Tepelný expanzní ventil, kapilární trubice, elektronický expanzní ventil, tři důležitá škrticí zařízení

Tepelný expanzní ventil, kapilární trubice, elektronický expanzní ventil, tři důležitá škrticí zařízení

Škrtící mechanismus je jednou z důležitých součástí chladicího zařízení. Jeho funkcí je snížit nasycenou kapalinu (nebo podchlazenou kapalinu) pod kondenzačním tlakem v kondenzátoru nebo kapalinovém sběrači na odpařovací tlak a odpařovací teplotu po škrcení. Průtok chladiva vstupujícího do výparníku se upravuje podle změny zatížení. Mezi běžně používaná škrticí zařízení patří kapilární trubice, tepelné expanzní ventily a plovákové ventily.

Pokud je množství kapaliny dodávané škrticím mechanismem do výparníku příliš velké v porovnání se zatížením výparníku, část kapalného chladiva vstoupí do kompresoru spolu s plynným chladivem, což způsobí mokrou kompresi nebo nehody způsobené kapalinovým rázem.

Naopak, pokud je množství dodávané kapaliny příliš malé ve srovnání s tepelným zatížením výparníku, část teplosměnné plochy výparníku nebude schopna plně fungovat a sníží se i odpařovací tlak; a chladicí kapacita systému se sníží, chladicí koeficient se sníží a teplota výtlačného potrubí kompresoru se zvýší, což ovlivňuje normální mazání kompresoru.

Když chladicí kapalina prochází malým otvorem, část statického tlaku se přemění na dynamický tlak a průtok se prudce zvýší, čímž se stává turbulentním prouděním. Kapalina se naruší, třecí odpor se zvýší a statický tlak se sníží, takže kapalina může dosáhnout účelu snížení tlaku a regulace průtoku.

Škrcení je jedním ze čtyř hlavních procesů, které jsou nezbytné pro kompresní chladicí cyklus.

Škrticí mechanismus má dvě funkce:

Jedním z nich je škrcení a odtlakování kapalného chladiva pod vysokým tlakem vycházejícího z kondenzátoru na odpařovací tlak.

Druhým je úprava množství chladicí kapaliny vstupující do výparníku podle změn zatížení systému.

1. Tepelný expanzní ventil

Tepelný expanzní ventil se široce používá v chladicích systémech s freonem. Díky funkci mechanismu snímání teploty se automaticky mění se změnou teploty chladiva na výstupu z výparníku, čímž se dosáhne cíle úpravy množství dodávaného chladiva.

Většina tepelných expanzních ventilů má před opuštěním továrny nastaveno přehřátí na 5 až 6 °C. Konstrukce ventilu zajišťuje, že když se přehřátí zvýší o další 2 °C, ventil je v plně otevřené poloze. Když je přehřátí přibližně 2 °C, expanzní ventil se zavře. Nastavovací pružina pro regulaci přehřátí má rozsah nastavení 3 až 6 °C.

Obecně řečeno, čím vyšší je stupeň přehřátí nastavený tepelným expanzním ventilem, tím nižší je tepelná absorpční kapacita výparníku, protože zvyšující se stupeň přehřátí zabírá značnou část teplosměnné plochy na konci výparníku, takže zde může dojít k přehřátí nasycené páry. Ta zabírá část teplosměnné plochy výparníku, takže plocha odpařování chladiva a absorpce tepla je relativně menší, to znamená, že plocha výparníku není plně využita.

Pokud je však stupeň přehřátí příliš nízký, může se kapalné chladivo dostat do kompresoru, což vede k nepříznivému jevu kapalinového rázu. Regulace přehřátí by proto měla být vhodná, aby se zajistilo dostatečné množství chladiva do výparníku a zároveň se zabránilo vniknutí kapalného chladiva do kompresoru.

Tepelně expanzní ventil se skládá hlavně z tělesa ventilu, teplotního senzoru a kapilární trubice. Existují dva typy tepelně expanzních ventilů: s vnitřním vyvážením a s vnějším vyvážením, které se liší metodou membránového vyvážení.

Vnitřně vyvážený tepelný expanzní ventil

Vnitřně vyvážený tepelně expanzní ventil se skládá z tělesa ventilu, tlačné tyče, sedla ventilu, jehly ventilu, pružiny, regulační tyče, teplotní snímací baňky, spojovací trubice, snímací membrány a dalších součástí.

Externě vyvážený tepelně expanzní ventil

Rozdíl mezi externě vyváženým tepelným expanzním ventilem a interně vyváženým ventilem v konstrukci a instalaci spočívá v tom, že prostor pod membránou externího vyvažovacího ventilu není spojen s výstupem ventilu, ale k výstupu výparníku se používá vyvažovací trubka o malém průměru. Tímto způsobem tlak chladiva působícího na spodní stranu membrány není na vstupu do výparníku po škrcení Po, ale tlak Pc na výstupu z výparníku. Když je síla membrány vyvážená, je Pg = Pc + Pw. Stupeň otevření ventilu není ovlivněn odporem proudění ve výparníku, čímž se překonají nedostatky interně vyváženého ventilu. Externě vyvážený ventil se používá nejčastěji v případech, kdy je odpor výparníku velký.

Stupeň přehřátí páry při uzavřeném expanzním ventilu se obvykle nazývá stupeň přehřátí při zavření a stupeň přehřátí při zavření se také rovná stupni přehřátí při otevření otvoru ventilu. Přehřátí při zavření souvisí s předpětím pružiny, které lze nastavit nastavovací pákou.

Přehřátí, když je pružina nastavena do nejvolnější polohy, se nazývá minimální přehřátí v uzavřené poloze; naopak přehřátí, když je pružina nastavena do nejtěsnější polohy, se nazývá maximální přehřátí v uzavřené poloze. Obecně platí, že minimální stupeň přehřátí expanzního ventilu v uzavřené poloze není vyšší než 2 °C a maximální stupeň přehřátí v uzavřené poloze není nižší než 8 °C.

U interního vyvažovacího tepelného expanzního ventilu působí odpařovací tlak pod membránou. Pokud je odpor výparníku relativně velký, dojde při proudění chladiva v některých výparnících k velké ztrátě odporu proudění, což vážně ovlivní tepelný expanzní ventil. Zvyšuje se pracovní výkon výparníku, což má za následek zvýšení stupně přehřátí na výstupu z výparníku a nepřiměřené využití teplosměnné plochy výparníku.

U externě vyvážených tepelných expanzních ventilů je tlak působící pod membránou výstupní tlak výparníku, nikoli odpařovací tlak, a situace se tak zlepšuje.

2. Kapilára

Kapilára je nejjednodušší škrticí zařízení. Kapilára je velmi tenká měděná trubice o specifické délce a její vnitřní průměr je obvykle 0,5 až 2 mm.

Vlastnosti kapiláry jako škrticího zařízení

(1) Kapilára je vytažena z červené měděné trubice, která se snadno vyrábí a je levná;

(2) Nejsou zde žádné pohyblivé části a není snadné způsobit poruchu a únik;

(3) Má vlastnosti samokompenzace,

(4) Po zastavení chladicího kompresoru se tlak na straně vysokého tlaku a tlak na straně nízkého tlaku v chladicím systému rychle vyrovná. Po opětovném spuštění se motor chladicího kompresoru spustí.

3. Elektronický expanzní ventil

Elektronický expanzní ventil je rychlovýměnný typ, který se používá v inteligentně řízených invertorových klimatizacích. Výhody elektronického expanzního ventilu jsou: velký rozsah nastavení průtoku; vysoká přesnost regulace; vhodný pro inteligentní regulaci; vhodný pro rychlé změny průtoku chladiva s vysokou účinností.

Výhody elektronických expanzních ventilů

Velký rozsah nastavení průtoku;

Vysoká přesnost řízení;

Vhodné pro inteligentní ovládání;

Lze použít pro rychlé změny průtoku chladiva s vysokou účinností.

Otevírání elektronického expanzního ventilu lze přizpůsobit rychlosti kompresoru tak, aby množství chladiva dodávaného kompresorem odpovídalo množství kapaliny dodávané ventilem, a tím se maximalizuje kapacita výparníku a dosahuje se optimální regulace klimatizačního a chladicího systému.

Použití elektronického expanzního ventilu může zlepšit energetickou účinnost invertorového kompresoru, dosáhnout rychlého nastavení teploty a zlepšit sezónní energetickou účinnost systému. U vysoce výkonných invertorových klimatizací je nutné jako škrticí prvky použít elektronické expanzní ventily.

Struktura elektronického expanzního ventilu se skládá ze tří částí: detekční, řídicí a prováděcí. Podle způsobu pohonu jej lze rozdělit na elektromagnetický a elektrický. Elektrický typ se dále dělí na přímočinný a zpomalovací. Krokový motor s jehlovým ventilem je přímočinný a krokový motor s jehlovým ventilem přes reduktor je zpomalovací.