Теперь, когда мы немного лучше знаем термостатические ТРВ, перед тем как, приступить к изучению многочисленных проблем, возникающих при неправильной установке термобаллона ТРВ, следует напомнить различные способы заполнения термобаллонов, обычно используемые на практике.
1) Жидкостная заправка
Этот тип заправки мы уже неоднократно рассматривали в различных примерах, чтобы понять принцип работы ТРВ. В этом случае управляющий тракт ТРВ содержит, как правило, тот же самый хладагент, что и холодильная установка.



Заметим, что с такой заправкой требуется, чтобы корпус ТРВ всегда был более теплым, чем термобаллон.
Действительно, если корпус ТРВ становится холоднее термобаллона, вне зависимости от того, почему это произошло, жидкость, в соответствии с принципом холодной стенки Ватта (см. раздел 28. "Проблема перетекания жидкого хладагента") будет перемещаться в управляющую полость ТРВ (см. рис. 47.1).
При этом давление в управляющем тракте и управляющей полости будет определяться только температурой хладагента в управляющей полости, какой бы ни была температура термобаллона..
То есть, даже если температура термобаллона растет, ТРВ не сможет нормально открываться и работа установки будет сопровождаться признаками неисправности типа "слишком слабый ТРВ"!
Отметим, что при этом начнет падать давление кипения и возрастать перегрев. Снижение температуры кипения будет приводить к еще более интенсивному охлаждению корпуса ТРВ. Одновременно с этим, рост перегрева вызовет еще более высокий нагрев термобаллона. Разница между температурой корпуса ТРВ и его термобаллона будет расти в нежелательном направлении и, таким образом, возврат к нормальной работе установки станет невозможным.
В случае, когда столкнувшись с неисправностью типа "слишком слабый ТРВ", вы будете подозревать возможность перетекания жидкости из термобаллона в управляющую полость ТРВ, рекомендуется произвести следующую очень несложную операцию: остановите компрессор, затем оберните верхушку ТРВ тряпкой, смоченной в горячей воде (ВНИМАНИЕ! Никогда не используйте открытое пламя, поскольку это чревато очень тяжелыми последствиями).
Если ваше предположение верно, когда верхушка ТРВ достаточно прогреется, жидкость вновь переместится в термобаллон и ТРВ вновь сможет работать нормально.

Конечно, если корпус ТРВ вновь станет холоднее, чем термобаллон, неисправность снова повторится.
Поэтому, при наличии такой возможности, предпочтительнее будет выбрать ТРВ с другим типом заправки.

Заметим, что в некоторых случаях управляющие тракты ТРВ сознательно заправляют жидким хладагентом в таком объеме, который превышает сумму объемов управляющей полости и капиллярной трубки, соединяющей термобаллон с управляющей полостью. В этом случае, в термобаллоне всегда будет оставаться жидкость, какой бы ни была температура корпуса ТРВ {см. рис. 47.2), и перегрев будет обеспечиваться нормально.
Проблема заключается в том, что монтажник или ремонтник, как правило, не знает точно, каким типом управляющего тракта оборудован тот или иной ТРВ!

Немного ниже мы увидим, что термобаллон всегда лучше устанавливать на горизонтальном участке трубопровода.
Однако, это может оказаться невозможным, и может так случиться, что вы будете вынуждены закреплять термобаллон ТРВ на вертикальном участке.
В этом случае всегда следует капиллярную трубку, соединяющую термобаллон с управляющей полостью, подводить к термобаллону сверху (см. рис. 47.3), чтобы помешать жидкости (если она находится в термобаллоне) стекать под действием силы тяжести в управляющую полость ТРВ.
Соблюдение этого условия при монтаже поможет Вам избежать неприятностей

2) Адсорбционная заправка
При таком типе заправки управляющий тракт заполнен инертным газом, который при обычных температурах не конденсируется, а в термобаллоне находится поглотитель в виде твердого тела из адсорбирующего вещества (см. рис. 47.4).
Когда температура термобаллона растет (перегрев повышается), из поглощающего вещества выделяется газ, что приводит к повышению давления в управляющем тракте и открытию ТРВ.
Напротив, при охлаждении термобаллона (перегрев снижается), адсорбент поглощает газ, что приводит к падению давления в управляющем тракте и закрытию ТРВ.

Преимуществом этого типа заправки является то, что тракт совсем не содержит жидкости и, следовательно, никакое перетекание невозможно. ТРВ будет работать нормально независимо от соотношения температур корпуса ТРВ и его термобаллона.
С другой стороны, известно, что адсорбционная заправка гораздо более инерционна и реагирует на резкие изменения температуры Л1едленнее, чем жидкостная заправка.
Поэтому, если для условий, когда потребности в холоде относительно стабильны, адсорбционная заправка вполне удовлетворительна, то при быстрых и частых изменениях таких потребностей ее использование не рекомендуется.
3) Заправка МОР
Аббревиатура М.О.Р. означает Maximum Operating Pressure (Максимальное рабочее давление) или Motor Overload Protection (Защита двигателя от перегрузок). Сейчас мы попытаемся понять, что это значит.


В обычном управляющем тракте с жидкостной заправкой рост температуры термобаллона сопровождается повышением давления в нем согласно соотношению "давление-температура" для насыщенных паров жидкости (см. точки 1, 2 и 3 на графике в верхней части рис. 47.5). Одновременно, в термобаллоне остается все меньше и меньше жидкости, а над свободной поверхностью жидкости появляется все больше и больше паров (см. раздел 1.2. "Влияние температуры и давления на состояние хладагентов. Упражнение").
Управляющий тракт с заправкой МОР содержит ограниченное количество жидкости, заливаемое в процессе изготовления ТРВ таким образом, чтобы при достижении температурой термобаллона определенной величины (называемой температурой МОР), вся жидкость, находящаяся в термобаллоне, испарилась (точка 5 на нижнем графике рис. 47.5).
При превышении температуры МОР, если температура термобаллона продолжает расти, давление в термобаллоне больше не меняется, поскольку в нем больше нет жидкости.
Таким образом, давление в термобаллоне в точке 6 почти равно давлению в точке 5, тогда как при традиционной жидкостной заправке давление в термобаллоне было бы гораздо выше (равно давлению в точке 3'). Это означает, что при температуре выше температуры МОР, ТРВ будет закрыт больше, чем в случае если бы он был оборудован трактом с обычной жидкостной заправкой. С другой стороны, при температуре ниже температуры МОР ТРВ работает точно так же, как если
бы он был оборудован трактом с обычной заправкой (давление в точке 4 равно давлению в точке 1).
Попутно заметим, что термостаты торгового холодильного оборудования (см. раздел 61) гшеют такие же управляющие тракты, что и ТРВ. Это поможет вам понять их работу.



4) Для чего нужна заправка МОР?
Чтобы ответить на этот вопрос, вначале напомним, что при повышении температуры кипения на I градус холодопроизводительность повышается примерно на 3...5% (см. раздел 9.1. "Влияние давления на массовый расход и холодопроизводительность. Упражнение").
Теперь представим себе, что холодильная установка работает при температуре кипения -30°С. Это означает, что испаритель время от времени полностью покрывается снежной шубой и его необходимо периодически размораживать.
Однако, чтобы произвести разморозку нужно будет обязательно поднять температуру испарителя (а, следовательно, и давление в нем) выше 0°С, каким бы ни был способ оттаивания.
Таким образом, при запуске после оттаивания давление кипения повысится на величину, соответствующую приросту температуры по сравнению с рабочей, не менее 30 К!



Допуская, что средний прирост холо-допроизводительности в нашей установке составляет 4% на 1 градус повышения температуры кипения (прироста давления кипения), мы получим резкое увеличение холодо-производительности в момент запуска на 4 х 30 = 120%.
Во избежание отключения установки предохранительным реле ВД, конденсатор должен быть подобран таким образом, чтобы отдать огромное количество тепла, поступающего в него вместе с хладагентом в результате резкого (более чем в два раза) увеличения холодопроизводительнос-ти, которое будет иметь место в течение всего периода выхода установки па установившийся режим работы до тех пор, пока давление кипения вновь не достигнет номинального значения, соответствующего температуре кипения -30°С (см. рис.47.6).
Таким образом, только для того, чтобы обеспечить запуск установки после размораживания (или после оста-Рис 47 6                                     новки), нужно иметь очень сильно пе-
реразмеренный по отношению к номинальному режиму конденсатор со всеми отрицательными моментами, которые при этом появляются (см. раздел 32. "Почему нужно регулировать конденсатор с воздушным охлаждением? ").
Существует и другая серьезная проблема. В самом деле, в течение всего периода выхода на номинальный режим, компрессор должен перекачивать гораздо больший, чем на номинальном режиме, массовый расход хладагента. Следовательно, он должен получать гораздо больше энергии и потреблять гораздо больший ток. Это означает, что электродвигатель также должен быть сильно переразмерен, и в этом случае появляются новые проблемы, особенно для герметичных и бессальниковых компрессоров!
Обобщая все вышеизложенное, можно сделать вывод о том, что при работе установки, оснащенной термостатическим ТРВ с температурой кипения значительно выше номинальной (например, при заморозке после оттаивания), в течение всего периода выхода на номинальный режим и перехода от повышенного давления кипения к номинальному (то есть во время переходного режима), будет повышаться мощность, потребляемая мотором компрессора (с опасностью отключения компрессора тепловым реле или защитой, встроенной в электродвигатель), а также количество тепла, которое выделяется на конденсаторе (с опасностью отключения компрессора предохранительным реле ВД).

Таким образом, мы увидели, что ниже точки МОР ТРВ работает вполне нормально, поддерживая постоянный перегрев (поз. 1 на рис. 47.8).
При достижении точки МОР вся жидкость в термобаллоне выкипает и ТРВ больше не может продолжать открываться.
Это означает, что после прохождения этой точки испаритель не будет больше нормально подпитываться жидкостью и перегрев начнет возрастать. Напротив, ТРВ с обычной заправкой управляющего тракта будет продолжать открытие, чтобы поддерживать постоянный перегрев.
Итак, в течение всего переходного режима заправка МОР ограничивает поступление жидкости в испаритель, препятствуя опасному росту температуры кипения выше температуры точки МОР.
Рассмотрим предыдущий пример (давление кипения на номинальном режиме соответствует -30°С) и предположим, что теперь установка оснащена ТРВ с заправкой МОР, который настроен, скажем, на температуру МОР -25°С. В такой установке, после размораживания, давление кипения не сможет подняться до величины, соответствующей 0°С, как раньше, а останется на уровне -25°С в течение всего периода выхода на номинальный режим. В этом случае, прирост давления кипения по отношению к номинальному уровню совсем немного может превысить величину, эквивалентную 5 К (то есть прирост холодопроизводительности составит только около 20%).
Тогда повышение потребляемой мощности компрессора и тепловой мощности конденсатора снизится со 120% (для ТРВ с обычной заправкой) до 20% (для ТРВ с заправкой МОР).

Заметим, что поскольку в течение всего переходного периода наполнение испарителя жидкостью ограничено, перегрев будет оставаться повышеным до тех пор, пока давление кипения будет превышать точку МОР. Следовательно, для установок, оборудованных ТРВ с заправкой МОР. длительность выхода на номинальный режим будет гораздо больше, чем для установок, имеющих ТРВ с обычной заправкой.
Однако, поскольку при этом отпадает необходимость в чрезвычайно сильном переразмеривании конденсатора и двигателя компрессора, себестоимость установки резко снижается. Поэтому большинство низкотемпературных установок с единичным испарителем оборудованы ТРВ с заправкой МОР

5) Дополнительная информация


К сожалению, все не так просто, и ТРВ с заправкой МОР не является панацеей для защиты во всех случаях от огромных перегрузок, обусловленных значительным ростом НД. Попытаемся понять, почему.
Испаритель и всасывающий трубопровод после размораживания, например, будут содержать пары хладагента при температуре выше 0°С. При запуске компрессора мотор обязательно будет работать с перегрузкой в течение всего периода времени, необходимого для того, чтобы давление во всасывающей магистрали опустилось до точки МОР.
Если испаритель и компрессор находятся рядом, эта перегрузка носит относительно непродолжительный характер и, как правило, не влечет за собой отключения компрессора предохранительным устройством. Однако, если испаритель и компрессор удалены друг от друга на большое расстояние (см. рис. 47.9), во всасывающем трубопроводе (имеющем большой диаметр, чтобы снизить потери давления и скорость газов) находится достаточно большое количество паров хладагента (поз. 1).
Но чем больше объем паров в низконапорной части контура, тем большее время требуется компрессору после запуска, чтобы снизить давление до точки МОР, и тем больше опасность отключения компрессора предохраняющим устройством.
Другая проблема возникает, когда размораживание производится не с помощью электроподогрева, а путем вдува в испаритель горячих газов (поз. 2). При таком размораживании, даже если ТРВ МОР перекрыт, повышение давления в испарителе обусловлено потоком горячего газа, который не контролируется ТРВ, и степень повышения давления зависит только от расхода вдуваемого в испаритель газа и его температуры.
В этом случае, если точка МОР пройдена, хотя ТРВ и закрыт, горячий газ может вызвать подъем давления в испарителе гораздо выше этой точки, следствием чего будет значительная перегрузка электродвигателя компрессора и его отключение предохраняющим устройством
И тогда на помощь приходит регулятор давления в картере...