Что обеспечивает терморегулирующий вентиль

Характеристики, принцип работы и монтаж терморегулирующего вентиля

В системах отопления и кондиционирования, работающих в переменных условиях окружающей среды, совершенно необходима регулировка мощности действующей установки. Это позволяет поддерживать требуемую температуру и экономить расход энергии при ее работе. В автоматическом режиме с этой задачей справляется терморегулирующий вентиль. Он контролирует поток рабочей среды, реагируя на внешние изменения температуры.

Внешний вид терморегулирующего устройства в системе охлаждения

Конструкция и принцип работы

В холодильных установках и кондиционерах используется замкнутый контур, по которому циркулирует хладагент, меняя свое агрегатное состояние в испарителе. В системах отопления нагрев осуществляется при перекачке горячей жидкости к термоэлементам. Несмотря на разработку различных альтернативных способов охлаждения и нагрева, подобная схема работы является основной.

При небольшой мощности устройства не требуется постоянная подстройка под внешние изменения. В маломощных системах охлаждения роль регулятора выполняет дроссель из капиллярной трубки. Его работа не зависит от производительности испарителей и не способен менять уровень хладагента в контуре.

В отопительных контурах устанавливаются ручные регуляторы. В них изменение потока горячей жидкости осуществляется поворотом рукоятки, опускающей или поднимающей ограничительный шток.

Устройство ручного вентиля отопления

В системах, где требуется постоянная подстройка под изменяющиеся внешние условия, регулировка мощности охлаждения или нагрева осуществляется изменением величины потока рабочей среды.

Основным регулятором силы потока является ТРВ, что означает терморегулирующий вентиль. Это устройство прямого действия. Для его работы не требуется поступление внешней энергии. Вентиль реагирует на перегрев паров, выходящих из испарителя. А он, в свою очередь, зависит от нагрузки на охладительную систему.

Дополнительным преимуществом применения терморегулирующих вентилей является некритичность системы к точному количеству заполняющего хладагента.

Внутреннее устройство регулятора показано на рисунке.

Классический терморегулирующий вентиль для систем охлаждения

Основными элементами ТРВ являются:

Совокупность диафрагмы, термобаллона и капиллярной трубки называют термоэлементом. Именно он воспринимает окружающую температуру и осуществляет регулирование подачи хладагента.

Принцип работы вентиля заключается в движении мембраны под действием трех сил:

После достижения равновесия между этими тремя силовыми составляющими диафрагма устанавливает требуемую величину потока хладагента.

Давление термобаллона = уравнивающее давление + давление пружины на мембрану.

При изменении температуры и возрастании тепловой нагрузки в испарителе увеличивается нагрев термобаллона и давление заполняющей его жидкости. Через капиллярную трубку оно передается диафрагме, в результате чего происходит открывание вентиля и увеличение подачи хладагента в испаритель.

По схожему принципу устроен и термостатический клапан радиатора отопления.

Терморегулятор для отопительных систем

В нем роль термобаллона выполняет чувствительный элемент (поплавок), расположенной в полости, заполненной жидкостью или газом. При изменении температуры происходит уменьшение или увеличение объема среды. В результате поплавок меняет свое положение, сдвигая шток, который изменяет проходное сечение клапана.

Наиболее чувствительными считаются термоэлементы, заполненные газом. Они реагируют на температурные изменения быстрее, чем жидкостные. Но и стоят они дороже.

Характеристики и виды терморегулирующих вентилей

При выборе устройства необходимо обращать внимание на следующие параметры:

Терморегулирующие вентили для охлаждения и кондиционирования различаются по виду подачи уравнивающего давления из испарителя.

Внутреннее уравнивание

Передача давления под нижний край диафрагмы происходит через проточенные зазоры вокруг штока. Этот тип вентилей используется только для однозаходных испарителей, имеющих малое гидравлическое сопротивление.

Давление хладагента на мембрану осуществляется перед его подачей в испаритель.

Внешнее уравнивание

В более совершенной системе регулирования уравнивающее давление поступает в вентиль непосредственно с выхода испарителя. Для подвода этого давления в корпусе предусмотрена дополнительная входная трубка, обеспечивающая поступление хладагента от испарителя под мембрану термоэлемента. При этом поддиафрагменная полость изолируется отдельным уплотнением от выходного давления клапана.

Схема подвода давления к термоэлементу при внешнем уравнивании

Такие регуляторы применимы для работы при любых способах охлаждения и на разных типах хладагента. Но их нельзя использовать по схеме с внутренним уравниванием. Трубка под уравнивание обязательно должна соединяться с выходом испарителя. Заглушать ее нельзя.

Способы присоединения вентилей к трубам системы:

Терморегулирующие вентили систем отопления различаются по форме в зависимости от их расположения на трубе. Прямые или осевые врезаются в ровный участок трубопровода. Угловые варианты устанавливаются в местах изгиба трубы и меняют направления движения жидкости.

Угловой термостатический вентиль с воздухоотводчиком

Особенности монтажа

Установку терморегулирующих вентилей для отопления и кондиционирования следует рассматривать отдельно, поскольку требования и рекомендации в этих случаях отличаются.

Установка в систему кондиционирования

Общий вид включения терморегулирующего устройства в схему трубопровода для холодильных установок показан на рисунке.

Типовая схема установки ТРВ в систему охлаждения

При монтаже необходимо соблюдать следующие правила:

Если нет возможности установить термобаллон на горизонтальном участке трубопровода, то допускается его крепление на вертикальной трубе. Но направление хладагента должно быть сверху вниз, а баллон закреплен капиллярной трубкой вверх.

Установка терморегулирующего вентиля в отопительных магистралях

Основным элементом централизованной системы является тепловой радиатор или конвектор. Наиболее удобно регулировать величину потока горячей жидкости в каждом устройстве отдельно.

Схема подключения терморегулирующих вентилей в системе отопления

Для надежной регулировки теплопотока на каждый радиатор устанавливаются два устройства – на входе и выходе. В однотрубных системах, где движение рабочей среды по элементам последовательное, необходима установка байпасов. Это обводные трубки, обеспечивающие функционирование магистрали в случае перекрытия или засорения одного из радиаторов.

Возможные ошибки монтажа и неисправности

Основные проблемы в работе ТРВ возникают из-за неправильного места установки самого вентиля или термобаллона. На точность регулировки могут влиять и малозначительные факторы при закреплении элементов устройства.

Возможные ошибки при монтаже ТРВ для холодильной установки

Одной из распространенных проблем является неточная передача термобаллоном требуемого давления на термоэлемент. Причиной этого может быть его плохой контакт с выходным трубопроводом испарителя. Место установки должно быть тщательно зачищено и покрыто теплопроводной пастой. Нельзя располагать термобаллон на сварных швах, соединяющих трубы.

Сам датчик должен быть изолирован, чтобы окружающий воздух не влиял на его температуру.

Полный выход терморегулирующего вентиля зачастую происходит из-за применения моделей с внутренними элементами из пластика.

Источник

Подбор терморегулирующего вентиля для кондиционеров

Терморегулирующий вентиль (ТРВ) – один из элементов, без которого работа холодильного контура невозможна. Другими словами, без ТРВ не сможет функционировать ни одна холодильная машина. Вместо ТРВ в холодильный контур может быть также установлено другое устройство с подобными функциональными свойствами. Это может быть более простая и дешевая капиллярная трубка, или более дорогой и сложный электронный терморегулирующий вентиль (ЭТРВ). Все эти приборы носят одно общее название – дросселирующие устройства. Установка в холодильный контур одного или другого дросселирующего устройства регламентируется только производителем, исходя из особенностей того или иного вида кондиционера.

Где устанавливается ТРВ

Место установки ТРВ в холодильном контуре имеет вполне определенное место. Он должен устанавливаться поближе к испарителю, а расширительный баллончик – на выходном горизонтальном участке фреонового трубопровода испарителя. Прикрепляется он очень плотно, в идеальном варианте между баллончиком и трубопроводом должна быть проложена теплопроводящая паста, а место установки – теплоизолировано.

В исключительных случаях в бытовых или полупромышленных кондиционерах дросселирующее устройство устанавливается во внешнем блоке. Это достаточно далеко от испарителя, но это исключение из правил.

На фото: Место установки ТРВ в холодильном контуре

ТРВ может регулировать проходное сечение дросселирующего отверстия. В нижней его части имеется регулировочный винт. После сборки, на фабрике ТРВ настраивают на перегрев 4°C. Если необходимо увеличить или уменьшить перегрев, то регулировочный винт следует повернуть по часовой или против часовой стрелки. Один полный оборот винта соответствует перегреву в 0.5, 2 или 4 °C, в зависимости от производителя и модели ТРВ.

Как правильно подобрать ТРВ

Независимо от оборудования, на котором устанавливается ТРВ, вентиль должен соответствовать типу заправленного холодильного агента. Если мы говорим о кондиционировании, то 99% подобного оборудования работает на R410А. В некоторых случаях в кондиционерах применяются R134А, R32 или R407C. Все эти холодильные агенты озонобезопасны. В настоящее время имеются кондиционеры, работающие на старом хладагенте R22. На поверхности ТРВ обязательно указывается тип холодильного агента, для которого предназначен данный терморегулирующий вентиль. В исключительных случаях на корпусе ТРВ может быть указано два типа холодильных агентов. Категорически запрещается устанавливать ТРВ на кондиционер, если марка холодильного агента на корпусе ТРВ не соответствует заправленному в кондиционер.

На фото: Принцип работы терморегулирующего вентиля (ТРВ)

Второй показатель, на который необходимо обратить внимание, выбирая ТРВ, — это производительность. Так как терморегулирующий вентиль устанавливается перед испарителем, то он должен быть согласован с его производительностью. Принимая во внимание справочные данные различных ТРВ, можно сказать, что у каждого из них есть фиксированный показатель производительности, которой должен соответствовать характеристиками испарителя. Конечно, точно подобрать вентиль просто невозможно, но после расчета допускается, чтобы его производительность была меньше аналогичного показателя у испарителя. В противном случае в испаритель будет поступать больше холодильного агента, что в дальнейшем неизбежно приведет к выходу из строя самого кондиционера.

Мы рассмотрели два основных параметра, по которым подбирается ТРВ. Однако существуют и другие характеристики, которыми обладают терморегулирующие вентили. Так, например, ТРВ могут быть с внешним и внутренним уравниванием, с постоянным дросселирующем отверстием или сменным отверстием, меняющейся вставкой с отверстием, а также однопоточные и реверсивные. Эти параметры терморегулирующего вентиля выбираются самим производителем.

Формулы для расчета характеристик ТРВ

Терморегулирующий вентиль кондиционера или любой другой холодильной установки может быть рассчитан более точно с применением академических формул.

Для расчета номинальной холодопроизводительности ТРВ может быть использована следующая зависимость:

где Q_о — холодопроизводительность системы, Вт;

К_ΔР — поправочный коэффициент, учитывающий потери давления;

К₁ — поправочный коэффициент, учитывающий разность значений температуры кипения.

Пример значений коэффициентов К_ΔР и К₁ для К410А приведены ниже в таблицах.

Если переохлаждение превышает 15 о С, необходима соответствующая корректировка типоразмеров составных элементов системы. На практике для компенсации эффекта переохлаждения к уже известным поправочным коэффициентам К₁ и К_ΔР добавляют еще один коэффициент, К₂.

В этом случае расчет номинальной холодопроизводительности ТРВ может быть произведен по формуле

где Q_о — холодопроизводительность системы, Вт;

К_ΔР — поправочный коэффициент, учитывающий потери давления;

К₂ — поправочный коэффициент, учитывающий переохлаждение свыше 15 о С.

Если испаритель расположен выше уровня жидкостного ресивера, то из этой разницы вычитают гидростатическое давление высоты столба соответствующей жидкости.

В этом случае для расчета ТРВ требуется знать действительный перепад давления. Для его расчета может быть использована следующая зависимость:

где Р_к — давление конденсации, определяемое по температуре конденсации, мПа;

Р_о — давление кипения, определяемое по температуре кипения, мПа;

ΔР₁ — падение давления на жидкостной линии (примерно равно 0,01 мПа);

ΔР₂ — общее падение давления на фильтре-осушителе, смотровом окне, ручном запорном вентиле и на участках изгиба (составляет приблизительно 0,02 мПа);

ΔР₃ — падение давления на вертикальном жидкостном трубопроводе, возникающее из-за разности высот при высоте 6 м (для определения данного значения необходимо воспользоваться дополнительными источниками);

ΔР₄ — падение давления в распределителе жидкости (примерно равно 0,05 мПа);

ΔР₅ — падение давления в трубах распределителя жидкости, (примерно равно 0,05 мПа).

Однако сегодня такими формулами для расчета мало кто пользуется, поскольку это занимает много времени и не исключает больших погрешностей, так как техника быстро развивается и претерпевает со временем значительные изменения. Наиболее точный расчет и подбор ТРВ возможен только при помощи специализированных программ подбора холодильной автоматики. Каждый производитель имеет такую программу, и она позволяет выбрать любой тип ТРВ под рассчитанные параметры кондиционера, такие как температура кипения, перегрев, температура конденсации, переохлаждение, температура нагнетания и т.д. Использование программ подбора полностью исключает ошибки при подборе ТРВ, если специалист строго следует рекомендациям производителя.

Источник

Терморегулирующий вентиль для систем отопления и кондиционирования

Устройство для регулирования потока горячего или холодного воздуха называется терморегулирующим вентилем (ТРВ). Применяется в современных системах отопления и кондиционирования воздуха. Это точный прибор для регулирования температуры в помещении либо контролируя степень нагрева, либо охлаждения воздуха.

Применение ТРВ

Вентиль для терморегуляции в отопительных системах и в системах кондиционирования создает баланс температуры в помещении. Охлаждение и нагревание воздуха — это всегда теплообмен между внешней средой и теплоносителем или охлаждающим агентом. Чтобы обмен был сбалансированным, вентиль автоматически регулирует поток нагретого или холодного воздуха.

Как работает ТРВ для отопления

Воздух в любом помещении может нагреваться не только за счет отопительной системы, но и от других источников тепла, не связанных с отоплением, например, от солнечных лучей из оконных проемов.

Устройство позволяет контролировать уровень нагревания воздуха, сохраняя комфортную температуру, и даже способен отсоединять отдельные батареи от тепловой магистрали.

Обратите внимание! Установка вентиля для терморегуляции автоматически создает сбалансированный температурный режим, позволяя экономить примерно в четыре раза затраты на отопление, за счет реагирования на изменение температуры окружающей среды, автоматически сокращая подачу тепла при ее повышении.

Функция ТРВ в кондиционерах

Чтобы разобраться, как работает устройство, необходимо определиться в понятии «система кондиционирования».

Как и всякая система, она состоит из взаимосвязанных элементов, которые обеспечивают процесс охлаждения температуры воздуха в помещении:

В бытовых условиях часто роль регулятора выполняет расширительная капиллярная трубка (дроссель), работающая за счет гидравлического сопротивления. Этот расширитель не требует настройки и вполне справляется с охлаждением хладагента в системах небольшой мощности: бытовых холодильниках, кондиционерах, морозильных камерах и прилавках. В дросселях уровень фреона (охлаждающего газа) остается неизменным, независимо от того, какова производительность системы, поскольку трубка не может пропустить больше хладона, не позволяет ее внутренний диаметр, поэтому их использования ограничивается приборами, где уровень мощности рассчитан специально и никак не меняется при изменении внешних условий.

Для контроля в момент появления меняющихся условий отвечает терморегулирующий вентиль (ТРВ), который регулирует количество хладагента.

Устройство и действие ТРВ

Через капиллярную трубку из термобаллона передается давление на диафрагму, которая в свою очередь запускает в действие запорный элемент, т.е закрывает или открывает клапан, пропуская хладагент в расширитель.

Пружина для регулирования уровня перегрева находится под запирающим элементом. Сила давления этой пружины изменяется за счет клапанов с внешним типом регулирования.

Давление в термобаллоне воздействует на диафрагму, вынуждая клапан открыться, а давление на пружину и уравнивающее давление, действуют в обратном направлении, заставляя клапан закрыться.

Если работа клапана проходит в нормальном режиме, действует следующая формула:

P1 = P2 + P3

В идеале, температура в термобаллоне должна находится в прямом соответствии с температурой хладагента: при увеличении перегрева на выходе (т.е когда возрастает разница между температурой кипения и температурой хладагента), количество охладителя увеличивается, если перегрев снижается, его объем уменьшается. Таким образом, прибор регулирует объем хладагента в испарителе.

Обратите внимание! Вентиль не требует особой точности заправки хладагентом в отличие от других расширителей, поскольку его основная функция дозировать количество его объема.

Типы уравнивателя

Изменение давления зависит от того, как происходит работа выравнивающего устройства. Существует два типа уравнителя:

Это важно! Выход для наружного уравнивания ТРВ должен быть соединен с выходом из испарителя, заглушать его недопустимо.

Выбор терморегулирующего вентиля

Выбирая устройство, нужно обращать внимание на следующие параметры:

Источник

Что такое терморегулирующий вентиль: принцип работы, плюсы и минусы, советы по выбору

Здравствуйте, дорогие читатели!

Бросая беглый взгляд на радиатор отопления дома или где-нибудь у друзей, на работе, мало кто замечает маленький предмет, установленный на торце батареи. А между тем это важный элемент отопительной системы — терморегулирующий вентиль (ТРВ). Именно благодаря ему поддерживаются комфортные температурные условия.

А еще экономятся деньги на обогрев. О том, что это за прибор и какие он имеет плюсы и минусы, я и хочу поговорить сегодня.

Что это такое и для чего он нужен?

Термовентиль, который также называют терморегулирующим клапаном, предназначен для ручной или автоматической регулировки подачи теплоносителя от магистрали теплоснабжения к прибору отопления. Устройство позволяет сократить или увеличить поток тепла, идущего по трубам, и поддержать необходимый температурный режим. Например, когда в комнате холодно, вентиль самостоятельно открывается. Если стало слишком жарко, он закрывается.

Назначение и область применения

Терморегулирующие клапаны разработаны для установки в любые системы отопления, работающие на жидком теплоносителе. Применяются как в жилых, так и нежилых помещениях квартир, частных домов, офисов, административных зданий. Внешне похожи на обычные отсечные краны для перекрывания воды. Монтируются на одной из труб, подходящих к радиатору, непосредственно перед ним.

Характеристики

Основные технические параметры вентилей:

Прямые терморегулирующие клапаны устанавливают, если труба подходит к коллектору отопительного прибора напрямую. Угловые вентили применяют, когда расположение магистрали и радиатора не совпадает и требуется изгиб трубопровода. Диаметры указывают на толщину стенок и то, какой объем теплоносителя может пройти через вентиль за единицу времени, а также типоразмер.

Например, в спецификации к терморегулирующему изделию могут быть указаны размеры — ½, ¼ дюйма или любой другой. Это маркировка по размерам резьбы, которая на современных вентилях дюймовая. Превышение максимальных рабочих температуры и давления в магистрали приведет к неправильной работе вентиля либо испортит его.

Из каких материалов изготавливают?

Все узлы вентиля, непосредственно контактирующие с теплоносителем, выполняются преимущественно из нержавеющей стали, бронзы либо более дешевого сплава с ней — латуни. Эти материалы хорошо выдерживают высокие температуры, давление, они устойчивы к коррозии. Детали, предназначенные для регулировки подачи теплоносителя, и корпусы электронных блоков настройки сделаны из термостойкого и износостойкого пластика.

Устройство и принцип работы

Терморегулирующие клапаны по устройству и принципу работы отличаются в зависимости от типа. Ручной вентиль имеет корпус со штоком и золотником, оказывающим воздействие на седло в проходном сечении. При повороте штока по часовой стрелке проходное сечение уменьшается, при вращении в другую сторону — увеличивается. В результате меняется поток теплоносителя, проходящий к отопительному прибору за единицу времени.

Внутри корпуса автоматического терморегулирующего клапана установлена термоголовка с термобаллоном, заполненным керосином, газом или специальной жидкостью. При нагревании вещества в термоголовке расширяются и меняют физическое состояние. Термобаллон растягивается, воздействует на шток и заставляет его двигаться, выдавливаться из сильфона. Проходное сечение перекрывается, а при остывании окружающего воздуха вновь открывается, когда термобаллон возвращается в исходное положение.

Преимущества и недостатки

Как техническое средство управления потоком теплоносителя терморегулирующий клапан имеет ряд достоинств:

К недостаткам терморегулирующего прибора отнесу:

Вентили различаются по следующим параметрам:

Срок службы

Терморегулирующий клапан для радиатора отопления служит в среднем от 7 до 10 лет, а при правильном выборе под конкретные условия, грамотной установке, регулярной прочистке — и более длительное время. Терморегулирующая арматура европейских производителей проходит обязательную сертификацию по строгим техническим требованиям и прослужит не менее 20 лет.

Советы, как выбирать

Установка терморегулирующей арматуры в квартире дома еще советской постройки будет оправдана только в том случае, если топят очень хорошо. Иначе вентиль еще больше понизит температуру, и в квартире будет недопустимо холодно. Современные новостройки утепляются по передовым технологиям, поэтому эффективность отопления в них очень высока. Здесь терморегулирующий клапан будет иметь большое практическое значение.

В частном доме, особенно с индивидуальным отоплением, без термовентиля не обойтись. Модели с ручной регулировкой подойдут для небольших домов. В двухэтажные коттеджи лучше купить автоматическую терморегулирующую арматуру: бегать с одного этажа на другой, чтобы собственноручно отрегулировать температуру в каждой комнате, — занятие весьма утомительное.

Популярные производители

Лидирующие позиции по выпуску терморегулирующей арматуры для систем отопления принадлежат датским производителям. Первое и второе место занимают Danfoss и Broen. На третьем месте — немецкий бренд Oventrop. На отечественном рынке также высоким спросом пользуется продукция Heimeir, Herz, Honeywell, MNG, Schlosser, Valtec.

От чего зависит стоимость и какова примерная цена?

То, сколько стоит вентиль, в первую очередь определяет тип терморегулирующего прибора. Клапаны с ручным управлением обойдутся дешевле автоматических. Терморегулирующая арматура с электронным управляющим блоком имеет наибольшую стоимость, зато это неотъемлемая часть современного умного дома. Цена в зависимости от бренда составляет от 1000 руб. на вентили Valtec до 3000 руб. на устройства датского производителя Danfoss.

Правила монтажа и эксплуатации

Установить терморегулирующий клапан вполне возможно и своими руками, следуя несложной схеме:

Регулировка ТРВ

Чтобы правильно отрегулировать терморегулирующий прибор, установите термометр в той зоне комнаты, где люди находятся чаще всего. Спустя 1–2 часа проверьте температуру, при необходимости переключите регулятор в сторону большего значения. Повторяйте так до тех пор, пока температурный режим в помещении не станет комфортным. В дальнейшем регулировочную ручку трогать не нужно.

Частые ошибки и проблемы при установке

Наиболее распространенная ошибка — монтаж терморегулирующего клапана без использования отсечного крана. Дело в том, что устройство не предназначено для полного перекрывания потока. Кроме этого, ТРВ придется периодически чистить, а для этого необходимо отключать подачу теплоносителя. Сделать это можно только с помощью крана.

Вторая ошибка — монтировать терморегулирующий вентиль так, что он оказывается на пересечении теплых воздушных потоков от трубы отопления либо радиатора. При таком способе установки терморегулятор перегревается, то есть получает неверные данные о температурном режиме в комнате, и понижает подачу. Исключение составляют устройства с выносным датчиком.

Советы специалистов

Несколько раз мне приходилось общаться с профессионалами по проектированию и монтажу отопления, и вот что они советуют всем, кто решил установить терморегулировочный клапан:

Заключение

Надеюсь, теперь вы стали лучше понимать, что такое терморегулирующий клапан, как с его помощью сделать условия проживания по-настоящему комфортными и при этом существенно сэкономить на отоплении. Я прощаюсь с вами, уважаемые читатели. Спасибо за внимание! Подписывайтесь на наши статьи с полезными видео и фото и делитесь ими в социальных сетях.

Источник