Elektroninis termoreguliacinis išsiplėtimo vožtuvas - TRV
Kas tai yra termoreguliacinis freono išsiplėtimo vožtuvas?
Tipinė Karno ciklu veikianti šaldymo / šildymo mašina susideda iš 4 pagrindinių komponentų - kompresoriaus, kondensatoriaus, išsiplėtimo vožtuvo ir garintuvo.
1. Kompresorius spaudžia freoną (ar kitą šaldymo agentą - CO2, amoniaką, propaną ir pan.) taip sukurdamas karštas, aukšto slėgio, sočiąsias dujas.
2. Kondensatoriuje vyksta fazės virsmas ir sočiosios dujos kondensuojasi į skystą, aukšto slėgio freoną. Tokiu būdu kondensatoriuje atiduodama iš šaldomo objekto paimta šiluma.
3. Termoreguliacinis freono išsiplėtimo vožtuvas droseliuoja aukšto slėgio skystį iki žemo slėgio freono garų - vyksta freono išpurškimas į garintuvą.
4. Į garintuvą patekęs skystas freonas verda - atima šilumą iš šaldomo objekto ir vėl keliauja į kompresorių pakartotinam suspaudimui.
Termoreguliacinis freono išsiplėtimo vožtuvas stengiasi palaikyti optimalų freono perkaitimą garintuve palaikydamas tam tikrą freono virimo slėgį lyginant su išeinančio iš garintuvo freono temperatūra. Kam viso to reikia? Optimalus freono perkaitimas garintuve yra 5-10 Kelvinai. Mažiau negu 5 Kelvinus perkaitęs freonas yra pavojingas kompresoriui kadangi yra didelė tikimybė, jog į kompresorių grįš skysto, o ne dujinio būvio, tad tikėtinas hidrosmūgis kompresoriui jei jis bandys spausti skystą freoną. Daugiau negu 10 Kelvinų perkaitęs freonas nebeturi energijos atvėsinti kompresoriui jo darbo metu, tad pageidautina, kad sugrįžtu į kompresorių pakartotiniam suspaudimui perkaitęs mažiau negu 10 laipsnių.
Populiariausi tipai.
Kapiliarinis vamzdelis. Tam tikro apskaičiuoto ilgio, mažo vidinio diametro (1-3mm) vamzduko atkarpa per kurią droseliuojamas freonas. Kadangi yra pasyvus ir neturi atbulinio ryšio dažniausiai naudojamas pigiose sistemose kur sistema dirba nusistovėjusiame režime kuris paskaičiuojamas projektuojant įrenginį. Pavyzdžiui virtuvinis šaldytuvas virtuvėje dažniausiai dirbs 20-25C laipsnių aplinkoje, o šaldomoje kameroje palaikys 0-5C temperatūrą.
Mechaninis išsiplėtimo vožtuvas. Aktyvus prietaisas kuriame yra gamykliškai sureguliuota spyruoklė, žikleris freono išpurškimui ir dujomis užpildytas balionėlis. Balionėlis montuojamas ant garintuvo išėjimo vamzdžio, jame esančios dujos plečiasi arba traukiasi priklausomai nuo temperatūros taip spausdamos arba atlaisvindamos įrenginyje esančią spyruoklę. Spyruoklė savo ruožtu spaudžia arba atleidžia žiklerį ko pasekoje į garintuvą išpurškiama daugiau arba mažiau freono. Patikimas, gerai veikiantis įrenginys tačiau turi keletą minusų. Kadangi spyruoklė sureguliuojama vieną kartą, optimaliai ir patikimai ji dirba gan siaurose slėgio ribose, dažniausiai atitinkačiose 35-45C freono kondensacijos temperatūrą, kas R-404a freonui būtų 15-19 barų. Antras minusas - korektiškam darbui reikalingas skysto freono resiveris visuomet užtikrinantis skysčio srautą be burbulų. Skysčio resiveris automatiškai padidina freono cirkuliuojančio sistemoje kiekį, o kiekis savo ruožtu išaugina įrangos kainą tiek sumontavimo, tiek vėlesnio aptarnavimo metu.
Elektroninis išsiplėtimo vožtuvas.
Elektroninis išsiplėtimo vožtuvas tai įtaisas kuriame skysto freono srautas reguliuojamas žingsninio varikliuko valdomo arba pagal elektros impulsus pulsuojančio vožtuvo pagalba. Freono temperatūra ir slėgis matuojami elektroninių jutiklių pagalba, duomenys perduodami valdikliui kuriame apskaičiuojamas perkaitimas nustatoma vožtuvo padėtis - uždaromas, truputį pasukamas reikia kryptimi arba atidaromas. Elektroninio vožtuvo didžiausias privalumas yra tai, kad jis gali adaptuotis prie įvairių kondensacijos ir garavimo temperatūrų, ko pasekoje galima ženkliai mažinti kondensacijos temperatūrą.
Ką tai keičia sistemoje? Kaip žinia kuo didesnį slėgį reikia sukurti kompresoriui tuo didesnės elektrinės sąnaudos ir mažesnis atliekamas darbas. Kondensacijos slėgį sumažinus nuo įprastai privalomų 16-19 barų iki 8-10 barų galime pasiekti stulbinamų rezultatų. Kaip pavyzdį imkime Bitzer 4CES-6Y kompresorių kuris standartinėmis sąlygomis (45C - 19,5 bar kondensacija ir -10C virimas, R-404a) turi 16,7 kW šaldymo galingumą su 7,5 kW elektrinėmis sąnaudomis, naudingumo coeficientas COP - 2,23.
Sumažinę kondensacijos temperatūrą iki 30C - 13,3 bar, iš to paties kompresoriaus galime gauti 21,6 kW šaldymo galingumą su 6,3 kW elektrinėmis sąnaudomis, naudingumo koeficientas COP - 3,44.
Toliau mažindami kondensacijos temperatūrą iki 20C - 10 bar rasime 24,9 kW šaldymo galingumą su 5,28 kW elektrinėmis sąnaudomis, naudingumo koeficientas COP - 4,72.
Rezultate pasitelkdami elektroninį termoreguliacinį vožtuvą šaldymo sistemos veikimo efektyvumą galime padidinti daugiau negu du kartus, ko pasekoje:
1. Ženkliai sumažėja elektros sąnaudos darbo metu.
2. Kompresorius įgavęs didesnį galingumą tą patį darbą atlieka dvigubai greičiau, todėl vėl suvartoja mažiau elektros energijos.
3. Didėja kompresoriaus resursas - mažesnis kompresoriaus darbo valandų kiekis.
Sekantis teigiamas dalykas yra skysto freono resiverio atsisakymas, tai leidžia sistemai užpildyti naudoti iki 60 - 70% mažesnį freono kiekį, o tai gali ženkliai sumažinti įrangos pirkimo ir svarbiausia vėlesnio aptarnavimo kaštus. Įvykus avarijai - eksploatacijos metu trūkus vamzdeliui pakartotinis freono užpildymas kainuos daug mažiau.
Projektuojant sistemas virš 10-12kg freono, investicija į elektroninės TRV sistemą atsiperka iškart - valdiklio ir vožtuvo kainą atperka pirminio freono užpildymo kiekio (3-4 kg prieš 10-12 kg) kainos skirtumas.
