Регуляторы давления и температуры в холодильных системах
Конструкция и принцип работы терморегиулирующих вентилей и регуляторов давления в холодильных системах.
Конструкция – регуляторы давления в холодильных системах
Регуляторы охлаждающей воды имеют два соединения: одно для водяного контура и одно для контура охлаждения. Два водяных патрубка - по крайней мере, у небольших устройств с трубным соединением до 1 ½ дюйма - имеют внутреннюю резьбу G-дюйма, что уже давно является стандартом в водной технике. Для присоединительных размеров 2, 3 или 4 дюйма стандартными являются фланцевые соединения, приваренные к трубе встык. Соединение для стороны высокого давления холодильной системы выполнено в виде раструбного ниппеля 7/16 UNF. Он может быть подключен к системе охлаждения через медную трубку диаметром 6 мм или предварительно смонтированную капиллярную трубку с соответствующими накидными гайками. Тип "WVFX" до типоразмера 25 имеет серую регулировочную ручку напротив стороны хладагента для настройки заданного значения давления конденсации. Если эту ручку повернуть в направлении "+" (против часовой стрелки), то установочное значение увеличивается и, следовательно, увеличивается желаемое давление конденсации (или температура конденсации, так как в зоне влажного пара конденсатора давление и температура постоянны). Если, например, необходимо повысить температуру конденсации с 35 до 40 °C при использовании хладагента R404A, ручку настройки следует повернуть в направлении "+", т.е. против часовой стрелки. Напротив, поворот в направлении "-" приводит к понижению давления или температуры конденсации.
Конструкция – терморегулирующие клапаны в холодильных системах
Действие и настройка водяных клапанов с регулятором температуры точно такие же, как и у их родственников с регулятором давления. Основное отличие заключается в том, что теперь температура записывается как фактическое значение. Для этого регуляторы охлаждающей жидкости с температурным контролем (например, типа "AVTA") имеют выносной датчик, измеряющий текущую температуру. Это означает, что даже при использовании клапана "ATVA" его необходимо повернуть в направлении "+" (против часовой стрелки), чтобы увеличить значение заданного параметра, например, с 35 до 40 °C.
Размещение датчика
Измерить давление конденсации в устройстве с регулируемой температурой непросто. Если в напорном исполнении "WVFX" точка выхода контрольной линии для подключения хладагента может быть выбрана в любой точке напорной стороны холодильной системы (со стороны горячего газа или жидкости), то в температурном исполнении "ATVA" это невозможно. Таким образом, при подключении выносного датчика к линии горячего газа измеренное значение не соответствует температуре конденсации, оно гораздо выше. Это происходит потому, что хладагент здесь уже полностью газообразен и перегрет. Поэтому это место не подходит для установки датчика "AVTA". Аналогичная ситуация и с жидкостной линией, поскольку жидкий хладагент там уже переохлажден. Это означает, что фактическая температура ниже, чем значение, которое можно определить по манометру высокого давления как соотношение давления и температуры. Выход из конденсатора является более подходящим, но датчик должен быть установлен перед ресивером. Помимо проблем, описанных выше, необходимо также обеспечить хорошую теплопередачу от холодильной трубы к датчику. Особое внимание следует уделить этому моменту, если датчик устанавливается на трубу из нержавеющей стали. Нержавеющая сталь является плохим проводником тепла. Поэтому возможно, что текущая температура передается на датчик и контроллер охлаждающей жидкости "AVTA" с небольшой временной задержкой. Это приводит к более медленной характеристике регулирования и, следовательно, часто к колебаниям давления конденсации. Присоединение датчика к самой линии охлаждающей жидкости обычно не рекомендуется, поскольку в общем случае датчик должен всегда воспринимать охлаждаемую среду. Если "AVTA" действительно используется для поддержания постоянной температуры охлаждающей жидкости, то необходимо строго соблюдать следующее: чтобы обеспечить возможность повторного открытия после закрытия клапана, над регулятором охлаждающей жидкости следует установить байпас. Иначе существует риск, что регулятор охлаждающей жидкости с контролем температуры больше не откроется, так как температура в точке датчика низкая (нет необходимости открывать), и горячая жидкость больше не сможет поступать.
Диапазон температур
Диапазон регулирования также имеет решающее значение для правильного выбора регулятора температуры охлаждающей жидкости. Существуют устройства "AVTA" и "WVTS" с диапазоном регулирования от 0 до 30 °C, от 25 до 65 °C и от 50 до 90 °C. С "AVTA" есть также специальный диапазон с температурой от 10 до 80 °C. Это означает, что для стандартных холодильных систем с температурой конденсации от 30 до 55 °C рекомендуется использовать версии "AVTA" / "WVTS" для диапазона от 25 до 65 °C. От 10 до 80 °C также теоретически возможны, поскольку здесь также охватывается диапазон нормальной конденсации. Однако на практике в этом случае следует предпочесть версию 25/65, так как этот контроллер имеет лучшее разрешение регулирования из-за меньшего температурного диапазона. В случае обслуживания, т.е. при замене терморегулятора, датчик которого расположен в термогильзе, следует учитывать также диаметр датчика. Существуют версии с диаметром 9,5 и 18 мм. Как следует из исследований, регулятор охлаждающей воды с управлением по давлению в целом больше подходит для использования в компрессионных холодильных системах, чем версия с управлением по температуре. Последний больше рекомендуется для специальных применений, таких как специальные хладагенты
Устройство регулятора охлаждающей жидкости
Часто задаваемый вопрос касается расположения регулятора охлаждающей жидкости. Он может быть установлен на стороне подачи воды либо выше, либо ниже по направлению от конденсатора. В водяных системах перед регулятором охлаждающей жидкости всегда должен быть установлен фильтр грубой очистки. Это обеспечивает отфильтровывание крупных инородных частиц, находящихся в системе водоснабжения. Фильтры грубой очистки должны регулярно обслуживаться, при этом интервалы обслуживания зависят от степени загрязнения охлаждающей жидкости. По приблизительным подсчетам, техническое обслуживание должно проводиться каждые шесть месяцев. Если используется очищенная речная вода, как это часто бывает на крупных предприятиях вблизи реки, может потребоваться еще более высокая частота обслуживания. Также доступны специальные версии "WV- FX 10 - 25" из нержавеющей стали для использования более агрессивных сред, которые могут разрушить корпус стандартных контроллеров охлаждающей жидкости. Добавление антифриза или использование рассола может быть необходимо во время простоя в зимний период, чтобы избежать замерзания.
Падение давления
При определении размеров регуляторов охлаждающей жидкости с регулированием температуры и давления важную роль играют объемный расход воды и мощность регулятора охлаждающей жидкости. Это приводит к определенному падению давления, что всегда должно учитываться при определении размеров клапанов. В регуляторах охлаждающей жидкости с прямым управлением, таких как регулируемый по давлению "WVFX" или регулируемый по температуре "AVTA", основное внимание уделяется предотвращению чрезмерных перепадов давления, поскольку обе серии клапанов могут стабильно работать даже при самых малых перепадах давления. При использовании регуляторов охлаждающей жидкости с сервоприводом, таких как "WVS" (давление) и "WVTS" (температура), необходимо соблюдать не только максимальное, но и минимальное падение давления. Например, для стабильной работы "WV(T)S" требуется минимальный перепад давления воды в 0,3 бар. Если это значение не достигается при определении размеров, необходимо выбрать меньшую мощность. В противном случае клапан перейдет в нестабильный режим управления. При работе насоса не следует допускать слишком больших перепадов давления. Ориентировочным значением является падение давления значительно ниже отметки 1 бар.
Рекомендуется использовать линейный регулирующий клапан для исключения работы помпы против закрытого двухходового клапана (регулятора охлаждающей воды).В этом случае (закрытый клапан) регулирующий клапан линии позволяет воде поступать обратно в помпу через байпас. Это обеспечивает непрерывную подачу объема воды и в то же время предотвращает повреждение насоса. Если городская вода действительно поступает перед клапаном (например, при давлении воды 4 бар), а затем свободно вытекает, клапан, безусловно, может быть спроектирован меньшего размера. На практике перепад давления через клапан всегда будет составлять 4 бар.
Пригодность хладагента
В целом, регуляторы давления охлаждающей воды подходят для всех распространенных хладагентов HFC и HCFC, при условии, что диапазон регулирования при допустимом рабочем избыточном давлении соответствует критериям проектирования всей системы. Например, "WVFX 15" имеет допустимое рабочее избыточное давление 26,4 бар для соединения хладагента и, таким образом, подходит для системы с хладагентом R407C и максимальным рабочим давлением, например, 25 бар. При заданном значении 40 °C (температура точки росы) на стороне высокого давления холодильной системы это соответствует показаниям манометра, приблизительно 14 бар. "WVFX 15" выпускается с двумя различными диапазонами регулирования: избыточное давление от 3,5 до 16 бар и избыточное давление от 4 до 23 бар ( по манометру). В описанном случае подходит вариант с избыточным давлением от 3,5 до 16 бар. Для той же системы, работающей при конденсации 50 °C, это будет вариант с избыточным давлением от 4 до 23 бар, поскольку температура точки росы при конденсации 50 °C соответствует рабочему давлению около 19 бар. Однако последний пример скорее теоретический, так как системы с водяным охлаждением конденсаторов обычно работают при более низкой температуре конденсации, чем системы с воздушным охлаждением. В системах с водяным охлаждением температура конденсации от 30 до 40 °C считается стандартной даже летом. В системах с воздушным охлаждением это значение часто на 10 К выше. Для особо высоких давлений существуют также специальные версии "WVFX 10 - 25" с максимально допустимым рабочим давлением до 45,2 бар и рабочим диапазоном избыточного давления от 15 до 29 бар. Эти блоки подходят для хладагентов R410A или R744 (CO2) в докритическом режиме.