Вентиль терморегулирующий: принцип работы ТРВ, характеристики и виды

Что такое терморегулирующий вентиль: принцип работы, плюсы и минусы, советы по выбору

Бросая беглый взгляд на радиатор отопления дома или где-нибудь у друзей, на работе, мало кто замечает маленький предмет, установленный на торце батареи. А между тем это важный элемент отопительной системы — терморегулирующий вентиль (ТРВ). Именно благодаря ему поддерживаются комфортные температурные условия.

А еще экономятся деньги на обогрев. О том, что это за прибор и какие он имеет плюсы и минусы, я и хочу поговорить сегодня.

Что это такое и для чего он нужен?

Термовентиль, который также называют терморегулирующим клапаном, предназначен для ручной или автоматической регулировки подачи теплоносителя от магистрали теплоснабжения к прибору отопления. Устройство позволяет сократить или увеличить поток тепла, идущего по трубам, и поддержать необходимый температурный режим. Например, когда в комнате холодно, вентиль самостоятельно открывается. Если стало слишком жарко, он закрывается.

Назначение и область применения

Терморегулирующие клапаны разработаны для установки в любые системы отопления, работающие на жидком теплоносителе. Применяются как в жилых, так и нежилых помещениях квартир, частных домов, офисов, административных зданий. Внешне похожи на обычные отсечные краны для перекрывания воды. Монтируются на одной из труб, подходящих к радиатору, непосредственно перед ним.

Характеристики

Основные технические параметры вентилей:

конструкция — прямые и угловые;
диаметры — внутренний проходной и наружный;
максимальная рабочая температура;
предельно допустимое рабочее давление.

Прямые терморегулирующие клапаны устанавливают, если труба подходит к коллектору отопительного прибора напрямую. Угловые вентили применяют, когда расположение магистрали и радиатора не совпадает и требуется изгиб трубопровода. Диаметры указывают на толщину стенок и то, какой объем теплоносителя может пройти через вентиль за единицу времени, а также типоразмер.

Например, в спецификации к терморегулирующему изделию могут быть указаны размеры — ½, ¼ дюйма или любой другой. Это маркировка по размерам резьбы, которая на современных вентилях дюймовая. Превышение максимальных рабочих температуры и давления в магистрали приведет к неправильной работе вентиля либо испортит его.

Из каких материалов изготавливают?

Все узлы вентиля, непосредственно контактирующие с теплоносителем, выполняются преимущественно из нержавеющей стали, бронзы либо более дешевого сплава с ней — латуни. Эти материалы хорошо выдерживают высокие температуры, давление, они устойчивы к коррозии. Детали, предназначенные для регулировки подачи теплоносителя, и корпусы электронных блоков настройки сделаны из термостойкого и износостойкого пластика.

Существующие типы ТВР в кондиционировании:

с внутренним и внешним выравниванием – классическое исполнение с термобаллоном, капиллярной трубкой и мембраной;
с блочной структурой, так называемые Н-образные клапаны – элементы, реагирующие на колебания температуры и давления, встроены в клапан, исключая возможность повреждения термобаллона;
с установкой газовой термоголовки – реагирующие элементы установлены внутри термоголовки, регулировка производится согласно установленному уровню температур или через датчик ТРВкондиционера при электронном регулировании.

Характерные причины выхода из строя ТРВ:

механические повреждения термобаллона, капиллярной трубки и других деталей узла с сопутствующей утечкой хладагента;
попадание в систему грязи, металлических частиц и воды;
ошибки при выборе модификации устройства, настройке и монтаже — недостаточный контакт термобаллона и выходной трубки, не позволяет воспринимать температуру перегрева хладагента.

Нужна ли замена клапана ТРВ кондиционера?

Если в результате диагностики сделан вывод о неисправности вентиля, его необходимо заменить. Нужно купить ТРВ кондиционера той модификации, которая соответствуют установленному оборудованию. Ошибка может привести к финансовым потерям и полному выходу системы из строя.
Замена клапана бытовых и промышленных климатических приборов так же, как и ТРВ кондиционера автотранспорта должна выполняться квалифицированными специалистами при наличии необходимого оборудования и приспособлений. В противном случае нет гарантий качественного выполнения работ.

Устройство и принцип работы

Терморегулирующие клапаны по устройству и принципу работы отличаются в зависимости от типа. Ручной вентиль имеет корпус со штоком и золотником, оказывающим воздействие на седло в проходном сечении. При повороте штока по часовой стрелке проходное сечение уменьшается, при вращении в другую сторону — увеличивается. В результате меняется поток теплоносителя, проходящий к отопительному прибору за единицу времени.

Внутри корпуса автоматического терморегулирующего клапана установлена термоголовка с термобаллоном, заполненным керосином, газом или специальной жидкостью. При нагревании вещества в термоголовке расширяются и меняют физическое состояние. Термобаллон растягивается, воздействует на шток и заставляет его двигаться, выдавливаться из сильфона. Проходное сечение перекрывается, а при остывании окружающего воздуха вновь открывается, когда термобаллон возвращается в исходное положение.

Принцип действия ТРВ

Возникает вопрос, как ТРВ осуществляет регулирование расхода хладагента в режиме реального времени.

Вполне очевидно, что, т.к. ТРВ привязан к конкреной холодильной установке и, влияя на входящий в испаритель хладагент, должен обеспечить определенные условия на выходе из испарителя, то ТРВ должен иметь связь с выходом испарителя и по полученным оттуда данным корректировать свою работу. Рисунок ниже иллюстрирует такую работу ТРВ:

Клапан расширения 5, он же ТРВ, расположен на входе в испаритель 7 и регулирует расход хладагента на основе сигнала термостата ТС с выхода испарителя. Процесс регулирувания осуществляется механичестким способом с использованием мембраны, жестко связанной с заслонкой. На одну сторону мембраны подается давление с выхода испарителя, на другую сторону — давление входа в испаритель и предвариательно сжатой пружины, степень сжатия которой как раз и определяет перегрев хладагента. В зависимости от соотношения давлений мембрана прогинается в одну или другую сторону, соответствующим образом перемещая заслонку и регулируя расход хладагента.

Очевидно, что данная схема хоть и зарекомендовала себя лучшим образом, напрямую связана с качественным состоянием мембраны и капилляра с термостатом. Вторая проблема — отсутствие возможности удаленного контроля работы ТРВ. Однако современная тенденция оцифровки всех сигналов и компьютеризации оборудования привела к появлению электронных терморегулирующих вентилей.

Преимущества и недостатки

Позволяет в ручном либо автоматическом режиме поддерживать комфортную температуру в помещении.
Дает возможность устанавливать минимальный температурный режим в помещениях, которые временно не используются.
Способствует экономии энергоресурсов как минимум на 20 %.
Оптимизирует затраты на отопление.

Более сложные монтажные работы по отопительной системе.
Клапан увеличивает гидравлическое сопротивление в трубопроводе.
Дополнительное резьбовое соединение повышает вероятность протечек.
Склонность вентиля к засорам.

Применение ТРВ

Вентиль для терморегуляции в отопительных системах и в системах кондиционирования создает баланс температуры в помещении. Охлаждение и нагревание воздуха — это всегда теплообмен между внешней средой и теплоносителем или охлаждающим агентом. Чтобы обмен был сбалансированным, вентиль автоматически регулирует поток нагретого или холодного воздуха.

Читайте также: Законно ли ставить заглушки на канализацию должникам: отключение водоотведения за неуплату 2021 год

Читайте также:

Типы телескопических стоек для опалубки

Как работает ТРВ для отопления

Воздух в любом помещении может нагреваться не только за счет отопительной системы, но и от других источников тепла, не связанных с отоплением, например, от солнечных лучей из оконных проемов.

Устройство позволяет контролировать уровень нагревания воздуха, сохраняя комфортную температуру, и даже способен отсоединять отдельные батареи от тепловой магистрали.

Обратите внимание! Установка вентиля для терморегуляции автоматически создает сбалансированный температурный режим, позволяя экономить примерно в четыре раза затраты на отопление, за счет реагирования на изменение температуры окружающей среды, автоматически сокращая подачу тепла при ее повышении.

Функция ТРВ в кондиционерах

Чтобы разобраться, как работает устройство, необходимо определиться в понятии «система кондиционирования».

Как и всякая система, она состоит из взаимосвязанных элементов, которые обеспечивают процесс охлаждения температуры воздуха в помещении:

Компрессор, который обеспечивает циркуляцию охлаждающего элемента. Из испарителя хладагент всасывает пары охлажденного воздуха под низким давлением и повышает их температуру, сжимая и повышая давление.
Конденсатор, где эти пары преобразуются в жидкость за счет отвода тепла в воду или атмосферу.
Устройство расширительное. Жидкость под высоким давлением переходит в двухфазное состояние (жидкость с низким давлением и пар) при попадании в расширитель.
Испаритель, элемент системы, где смесь снова превращается в пар.
Соединительный трубопровод, через который происходит охлаждение и парообразование в результате отвода тепла.

Рекомендуем ознакомиться: Особенности выбора гидродинамической машины для прочистки канализации

В бытовых условиях часто роль регулятора выполняет расширительная капиллярная трубка (дроссель), работающая за счет гидравлического сопротивления. Этот расширитель не требует настройки и вполне справляется с охлаждением хладагента в системах небольшой мощности: бытовых холодильниках, кондиционерах, морозильных камерах и прилавках. В дросселях уровень фреона (охлаждающего газа) остается неизменным, независимо от того, какова производительность системы, поскольку трубка не может пропустить больше хладона, не позволяет ее внутренний диаметр, поэтому их использования ограничивается приборами, где уровень мощности рассчитан специально и никак не меняется при изменении внешних условий.

Для контроля в момент появления меняющихся условий отвечает терморегулирующий вентиль (ТРВ), который регулирует количество хладагента.

Устройство и действие ТРВ

Через капиллярную трубку из термобаллона передается давление на диафрагму, которая в свою очередь запускает в действие запорный элемент, т.е закрывает или открывает клапан, пропуская хладагент в расширитель.

Пружина для регулирования уровня перегрева находится под запирающим элементом. Сила давления этой пружины изменяется за счет клапанов с внешним типом регулирования.

Давление в термобаллоне воздействует на диафрагму, вынуждая клапан открыться, а давление на пружину и уравнивающее давление, действуют в обратном направлении, заставляя клапан закрыться.

Если работа клапана проходит в нормальном режиме, действует следующая формула:

P1 = P2 + P3

где P1 — давление в термобаллоне,
P2 — уравнивающее давление в испарителе,
P3 — давление на пружинный механизм.

В идеале, температура в термобаллоне должна находится в прямом соответствии с температурой хладагента: при увеличении перегрева на выходе (т.е когда возрастает разница между температурой кипения и температурой хладагента), количество охладителя увеличивается, если перегрев снижается, его объем уменьшается. Таким образом, прибор регулирует объем хладагента в испарителе.

Обратите внимание! Вентиль не требует особой точности заправки хладагентом в отличие от других расширителей, поскольку его основная функция дозировать количество его объема.

Типы уравнивателя

Изменение давления зависит от того, как происходит работа выравнивающего устройства. Существует два типа уравнителя:

При ТРВ с внутренним типом устройства выравнивания давление происходит под диафрагму через зазоры или специальный проток на входе в испаритель. Используется в приборах с одним заходом, при допустимых перепадах давления, соответствующих изменению температуры на 20 F.
Наружное выравнивание достигается благодаря тому, что подача давления происходит через трубку под диафрагму, полость под которой закрывается клапаном с уплотнителем. Может применяться в любых хладообразующих системах.

Это важно! Выход для наружного уравнивания ТРВ должен быть соединен с выходом из испарителя, заглушать его недопустимо.

Советы, как выбирать

Установка терморегулирующей арматуры в квартире дома еще советской постройки будет оправдана только в том случае, если топят очень хорошо. Иначе вентиль еще больше понизит температуру, и в квартире будет недопустимо холодно. Современные новостройки утепляются по передовым технологиям, поэтому эффективность отопления в них очень высока. Здесь терморегулирующий клапан будет иметь большое практическое значение.

В частном доме, особенно с индивидуальным отоплением, без термовентиля не обойтись. Модели с ручной регулировкой подойдут для небольших домов. В двухэтажные коттеджи лучше купить автоматическую терморегулирующую арматуру: бегать с одного этажа на другой, чтобы собственноручно отрегулировать температуру в каждой комнате, — занятие весьма утомительное.

От чего зависит стоимость и какова примерная цена?

То, сколько стоит вентиль, в первую очередь определяет тип терморегулирующего прибора. Клапаны с ручным управлением обойдутся дешевле автоматических. Терморегулирующая арматура с электронным управляющим блоком имеет наибольшую стоимость, зато это неотъемлемая часть современного умного дома. Цена в зависимости от бренда составляет от 1000 руб. на вентили Valtec до 3000 руб. на устройства датского производителя Danfoss.

Правила монтажа и эксплуатации

Установить терморегулирующий клапан вполне возможно и своими руками, следуя несложной схеме:

Перед началом монтажа убедитесь, что в системе нет теплоносителя.
Удалите термоголовку с вентиля, прикройте торец штока защитным колпачком, который обычно входит в комплект.
Установите вентиль, прикрутив его гайками-американками между радиатором и отсечным краном. На корпусе вентиля должна быть стрелка, которая указывает направление потока теплоносителя. Положение терморегулирующего клапана должно быть максимально горизонтальным, чтобы он не перегревался.
Закрутите гайки сначала рукой, сколько хватит сил, а затем при помощи ключа поверните еще на один оборот. Следите за тем, чтобы не перекрутить гайки, иначе они лопнут.
Закрепите термоголовку и выставьте ее на минимальное значение. После заполнения системы переходите к регулировке.

Регулировка ТРВ

Чтобы правильно отрегулировать терморегулирующий прибор, установите термометр в той зоне комнаты, где люди находятся чаще всего. Спустя 1–2 часа проверьте температуру, при необходимости переключите регулятор в сторону большего значения. Повторяйте так до тех пор, пока температурный режим в помещении не станет комфортным. В дальнейшем регулировочную ручку трогать не нужно.

Частые ошибки и проблемы при установке

Наиболее распространенная ошибка — монтаж терморегулирующего клапана без использования отсечного крана. Дело в том, что устройство не предназначено для полного перекрывания потока. Кроме этого, ТРВ придется периодически чистить, а для этого необходимо отключать подачу теплоносителя. Сделать это можно только с помощью крана.

Вторая ошибка — монтировать терморегулирующий вентиль так, что он оказывается на пересечении теплых воздушных потоков от трубы отопления либо радиатора. При таком способе установки терморегулятор перегревается, то есть получает неверные данные о температурном режиме в комнате, и понижает подачу. Исключение составляют устройства с выносным датчиком.

Терморегулирующий вентиль для отопления

Установив ТРВ для отопления, появляется возможность регулировать и автоматически поддерживать необходимый температурный режим в помещении. Дело в том, что в квартире, кроме системы отопления, есть и неучтенные источники тепла, которые повышают температуру в данном помещении. Прибор поможет создать комфорт и поддержать оптимальную температуру воздуха в комнате. С его помощью можно отключить отопительный радиатор от стояка.

Сокращая поток тепла от каждого радиатора, используя терморегулятор, можно сэкономить денежных средств на оплате отопления до 25%.

Прямой терморегулирующий вентиль ТРВ состоит из корпуса и штока с золотником, который воздействует на проходное сечение седла, перекрывая его. Регулировать температурный режим можно двумя способами: механическим и автоматическим. Механический терморегулятор, предназначенный для отопления, имеет корпус из латуни, а внутри его вмонтирован шток. Если повернуть этот шток, проходное сечение, в зависимости от прямого воздействия на него, увеличивается или уменьшается, регулируя основной поток теплоносителя.

Принцип работы терморегулирующего вентиля в автоматическом режиме иной. В корпусе вентиля находится термоголовка, в которой установлен термобаллон (сильфон). Последний заполнен одним из веществ: газом, специальной жидкостью или керосином. При нагревании компоненты расширяются или, в зависимости от своих свойств, меняют физическое состояние. В результате термобаллон растягивается и давит на шток вентиля, который приходит в движение и выдавливается из сильфона. Проходное сечение седла перекрывается, сокращая поступление теплоносителя. При остывании воздуха, наоборот, наполнитель сильфона сужается, шток принимает первоначальное положение, и сечение открывается.

Так как шток клапана терморегулирующего устройства находится в непрерывном движении, то при установке ТРВ необходимо обращать внимание на качество прибора.

Советы специалистов

Несколько раз мне приходилось общаться с профессионалами по проектированию и монтажу отопления, и вот что они советуют всем, кто решил установить терморегулировочный клапан:

Характеристики, принцип работы и монтаж терморегулирующего вентиля

В системах отопления и кондиционирования, работающих в переменных условиях окружающей среды, совершенно необходима регулировка мощности действующей установки. Это позволяет поддерживать требуемую температуру и экономить расход энергии при ее работе. В автоматическом режиме с этой задачей справляется терморегулирующий вентиль. Он контролирует поток рабочей среды, реагируя на внешние изменения температуры.

Внешний вид терморегулирующего устройства в системе охлаждения

Шаровый

Шаровые вентили danfoss врезаются в системы способом пайки или с помощью резьбового соединения.

Важно! Чаще всего вентиль шарового типа устанавливаются во время регулировки или ремонта трубопровода, перекрытие которого осуществляется в ручном режиме.

Купить трв danfoss шарового типа можно в интернет-магазине, где специалисты не только помогут советом, но и осуществят профессиональный подбор трв danfoss для конкретных условий применения. Цена трв danfoss зависит от модели агрегата, поставщика, валютного курса и других факторов.

Терморегулирующие вентили [ТРВ]

Терморегулирующий вентиль (ТРВ), регулирует подачу хладагента в испаритель таким образом, чтобы поддерживать заданное давление испарения и перегрев в испарителе при изменении условий работы климатической системы (Рис.2).

В зависимости от показателя давления используются две основные модификации.

Перегрев газа на выходе

Терморегулирующий вентиль обеспечивает определенный перегрев газа на выходе из испарителя, необходимый для полного испарения возможно имеющихся капель жидкости. На рисунке 5 показана часть испарителя при нормальных условиях работы. Смесь жидкость-пар, поступающая в испаритель в точке А, должна полностью испариться до точки Е.

Производительность

Производительность терморегулирующего вентиля характеризуется следующими параметрами:

На производительность ТРВ оказывают влияние следующие факторы: Падение давления на клапане. Увеличение падения давления при прохождении через клапан повышает его производительность до определенного предела, после которого при любом повышении перепада давлений начинается снижение производительности (Рис.6). Предельное значение перепада давлений, после превышения, которого производительность клапана начинает снижаться, зависит от типа хладагента. Состояние холодильного агента. Наличие пара на входе в клапан приводит к уменьшению его производительности.

Переохлаждение. При переохлаждении уменьшается объем жидкости, испаряющейся при прохождении через клапан, приводя к увеличению его проходимости и увеличение холодильного эффекта.

Перегрев. На рисунке 7 показана кривая, соответствующая изменению производительности клапана при изменении параметра перегрева. Реальный перегрев установки. Является суммой статического перегрева и перегрева открытия клапана

Статический перегрев — величине перегрева, необходимого для компенсации давления пружины таким образом, что при дальнейшем повышении температуры клапан открывается.

Перегрев открытия клапана — это значение показателя перегрева, при котором происходит смещение иглы клапана со своего ложа с открытием прохода для жидкости.

Значение перегрева установки зависит от разницы значений температуры испарения и температуры охлаждаемой среды. Если терморегулирующий вентиль подобран правильно, при функционировании с номинальной мощностью он не должен полностью открываться; тем самым ТРВ будет иметь некоторый запас производительности, который будет задействован только при высоких значениях перегрева.

Калибровка ТРВ. При вращении регулировочного стержня по часовой стрелке давление пружины возрастает, что соответствует повышению показателя статического перегрева и понижению производительности клапана.

Температура испарения. Кривые «давление-температура» всех холодильных агентов при заданном увеличении температуры имеют более заметные колебания давления на участке высоких температур. Вследствие этого при низкой температуре испарения небольшое изменение температуре на датчике клапана приводит к незначительным колебаниям давления на верхней стороне диафрагмы: это приводит к меньшему открытию клапана и меньшим изменениям его проходимости.

Термостатический заряд. Показатели «давление-температура» различных термостатических зарядов имеют свои отличительные особенности: при одинаковом показателе перегрева не происходит одинакового открытия клапана при изменении типа заряда.

Функционирование при изменении нагрузки

ТРВ следует подбирать таким образом, чтобы при максимальных нагрузках он оставался как можно более открытым. Ниже приводится перечень мер предосторожности, при соблюдении которых обеспечивается нормальное функционирование клапана даже при снижении нагрузки до 65%.

Производительность распределителя. При использовании распределителя рекомендуется подбирать его таким образом, чтобы производительность точно соответствовала производительности установки при полной нагрузке.

Калибровка перегрева. Калибровка величины перегрева должна обеспечивать максимально большое допустимое при максимальной нагрузке значение перегрева. В установке, где частичное снижение показателя нагрузки превышает 65% ее мощности, должны применяться другие меры, перечисленные ниже:

Два или более испарителей с одинаковыми параметрами. На каждый испаритель приходится половина общей нагрузки (Рис.8) Соленоидные клапаны соединены с устройством для понижения производительности компрессора таким образом, что один из них закрывается, при сокращении нагрузки на компрессор на 50%, отсекая один из терморегулирующих вентилей.
Единичный испаритель. Каждый контур испарителя имеет подвод двух трубок распределения, каждая из которых, в свою очередь, проходит через свой распределитель (Рис.9) . Соленоидные клапаны управляются устройством регулировки частичной загрузки компрессора.

Техническое обслуживание и монтаж

Терморегулирующий вентиль должен устанавливаться как можно ближе к входу в испаритель.
Распределитель, рекомендуется монтировать непосредственно на выходе ТРВ. Рекомендуется устанавливать чувствительный элемент на горизонтальном участке трубы всасывания.
Следует размешать термобаллон в точке окружности трубы, соответствующей значениям 16 и 20 ч на часовом циферблате (Рис.10).

Если компрессор расположен под испарителем, необходимо выше испарителя установить накопитель для предотвращения возврата жидкости, возвращающейся под действием гравитации в компрессор.
На установках с несколькими испарителями трубы всасывания должны располагаться таким образом, чтобы не допускать воздействия одного ТРВ на датчик другого. Пример правильного расположения труб показан на рисунке 11.

Читайте также: Можно ли подключить теплый пол на обратку. Подключение теплых водяных полов в однотрубную систему отопления

Штуцер соединения устройства для выравнивания давления (эквалайзера) должен располагаться на трубе всасывания через несколько сантиметров после термобаллона.
Каждый терморегулирующий вентиль перед поставкой калибруется на заводе-изготовителе и в большинстве случаев не требует переналадки. Если надо понизить величину перегрева, следует вращать стержень регулировки клапана против часовой стрелки, для увеличения — по часовой стрелке. При изменении калибровки клапана для предотвращения ошибок калибровки не рекомендуется делать более одного оборота стержня регулировки за один раз. Новую коррекцию можно производить не ранее, чем через тридцать минут.
Определение величины перегрева. Определить величину перегрева возможно, выполнив перечисленные ниже операции.

Измерить температуру всасывания в месте установки термобаллона.
Измерить манометром давление у всасывающего вентиля компрессора.
По значению давления, полученному выше, определяют температуру насыщения, используя таблицу соотношения между температурой и давлением хладагента
Вычесть значение температуры в пункте 3 из значения температуры в пункте 1. Полученная разница является температурой перегрева

Основная литература:

Антонио Бриганти. Руководство по техническому обслуживанию холодильных установок и установок для кондиционирования воздуха М.,Евроклимат, 2004 стр.187-197

Дополнительная литература

КОНДИЦИОНЕРЫ. Принцип работы, монтаж и установка, эксплуатация и ремонт кондиционеров воздуха: General Electric, Samsung, Rolsen, Daikin, Sanyo, LG. /Коляда В./ Серия «РЕМОНТ», выпуск № 65. Солон-Р, 2002 стр 32-33
ТРВ в материалах выставки «Мир климата 2010» https://www.climatexpo.ru/main/topics/article/coolavto/

Контрольные вопросы:

Для чего предназначен регулятор потока?
В чем заключается преимущество ТРВ по сравнению с автоматическим клапаном расширения?
Как устроен и работает терморегулирующий вентиль с внутренним выравниванием давления?
Как устроен и работает терморегулирующий вентиль с внешним выравниванием давления?
Какие факторы влияют на производительность ТРВ?
Что такое перегрев открытия клапана?
Каким образом можно определить величину перегрева?
Каким образом обеспечивается нормальное функционирование клапана даже при снижении нагрузки до 65%?

Структура и принцип работы системы охлаждения

Чтобы понять функции терморегулирующего вентиля, необходимо иметь хотя бы общие представления о работе холодильной системы. Холодильная система может определяться как замкнутый контур, процесс поглощения и передачи тепла в котором производится хладагентом в парокомпрессионном цикле. В таком простейшем виде холодильная система включает пять составляющих:

конденсатор;
компрессор;
испаритель;
расширительное устройство;
соединительный трубопровод.

Схема конструкции терморегулирующего вентиля

Сердцем холодильной системы является компрессор, так как он провоцирует циркуляцию хладагента. Его роль заключается во всасывании из испарителя паров низкой температуры (и давления) и сжатие их до высокой температуры (и давления). После этого пары высокой температуры переходят в конденсаторе в жидкую фазу. Конденсатор производит эту работу с помощью отвода в атмосферу тепла паров высокой температуры или, если конденсатор водяной, через отвод к воде тепла. Оставшаяся при высокой температуре жидкость поступает в расширительные устройства и превращается в двухфазную смесь (пар и жидкость) низкой температуры. В испарителе эта смесь переходит к первоначальному состоянию путем отвода тепла от среды, которая охлаждается.

Очень важным является правильный выбор ТРВ, так как он является регулятором степени заполнения испарителя. Неправильно подобранные или используемые расширительные устройства будут усложнять управление и являться причиной низкой производительности всей системы. К примеру, расширительное устройство, недостаточное по производительности, станет причиной расчетной выработки всей системы. Слишком большое расширительное устройство может пропускать слишком много жидкости в испаритель, что повлечет за собой попадание на всасывание компрессора капель жидкости. Если в скором времени не исправить ошибку, то очень вероятна поломка компрессора. Отсюда вывод, что расширительные устройства необходимо правильно подбирать и монтировать.

Что такое терморегулирующий вентиль: принцип работы, плюсы и минусы, советы по выбору

Что это такое и для чего он нужен?

Назначение и область применения

Характеристики

Основные технические параметры вентилей:

конструкция — прямые и угловые;
диаметры — внутренний проходной и наружный;
максимальная рабочая температура;
предельно допустимое рабочее давление.

Читайте также:

Технология подготовки стен под покраску

Из каких материалов изготавливают?

Процесс уравнивания в терморегулирующем вентиле

Схема конструкции терморегулятора

Исходя из всего вышеназванного, можно подытожить, что работа вентиля зависима от трех основных давлений: эквивалентного пружинного, термоэлемента и уравнительного. Уравнительным называется таковое в испарителе, которое воспринимается ТРВ. Действующий способ передачи его под нижнюю часть диафрагмы из системы носит название уравнивания.

Давление в испарителе может передаваться одним из двух способов. В том случае когда вентиль имеет внутреннее выравнивание, то на входе в испаритель оно подается через зазоры вокруг толкателя или через специальную проточку под диафрагму. Если у клапана наружное уравнивание, тогда под диафрагмой полость изолируется от натиска специальным уплотнением на выходе клапана. В испарителе давление подается через специальную трубку, под диафрагму; эта трубка соединяет между собой всасывающую на выходе линию со специальным каналом, который ведет под диафрагму.

Устройство и принцип работы

Величины терморегулирующего вентиля

На запорный элемент передается давление с диафрагмы при помощи одного или пары толкателей, дающие возможность его движения, закрывая и открывая седло клапана. Ниже запорного элемента находится пружина, с помощью которой регулируется перегрев. Посредством клапанов с наружным регулированием возможно менять силу натиска пружины.

Есть три основные величины натиска, которые приводят диафрагму клапана в движение:

Давление чувствительного элемента является функцией смены температуры внутри термобаллона заправленного вещества.

давление пружины (Р1);
давление термобаллона (Р2);
давление уравнивающее (Р3).

Давление чувствительного элемента является функцией смены температуры внутри термобаллона заправленного вещества. Оно сверху действует на диафрагму, побуждая клапан открыться. Давление пружинное и уравнивающее воздействует на диафрагму снизу вместе, приводя к закрыванию клапана. При исправной работе клапана сумма давлений пружинного и уравнивающего равняется таковому термобаллона, т. е.:

Преимущества и недостатки

Позволяет в ручном либо автоматическом режиме поддерживать комфортную температуру в помещении.
Дает возможность устанавливать минимальный температурный режим в помещениях, которые временно не используются.
Способствует экономии энергоресурсов как минимум на 20 %.
Оптимизирует затраты на отопление.

Более сложные монтажные работы по отопительной системе.
Клапан увеличивает гидравлическое сопротивление в трубопроводе.
Дополнительное резьбовое соединение повышает вероятность протечек.
Склонность вентиля к засорам.

Советы, как выбирать

Установка терморегулирующей арматуры в квартире дома еще советской постройки будет оправдана только в том случае, если топят очень хорошо. Иначе вентиль еще больше понизит температуру, и в квартире будет недопустимо холодно. Современные новостройки утепляются по передовым технологиям, поэтому эффективность отопления в них очень высока. Здесь терморегулирующий клапан будет иметь большое практическое значение.

В частном доме, особенно с индивидуальным отоплением, без термовентиля не обойтись. Модели с ручной регулировкой подойдут для небольших домов. В двухэтажные коттеджи лучше купить автоматическую терморегулирующую арматуру: бегать с одного этажа на другой, чтобы собственноручно отрегулировать температуру в каждой комнате, — занятие весьма утомительное.

От чего зависит стоимость и какова примерная цена?

Типы электронных ТРВ

Сегодня разработчикам климатической техники, холодильного оборудования рынком предлагаются два типа ТРВ: — импульсно-модулирующие, заслонка которых систематически принимает положение «открыта/закрыта». Цикл занимает 6 секунд – открывшись, заслонка начинает пропускать хладагент. Чем длительнее период «открыта», тем больше масса протока. Длительность открытого положения определяет электронный контроллер, чаще называемый термостатом, отслеживающим перегрев хладагента.

Производители гарантируют 15-летнюю эксплуатацию такого ТРВ, в течение которой цикл «открыта/закрыта» повторится 80 миллионов раз. Среди преимуществ этого типа регуляторов – способность полностью заблокировать проток. Последнее избавляет конструкцию климатической, холодильной техники от соленоидных вентилей. При аварийном пропадании электроэнергии конструкцией предусмотрено автоматическое перекрытие магистрали хладагента; — плавно регулирующие протекание хладагента – используют шаговые электродвигатели. Применение последнего исключает гидроудары. Ход «заслонки» определяется мизерным поворотом ротора, не превышающим 1.8º, что трансформируется в поступательное её перемещение. Профиль перекрываемого сечения имеет сложную конфигурацию, обеспечивающую линейность изменения объема хладагента.

Правила монтажа и эксплуатации

Установить терморегулирующий клапан вполне возможно и своими руками, следуя несложной схеме:

Перед началом монтажа убедитесь, что в системе нет теплоносителя.
Удалите термоголовку с вентиля, прикройте торец штока защитным колпачком, который обычно входит в комплект.
Установите вентиль, прикрутив его гайками-американками между радиатором и отсечным краном. На корпусе вентиля должна быть стрелка, которая указывает направление потока теплоносителя. Положение терморегулирующего клапана должно быть максимально горизонтальным, чтобы он не перегревался.
Закрутите гайки сначала рукой, сколько хватит сил, а затем при помощи ключа поверните еще на один оборот. Следите за тем, чтобы не перекрутить гайки, иначе они лопнут.
Закрепите термоголовку и выставьте ее на минимальное значение. После заполнения системы переходите к регулировке.

Регулировка ТРВ

Особенности применения терморегулирующего вентиля с разным типом уранивания

ТРВ с внутренним типом уравнивания имеет ограниченную сферу применения, а именно применяется только в однозаходных испарителях с перепадом давления, эквивалентным изменению температуры на 2 градуса по Фаренгейту.

ТРВ, имеющие внешнее уравнивание, не подвергаются влияниям на степень открытия вентиля, так же как и его перепаду на дистрибьюторе (распределителе жидкости). ТРВ с внешним уравниванием можно применять в любых холодильных системах. Но необходимо помнить, что в случае использования ТРВ с внешним уравниванием выход из испарителя должен соединяться с выходом под уравнивание, который нельзя заглушать!

Частые ошибки и проблемы при установке

Перегрев газа на выходе

Терморегулирующий вентиль обеспечивает определенный перегрев газа на выходе из испарителя, необходимый для полного испарения возможно имеющихся капель несущей жидкости (жидкий холодильный агент не в коем случае не должен возвращаться в компрессор, поскольку способен вызвать серьезные неисправности). На рисунке 14.7 показана часть испарителя при нормальных условиях работы. Как можно заметить, смесь жидкость-пар, поступающая в испаритель в точке А, должна полностью испариться до точки Е.

Отсюда и до датчика клапана (точка F) происходит только перегрев газа. Перегрев заключается в повышении температуры газа выше температуры его насыщения (см. далее). Этот участок, то есть дополнительная поверхность испарителя не влияет на увеличение холодильного эффекта, но служит для защиты компрессора и устойчивого функционирования клапана.

Рисунок 14.7. Схема части испарителя, в котором установлен ТРВ с внутренним выравниванием давления: участок от Е до F не производит полезного холодильного эффекта, а служит исключительно для придания определенного перегрева газу на выходе. Значение условных знаков то же, что и на рисунке 14.3.

Советы специалистов

Что такое терморегулирующий вентиль: принцип работы, плюсы и минусы, советы по выбору

Что это такое и для чего он нужен?

Назначение и область применения

Характеристики

Основные технические параметры вентилей:

конструкция — прямые и угловые;
диаметры — внутренний проходной и наружный;
максимальная рабочая температура;
предельно допустимое рабочее давление.

Из каких материалов изготавливают?

Устройство и принцип работы

Преимущества и недостатки

Позволяет в ручном либо автоматическом режиме поддерживать комфортную температуру в помещении.
Дает возможность устанавливать минимальный температурный режим в помещениях, которые временно не используются.
Способствует экономии энергоресурсов как минимум на 20 %.
Оптимизирует затраты на отопление.

Более сложные монтажные работы по отопительной системе.
Клапан увеличивает гидравлическое сопротивление в трубопроводе.
Дополнительное резьбовое соединение повышает вероятность протечек.
Склонность вентиля к засорам.

Вентили различаются по следующим параметрам:

способу управления — ручные и автоматические;
схеме расположения на подводящей трубе — прямые и угловые;
способу соединения — резьбовые, фланцевые, приварные;
расположению терморегулирующего блока — с интегрированным либо выносным датчиком.

Срок службы

Терморегулирующий клапан для радиатора отопления служит в среднем от 7 до 10 лет, а при правильном выборе под конкретные условия, грамотной установке, регулярной прочистке — и более длительное время. Терморегулирующая арматура европейских производителей проходит обязательную сертификацию по строгим техническим требованиям и прослужит не менее 20 лет.

Советы, как выбирать

Установка терморегулирующей арматуры в квартире дома еще советской постройки будет оправдана только в том случае, если топят очень хорошо. Иначе вентиль еще больше понизит температуру, и в квартире будет недопустимо холодно. Современные новостройки утепляются по передовым технологиям, поэтому эффективность отопления в них очень высока. Здесь терморегулирующий клапан будет иметь большое практическое значение.

В частном доме, особенно с индивидуальным отоплением, без термовентиля не обойтись. Модели с ручной регулировкой подойдут для небольших домов. В двухэтажные коттеджи лучше купить автоматическую терморегулирующую арматуру: бегать с одного этажа на другой, чтобы собственноручно отрегулировать температуру в каждой комнате, — занятие весьма утомительное.

От чего зависит стоимость и какова примерная цена?

Правила монтажа и эксплуатации

Установить терморегулирующий клапан вполне возможно и своими руками, следуя несложной схеме:

Перед началом монтажа убедитесь, что в системе нет теплоносителя.
Удалите термоголовку с вентиля, прикройте торец штока защитным колпачком, который обычно входит в комплект.
Установите вентиль, прикрутив его гайками-американками между радиатором и отсечным краном. На корпусе вентиля должна быть стрелка, которая указывает направление потока теплоносителя. Положение терморегулирующего клапана должно быть максимально горизонтальным, чтобы он не перегревался.
Закрутите гайки сначала рукой, сколько хватит сил, а затем при помощи ключа поверните еще на один оборот. Следите за тем, чтобы не перекрутить гайки, иначе они лопнут.
Закрепите термоголовку и выставьте ее на минимальное значение. После заполнения системы переходите к регулировке.

Регулировка ТРВ

Частые ошибки и проблемы при установке

Советы специалистов

Монтируйте прибор в квартире только в том случае, если батареи имеют запас мощности не менее 30 %.
В старых домах с однотрубной системой отопления используйте специальные вентили с большим проходным диаметром.
Если в одном помещении расположены 2 радиатора, устанавливайте терморегулирующий клапан только на одном из них.
Терморегулирующая головка на чугунных батареях практически не сыграет никакой роли из-за высокой тепловой инерции металла. Лучше заменить радиатор на алюминиевый или биметаллический.

Заключение

Надеюсь, теперь вы стали лучше понимать, что такое терморегулирующий клапан, как с его помощью сделать условия проживания по-настоящему комфортными и при этом существенно сэкономить на отоплении. Я прощаюсь с вами, уважаемые читатели. Спасибо за внимание! Подписывайтесь на наши статьи с полезными видео и фото и делитесь ими в социальных сетях.

Терморегулирующие вентили

Терморегулирующий вентиль (ТРВ) состоит из термочувствительной системы (1), отделенной от корпуса вентиля мембраной, капиллярной трубки, соединяющей термочувствительную систему с термобаллоном (2), корпуса вентиля с седлом (3) и регулировочной пружины (4).

Принцип работы ТРВ

P1 — давления в термобалоне, действующего на верхнюю поверхность мембраны (открытие вентиля);
P2 — давления кипения, действующего на нижнюю поверхность мембраны (закрытие вентиля);
P3 — давления регулировочной пружины, также действующего на нижнюю поверхность мембраны (закрытие вентиля).

Перегрев

Перегрев измеряется в месте крепления термобаллона на всасывающем трубопроводе: он равен разности между температурой термобаллона и температурой (или давлением) кипения в точке крепления термобаллона. Выраженный в К, перегрев служит сигналом для регулировки впрыска жидкости в испаритель через ТРВ.

Переохлаждение

Переохлаждение определяется как разность между температурой жидкого хладагента и температурой (или давлением) конденсации на входе в ТРВ. Переохлаждение выражается в К. Оно необходимо во избежание образования паровых пузырей в жидкости на входе в ТРВ, поскольку их наличие снижает производительность ТРВ и затрудняет подачу жидкости в испаритель. В большинстве случаев избежать паровых пузырей можно при переохлаждении 4-5 К.

Линия внешнего уравнивания

В установках с жидкостными распределителями всегда следует использовать ТРВ с линией внешнего уравнивания. Потери давления в каналах распределителя и в самом распределителе, как правило, составляют около 1 бар. ТРВ с внешней уравнительной линией рекомендуются для установок с испарителями большой производительности или теплообменниками пластинчатого типа, где потери давления часто превышают давление, соответствующее 2 К.

Наполнители

Универсальный наполнитель.
Наполнитель MOP (Maximum Operating Pressure — максимальное рабочее давление).
Наполнитель МОР с балластом.

В ТРВ с универсальным наполнителем количество жидкости в термобаллоне таково, что какой бы ни была температура термобаллона по отношению к температуре термочувствительной системы, в термобаллоне всегда будет оставаться жидкость.

ТРВ с наполнителем МОР используются в моноблочных агрегатах, в которых при пуске установки желательно ограничивать давление всасывания (авторефрижераторы, воздушные кондиционеры).

ТРВ с заправкой МОР имеют небольшое количество жидкости в термобаллоне. Это означает, что вентиль или термочувствительная система всегда должны быть более теплыми, чем термобаллон. В противном случае начинается перетекание наполнителя из термобаллона в полость термочувствительной системы и ТРВ перестает работать.

В термобаллонах с наполнителем МОР количество жидкости ограничено. МОР (максимальное рабочее давление) — это максимально допустимое в магистралях всасывания и/или кипения давление всасывания и/или кипения соответственно. При достижении МОР жидкость в термобаллоне испаряется. Когда давление всасывания повышается, вентиль начинает закрываться, как только это давление приблизится к давлению МОР менее, чем на 0,3—0,4 бар. При достижении давления МОР вентиль полностью закроется.

ТРВ с наполнителем МОР и балластом предназначены для холодильных установок, имеющих высокодинамичные испарители, например, воздушных кондиционеров, или для пластинчатых теплообменников с высокой интенсивностью теплопередачи. ТРВ, заправленные наполнителем МОР с балластом, обеспечивают работу испарителя при перегреве на 2—4°К ниже, чем это достигается с другими типами наполнителя.

При использовании наполнителя с балластом внутри термобаллона содержится материал с высокой пористостью, т.е. с большим отношением площади поверхности к массе. Этот материал создает демпфирующий эффект при регулировке, обеспечивающий медленное открытие ТРВ при повышении температуры термобаллона и быстрое закрытие при ее понижении.

Сокращение МОР часто переводят также как «Motor Overload Protection», т.е. «Защита двигателя от перегрузки».

Выбор терморегулирующего вентиля

тип хладагента;
производительность испарителя;
давление кипения;
давление конденсации;
степень переохлаждения;
потери давления в вентиле;
линия внутреннего или внешнего уравнивания давления.

L — R410A
N — R134a
S — R404A/R507
X — R22
Z — R407° C

В маркировке указывается тип ТРВ (и его кодовый номер), диапазон температуры кипения, точка MOP, тип хладагента, допустимое рабочее давление PB/MWP. В вентилях ТЕ20 и ТЕ55 номинальная производительность ТРВ указывается на этикетке, прикрепленной к вентилю.

На сменных клапанных узлах вентилей Т2 и ТЕ2 указывается размер этих узлов (например, 06), а также номер недели и последняя цифра года изготовления (например, 279). Размер клапанного узла указывается также на крышке его пластикового контейнера.

Верхняя маркировка клапанного узла вентилей ТЕ 5 и ТЕ 12 указывает, для какого вентиля предназначен данный клапанный узел. Нижняя маркировка (на рисунке 01) указывает размер клапанного узла.

Нижняя маркировка клапанного узла вентилей ТЕ 20 и ТЕ 55 (50/35 TR N/B) указывает номинальные производительности данного узла в двух диапазонах температур кипения N и B и тип хладагента (50/35 TR соответствует 175 кВт в диапазоне N и 123 кВт в диапазоне В).

Монтаж ТРВ

ТРВ устанавливается перед испарителем на жидкостном трубопроводе, а термобаллон крепится на трубопроводе линии всасывания как можно ближе к испарителю. При использовании линии внешнего уравнивания ее трубопровод врезается во всасывающую магистраль сразу после термобаллона.

Термобаллон рекомендуется устанавливать на горизонтальной части всасывающего трубопровода в зоне первой трети окружности трубопровода (см. рисунок). Размещение термобаллона зависит от размеров всасывающего трубопровода. Примечание: Никогда не устанавливайте термобаллон в нижней части трубопровода, так как наличие масла на дне трубопровода может исказить показания термобаллона.

Термобаллон должен контролировать температуру перегретого пара на линии всасывания, поэтому устанавливать его нужно таким образом, чтобы избежать влияния посторонних источников тепла или холода. Если есть опасность попадания на термобаллон потока горячего воздуха, его нужно теплоизолировать.

Крепежный хомутик должен плотно и надежно фиксировать термобаллон на трубопроводе линии всасывания, обеспечивая хороший тепловой контакт термобаллона и трубопровода. Конструкция винта крепежного хомутика позволяет монтажнику легко передавать момент кручения от отвертки на винт, не оказывая усилия на шлиц винта. Более того, конструкция шлица исключает опасность его повреждения.

Во избежание появления ложных команд в контуре регулирования не устанавливайте термобаллон за промежуточным теплообменником.

Как уже отмечалось, термобаллон следует устанавливать на горизонтальном участке всасывающей магистрали сразу после испарителя. Не устанавливайте термобаллон на коллекторе или вертикальном участке трубопровода после масляной ловушки.

Термобаллон следует всегда монтировать перед любыми жидкостными ловушками.

Настройка ТРВ

С настройками, выполненными при отправке с завода, ТРВ может работать практически во всех установках. Если возникает необходимость дополнительной регулировки, нужно использовать регулировочный винт. При вращении винта вправо (по часовой стрелке) перегрев повышается, при вращении влево (против часовой стрелки) — понижается.

Для ТРВ типа Т2/ТЕ2 полный оборот винта изменяет температуру перегрева примерно на 4К при температуре кипения 0°C.

Для вентиля ТЕ5 полный оборот винта дает изменение перегрева примерно на 0,5 К при температуре кипения 0°C. Для вентилей TUA и TUB полный оборот винта дает изменение перегрева примерно на 3 К при температуре кипения 0°C.

Чтобы избежать колебаний перегрева, нужно действовать следующим образом: Вращая регулировочный винт вправо (по часовой стрелке), повышайте перегрев до прекращения колебаний. Затем понемногу вращайте винт влево до появления колебаний. После этого поверните винт вправо примерно на 1 оборот (для вентилей Т/ТЕ2 на ¼ оборота). При такой настройке колебания перегрева прекращаются, и испаритель работает в оптимальном режиме. Изменения перегрева в диапазоне ±1 К не рассматриваются как колебания.

Если хладагент в испарителе сильно перегревается, это может быть следствием его недостаточной подпитки жидкостью.

Снизить перегрев можно, вращая регулировочный винт влево (против часовой стрелки), постепенно выходя установку на режим с колебаниями перегрева. После этого поверните винт вправо на один оборот (для ТРВ типа Т/ТЕ2 на У оборота). При такой настройке колебания перегрева прекращаются, и испаритель работает в оптимальном режиме. Изменения перегрева в диапазоне ±1 К не рас сматриваются как колебания.

Замена клапанных узлов

Если не удается настроить ТРВ так, чтобы пульсации перегрева отсутствовали, не исключено, что производительность ТРВ слишком велика. В этом случае, чтобы снизить расход хладагента, нужно заменить ТРВ или сменить клапанный узел.

Если перегрев в испарителе слишком большой, значит, производительность ТРВ слишком мала. Тогда, чтобы повысить расход хладагента, также следует заменить клапанный узел. Терморегулирующие вентили компании Danfoss типа Те, Т2, TUA, ТСАЕ поставляются с комплектом сменных клапанных узлов.

ТРВ компании Данфосс

Вентили Т/ТЕ2 с латунным корпусом и штуцерами под отбортовку/отбортовку или пайку/ отбортовку. Номинальная производительность: от 0,4 до 10,5 кВт (R134a).

Вентили TUA, TUB, TUC с корпусом из нержавеющей стали и штуцерами из нержавеющей стали/меди под пайку. Номинальная производительность: от 0,5 до 12 кВт (R134a).

TUA оснащены сменными клапанными узлами и имеют регулируемый перегрев.
TUB оснащены фиксированными клапанными узлами и имеют регулируемый перегрев.
TUC оснащены фиксированными клапанными узлами и имеют нерегулируемый перегрев, установленный на заводе-производителе.

Вентили ТСАЕ, TСBЕ, TСCЕ с корпусом из нержавеющей стали и штуцерами из нержавеющей стали/меди под пайку. Номинальная производительность: от 12 до 18 кВт (R134a). Эти вентили работают, как вентили TU, но имеют большую производительность. Поставляются с линией внешнего уравнивания.

Вентили ТRE с корпусом из латуни и штуцерами из нержавеющей стали/меди. Номинальная производительность: от 18 до 196 кВт (R134a). ТRE оснащены фиксированными клапанными узлами и имеют регулируемый перегрев.

Вентили ТDE с корпусом из латуни и медными штуцерами под пайку. Номинальная производительность: от 10,5 до 140 кВт (R407Q. ТDE оснащены фиксированными клапанными узлами и имеют регулируемый перегрев.

Вентили ТE 5 — ТЕ 55 с корпусом из латуни. Вентили ТЕ 5 — ТЕ 55 поставляются в комплектации, включающей корпус, клапанный узел и термочувствительную систему. Корпус вентиля в прямом или угловом исполнении со штуцерами под пайку, отбортовку или под фланцы. Номинальная производительность: от 12,9 до 220 кВт (R134а). Поставляются с линией внешнего уравнивания.

Характеристики, принцип работы и монтаж терморегулирующего вентиля

Внешний вид терморегулирующего устройства в системе охлаждения

Конструкция и принцип работы

В холодильных установках и кондиционерах используется замкнутый контур, по которому циркулирует хладагент, меняя свое агрегатное состояние в испарителе. В системах отопления нагрев осуществляется при перекачке горячей жидкости к термоэлементам. Несмотря на разработку различных альтернативных способов охлаждения и нагрева, подобная схема работы является основной.

При небольшой мощности устройства не требуется постоянная подстройка под внешние изменения. В маломощных системах охлаждения роль регулятора выполняет дроссель из капиллярной трубки. Его работа не зависит от производительности испарителей и не способен менять уровень хладагента в контуре.

В отопительных контурах устанавливаются ручные регуляторы. В них изменение потока горячей жидкости осуществляется поворотом рукоятки, опускающей или поднимающей ограничительный шток.

Устройство ручного вентиля отопления

В системах, где требуется постоянная подстройка под изменяющиеся внешние условия, регулировка мощности охлаждения или нагрева осуществляется изменением величины потока рабочей среды.

Основным регулятором силы потока является ТРВ, что означает терморегулирующий вентиль. Это устройство прямого действия. Для его работы не требуется поступление внешней энергии. Вентиль реагирует на перегрев паров, выходящих из испарителя. А он, в свою очередь, зависит от нагрузки на охладительную систему.

Дополнительным преимуществом применения терморегулирующих вентилей является некритичность системы к точному количеству заполняющего хладагента.

Внутреннее устройство регулятора показано на рисунке.

Классический терморегулирующий вентиль для систем охлаждения

Основными элементами ТРВ являются:

мембрана или диафрагма, управляющая движением запорного штока;
капиллярная трубка с термобаллоном, передающая устройству изменения температуры паров на выходе из испарителя,
регулирующая пружина для настройки уровня установки,
входной и выходной штуцера.

Совокупность диафрагмы, термобаллона и капиллярной трубки называют термоэлементом. Именно он воспринимает окружающую температуру и осуществляет регулирование подачи хладагента.

Принцип работы вентиля заключается в движении мембраны под действием трех сил:

давление среды из термобаллона,
уравнивающее давление испарителя,
воздействие пружинного механизма.

После достижения равновесия между этими тремя силовыми составляющими диафрагма устанавливает требуемую величину потока хладагента.

Давление термобаллона = уравнивающее давление + давление пружины на мембрану.

При изменении температуры и возрастании тепловой нагрузки в испарителе увеличивается нагрев термобаллона и давление заполняющей его жидкости. Через капиллярную трубку оно передается диафрагме, в результате чего происходит открывание вентиля и увеличение подачи хладагента в испаритель.

По схожему принципу устроен и термостатический клапан радиатора отопления.

Терморегулятор для отопительных систем

В нем роль термобаллона выполняет чувствительный элемент (поплавок), расположенной в полости, заполненной жидкостью или газом. При изменении температуры происходит уменьшение или увеличение объема среды. В результате поплавок меняет свое положение, сдвигая шток, который изменяет проходное сечение клапана.

Наиболее чувствительными считаются термоэлементы, заполненные газом. Они реагируют на температурные изменения быстрее, чем жидкостные. Но и стоят они дороже.

Характеристики и виды терморегулирующих вентилей

При выборе устройства необходимо обращать внимание на следующие параметры:

Максимальная температура, при которой способен работать вентиль. Она может достигать 200 °С.
Давление рабочей среды. Обычно находится в диапазоне 16 – 40 бар.
Материал изготовления. Корпус делается из бронзы или латуни. Но лучшими антикоррозионными свойствами обладают вентили из нержавеющей стали.
Производительность ТРВ. Это максимальный поток, пропускаемый полностью открытым вентилем. Она должна соответствовать мощности холодильной установки.
Диаметр входного и выходного штуцеров должен соответствовать трубопроводам всей регулируемой системы.

Терморегулирующие вентили для охлаждения и кондиционирования различаются по виду подачи уравнивающего давления из испарителя.

Внутреннее уравнивание

Передача давления под нижний край диафрагмы происходит через проточенные зазоры вокруг штока. Этот тип вентилей используется только для однозаходных испарителей, имеющих малое гидравлическое сопротивление.

Давление хладагента на мембрану осуществляется перед его подачей в испаритель.

Внешнее уравнивание

В более совершенной системе регулирования уравнивающее давление поступает в вентиль непосредственно с выхода испарителя. Для подвода этого давления в корпусе предусмотрена дополнительная входная трубка, обеспечивающая поступление хладагента от испарителя под мембрану термоэлемента. При этом поддиафрагменная полость изолируется отдельным уплотнением от выходного давления клапана.

Схема подвода давления к термоэлементу при внешнем уравнивании

Такие регуляторы применимы для работы при любых способах охлаждения и на разных типах хладагента. Но их нельзя использовать по схеме с внутренним уравниванием. Трубка под уравнивание обязательно должна соединяться с выходом испарителя. Заглушать ее нельзя.

Способы присоединения вентилей к трубам системы:

с помощью резьбового соединения;
через фланец;
неразъемное сварное соединение.

Терморегулирующие вентили систем отопления различаются по форме в зависимости от их расположения на трубе. Прямые или осевые врезаются в ровный участок трубопровода. Угловые варианты устанавливаются в местах изгиба трубы и меняют направления движения жидкости.

Угловой термостатический вентиль с воздухоотводчиком

Особенности монтажа

Установку терморегулирующих вентилей для отопления и кондиционирования следует рассматривать отдельно, поскольку требования и рекомендации в этих случаях отличаются.

Установка в систему кондиционирования

Общий вид включения терморегулирующего устройства в схему трубопровода для холодильных установок показан на рисунке.

Типовая схема установки ТРВ в систему охлаждения

При монтаже необходимо соблюдать следующие правила:

Вентиль устанавливается на магистраль в непосредственной близости от испарителя. Часть корпуса с диафрагмой должна располагаться вертикально.
Место установки термобаллона – максимально близко к выходу испарителя. Но устанавливать его следует только на горизонтальном участке трубопровода. Расположение баллона на вертикальной трубе приведет к сбоям в работе терморегулятора, особенно в момент запуска кондиционера.
Термобаллон должен плотно прилегать к выходному трубопроводу испарителя. Расположение – только сверху трубы, устанавливать термобаллон под трубой или сбоку недопустимо.
Закрепление на трубе должно проводиться специальным хомутом, входящим в комплект терморегулируемого вентиля. Другие способы не обеспечивают надежного контакта, что в итоге приводит к искажению давления, передаваемого на термоэлемент вентиля.
Для устройств с внешним уравниванием давления обязательно подключение уравнивающего патрубка к выходу испарителя. Отвод должен осуществляться с верхней части выходной трубы на расстоянии не менее 100 мм от термобаллона и на таком же расстоянии от петли маслоподъема.

Если нет возможности установить термобаллон на горизонтальном участке трубопровода, то допускается его крепление на вертикальной трубе. Но направление хладагента должно быть сверху вниз, а баллон закреплен капиллярной трубкой вверх.

Установка терморегулирующего вентиля в отопительных магистралях

Основным элементом централизованной системы является тепловой радиатор или конвектор. Наиболее удобно регулировать величину потока горячей жидкости в каждом устройстве отдельно.

Схема подключения терморегулирующих вентилей в системе отопления

Для надежной регулировки теплопотока на каждый радиатор устанавливаются два устройства – на входе и выходе. В однотрубных системах, где движение рабочей среды по элементам последовательное, необходима установка байпасов. Это обводные трубки, обеспечивающие функционирование магистрали в случае перекрытия или засорения одного из радиаторов.

Возможные ошибки монтажа и неисправности

Основные проблемы в работе ТРВ возникают из-за неправильного места установки самого вентиля или термобаллона. На точность регулировки могут влиять и малозначительные факторы при закреплении элементов устройства.

Возможные ошибки при монтаже ТРВ для холодильной установки

Одной из распространенных проблем является неточная передача термобаллоном требуемого давления на термоэлемент. Причиной этого может быть его плохой контакт с выходным трубопроводом испарителя. Место установки должно быть тщательно зачищено и покрыто теплопроводной пастой. Нельзя располагать термобаллон на сварных швах, соединяющих трубы.

Сам датчик должен быть изолирован, чтобы окружающий воздух не влиял на его температуру.

Полный выход терморегулирующего вентиля зачастую происходит из-за применения моделей с внутренними элементами из пластика.

Терморегулирующий вентиль: принцип работы, типы, устройство и правила выбора

Терморегулирующий вентиль для систем отопления и кондиционирования

Устройство для регулирования потока горячего или холодного воздуха называется терморегулирующим вентилем (ТРВ). Применяется в современных системах отопления и кондиционирования воздуха. Это точный прибор для регулирования температуры в помещении либо контролируя степень нагрева, либо охлаждения воздуха.

Применение ТРВ

Как работает ТРВ для отопления

Обратите внимание! Установка вентиля для терморегуляции автоматически создает сбалансированный температурный режим, позволяя экономить примерно в четыре раза затраты на отопление, за счет реагирования на изменение температуры окружающей среды, автоматически сокращая подачу тепла при ее повышении.

Функция ТРВ в кондиционерах

Чтобы разобраться, как работает устройство, необходимо определиться в понятии «система кондиционирования».

Компрессор, который обеспечивает циркуляцию охлаждающего элемента. Из испарителя хладагент всасывает пары охлажденного воздуха под низким давлением и повышает их температуру, сжимая и повышая давление.
Конденсатор, где эти пары преобразуются в жидкость за счет отвода тепла в воду или атмосферу.
Устройство расширительное. Жидкость под высоким давлением переходит в двухфазное состояние (жидкость с низким давлением и пар) при попадании в расширитель.
Испаритель, элемент системы, где смесь снова превращается в пар.
Соединительный трубопровод, через который происходит охлаждение и парообразование в результате отвода тепла.

Устройство и действие ТРВ

Если работа клапана проходит в нормальном режиме, действует следующая формула:

P1 = P2 + P3

где P1 — давление в термобаллоне,
P2 — уравнивающее давление в испарителе,
P3 — давление на пружинный механизм.

Обратите внимание! Вентиль не требует особой точности заправки хладагентом в отличие от других расширителей, поскольку его основная функция дозировать количество его объема.

Типы уравнивателя

При ТРВ с внутренним типом устройства выравнивания давление происходит под диафрагму через зазоры или специальный проток на входе в испаритель. Используется в приборах с одним заходом, при допустимых перепадах давления, соответствующих изменению температуры на 20 F.
Наружное выравнивание достигается благодаря тому, что подача давления происходит через трубку под диафрагму, полость под которой закрывается клапаном с уплотнителем. Может применяться в любых хладообразующих системах.

Это важно! Выход для наружного уравнивания ТРВ должен быть соединен с выходом из испарителя, заглушать его недопустимо.

Выбор терморегулирующего вентиля

Выбирая устройство, нужно обращать внимание на следующие параметры:

температура, при которой происходит испарение;
разность значений давления конденсации (или перехода газа в жидкость) и испарения с исключением потерь, т.е значения давления в самом распределителе и в патрубках, а также давления в трубопроводе и в его различных элементах (клапанах, вентиле и т.д).

Терморегулирующий вентиль: устройство и принцип работы

Работоспособность оборудования с компрессорно-конденсаторными блоками зависит от грамотности проектирования фреонных магистралей, подбора регулировочной и запорной арматуры, а также монтажа в холодильных установках терморегулирующего вентиля. ТРВ является обязательной деталью фреонной магистрали холодильных агрегатов. Он предназначен для регулировки подачи хладагента на вход испарителя в зависимости от степени нагрева (интенсивности кипения) фреона в испарителе. Регулировка осуществляется с целью защиты компрессора от попадания жидкообразного хладона. Интернет-магазин «ЗИКУЛ» предлагает в ассортименте терморегулирующие вентили с внешним уравнением.

Устройство терморегулирующего вентиля

Назначение, функционирование и устройство терморегулирующих вентилей разного типа идентичное. В корпусе смонтирован клапанный узел с узким сечением, позволяющим дросселировать и регулировать объём циркулирующего хладагента. Также в корпусе устанавливается гибкая металлическая мембрана, назначение которой заключается в реагировании на изменение давления и приведение в движение закреплённого на ней штока. Перемещаясь в продольной плоскости, он изменяет проходное сечение вентиля, регулируя прохождение фреона. Перемещение штока контролируется специальным винтом с пружиной.

Термобаллон реагирует на температуру перегрева циркулирующего хладона и меняет внутреннее давление. Повышенное или пониженное давление из термобаллона благодаря капиллярной трубке воздействует на мембрану, которая меняя положение, перемещает шток, изменяющий проходное сечение клапанного узла. Корпус закрывается нижней крышкой.

Благодаря использованию латуни и меди ТРВ характеризуется продолжительным сроком службы и коррозионной устойчивостью. Капиллярная трубка и термобаллон отличаются вибростойкостью. Терморегулирующий вентиль подключается к магистрали с помощью предусмотренного конструкцией входного и выходного штуцера.

Особенности функционирования ТРВ

На эффективность работы оборудования оказывает влияние правильность монтажа и регулировки ТРВ. Он подключается в магистраль перед испарителем. При прохождении хладагента происходит дросселирование ‒ понижение давления конденсации до значения, при котором осуществляется кипение. На вход из конденсатора под повышенным давлением поступает фреон в виде насыщенной жидкости, а далее в теплообменник подается парожидкостная смесь низкого давления. Также на ТРВ возлагается функция контроля и регулировки расхода хладона, циркулирующего через испаритель, с учётом тепловой нагрузки.

Принцип работы терморегулирующего вентиля следующий. Хладагент, закипая в теплообменнике, активно поглощает тепло и отводит его в конденсатор для передачи в атмосферу. Благодаря регулированию количества фреона, поступающего в испаритель, обеспечивается защита компрессора от гидроудара. Температура парожидкостной смеси воспринимается баллоном, который благодаря тонкой трубке оказывает воздействие на давление в пространстве над мембранной. Изменение температуры хладона после нагревания в испарителе меняет положение штока, который увеличивает или уменьшает проходное сечение клапана.

При увеличении тепловой нагрузки на испаритель, увеличивается температура хладагента на выходе. Нагревается термобаллон и растет давление над мембраной. Она постоянно находится под воздействием давления баллона и жидкостного фреона, поступающего из конденсатора. При увеличении температуры шток движется вниз, увеличивая проходное отверстие. Увеличение объема хладагента снижает перегрев на выходе испарителя.

Снижение температуры будет происходить до установленного мембраной равновесного положения, которое регулируется винтом с пружиной при пусконаладочных работах системы. При снижении температуры кипения падение давления передается в область над мембраной, которая перемещаясь вверх с помощью штока, уменьшает подачу хладона в испаритель. В результате интенсивность кипения снова возрастает и обеспечивается автоматическая регулировка подачи фреона. Таким образом, осуществляется защита от перегрузки и увеличивается ресурс работы электромотора.

Как выбрать ТРВ

При выборе терморегулирующего вентиля для холодильника или для мощного холодильного оборудования необходимо учитывать главные параметры: температуру испарения и потери в ТРВ, отличающиеся для каждого агрегата. Потери определяются как разность между значением давления конденсации на входе ТРВ и испарения на выходе теплообменника за исключением внутренних потерь, возникающих на входном и выходном патрубке, в трубопроводах и внутри элементов системы охлаждения.

Также для выбора ТРВ учитываются следующие факторы:

для какой марки хладагента рассчитано холодильное оборудование. Фреон отличается тепловыми и физическими свойствами и требует разные расширительные устройства;
тип и производительность установленного испарителя. Для бытовых систем подойдут ТРВ с внутренним выравниванием давления. Для промышленных систем выбирается вентиль с внешним выравниваем по причине больших перепадов давления;
производительность оборудования по холоду. Для эффективного заполнения испарителя учитывается тепловая нагрузка на теплообменник, от которой зависит размер расширительной вставки ТРВ. Если использовать больший размер, то жидкость попадет в компрессор, если меньший необходимого ‒ неэффективная работа;
тип соединения ТРВ (пайка или резьба);
тип вентиля. Разборные и неразборные для маломощного оборудования. Со сменной расширительной вставкой или без них. Разборного типа работают в широком диапазоне благодаря замене вставки;
способ заправки термобаллона (жидкостной, газовый, адсорбционный).

Терморегулирующие вентили с внешним регулированием могут работать с хладагентом любого типа и отличаются высокой производительностью. Устройство позволяет эффективно заполнять испаритель фреоном для максимального охлаждения, одновременно предотвращая попадание жидкости в компрессор и всасывающий трубопровод. В результате обеспечивается эффективная и безопасная работа компрессора и холодильного оборудования.

От правильности выбора и настройки терморегулирующего вентиля зависит эффективная и корректная работа холодильной установки, а также обеспечивается надежная защита компрессора от попадания жидкообразного фреона.