В предыдущем разделе мы ознакомились с проблемами, возникающими при запуске холодильной установки с аномально выросшим, по сравнению с номинальным рабочим значением, давлением во всасывающей магистрали. Теперь мы знаем, что ТРВ с заправкой МОР иногда может позволить решить эти проблемы. Однако, в некоторых случаях (большой объем низконапорной части контура, размораживание горячим газом) требуется слишком много времени для того, чтобы аномально выросшее давление упало до значения, соответствующего точке МОР. Компрессор при этом длительный период времени вынужден работать с перегрузкой, что создает опасность его отключения предохраняющим устройством.
Для решения этих проблем используется специальный регулятор, который называют регулятором давления в картере.


На рис. 48.1 показана принципиальная схема такого регулятора, установленного на всасывающем патрубке в непосредственной близости от компрессора. Испаритель подключен к входу регулятора, компрессор - к выходу. Конструкция регулятора такова, что поверхность сильфона и поверхность клапана имеют одинаковые площади.
Обозначим давление со стороны испарителя как Рисп, а давление со стороны компрессора как Рвсас.
Рисп создает усилие закрытия регулятора, действуя на поверхность сильфона (вверх) и усилие открытия (вниз), действуя на поверхность клапана (см. рис. 48.2). С учетом того, что площади поверхностей сильфона и клапана одни и те же, эти усилия взаимно уничтожаются и положение клапана регуля-Рис. 48.1.                                  тора совершенно не зависит от давле-
ния со стороны испарителя!
Тогда в наличии остаются только две силы: сила открытия, обусловленная пружиной, и сила закрытия, обусловленная давлением Рвсас со стороны компрессора.
При заданной настройке пружины, если Рвсас возрастает, регулятор закрыт. Поскольку при этом компрессор продолжает работать, Р^;. уменьшается. Когда сила пружины вновь становится преобладающей, регулятор открывается, и так далее, до тех пор, пока не будет найдено положение равновесия.
Таким образом, Ресос не сможет превысить значения, соответствующего настройке пружины, даже если при остановке компрессора будет иметь место рост давления в испарителе!
С другой стороны, поскольку Рвсас всегда ниже величины, на которую настроена пружина, и соответствует номинальному установившемуся режиму, на номинальном режиме регулятор будет полностью открыт и не будет оказывать никакого влияния на работу установки.

Регулятор давления устанавливается в непосредственной близости от компрессора, объем газа, который заключен между регулятором и компрессором, сравнительно небольшой, и при запуске, например, после размораживания, давление падает очень быстро, даже если объем газа со стороны испарителя огромный, поэтому продолжительность действия возможной перегрузки крайне незначительна.
Точно также, если размораживание горячим газом приведет к существенному росту Рисп, максимальное значение Рвсас будет ограничено величиной настройки пружины (см. рис. 48.3).
В предыдущем разделе мы видели, что для этих двух случаев использование ТРВ с заправкой МОР не дает нужного эффекта. Теперь мы знаем, что регулятор давления в картере позволяет легко решить проблему ограничения давления во всасывающей магистрали при запуске.
Можно легко себе представить, что использование ТРВ с заправкой МОР в холодильных установках для торгового оборудования, имеющих, как правило, несколько испарителей, которые могут работать при разных температурах, причем некоторые из них могут функционировать, другие размораживаться, не позволит эффективно решать проблему ограничения давления во всасывающей магистрали при запуске, тем более, что в этих установках объемы газа со стороны испарителя чрезвычайно велики (см. рис. 48.4).
На установках такого типа использование регулятора давления в картере позволяет решить все текущие проблемы, независимо от того, какой способ применяется для размораживания их испарителей.
Параллельный X монтаж регуляторов давления
Нет никаких противопоказаний к тому, чтобы на установках большой мощности с огромным расходом хладагента через компрессор установить параллельно несколько регуляторов давления в картере (см. рис. 48.5) с тем, чтобы на установившемся ре
жиме (когда регуляторы полностью открыты) обеспечить минимально возможные потери давления на них.
Заметим, однако, что поскольку регулятор давления в картере снижает массовый расход хладагента во время выхода на установившийся режим (после остановки или размораживания), длительность переходного режима обязательно увеличится.

Итак, обобщим все вышеизложенное. На установках, где есть опасность сильного возрастания давления во всасывающей магистрали (например, на низкотемпературных установках, после размораживания или продолжительной остановки), двигатель компрессора во время выхода установки на номинальный режим работы подвержен действию значительных перегрузок, требующих его переразмеривания во избежание несвоевременных отключений предохраняющими устройствами (тепловые реле, встроенная защита двигателя, реле ВД...).
Чтобы, несмотря на это, использовать в установке менее мощный и, следовательно, более экономичный компрессор (как по цене, так и по уровню потребления электроэнергии), необходимо ограничивать рост давления на входе в компрессор до приемлемой для данной установки величины.
Когда объемы испарителя и всасывающего трубопровода относительно небольшие, в составе установки имеется только один испаритель и применяемая система размораживания будет останавливать подпитку испарителя жидкостью во время его оттаивания, защиту двигателя компрессора от перегрузок на запуске, после длительной остановки или размораживания, может без проблем обеспечить ТРВ с заправкой МОР.

Во всех других случаях (несколько испарителей, большие объемы низконапорной части контура, размораживание горячим газом...) необходимо использовать регулятор давления в картере.

Можно ли устанавливать одновременно и регулятор давления в картере и ТРВ с заправкой МОР?
Чтобы помочь вам ответить на этот вопрос, рассмотрим установку, представленную на рис. 48.6, работающую на номинальном режиме. При этом температура кипения составляет -25°С (1 бар для R22), а регулятор давления в картере настроен таким образом, чтобы ограничивать давление на входе в компрессор максимум величиной 1,9 бара (-15°С). ТРВ с внешним уравниванием оснащен сменным управляющим трактом, например, с адсорбционной заправкой. После размораживания, когда температура в испарителе будет больше 0°С, давление в нем может вырасти свыше 4 бар.
Представим себе, что управляющий тракт ТРВ потерял герметичность и вы должны заменить его. К несчастью (вы подозревали это) у вас нет с собой в запасе точно такого же тракта.
С другой стороны, у вас есть три тракта с
заправкой МОР, которые подходят к ТРВ,
стоящему на установке: один тракт с точкой МОР -30°С, другой - с точкой МОР -20°С и
третий - с точкой МОР -10°С.
1) Как будет работать эта установка с каждым из трех трактов? Какой из них вы бы выбрали?
2) Что вы должны сделать для настройки регулятора давления в картере?
Когда вы найдете ответы на эти вопросы (если вам не удалось этого сделать, еще раз изучите два предыдущих раздела), можете проверить себя, ознакомившись с ответом ниже

Решение
1) Можно ли одновременно устанавливать регулятор давления в картере и ТРВ с заправкой МОР?


Чтобы ответить на этот непростой вопрос, еще раз внимательно ознакомимся с исходными данными.
1)  Температура кипения (t0) на номинальном режиме работы установки должна находиться на уровне -25°С с тем, чтобы обеспечить потребную температуру в холодильной камере.
2) После размораживания или длительных остановок Рисп может превышать 4 бара для R22 (температура в испарителе выше 0°С).
3) Давление на входе в компрессор (Рвсас) в любом случае должно оставаться ниже или равным 1,9 бар (то есть -15°С), чтобы перегрузка двигателя компрессора при запуске или после продолжительной остановки не превышала допустимой величины и не приводила к отключению компрессора предохраняющими устройствами.
Перед тем, как приступить к анализу трех возможных вариантов использования ТРВ с заправкой МОР, напомним, что происходит при работе ТРВ с обычной заправкой.
На номинальном режиме Рисп соответствует температуре -25°С и ТРВ обеспечивает постоянный перегрев. Регулятор давления в картере открыт полностью так, как если бы его не было вовсе, поскольку давление всасываемых газов гораздо ниже величины настройки {см. рис. 48.8).
При размораживании (для простоты условимся, что размораживание производится при помощи электронагревателя и компрессор остановлен) давление в испарителе начинает расти, повышаясь от 1 бара (-25°С) до более чем 4 бар (0°С).
Когда давление в испарителе достигнет 1,9 бар (-15°С), р
гулятор давления в картере закрывается и давление в компрессоре не растет, даже если он остановлен. В испарителе же Рисп продолжает расти до тех пор, пока не превысит 4 бар в конце оттаивания.
По окончании размораживания компрессор запускается при давлении на входе Рвсас= 1,9 бар (это максимально допустимое давление), каким бы ни было давление в испарителе. В течение всего времени выхода на номинальный режим регулятор запуска поддерживает Рвсас на уровне 1,9 бар. В это время давление в испарителе Рисп станет ниже 1,9 бар (-15°С), регулятор давления в картере будет оставаться полностью открытым и температура в холодильной камере начнет опускаться до тех пор, пока не достигнет номинального значения температуры кипения -25°С.

Теперь приступим к анализу вариантов использования ТРВ с заправкой МОР:
В первом случае, если установить управляющий тракт с точкой МОР -30°С, ТРВ будет препятствовать росту Рисп выше величины, соответствующей -30°С, тогда как нам потребуется обеспечить на номинальном режиме температуру кипения -25°С. Следовательно, давление кипения будет постоянно оставаться явно недостаточным, что приведет к очень большому полному температурному напору на испарителе при работе установки.


Поскольку ТРВ будет постоянно закрыт, испаритель окажется слабо наполненным жидкостью и на термобаллоне будет очень высокий перегрев. Плохое заполнение испарителя приведет к падению холодопроизводительности и температура в холодильной камере возрастет (см. рис. 48.9). Заметим, что регулятор давления в картере начинает закрываться только при достижении температуры -15°С, поэтому он будет постоянно открытым и свои функции по защите двигателя от перегрузки будет выполнять лишь на начальном этапе запуска после размораживания.
Таким образом, установка ТРВ с точкой МОР
ниже настройки регулятора запуска приведет
к появлению признаков неисправности типа
"слишком слабый ТРВ" (см. раздел 14.1. "Слишком слабый ТРВ. Анализ симптомов").
Первый вывод: температура точки МОР должна быть всегда выше
номинальной температуры кипения.


Во вторам случае, если установить ТРВ с точкой МОР -20°С, он будет стремиться к тому, чтобы предотвратить рост Рисп выше величины, соответствующей этой температуре. На номинальном режиме работы Рисп будет без проблем сохраняться на уровне, соответствующем -25°С (ниже точки МОР), и холодопроизводительность, в отличие от предыдущего случая, будет вполне нормальной (см. рис. 48.10).
Однако, после размораживания, Рисп обязательно поднимется выше 4 бар (то есть 0°С). При запуске компрессора после размораживания, ТРВ с заправкой МОР будет стремиться поддержать температуру кипения на уровне не выше -20°С, однако регулятор запуска допускает давление на входе компрессора 1,9 бар (то есть -15°С), предотвращая опасную перегрузку двигателя. Таким образом, хотя установка и допускает во время выхода на режим давление 1,9 бар (-15°С), ТРВ с заправкой МОР будет ограничивать это давление величиной, соответствующей -20°С, то есть на 5 К ниже .максимально допустимого для двигателя уровня.
В результате, из-за наличия ТРВ с заправкой МОР, холодопроизводительность при выходе на номинальный режим будет неоправданно снижена примерно на 5 х 4 = 20% и время, необходимое для достижения заданной температуры в холодильной камере, обязательно возрастет. Поэтому, вместо улучшения условий работы. ТРВ с заправкой МОР. в данном случае, вызовет ненужное увеличение продолжительности выхода на номинальный режим после размораживания, длительной остановки или закладки большого количества продуктов в холодильную камеру.

Второй вывод: температура точки МОР не должна быть низке температуры настройки регулятора запуска.
Изучим теперь последний случай (Предшествующие объяснения дают вам возможность принять правильное решение). Итак, перед тем, как читать дальше, подумайте еще немного!..

В последнем случае точка МОР составляет -10°С, то есть гораздо выше настройки регулятора давления (-15°С) и номинальной температуры кипения (-25°С). На номинальном режиме Рисп будет без проблем поддерживаться на уровне, соответствующем -25°С, и установка будет работать вполне нормально (см. рис. 48.11).
После размораживания или продолжительной остановки заправка МОР будет стремиться к ограничению Рисп до уровня, соответствующего -10°С, что может немного замедлить темп снижения температуры в холодильной камере от 0°С (конец оттаивания) до -10°С. Потом установка начнет работать так, как если бы она была оснащена ТРВ с обычной заправкой.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. СОВМЕСТНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕГУЛЯТОРА ДАВЛЕНИЯ И ТРВ С ЗАПРАВКОЙ МОР ПРИ ОПРЕДЕЛЕННЫХ УСЛОВИЯХ ВОЗМОЖНО, НО НЕ РЕКОМЕНДУЕТСЯ.

В процессе ремонта, если у вас нет другого выхода, допускается совместное использование регулятора давления и ТРВ с заправкой МОР, однако необходимо, чтобы при этом температура точки МОР была всегда выше температуры настройки регулятора.
2) Как производить настройку регулятора давления в картере?
Настройка производится просто путем установки манометра НД на входе в компрессор и воздействием на регулировочный винт для достижения желаемого давления (при поджатии пружины Рвсас возрастает).
Давление настройки регулятора не должно слишком сильно превышать допустимое давление на входе в компрессор. Оно определяется в момент выбора компрессора по данным конструкторской документации в зависимости от номинальных условий работы. Если вы не имеете никаких сведений и не знаете, на какую величину давления можно настроить регулятор, в первом приближении его можно настроить на величину, которая соответствует превышению температуры над номинальной температурой кипения примерно в 5...10 К. Если при выходе на режим сила тока слишком велика, а другие параметры вам кажутся нормальными, вы должны понизить давление настройки регулятора.



Во всех случаях, во время испытаний установки, следует убедиться, что при выходе на режим сила тока, потребляемого электродвигателем, не превышает значения, указанного на пластинке, имеющейся на корпусе компрессора.

Примечание. Монтаж регулятора давления в картере, очень распространенного в низкотемпературных установках, не представляет никаких проблем, особенно если строго соблюдать инструкции разработчика.

Чтобы объем паров на входе в компрессор при давлении Рвсас был минимально возможным, регулятор давления в картере надо устанавливать как можно ближе к компрессору, избегая включения других устройств (гидравлические демпферы, отделители жидкости...) между регулятором и компрессором (см. рис. 48.12).