Tepelný expanzný ventil, kapilárna trubica, elektronický expanzný ventil, tri dôležité škrtiace zariadenia

Tepelný expanzný ventil, kapilárna trubica, elektronický expanzný ventil, tri dôležité škrtiace zariadenia

Škrtiaci mechanizmus je jednou z dôležitých súčastí chladiaceho zariadenia. Jeho funkciou je znížiť nasýtenú kvapalinu (alebo podchladenú kvapalinu) pod kondenzačným tlakom v kondenzátore alebo kvapalinovom zberači na odparovací tlak a teplotu odparovania po škrtení. Prietok chladiva vstupujúceho do výparníka sa upravuje podľa zmeny zaťaženia. Medzi bežne používané škrtiace zariadenia patria kapilárne trubice, tepelné expanzné ventily a plavákové ventily.

Ak je množstvo kvapaliny dodávanej škrtiacim mechanizmom do výparníka príliš veľké v porovnaní so zaťažením výparníka, časť chladiacej kvapaliny vstúpi do kompresora spolu s plynným chladivom, čo spôsobí mokrú kompresiu alebo nehody spôsobené kvapalinným rázom.

Naopak, ak je množstvo privádzanej kvapaliny príliš malé v porovnaní s tepelným zaťažením výparníka, časť plochy výmeny tepla výparníka nebude schopná plne fungovať a dokonca sa zníži aj odparovací tlak; a chladiaca kapacita systému sa zníži, chladiaci koeficient sa zníži a teplota výtlačného potrubia kompresora sa zvýši, čo ovplyvňuje normálne mazanie kompresora.

Keď chladiaca kvapalina prechádza malým otvorom, časť statického tlaku sa premení na dynamický tlak a prietok sa prudko zvýši, čím sa stáva turbulentným prúdením, kvapalina sa naruší, trecí odpor sa zvýši a statický tlak sa zníži, takže kvapalina môže dosiahnuť účel zníženia tlaku a regulácie prietoku.

Škrtenie je jedným zo štyroch hlavných procesov nevyhnutných pre cyklus kompresného chladenia.

Škrtiaci mechanizmus má dve funkcie:

Jedným z nich je škrtenie a zníženie tlaku vysokotlakového kvapalného chladiva vychádzajúceho z kondenzátora na tlak odparovania.

Druhým je nastavenie množstva chladiacej kvapaliny vstupujúcej do výparníka podľa zmien zaťaženia systému.

1. Tepelný expanzný ventil

Tepelný expanzný ventil sa široko používa v chladiacich systémoch s freónom. Vďaka funkcii mechanizmu snímania teploty sa automaticky mení so zmenou teploty chladiva na výstupe z výparníka, aby sa dosiahlo nastavenie množstva privádzaného chladiva.

Väčšina tepelných expanzných ventilov má pred opustením továrne nastavené prehriatie na 5 až 6 °C. Konštrukcia ventilu zabezpečuje, že keď sa prehriatie zvýši o ďalšie 2 °C, ventil je v úplne otvorenej polohe. Keď je prehriatie približne 2 °C, expanzný ventil sa zatvorí. Nastavovacia pružina na reguláciu prehriatia má rozsah nastavenia 3～6 ℃.

Vo všeobecnosti platí, že čím vyšší je stupeň prehriatia nastavený tepelným expanzným ventilom, tým nižšia je tepelná absorpčná kapacita výparníka, pretože zvýšenie stupňa prehriatia zaberá značnú časť teplonosnej plochy na konci výparníka, takže sa tu môže prehriať nasýtená para. Zaberá časť teplonosnej plochy výparníka, takže plocha odparovania chladiva a absorpcie tepla je relatívne znížená, to znamená, že plocha výparníka nie je plne využitá.

Ak je však stupeň prehriatia príliš nízky, kvapalné chladivo sa môže dostať do kompresora, čo vedie k nepriaznivému javu kvapalinového rázu. Preto by regulácia prehriatia mala byť vhodná, aby sa zabezpečilo dostatočné množstvo chladiva vstupujúceho do výparníka a zároveň sa zabránilo vstupu kvapalného chladiva do kompresora.

Tepelný expanzný ventil sa skladá hlavne z telesa ventilu, teplotného senzora a kapilárnej trubice. Existujú dva typy tepelných expanzných ventilov: s vnútorným vyvážením a s vonkajším vyvážením podľa rôznych metód membránového vyváženia.

Vnútorne vyvážený tepelný expanzný ventil

Vnútorne vyvážený tepelný expanzný ventil sa skladá z telesa ventilu, tlačnej tyče, sedla ventilu, ihly ventilu, pružiny, regulačnej tyče, teplotnej snímacej žiarovky, spojovacej trubice, snímacej membrány a ďalších komponentov.

Externe vyvážený tepelný expanzný ventil

Rozdiel medzi externým vyvažovacím tepelným expanzným ventilom a interným vyvažovacím ventilom v konštrukcii a inštalácii spočíva v tom, že priestor pod membránou externého vyvažovacieho ventilu nie je spojený s výstupom ventilu, ale na pripojenie k výstupu výparníka sa používa vyvažovacia rúrka s malým priemerom. Týmto spôsobom tlak chladiva pôsobiaci na spodnú stranu membrány nie je Po na vstupe do výparníka po škrtení, ale tlak Pc na výstupe z výparníka. Keď je sila membrány vyvážená, je Pg = Pc + Pw. Stupeň otvorenia ventilu nie je ovplyvnený odporom prúdenia vo výparníkovej cievke, čím sa prekonávajú nedostatky interného vyvažovacieho ventilu. Externý vyvažovací ventil sa používa najmä v prípadoch, keď je odpor výparníkovej cievky veľký.

Stupeň prehriatia pary pri zatvorenom expanznom ventile sa zvyčajne nazýva stupeň prehriatia pri zatvorenom stave a stupeň prehriatia pri zatvorenom stave sa rovná stupňu prehriatia pri otvorenom stave, keď sa otvor ventilu začne otvárať. Prehriatie pri zatvorení súvisí s predpätím pružiny, ktoré je možné nastaviť nastavovacou pákou.

Prehriatie, keď je pružina nastavená do najvoľnejšej polohy, sa nazýva minimálne prehriatie v zatvorenom stave; naopak, prehriatie, keď je pružina nastavená do najväčšieho napätia, sa nazýva maximálne prehriatie v zatvorenom stave. Vo všeobecnosti minimálny stupeň prehriatia expanzného ventilu v zatvorenom stave nepresahuje 2 °C a maximálny stupeň prehriatia v zatvorenom stave nepresahuje 8 °C.

V prípade interného vyvažovacieho tepelného expanzného ventilu pôsobí odparovací tlak pod membránou. Ak je odpor výparníka relatívne veľký, pri prúdení chladiva v niektorých výparníkoch dôjde k veľkej strate prietokového odporu, čo vážne ovplyvní tepelný expanzný ventil. Zvyšuje sa pracovný výkon výparníka, čo vedie k zvýšeniu stupňa prehriatia na výstupe z výparníka a k neprimeranému využitiu teplonosnej plochy výparníka.

Pri externe vyvážených tepelných expanzných ventiloch je tlak pôsobiaci pod membránou výstupný tlak výparníka, nie odparovací tlak, a situácia sa zlepšuje.

2. Kapilára

Kapilára je najjednoduchšie škrtiace zariadenie. Kapilára je veľmi tenká medená trubica so špecifikovanou dĺžkou a jej vnútorný priemer je zvyčajne 0,5 až 2 mm.

Vlastnosti kapiláry ako škrtiaceho zariadenia

(1) Kapilára je vytiahnutá z červenej medenej trubice, ktorá sa ľahko vyrába a je lacná;

(2) Neexistujú žiadne pohyblivé časti a nie je ľahké spôsobiť poruchu a únik;

(3) Má vlastnosti samokompenzácie,

(4) Po zastavení chladiaceho kompresora sa tlak na strane vysokého tlaku a tlak na strane nízkeho tlaku v chladiacom systéme rýchlo vyrovná. Po opätovnom spustení sa motor chladiaceho kompresora spustí.

3. Elektronický expanzný ventil

Elektronický expanzný ventil je rýchlostný typ, ktorý sa používa v inteligentne riadených invertorových klimatizáciách. Výhody elektronického expanzného ventilu sú: veľký rozsah nastavenia prietoku; vysoká presnosť regulácie; vhodný pre inteligentné riadenie; vhodný pre rýchle zmeny prietoku chladiva s vysokou účinnosťou.

Výhody elektronických expanzných ventilov

Veľký rozsah nastavenia prietoku;

Vysoká presnosť riadenia;

Vhodné pre inteligentné ovládanie;

Možno použiť pri rýchlych zmenách prietoku chladiva s vysokou účinnosťou.

Otvorenie elektronického expanzného ventilu je možné prispôsobiť rýchlosti kompresora tak, aby množstvo chladiva dodávaného kompresorom zodpovedalo množstvu kvapaliny dodávanej ventilom, čím sa maximalizuje kapacita výparníka a dosiahne sa optimálne riadenie klimatizačného a chladiaceho systému.

Použitie elektronického expanzného ventilu môže zlepšiť energetickú účinnosť invertorového kompresora, dosiahnuť rýchle nastavenie teploty a zlepšiť sezónny pomer energetickej účinnosti systému. Pri vysokovýkonných invertorových klimatizáciách sa musia ako škrtiace komponenty použiť elektronické expanzné ventily.

Štruktúra elektronického expanzného ventilu pozostáva z troch častí: detekčnej, riadiacej a vykonávacej. Podľa spôsobu pohonu sa delí na elektromagnetický a elektrický typ. Elektrický typ sa ďalej delí na priamočinný a spomaľovací. Krokový motor s ihlou ventilu je priamočinný a krokový motor s ihlou ventilu cez reduktor je spomaľovací.