точке 13) величина переохлаждения окажется, по-видимому, высокой.

ВНИМАНИЕ! НЕ ПУТАЙТЕ НЕИСПРАВНОСТИ, ОБУСЛОВЛЕННЫЕ НИЗКОЙ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТЬЮ ТРВ, С ПРЕЖДЕВРЕМЕННЫМ ДРОССЕЛИРОВАНИЕМ ХЛАДАГЕНТА ДО ПОСТУПЛЕНИЯ В ТРВ.



Чтобы быть уверенным в своем диагнозе, вы должны убедиться в том, что на жидкостной магистрали отсутствуют засоры или преждевременное дросселирование, которые могут заставить вас прийти к ошибочному выводу о нормальном переохлаждении.
Следовательно, вашим эталоном для оценки величины переохлаждения должны быть данные измерения температуры жидкости на выходе из конденсатора (точка 13).
В противном случае, перекрытый жидкостной вентиль на выходе из ресивера (низкая температура в точке 12 ^1) или засоренный фильтр-осушитель (низкая температура в точке 14 ^1), а также вскипание на входе в ТРВ (низкая температура в точке 15 ^1) могут создать иллюзию нормального переохлаждения (неисправности, обусловленные преждевременным дросселированием, будут рассмотрены несколько позже).

ВАЖНОЕ ЗАМЕЧАНИЕ! Не следует путать переохлаждение с температурой жидкостной линии.
Переохлаждение определяется как разность между температурой конденсации, соответствующей показанию манометра БД, и температурой жидкого хладагента, измеренной на выходе из конденсатора (см. раздел 2.2).

Внимание! Например, в воздушных кондиционерах величина НД, соответствующая температуре кипения 0°С, может считаться пониженной, если температура воздуха на входе в испаритель около 25°С (Лвполн = 25 — 0 = 25 К), вместе с тем, величина НД при той же температуре кипения 0°С может считаться нормальной для температуры воздуха на входе в испаритель 18°С (Лвполн = 18-0 = 18 К). При необходимости вернитесь к разделу 7.

Если перегрев повышен, это обязательно указывает на нехватку жидкости в испарителе. Если переохлаждение в норме, значит конденсатор заполнен жидкостью.

В таком случае, почему она не доходит до испарителя?
►    Это может означать либо закупорку жидкостной магистрали (и тогда мы будем иметь преждевременное дросселирование).
►    Либо ее поступлению в испаритель мешает ТРВ, вследствие своей низкой пропускной способности.

Почему компрессор перестал охлаждать?.. Посмотрим...
О! Упало давление кипения... Что же могло произойти?..
Недостаточный расход воздуха через испаритель?.. Нет, перегрев громадный...
Не хватает хладагента в контуре?.. Не может быть, ведь переохлаждение в норме..
Может быть образовалась пробка на жидкостной магистрали?..
НЕТ, поскольку перепад температур отсутствует...
Следовательно, это может быть только...
СЛИШКОМ НИЗКАЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ТРВ!

После того, как вы удостоверились в том, что причина аномальной работы установки заключается в недостаточной производительности ТРВ (падение холодопроизводительности, падение давления кипения, повышенный перегрев, нормальное переохлаждение, отсутствие температурного перепада на жидкостной линии), следует точно определить, какой дефект или ошибка обусловили низкую производительность ТРВ, чтобы устранить их.

Поэтому сейчас мы будем изучать различные причины, которые могут привести к снижению производительности ТРВ и вызвать появление признаков, свойственных этой неисправности.

Неправильно выбранный ТРВ с малым диаметром проходного сечения

Напомним, что для данного хладагента фактическая производительность ТРВ взаимно зависит от давлений конденсации и кипения (см. раздел 8.1 "Производительность ТРВ ").
В случае сомнений, только справочные данные разработчика (потребные значения рабочих давлений и точные характеристики ТРВ) смогут дать уверенность в том, что выбранная производительность соответствует требуемой.
Внимание! Ремонтник должен быть особенно внимателен, если речь идет о ТРВ, оснащенных взаимозаменяемыми сменными проходными сечениями. К примеру, ТРВ фирмы DANFOSS марки ТЕХ2 для R22 имеет производительность от 7 кВт (с проходным сечением № 3) до 17 кВт (с проходным сечением № 6) для одних и тех же условий функционирования.
Точно так же ТРВ фирмы ALCO марки TIE.HW для R22 имеет производительность от 1,2 кВт (с проходным сечением №0) до 18 кВт (с проходным сечением №6).

Однако по внешнему виду нельзя с уверенностью утверждать, какой номер проходного сечения установлен в ТРВ. Если у вас появились сомнения, нужно будет извлечь сменный патрон из ТРВ и на его корпусе прочитать выгравированный номер проходного сечения.

В этом случае ремонт заключается в том, чтобы установить патрон с увеличенным проходным сечением, приспособленным для получения ожидаемой производительности, а затем правильно отрегулировать ТРВ.

Неправильная настройка. ТРВ недостаточно открыт

Вспомните, что оптимально настроенный ТРВ должен обеспечивать минимально возможный перегрев, который можно поддерживать, не допуская возникновения пульсаций, при этом охлажденный воздух должен иметь температуру, наиболее близкую к температуре, при которой термостат отключает компрессор (см. раздел 8.3 "Метод настройки ТРВ").

Никогда не меняйте настройку ТРВ, если вы не уверены в абсолютной справедливости своего диагноза. Если вы хотите это сделать, примите необходимые меры для того, чтобы, в случае необходимости, вернуться к первоначальной настройке.

Разрушен управляющий тракт ТРВ

Эта неисправность часто возникает вследствие плохого крепления капилляра, соединяющего управляющую полость мембраны ТРВ с термобаллоном. Как правило негерметичность появляется либо в месте подвода капилляра к ТРВ, либо в месте его соединения с термобаллоном в результате чрезмерных вибраций капилляра, а также в самом капилляре в случае, когда имеет место многократное трение капилляра при его вибрациях о какую-либо металлическую деталь установки.

Точно установите место повреждения капилляра с целью его замены на аналогичный, обратив внимание на характер повреждения и место разрушения, чтобы при замене не повторить ошибку, допущенную ранее во время монтажа!

Примечание. Такая поломка приводит к полному перекрытию проходного сечения ТРВ, что очень быстро вызовет остановку компрессора по сигналу от предохранительного реле НД (см. раздел 4 "Работа ТРВ ").

Термобаллон ТРВ установлен ниже по потоку от места врезки трубки внешнего уравнивания давления

Рассмотрим схему на рис. 14.8, на которой показан ТРВ с трубкой внешнего уравнивания давления, установленной неверно по отношению к термобаллону (этот тип ТРВ описан в разделе 46).


В том случае, если уплотнение, обеспечивающее непроницаемость между приемной камерой низкого давления (поз. А) и камерой дросселирования, в результате износа, обусловленного продолжительным трением о направляющие штока иглы ТРВ, потеряет герметичность, появляется опасность частичного проникновения жидкости в полость А. Из этой полости незначительное количество жидкости по уравнительной трубке может попасть на выход испарителя и привести к аномальному охлаждению термобаллона, вызывая тем самым неоправданное закрытие ТРВ.

Если утечка существует, разница в температурах между точками В и С может быть легко обнаружена простым прикосновением к этим двум трубопроводам.

Чтобы избежать этой проблемы, следует считать предпочтительным крепление термобаллона выше по потоку от места врезки уравнительной трубки в точке С на расстоянии не менее 10 см друг от друга (см. также раздел 49 "Проблемы термобаллона ТРВ").

Управляющий тракт и термобаллон заполнены не тем хладагентом, который используется в установке

Вспомним, что давление, развиваемое в термобаллоне, является единственной силой, которая используется для открытия ТРВ. Когда температура термобаллона повышается, давление внутри него также растет и это повышение давления вызывает открытие ТРВ (см. раздел 4 "Работа ТРВ").
На рис. 14.9 представлены различные варианты работы ТРВ.


Поз. 1. Этот ТРВ предназначен для питания испарителя с прямым циклом расширения в небольшом кондиционере и работает на R22. Температура кипения составляет 4°С, а перегрев поддерживается на уровне 7 К.
Поэтому, когда температура в термобаллоне превысит 11СС, что для управляющего тракта, содержащего R22, эквивалентно давлению в 6 бар, ТРВ начнет открываться. То есть давление открытия ТРВ составляет 6 бар.
Следовательно, чтобы ТРВ начал открываться, давление в термобаллоне должно достигнуть 6 бар. Если давление в термобаллоне низке 6 бар, ТРВ будет закрыт.

Поз. 2. Представим себе, что в результате ошибки при монтаже или ремонте на ТРВ установили термостатический элемент с термобаллоном, заполненным R12*.
Когда температура термобаллона будет равна 11 °С, давление в нем составит только 3,4 бар и, следовательно, ТРВ будет полностью закрыт.

Поз. 3. Для того, чтобы ТРВ начал открываться, нужно, чтобы давление в термобаллоне поднялось до 6 бар. Для R12 это означает, что температура термобаллона должна повыситься до 27°С!
При этом перегрев становится огромным и испаритель будет содержать так мало жидкости, как если бы производительность ТРВ была недостаточной!
Некоторые конструкции ТРВ имеют сменный управляющий тракт, который состоит из мембранного узла, капилляра и термобаллона (прим. ред.).

Как выявить эту аномалию? Сначала нужно удостовериться, что неисправность не вызвана другой причиной. После этого нужно обязательно определить, с одной стороны, какой хладагент используется в установке, а с другой стороны, каким хладагентом заполнен термобаллон и управляющий тракт ТРВ...

Тип хладагента, заполняющего управляющий тракт ТРВ, всегда указан на верхней крышке мембранного узла, иногда в виде цветного кода (обычно желтый цвет означает R12, зеленый -R22 и фиолетовый - R502).
Однако распространение новых хладагентов может несколько осложнить ситуацию, потому что некоторые из них (особенно переходные смеси типа HCFC, которые не требуют замены ТРВ) могут работать без проблем с использованием ТРВ, не предназначенных для работы совместно с этими хладагентами! (см. раздел 56 "Проблемы, возникшие с появлением новых хладагентов ").

Если наименование хладагента не указано на установке и вы сомневаетесь, к какому типу он относится (хорошим способом определения вида хладагента является соотношение между давлением и температурой), никогда не стесняйтесь спросить у клиента, который располагает необходимой документацией на установку и, как правило, очень хорошо знает ее историю.

Механическое заклинивание штока ТРВ и его заедание при открытии

Эта неисправность может иметь чисто механическую причину и тогда следует просто заменить ТРВ. Однако, она может быть вызвана также загрязнениями холодильного контура присутствием влаги, грязи или посторонних частиц, которые налипают на подвижные части (в некоторых крайних случаях внутренние поверхности ТРВ могут становиться клейкими и прилипать к пальцам).
В случае загрязненного контура ремонтник не должен удовлетвориться очисткой ТРВ и заменой фильтра-осушителя.
Он должен подумать о нежелательных последствиях такого загрязнения (в особенности для компрессора) и провести проверку масла на содержание в нем кислоты.

В том случае, если результаты проверки будут положительными, он должен предпринять все необходимые меры для полной очистки системы, иначе компрессор (герметичный или бессальниковый) имеет серьезные шансы быстро выйти из строя.

Закупорка фильтра на входе в ТРВ

Как и предшествующая неисправность, эта аномалия (к счастью, довольно редкая) означает, что холодильный контур крайне загрязнен, а фильтр-осушитель неэффективен. Следует предпринять те же меры, что и в предыдущем случае.

Аномальное падение давления конденсации

Мы видели, что производительность ТРВ в значительной степени определяется давлением в магистрали на входе в ТРВ (см. раздел 8.1 "Производительность ТРВ").

Когда наружная температура падает, падает также и давление конденсации, и тогда система регулировки конденсатора с воздушным охлаждением должна поддерживать значение давления конденсации в разумных пределах (см. раздел 32 "Почему нужно регулировать конденсаторы с воздушным охлаждением ").

Какими бы ни были причины отсутствия такого регулирования (неисправность системы регулировки давления конденсации, плохая настройка...), если давление жидкости на входе в ТРВ падает, количество жидкости, которое способен пропустить ТРВ в испаритель также уменьшается, даже если дроссельное отверстие полностью открыто.




Как следствие, количество паров, производимых испарителем, сильно уменьшается, вызывая падение давления кипения, что сопровождается всеми признаками низкой производительности ТРВ (см. рис. 14.10).





Следовательно, главное — это при любой наружной температуре постоянно поддерживать на входе в ТРВ высокое давление, способное обеспечить на выходе из него нормальную подпитку испарителя жидким хладагентом.










ПРИМЕЧАНИЕ. Однако, некоторые неопытные ремонтники, столкнувшись с падением давления конденсации, имеют тенденцию слишком легко пользоваться регулировочным винтом ТРВ, вращают его как попало, что неизбежно приводит к разрегулированию установки.
В связи с этим, нам представляется полезным еще раз напомнить, что ТРВ не предназначен для регулировки давления кипения, что настройка ТРВ является трудоемкой и сложной операцией (чтобы сбить настройку иногда достаточно повернуть винт всего на 1/8 оборота) и что для прямого воспроизведения перегрева достаточно зажать термобаллон в ладони вместо того, чтобы бестолково крутить винт настройки ТРВ (см. рис. 14.11).







Малое отверстие диафрагмы распределителя
Некоторые модели испарителей, главным образом предназначенные к использованию в торговом холодильном оборудовании, изначально снабжены жидкостным распределителем с взаимозаменяемой сменной диафрагмой, которую можно извлечь из питателя после его де-Ч    монтажа, удалив стопорное кольцо (см. рис. 14.12).

  Номер отверстия выгравирован на корпусе диафрагмы, чтобы с уверенностью идентифицировать ее (чем больше номер диафрагмы, тем больше диаметр ее отверстия). Такая конструкция сменной диафрагмы позволяет в зависимости от требуемой температуры кипения (охлаждение или заморозка) и типа используемого хладагента (R12, R22, R134a, R404A, R502...) подобрать производительность испарителя и
питателя в соответствии с условиями работы установки.

Метод регулировки заключается в том, что для более низких потребных значений температуры кипения устанавливают диафрагму с большим диаметром отверстия. Кроме того, для одинаковых условий работы, установка на R12 (или на R134a) требует диафрагму с более значительным диаметром, чем установка на R22 (или на R404A).

Как правило такие испарители имеют диафрагму для R12 (R134a), установленную на заводе-изготовителе, но зачастую они снабжаются также запасной диафрагмой для R22 (R404A), вложенной в мешочек внутри упаковки испарителя и входящей в комплект поставки.

Ее можно использовать при необходимости заправки контура другим хладагентом, причем в конструкторской документации указаны номера отверстий, пригодных для данной модели испарителя, используемого хладагента и требуемой температуры кипения.

Если распределитель оборудован диафрагмой с малым отверстием, расход жидкости будет пониженным даже в случае полного открытия ТРВ и установка будет иметь все признаки, присущие низкой производительности ТРВ.





Установка снабжена регулятором давления в картере (пусковым регулятором), но ТРВ находится под действием ограничителя максимального рабочего давления (МОР), иначе называемого защитой мотора от перегрузки (см. рис. 14.13).


Проблемы совместной работы регулятора давления в картере и ТРВ с заправкой МОР детально рассматриваются в разделе 48 "Регуляторы давления в картере" (регуляторы запуска).

Небольшой трехходовой электроклапан управляет большим ТРВ





Схема монтажа этого довольно специфичного варианта представлена на рис 14.14.
Этот вариант встречается, когда жидкостная магистраль имеет очень большой диаметр, то есть когда холодопроизводительность установки сравнительно высокая (порядка многих десятков киловатт).
Такая схема анализируется в разделе, посвященном детальному изучению термостатических расширительных вентилей (см. раздел 46 "Термостатические расширительные вентили ").

ОСОБЕННОСТИ НЕБОЛЬШИХ СИСТЕМ
Особенности расширительных устройств, используемых в малых холодильных установках (домашние холодильники, бытовые индивидуальные кондиционеры, небольшие тепловые насосы, см. рис. 14.15), рассматриваются в разделе."

Чтобы проиллюстрировать неисправность, обусловленную малой пропускной способностью ТРВ, возьмем в качестве примера ТРВ, в котором отверстие имеет слишком малый диаметр вследствие ошибки при выборе сменного проходного сечения (сечение b было установлено вместо сечения В, см. рис. 14.1).
В результате расход жидкости становится недостаточным и последняя капелька выкипает внутри испарителя очень рано (точка 1).
Поскольку последняя капелька выкипела слишком рано, пары будут находиться под действием проходящего через испаритель воздуха в течение очень длительного времени, что обусловлено увеличением длины участка перегрева по сравнению с нормой.
Поэтому температура в термобаллоне (точка 2) будет аномально высокой (в пределе, температура линии всасывания может стать почти равной температуре окружающей среды).
Испаритель очень слабо заполнен хладагентом, массовый расход хладагента и холодопроизво-дительность падают. В том помещении, которое охлаждается, температура растет и клиент вынужден обращаться с просьбой об устранении неисправности, поскольку "стало очень жарко".