Mechanical engineering | Higher education » A termosztatikus expanziós szelep

A TERMOSZTATIKUS EXPANZIÓS SZELEP - Ismertesse a termosztatikus expanziós szelepek szerkezeti felépítését, működési elvét! - Ismertesse a mindenkori hőterhelésnek megfelelő hűtőközeg beadagolás megvalósulásának módját! - Ismertesse az érzékelő helyes felerősítési módját, a környezettől való elszigetelésének szükségességét! Feladata: A beállított munkaponti túlhevítést állandó értéken tartja. Biztosítja, hogy az elpárolgó hűtőközeg az elpárologtató teljes felületét igénybe vegye anélkül, hogy el nem párolgott folyadék a kompresszorba jutna. A termosztatikus expanziós szelep az elpárologtatóba áramló hűtőközeg mennyiséget az elpárologtatóból elszívott hűtőközeg gőz túlhevítésétől függően szabályozza. A TRV szelep működését 3 erő kölcsönhatása határozza meg: Fl Az érzékelő Pl nyomása, mely az érzékelő hőmérsékletétől és az érzékelő töltettől fiigg, a membránra hatva

a szelepben nyitóerőt hoz létre. F0 Az elpárologtató elején uralkodó POA nyomás a membránra hatva záró erőt hoz létre. F 2 Az állítható szabályozórugó szintén záróirányban hat. Működési, beszabályozási jellemzők: A szelepnyitás mindaddig változatlan marad, míg a fenti 3 erő egymással egyensúlyban van. Ha az érzékelő melegedni kezd azáltal, hogy az elpárologtatóba túl kevés folyadék hűtőközeg jut, akkor az érzékelőben kialakuló nagyobb nyomás a membránon keresztül a szeleptű további nyitását eredményezi. A réskeresztmetszet megnövekszik és több hűtőközeg jut az elpárologtatóba. Ugyanilyen hatást fejt ki az elpárolgási Po nyomás csökkenése. Csökkenő érzékelő hőmérséklet és emelkedő elpárolgási nyomás ezzel szemben a szeleptűt záró irányban mozdítja el. A berendezés üzemelése alatt a szeleptű állandóan mozgásban van, és a ténylegesen kialakuló túlhevítés a szabályozórugóval

rögzítetten beállított érték körül fog ingadozni. Minél kisebb az előírt értéktől való eltérés, annál jobb a szelep szabályozási viselkedése. A szabályozórugó segítségével beállíthatjuk, hogy az érzékelő nyomása és az elpárologtató nyomása közötti mekkora nyomáskülönbségnél kezdjen nyitni a szelep. Az elpárologtató kihasználtsági fokát a túlhevítés szabja meg. Minél feszesebbre állítjuk a szabályozórugót, annál magasabbnak kell lennie az érzékelő hőmérsékletének (a hűtőközeg túlhevítésének), hogy a szelep kinyisson, és annál kisebb elpárologtató felület fog az elpárolgó hűtőközeg rendelkezésére állni. Ezért kell arra törekedni, hogy a minél kisebb értékű túlhevítéssei dolgozzunk. Ennek határt szab annak a veszélye, hogy a folyadék hűtőközeg a kompresszorba juthat. A TRV termosztatikus szabályozóelemmel rendelkezik, melynek érzékelője az elpárologtató végén van elhelyezve

és amely a túlhevítési hőmérsékletet méri. A kondenzátorból érkező 3 állapotú (utóhűtött) hűtőközeg a tűszelepen bekövetkező fojtás után a 0 nedves gőz állapotban PO nyomáson és to hőmérsékleten kerül be az adagolószelep membránterébe, és onnan az elpárologtatóba. A folyadékhányad ott fokozatosan elpárolog, a közeg először száraz telített gőzzé válik, majd a hőcserélőfelület további szakaszán kissé túlhevül, és 1 túlhevített gőz állapotban lép ki az elpárologtatóból. Mindig arra kell törekedni, hogy az elpárologtató minél kisebb túlhevítéssel üzemeljen. Ennek mértékét azonban a szokásos kialakítású termosztatikus adagolószelepek használatakor nem választhatjuk meg tetszőlegesen, mert az a mindenkori üzemi feltételek mellett még az elpárologtató kialakításától is függ. A termosztatikus adagolószelep túlhevítésének beállítása nagy körültekintést igényel. Ahhoz, hogy

értékét minimumra csökkenthessük, de ugyanakkor nedves üzem vagy instabilitás (lengés) ne lépjen fel, nélkülözhetetlen megfelelő műszerek használata. Sohasem szabad a szabályozó csavart "érzés" alapján jobbra-balra tekergetve megkísérelni a beállítást! Töltet-típusok: A termosztatikus adagolószelep hőmérséklet-érzékelőjének töltetét három csoportba szokták sorolni - folyadéktöltet, - gáztöltet, - adszorpciós töltet. Folyadéktöltetű érzékelő töltete valamely könnyen párolgó folyadék, pl. hűtőközeg Az érzékelő itt viszonylag nagy méretű A töltet mennyisége a membrán fölötti teret, a kapilláris csövet és az érzékelő térfogatának legnagyobb részét elfoglalja. Biztosítható, hogy akkor is marad folyadék az érzékelőben, ha az érzékelő melegebb mint az adagolószelep felső része. Így a termosztatikus rendszer nyomását az érzékelő hőmérséklete és töltetének telítési

gőznyomása határozza meg. (A "folyadéktöltetű" elnevezés tehát kissé pontatlan.) Gáztöltetű érzékelő: Töltete ugyancsak egy könnyen párolgó közeg, amely az előbb említett okok miatt általában nem azonos a hűtőberendezés munkaközegét képező hűtőközeggel. Az érzékelőben csak egy nagyon kis mennyiség van a töltet anyagából, amelyet gázállapotban töltenek be nagy nyomáson és meghatározott hőmérsékleten. Az érzékelő és a töltet kisebb tömege miatt az ilyen adagolószelep hőtehetetlensége, működésének időbeni késedelme kicsi. Egy bizonyos hőmérsékleten a töltet teljesen elgőzölög, majd a még ennél is nagyobb érzékelő-hőmérsékleteknél a gőz túlhevül, de nyomása már csak a gáztörvénynek megfelelő mértékben, a működés szempontjából elhanyagolhatóan növekszik tovább. Ez a folyamat a gáztöltetű érzékelővel működő termosztatikus adagolószelepeknek nyomáshatároló

tulajdonságot kölcsönöz. Adszorpciós töltet: A hőérzékelő patronjában gázelnyelő anyag (faszén, szilikagél) van. Ez a hőmérséklettől függő mértékben nyeli el a gáztöltetet, amely pl. CO2 lehet Ennek megfelelően változik az adagolószelep membránjára felülről ható (p1) nyomás Az elnyelő anyag és a gáztöltet célszerű párosításával tetszőleges összefüggést lehet beállítani az érzékelt túlhevítési hőmérséklet és a hőmérséklet-érzékelő P1 nyomása között, vagyis az állandó nagyságú statikus túlhevítést itt is széles üzemi hőmérséklet tartományban biztosítani lehet. Mivel a Pl nyomás csak a patronban lévő elnyelő anyag hőmérsékletétől függ, az adszorpciós érzékelővel működő adagolók teljesen érzéketlenek arra, hogy a szeleptest és a kapilláris cső hidegebb-e avagy melegebb-e, mint a patron. A termosztatikus adagolószelep kiválasztásakor nagyon ügyelni kell arra, hogy az adagoló

alkalmazhatósági tartománya a feladatnak megfeleljen. Minden elpárologtatóban áramlási veszteség is fellép, melynek következtében az elpárologtató csövekben bizonyos nyomásesés jön létre. Minél nagyobb ez a nyomásesés, annál nagyobb lesz a nyomás-különbség az elpárologtató belépő- és kilépő csonkjai között. Ha a gyakorlatnak megfelelően az elpárologtató kilépő csonkján mérhető PO nyomást tekintjük elpárologtató nyomásnak, akkor a nyomásesés miatt az elpárolgás kezdőnyomásának kell emiatt megfelelően nagyobbnak lennie. Szerkezeti megoldások, beépítés: A termosztatikus adagolószelepek szelepteste általában sajtolt sárgaréz ötvözetből készül. Jellegzetes kialakítása kúpos peremes csatlakozókkal, de készülnek forraszvéges csatlakozású változatban is. A hűtési feladathoz és hőfoktartományhoz illeszkedő (folyadék-, gáz- vagy abszorpciós) töltettel működő érzékelőt igény szerinti,

esetenként több méter hosszú kapilláris köti össze a síkmembrán fölötti térrel. A statikus túlhevítést szabályozó rugót csavarral lehet szükség esetén feszíteni vagy lazítani. A fúvókarendszer a legtöbb típusnál cserélhető, hogy ugyanazt a szeleptest többféle hűtőközeghez és többféle teljesítménykategóriában is használni lehessen. Az eldugulását mechanikus szűrő gátolja. A legújabb irányzat szerint a kis hermetikus hűtőberendezésekhez a beforrasztás megkönnyítésére igen kis tömegű és hőkapacítású rozsdamentes lemezházas típusok készülnek. 1. membrántér 2. kapilláris cső 3. érzékelő 4. membrán 5. rugó 6. szelepszár 7. szelepülés 8. szűrő 9. állítócsavar