Еще раз о MOP
Казалось бы каждый холодильщик знает о том, что такое ТРВ с MOP. Изначально отметим, что существует следующая закономерность, при повышении темпратуры испарения на 1 о С холодопроизводительность системы повышается примерно на 3-5 %.
Практика показывает, что между механиками, монтажниками и даже проектировщиками регулярно возникают споры относительно того, зачем нужны ТРВ с MOP, как именно они работают и в каких ситуациях целесообразно их использовать. Чтобы прояснить этот вопрос обратимся к типам заправки термобаллонов:
1) Универсальный наполнитель (Рис. 1.)
В этом случае термобаллон ТРВ содержит тот же хладагент, что и холодильная установка. ТРВ с универсальным наполнителем наиболее часто применяются в установках, где отсутствуют ограничения по давлению и температура термобаллона всегда выше температуры термочувствительной системы. 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.
2) Адсорбционная заправка (Рис. 2.)
При таком типе заправки в термобаллоне находится поглотитель в виде твердого тела из адсорбирующеrо вещества. Коrда температура термобаллона растет (перегрев повышается), из поглощающеrо 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. Использование адсорбента создает демпфирующий эффект при регулировке, обеспечивающий медленное открытие ТРВ при повышении температуры термобаллона и быстрое закрытие при ее понижении. 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 MOP (Рис. 3.) 
Управляющий тракт с заправкой MOP содержит ограниченное количество жидкости, заливаемое в процессе изготовления ТРВ таким образом, чтобы при достижении температурой термобаллона определенной величины (называемой температурой MOP), вся жидкость, находящаяся в термобаллоне, испарилась. При превышении температуры МОР, если температура термобаллона продолжает расти, давление в термобаллоне больше не меняется, поскольку в нем больше нет жидкости. Следовательно, давление испарения ни в коем случае не может быть выше точки MOP. Поэтому при температуре выше температуры МОР, ТРВ будет закрыт больше, чем если бы он был оборудован трактом с обычной универсальной заправкой. Следовательно в установках, оборудованных ТРВ с заправкой MOP, длительность выхода на номинальный режим будет гораздо больше, чем для установок, имеющих ТРВ с обычной заправкой.
При работе установки, оснащенной термостатическим ТРВ, с температурой испарения значительно выше номинальной (например, при заморозке после оттаивания), в течение всего периода выхода на номинальный режим и перехода от повышенного давления испарения к номинальному, будет повышаться мощность, потребляемая мотором компрессора, а также количество тепла, которое выделяется на конденсаторе.
При этом отпадает необходимость в чрезвычайно сильном переразмеривании конденсатора и двигателя компрессора, себестоимость установки резко снижается. Поэтому большинство низкотемпературных установок с обычным испарителем оборудованы ТРВ с заправкой MOP.
В каких случаях используется заправка МОР?
При запуске после оттаивания давление кипения повысится на величину, которая равна приросту температуры относительно рабочей, не менее 30 К.
Предположим, что средний прирост холодопроизводительности в нашей установки составляет 4% (1С повышения температуры кипения). Таким образом, во время запуска холодопроизводительность стремительно возрастет 4х30=120%.
Чтобы предохранительное реле НД не сработало и установка продолжала функционировать в привычном режиме, необходимо чтобы конденсатор мог отдавать значительное количество тепла, передаваемое ему вместе с хладагентом до тех пор, пока давление кипения не достигнет номинального значения (рис.47.6).
Получается, что для запуска установки после размораживания необходимо, чтобы конденсатор был сильно переразмеренным относительно номинального режима.
Однако у этого способа есть и некоторые недостатки. Дело в том, что в период выхода на номинальный режим компрессор должен перекачивать больше хладагента, чем в номинальном режиме. В связи с этим потребление энергии возрастает. Таким образом, выходит, что электродвигатель также должен быть переразмеренным. А это вызывает некоторые трудности, особенно для бессальниковых и герметичных компрессоров.
Подытоживая все вышесказанное можно сказать, что при работе термостатического ТРВ в период выхода на номинальный режим (температура кипения выше номинальной), мощность, потребляемая мотором компрессора, будет повышаться. Для исключения данной опасности необходимо ограничить рост давления кипения после оттаивания.
Что же происходит с ТРВ при заправке МОР?
Получается, что ТРВ работает нормально с постоянным перегревом только ниже точки МОР (поз.1 рис.47.8). Как только точка МОР достигнута, находящаяся в термобаллоне жидкость выкипает и ТРВ больше не открывается. Это значит, что после достижения данной точки испаритель больше не может нормально подпитываться жидкостью, в связи с чем перегрев увеличивается.
Так ТРВ с обычной заправкой управляющего тракта будет поддерживать постоянный перегрев и, соответственно — его открытие.
На протяжении всего переходного режима заправка МОР препятствует поступлению жидкости в испаритель, снижая риск увеличения температуры кипения выше точки МОР.
Возьмем в качестве примера предыдущий, только на этот раз установка оснащена ТРВ с заправкой МОР, настроенной на температуру −25 С. После размораживания в такой установке давление кипения не может достигнуть величины в 0 С, а остается на уровне −25 С на протяжении всего периода выхода на номинальный режим. В данном случае прирост давления кипения относительно номинального уровня немного может превысить величину в 5 К (рост холодопроизводительности достигает 20%).
Увеличение тепловой мощности конденсатора и потребляемой мощности компрессора может снизится с 120% до 20%.
Отметим, что на протяжении всего переходного периода наполнение испарителя было ограниченным, поэтому повышенный перегрев отмечается строго до тех пор, пока давление кипения не превысит точку МОР. Таким образом, для установок с ТРВ, работающих на заправке МОР, период выхода на номинальный режим будет большим, чем для установок с обычной заправкой.
Что такое моп в трв
48. РЕГУЛЯТОРЫ ДАВЛЕНИЯ В КАРТЕРЕ
Теперь приступим к анализу вариантов
использования ТРВ с заправкой МОР:
пятствовать росту Р
тогда как нам потребуется
кипения будет постоянно оставаться явно недостаточным, что приведет к очень большому
полному температурному напору на испарителе при работе установки.
Поскольку ТРВ будет постоянно закрыт, испари-
тель окажется слабо наполненным жидкостью и
на термобаллоне будет очень высокий перегрев.
Плохое заполнение испарителя приведет к паде-
нию холодопроизводительности и температура в
холодильной камере возрастет (
метим, что регулятор давления в картере начина-
ет закрываться только при достижении темпера-
и свои функции по защите двигателя от перегруз-
ки будет выполнять лишь на начальном этапе за-
пуска 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”).
он будет стремиться к тому, чтобы предотвратить рост Р
выше величины, соответствующей этой температуре. На
номинальном режиме работы Р
будет без проблем со-
MOP), и холодопроизводительность, в отличие от преды-
дущего случая, будет вполне нормальной (
Однако, после размораживания, Р
мется выше 4 бар (то есть 0°C). При запуске компрессора
после размораживания, ТРВ с заправкой МОР будет стре-
миться поддержать температуру кипения на уровне не вы-
Таким образом, хотя установка и допускает во время выхода на режим давление 1,9 бар (-15°C),
то есть на 5 K 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 x 4 = 20% и время, необхо-
димое для достижения заданной температуры в холодильной камере, обязательно возрастет
Поэтому, вместо улучшения условий работы, ТРВ с заправкой МОР, в данном случае, вызо-
вет ненужное увеличение продолжительности выхода на номинальный режим после размо-
раживания, длительной остановки или закладки большого количества продуктов в холо-
Изучим теперь последний случай (
Предшествующие объяснения дают вам возможность при-
нять правильное решение
. Итак, перед тем, как читать дальше, подумайте еще немного.
Первый вывод: температура точки МОР должна быть всегда выше
номинальной температуры кипения.
Второй вывод: температура точки МОР не должна быть ниже тем-
Терморегулирующие вентили
Принцип работы ТРВ
Перегрев
Переохлаждение
Линия внешнего уравнивания
Наполнители
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
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
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
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 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 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).
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.
Терморегулирующие вентили (ТРВ)
Статическая характеристика ТРВ представляет собой зависимость холодопроизводительности (пропускной способности ТРВ) от перегрева.
При выборе ТРВ необходимо заботиться о том, чтобы он полностью соответствовал производительности испарителя, так как только в этом случае можно обеспечить абсолютно устойчивую работу регулируемой установки. С этой целью следует предусматривать минимальный перегрев во всем диапазоне возможной производительности испарителя. Регулирование может быть устойчивым, только если точка пересечения кривых рабочей характеристики испарителя и рабочей характеристики ТРВ соответствует рабочей точке холодопроизводительности установки.
Для многосекционных испарителей, у которых секции установлены параллельно и имеют одинаковую тепловую нагрузку, после ТРВ предусматривают распределитель жидкости. Однако наличие распределителя всегда вызывает дополнительные потери давления, в связи с чем в таких случаях необходимо использовать ТРВ не с внутренним уравновешиванием, а с наружным. Этот тип ТРВ применяется также, когда потери давления в испарителе превышают значения. В ТРВ с наружным уравновешиванием давления полость под сильфоном связана не с давлением в корпусе ТРВ, а с давлением на выходе из испарителя с помощью уравнительного трубопровода (линии). Такое устройство позволяет уравновесить потери давления в трубках распределителя и в испарителе.
Уравнительная линия выходит го специального отверстия, предусмотренного в корпусе ТРВ, а ее другой конец врезается в трубопровод всасывания. Для защиты двигателя компрессора от перегрузки, которая может возникнуть в определенных условиях, например при запуске после оттаивания, предусматривают терморегулирующий вентиль типа MOP (Maximal Operating Pressure — максимальное рабочее давление), т.е. ТРВ с ограниченным значением давления максимального открытия. Такой ТРВ может открыться только тогда, когда температура испарения (т.е. давление в испарителе) упадет ниже заданного значения точки МОР. Другими словами, в точке МОР вентиль начинает перекрывать подачу хладагента в испаритель, чтобы предотвратить рост давления испарения. Повышение температуры термобаллона выше точки МОР практически не приводит к дополнительному открытию ТРВ.
Двигатель компрессора остается защищенным до тех пор, пока давление испарения не упадет ниже заданного значения точки МОР, вследствие чего аббревиатура МОР расшифровывается иногда как «защита двигателя от перегрузки» (Motor Overload Protection). Термобаллоны ТРВ следует закреплять, как правило, на горизонтальных участках всасывающих трубопроводов. Чтобы термобаллон мог быстро реагировать на любое изменение температуры в трубопроводе, необходимо обеспечить оптимальные условия теплообмена между трубопроводом всасывания и термобаллоном ТРВ (регулирование трв).
Термобаллон всегда должен располагаться на чистом и прямолинейном участке трубопровода и прикрепляться к нему специальным хомутом. Если диаметр всасывающего трубопровода менее 22 мм, термобаллон ТРВ должен располагаться на верхнем гребне этого трубопровода, так как там влияние пленки масла, которое всегда в большем или меньшем количестве присутствует в хладагенте в виде жидких частиц, на искажение информации о величине перегрева самое незначительное. Для трубопроводов с диаметром более 22 мм характер распределения масляной пленки по внутренней поверхности всасывающей магистрали различен. Поэтому для обеспечения хорошего теплообмена между термобаллоном и всасывающим трубопроводом, необходимого для нормальной работы ТРВ, следует размещать термобаллон в точке окружности трубопровода, соответствующей значениям 10 или 14 часов на часовом циферблате, если номинальный диаметр трубопровода заключен между 22 и 50 мм, и в точке 16 или 20 часов, если номинальный диаметр трубопровода более 50 мм.
В случае когда действительно нельзя установить термобаллон на горизонтальном участке трубопровода всасывания, выход капиллярной трубки из термобаллона обязательно должен находиться вверху. С другой стороны, термобаллоны никогда не следует размещать вблизи массивных металлических частей и тем более в воздушной струе от вентилятора. Кроме того, термобаллон должен быть изолирован от любых посторонних источников тепла (в частности, от нагрева излучением). Терморегулирующие вентили нашли широкое применение в холодильных установках (холодильные камеры), работающих на углеродсодержащих хладагентах, так как в них возврат масла не является особенно проблематичным и поэтому такие установки часто оснащаются испарителями, работающими в режиме перегрева даже при высоких мощностях. Вместе с тем это не исключает существования ТРВ, специально спроектированных для работы на аммиаке.
Дроссельное (или сопловое) отверстие многих ТРВ выполняется в виде сменного вкладыша, что позволяет обеспечить новое значение его производительности простой заменой этого элемента. Терморегулирующий (силовой, управляющий) тракт ТРВ, т.е. комплекс, состоящий из верхней части ТРВ (надмембранная полость, образующая терморегулирующий элемент), капиллярной трубки и термобаллона, также иногда бывает сменным, что позволяет подобрать наилучший вариант заправки термобаллона (паровая, жидкостная или адсорбционная заправка), наиболее подходящий для конкретных условий работы данного холодильного оборудования.
Простой заменой типа заправки термобаллона иногда удается легко решить проблему пульсации («качания») иглы регулятора. Статический перегрев этого ТРВ устанавливается в заводских условиях на уровне 4 К и обычно для большинства традиционных областей использования не требует перенастройки. Если, однако, такая необходимость возникает, можно повысить или понизить перегрев, т.е. соответственно уменьшить или увеличить расход подачи хладагента, вращая в ту или иную сторону винт регулировочного штока, при этом один полный оборот винта соответствует изменению перегрева на 4 К.