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.
4.6.3 Автоматическое поддержание температурного режима
в грузовых помещениях
Для установления необходимого температурного режима в грузовом помещении рефрижераторного транспортного или складского модуля и автоматического поддержания его в заданных пределах служит прессостат - терморегулятор, устройство которого показано на рисунке 4.31.
Рисунок 4.31 – Устройство прессостата
Прессостат устанавливают на всасывающем трубопроводе между испарителем и компрессором. Он состоит из поршня 1, жёстко связанного с ним штока 2, пружины 4, рукоятки 5, двух электрических контактов: подвижного 6 и неподвижного 7.
Поршень находится в колене 3, соединённом со всасывающим трубопроводом 8. При давлении р о, большем чем сила закручивания пружины 4, поршень находится в крайнем верхнем положении. При этом контакты 6 и 7 замкнуты. Компрессор включён и отсасывает пары хладона из испарителя. В процессе отсасывания паров давление р о понижается, становится меньше, чем сила закручивания пружины. Поршень с подвижным контактом перемещается в крайнее нижнее положение, и компрессор выключается.
Вследствие продолжающегося кипения хладона в испарителе его удельный объём увеличивается, давление р о снова начнёт расти. Контакты 6 и 7 замкнутся, компрессор начнёт отсасывать пары хладона из испарителя. Цикл повторяется.
Ход поршня ограничивается специальными упорами, которые могут регулироваться. Сила воздействия пружины на поршень регулируется рукояткой 5. При установке рукоятки в положение «холод» сила закручивания пружины уменьшается. Следовательно, в зоне испарителя установится меньшее давление р о, а значит и пониженная температура кипения хладона.
Таким образом, прессостат-терморегулятор поддерживает на требуемом уровне давление кипения в испарителе путём управления количеством хладагента, направляющегося в испаритель.