Zawór rozprężny termiczny, rurka kapilarna, elektroniczny zawór rozprężny, trzy ważne urządzenia dławiące

Zawór rozprężny termiczny, rurka kapilarna, elektroniczny zawór rozprężny, trzy ważne urządzenia dławiące

Mechanizm dławiący jest jednym z ważnych elementów urządzenia chłodniczego. Jego funkcją jest obniżenie ciśnienia cieczy nasyconej (lub przechłodzonej) pod ciśnieniem skraplania w skraplaczu lub zbiorniku cieczy do ciśnienia parowania i temperatury parowania po dławieniu. W zależności od zmiany obciążenia, przepływ czynnika chłodniczego wpływającego do parownika jest regulowany. Do powszechnie stosowanych urządzeń dławiących należą rurki kapilarne, zawory rozprężne i zawory pływakowe.

Jeżeli ilość cieczy dostarczanej przez mechanizm dławiący do parownika jest zbyt duża w porównaniu do obciążenia parownika, część ciekłego czynnika chłodniczego przedostanie się do sprężarki razem z gazowym czynnikiem chłodniczym, powodując sprężanie na mokro lub uderzenie hydrauliczne.

Z drugiej strony, jeśli ilość dostarczanej cieczy jest zbyt mała w porównaniu z obciążeniem cieplnym parownika, część powierzchni wymiany ciepła parownika nie będzie mogła w pełni funkcjonować, a nawet ciśnienie parowania zostanie zmniejszone. A wydajność chłodzenia układu ulegnie zmniejszeniu, współczynnik chłodzenia ulegnie obniżeniu, a temperatura wylotowa sprężarki wzrośnie, co wpłynie na normalne smarowanie sprężarki.

Gdy płyn chłodniczy przepływa przez mały otwór, część ciśnienia statycznego zamienia się w ciśnienie dynamiczne, a natężenie przepływu gwałtownie wzrasta, stając się przepływem turbulentnym. Płyn jest zaburzany, opór tarcia wzrasta, a ciśnienie statyczne maleje, dzięki czemu płyn może osiągnąć cel zmniejszenia ciśnienia i regulacji przepływu.

Dławienie jest jednym z czterech głównych procesów niezbędnych w cyklu chłodzenia sprężarkowego.

Mechanizm dławienia ma dwie funkcje:

Jednym z nich jest dławienie i obniżanie ciśnienia czynnika chłodniczego pod wysokim ciśnieniem wypływającego ze skraplacza do ciśnienia parowania

Drugim sposobem jest dostosowanie ilości czynnika chłodniczego wprowadzanego do parownika w zależności od zmian obciążenia układu.

1. Zawór rozprężny termiczny

Zawór rozprężny termiczny jest szeroko stosowany w układach chłodniczych z freonem. Dzięki mechanizmowi pomiaru temperatury, automatycznie dostosowuje się do zmian temperatury czynnika chłodniczego na wylocie z parownika, regulując w ten sposób ilość dostarczanego czynnika chłodniczego.

Większość zaworów rozprężnych ma fabrycznie ustawione przegrzanie na 5–6°C. Konstrukcja zaworu zapewnia, że ​​po wzroście przegrzania o kolejne 2°C zawór jest całkowicie otwarty. Gdy przegrzanie osiągnie około 2°C, zawór rozprężny jest zamknięty. Sprężyna regulacyjna do regulacji przegrzania ma zakres regulacji 3–6°C.

Ogólnie rzecz biorąc, im wyższy stopień przegrzania ustawiony przez zawór rozprężny, tym mniejsza zdolność absorpcji ciepła przez parownik, ponieważ wzrost stopnia przegrzania pochłania znaczną część powierzchni wymiany ciepła w tylnej części parownika, co umożliwia przegrzanie pary nasyconej. Zajmuje ona część powierzchni wymiany ciepła parownika, przez co powierzchnia parowania i absorpcji ciepła czynnika chłodniczego jest stosunkowo ograniczona, co oznacza, że ​​powierzchnia parownika nie jest w pełni wykorzystana.

Jednakże, jeśli stopień przegrzania jest zbyt niski, ciekły czynnik chłodniczy może przedostać się do sprężarki, powodując niekorzystne zjawisko uderzenia hydraulicznego. Dlatego regulacja przegrzania powinna być odpowiednia, aby zapewnić dopływ odpowiedniej ilości czynnika chłodniczego do parownika, jednocześnie zapobiegając przedostawaniu się ciekłego czynnika chłodniczego do sprężarki.

Zawór rozprężny składa się głównie z korpusu zaworu, czujnika temperatury i kapilary. Istnieją dwa rodzaje zaworów rozprężnych: z wewnętrznym wyważeniem i z zewnętrznym wyważeniem, w zależności od metody wyważenia membrany.

Zawór rozprężny termiczny z wewnętrznym wyważeniem

Wewnętrznie zrównoważony zawór rozprężny składa się z korpusu zaworu, pręta popychającego, gniazda zaworu, iglicy zaworu, sprężyny, pręta regulacyjnego, bańki czujnika temperatury, rurki łączącej, membrany czujnikowej i innych elementów.

Zawór rozprężny zewnętrznie zrównoważony

Różnica między zaworem rozprężnym z zewnętrznym wyrównoważeniem a zaworem z wewnętrznym wyrównoważeniem pod względem konstrukcji i instalacji polega na tym, że przestrzeń pod membraną zaworu równoważącego nie jest połączona z wylotem zaworu, ale do połączenia z wylotem parownika używana jest rura równoważąca o małej średnicy. W ten sposób ciśnienie czynnika chłodniczego działające na dolną stronę membrany nie jest równe Po na wlocie do parownika po dławieniu, lecz ciśnieniu Pc na wylocie z parownika. Gdy siła membrany jest zrównoważona, wynosi Pg = Pc + Pw. Stopień otwarcia zaworu nie jest zależny od oporu przepływu w wężownicy parownika, co eliminuje wady zaworu z wewnętrznym wyrównoważeniem. Zawór z zewnętrznym wyrównoważeniem jest stosowany głównie w sytuacjach, gdy opór wężownicy parownika jest duży.

Zwykle stopień przegrzania pary przy zamkniętym zaworze rozprężnym nazywany jest stopniem przegrzania przy zamkniętym zaworze, a stopień przegrzania przy zamkniętym zaworze jest również równy stopniowi przegrzania przy otwartym zaworze, gdy otwór zaworu zaczyna się otwierać. Przegrzanie przy zamykaniu zaworu jest związane z napięciem wstępnym sprężyny, które można regulować za pomocą dźwigni regulacyjnej.

Przegrzanie przy najluźniejszej sprężynie nazywa się minimalnym przegrzaniem zamkniętym; natomiast przegrzanie przy najciaśniejszej sprężynie nazywa się maksymalnym przegrzaniem zamkniętym. Zasadniczo minimalny stopień przegrzania zamkniętego zaworu rozprężnego nie przekracza 2°C, a maksymalny stopień przegrzania zamkniętego nie jest mniejszy niż 8°C.

W przypadku wewnętrznego zaworu rozprężnego z wyrównaniem ciśnienia, ciśnienie parowania działa pod membraną. Jeśli opór parownika jest stosunkowo duży, wystąpią duże straty oporu przepływu podczas przepływu czynnika chłodniczego w niektórych parownikach, co poważnie wpłynie na działanie zaworu rozprężnego. Wydajność robocza parownika wzrasta, co skutkuje wzrostem stopnia przegrzania na wylocie z parownika i nieracjonalnym wykorzystaniem powierzchni wymiany ciepła parownika.

W przypadku zewnętrznie zrównoważonych zaworów rozprężnych, ciśnienie działające pod membraną jest ciśnieniem wylotowym parownika, a nie ciśnieniem parowania, co poprawia sytuację.

2. Włośniczkowe

Kapilara to najprostszy element dławiący. Kapilara to bardzo cienka miedziana rurka o określonej długości, której średnica wewnętrzna wynosi zazwyczaj od 0,5 do 2 mm.

Cechy kapilary jako urządzenia dławiącego

(1) Kapilara jest wyciągana z czerwonej rurki miedzianej, która jest łatwa w produkcji i tania;

(2) Nie ma żadnych ruchomych części, więc nie jest łatwo spowodować awarię lub wyciek;

(3) Posiada cechy samokompensacji,

(4) Po zatrzymaniu pracy sprężarki chłodniczej możliwe jest szybkie wyrównanie ciśnienia po stronie wysokiego ciśnienia i ciśnienia po stronie niskiego ciśnienia w układzie chłodniczym. Po ponownym uruchomieniu sprężarki uruchamia się silnik sprężarki chłodniczej.

3. Elektroniczny zawór rozprężny

Elektroniczny zawór rozprężny to zawór typu speed, stosowany w inteligentnie sterowanych klimatyzatorach inwerterowych. Zalety elektronicznego zaworu rozprężnego to: szeroki zakres regulacji przepływu; wysoka dokładność sterowania; możliwość inteligentnego sterowania; możliwość szybkich zmian przepływu czynnika chłodniczego o wysokiej wydajności.

Zalety elektronicznych zaworów rozprężnych

Duży zakres regulacji przepływu;

Wysoka precyzja sterowania;

Nadaje się do inteligentnego sterowania;

Można go stosować przy szybkich zmianach przepływu czynnika chłodniczego, zapewniając wysoką wydajność.

Otwarcie elektronicznego zaworu rozprężnego można dostosować do prędkości sprężarki, tak aby ilość czynnika chłodniczego dostarczanego przez sprężarkę odpowiadała ilości cieczy dostarczanej przez zawór. Dzięki temu można zmaksymalizować wydajność parownika i osiągnąć optymalną kontrolę układu klimatyzacji i chłodzenia.

Zastosowanie elektronicznego zaworu rozprężnego może poprawić efektywność energetyczną sprężarki inwerterowej, umożliwić szybką regulację temperatury i poprawić sezonowy współczynnik efektywności energetycznej systemu. W przypadku klimatyzatorów inwerterowych dużej mocy, elektroniczne zawory rozprężne muszą być stosowane jako elementy dławiące.

Elektroniczny zawór rozprężny składa się z trzech części: detekcji, sterowania i wykonania. Ze względu na sposób sterowania, zawór można podzielić na elektromagnetyczny i elektryczny. Zawór elektryczny dzieli się na typ bezpośredniego działania i typ zwalniający. Silnik krokowy z igłą zaworu jest typem bezpośredniego działania, a silnik krokowy z igłą zaworu poprzez reduktor przekładniowy jest typem zwalniającym.