4.6.2 Автоматизация работы испарителей

Одним из важных процессов управления холодильной машиной является автоматическое питание испарителей по перегреву пара и по уровню жидкости в испарителе. В качестве автоматического регулятора перегрева в основном применяют ТРВ с внутренним уравниванием давления р_о (рисунок 4.30).

Рисунок 4.30 – Схема терморегулирующего вентиля с внутренним уравниванием

ТРВ установлен перед испарителем. В верхней части вентиля припаяна капиллярная трубка 7, соединяющая внутреннюю рабочую часть 6 вентиля с термобаллоном 8. Верхняя силовая часть вентиля герметична. Термобаллон плотно прикреплён к всасывающему трубопроводу, соединяющему испаритель с компрессором. Термобаллон, капилляр и пространство над мембраной при изготовлении вентиля заполняют строго дозированным количеством хладона. От донышка мембраны 5 вниз идёт шток 4 с запорным клапаном 3, который прижимается к седлу пружиной 2 с регулировочным винтом 1.

Принцип действия ТРВ основан на сравнении температуры кипения хладагента в испарителе с температурой выходящих из него паров. Сравнение производится преобразованием воспринимаемой термобаллоном температуры паров t_в в соответствующее давление р_с в силовой части прибора (см. рис. 4.30). Давление действует на мембрану сверху и стремится через шток открыть клапан 3 на большее проходное сечение. Такому перемещению клапана препятствует давление кипения хладона в испарителе р_о, действующее на мембрану снизу, а также усилие пружины F и давление р_к на клапан.

При правильном заполнении испарителя температура паров на выходе из него не должна превышать 4…7 °С. Для этого весь хладон, поданный через ТРВ в испаритель, должен выкипеть на участке от клапана 3 до точки А. Здесь температура хладона не изменяется и составляет t_о. В последних витках испарителя от точки А до термобаллона хладон, продолжая воспринимать тепло от охлаждаемого помещения, перегревается до температуры t_в  t_о. Температуру t_в воспринимает термобаллон, и в силовой системе устанавливается давление р_с. При равновесии р_с = р_о + F + р_к происходит допустимо полное заполнение испарителя хладоном, и холодильная машина работает в оптимальном режиме.

С понижением температуры в охлаждаемом помещении теплопритоки к испарителю уменьшаются. Кипение хладагента в точке А не заканчивается, а продолжается до точки Б. Путь парообразного хладагента до термобаллона сокращается, и перегрев паров уменьшается. Термобаллон воспринимает более низкую температуру, и в силовой системе устанавливается меньшее значение р_с. Под действием пружины клапан перемещается вверх, уменьшая проходное сечение вентиля и тем самым подачу хладагента в испаритель.

При меньшем количестве хладагента кипение его в испарителе заканчивается раньше, и перегрев принимает значение, близкое к первоначальному. Перемещение клапана вверх происходит до установления нового равновесия между снизившимся давлением и уменьшившимся сжатием пружины, т. е. р_с = р_о + F + р_к. Перегрев паров в испарителе регулируют поджатием пружины 2 с помощью регулировочного винта 1.

Термобаллон 8, капилляр 7 и мембрана 5 (см. рис. 4.30) являются основными элементами манометрических приборов-термостатов, которые применяются для автоматического регулирования работы дизель-генера­торных и холодильных агрегатов на рефрижераторном подвижном составе.