В состав любого холодильного контура, независимо от его назначения, входят четыре обязательных элемента: компрессор, конденсатор, дросселирующее устройство и испаритель. Кроме этих основных элементов в холодильном контуре могут присутствовать и другие элементы, которые называются «вспомогательными». К ним относятся и клапаны. Также клапаны различной конструкции используются в системах с жидкостными контурами охлаждения – например, в системах чиллер-фанкойл.
Как правило, под названиями «клапан» и «вентиль» предполагается одно и то же. В этой статье рассмотрим виды клапанов, используемых в системах кондиционирования.
На фото: клапаны для кондиционера
В настоящий момент в холодильной технике применяются несколько видов клапанов:
- двухходовой;
- трехходовой;
- балансировочный;
- четырехходовой;
- сервисный;
- терморегулирующий (ТРВ);
- электронный терморегулирующий (ЭРВ);
- соленоидный;
- обратный;
- клапан регулирования давления нагнетания.
Помимо этого, на рынке присутствуют и другие виды клапанов, которые применяются в более сложных холодильных контурах таких как: мультизональные системы (VRF), мульти-сплит-системы, системы чиллер-фанкойл, крышные кондиционеры, прецизионные кондиционеры, компрессорно-конденсаторные блоки (ККБ).
Двухходовой клапан
Самый простой с точки зрения конструкции и применения – двухходовой клапан. Он может применяться не только в холодильной технике, но и в повседневной жизни. Клапан имеет один вход и один выход. Причем это может быть как резьбовое соединение, так и под пайку, патрубок или гнездо для соединения. Такой клапан имеет регулировочный шток для открытия/закрытия проходного сечения клапана при помощи механического или электрического привода. В системах кондиционирования двухходовые клапаны иногда применяются в средних и крупных холодильных контурах для перекрытия потока холодильного агента в одном из направлений. Бытовой кондиционер обычно такими клапанами не комплектуется. Двухходовой клапан часто применяется на линии тепло/хладоносителя в системах чиллер-фанкойл. Такой клапан может использоваться в составе смесительных и регулирующих узлов фанкойла. Закрытие этих двух клапанов приводит к отключению прохода тепло/хладоносителя через фанкойл, что позволяет снизить фактическую производительность по холоду или теплу, а также свободно снять последний, отремонтировать или заменить на новый.
На фото: двухходовой клапан
Трехходовой клапан
Трехходовой клапан — имеет более сложное устройство. Клапан имеет три входных/выходных патрубка и один регулировочный шток. Очень часто такой трехходовойклапан устанавливается в кондиционер, работающий по принципу системы чиллер-фанкойл и входит в управляющую обвязку фанкойла. Он устанавливается на выходном патрубке из фанкойла, и один из трех патрубков соединяется с трубопроводом на входящем патрубке фанкойла. Служит такой клапан для перенаправления тепло/хладоносителя в обход теплообменника фанкойла для точной регулировки холодопроизводительности и сохранения стабильных параметров гидравлического сопротивления гидравлической системы. Также трехходовой клапан может применяться и в других местах холодильного контура, где необходимо изменять направление потока жидкости. В качестве такого примера можно привести работу чиллера или прецизионного кондиционера в режиме «фрикулинг». Однако чаще всего трехходовой клапан входит в систему обвязки фанкойла, то привод у клапана – соленоидный, именно он за счет включения/выключения направляет поток жидкости в теплообменник фанкойла или в обход него.
На фото: трехходовой клапан
Балансировочный клапан
Балансировочный клапан — также чаще всего используется в составе гидравлических контуров жидкостных систем охлаждения чиллер-фанкойл. Данный клапан служит для точной отстройки значения гидравлического сопротивления различных веток трубопроводов и выравнивания расходов тепло/хладоносителя в системах чиллер-фанкойл по соответствующим потребителям.
На фото: балансировочный клапан
Четырехходовой клапан
Четырехходовой клапан – используется во фреоновых холодильных системах, обладающих дополнительной функцией «теплового насоса». Почти в каждом современном кондиционере, который может работать как на охлаждение, так и на обогрев, установлен четырехходовой клапан, независимо от назначения и производительности. Именно этот клапан и переключает работу кондиционера с холода на тепло и наоборот. Название «четырехходовой вентиль (клапан)» этот элемент получил, поскольку в нем применяются четыре входных/выходных патрубка, а внутри расположен перемещающийся элемент (поршень), который перемещается и перенаправляет поток холодильного агента в системе кондиционирования в режиме реверса. Ставится такой клапан сразу после компрессора, и один его патрубок обязательно соединяется с нагнетательным патрубком компрессора, а еще один – со всасывающим патрубком компрессора. Во время переключения работы кондиционера эти патрубки никогда не изменяют свои функции. Отметим, что только при наличии такого клапана кондиционер может поддерживать функцию и охлаждения, и обогрева.
На фото: четырехходовой клапан
Сервисный клапан
Сервисный клапан применяется для перекрытия фреонопроводов при осуществлении монтажных и демонтажных работ, а также проверки параметров работы кондиционера или любого другого холодильного контура за счет наличия порта для подключения манометрической станции. Отметим, что такое название могут носить различные клапаны, используемые при сервисном обслуживании или при пусковых работах кондиционера. Чаще всего это угловая конструкция, имеющая входящий и выходящий патрубок. Как правило, такие патрубки с резьбой используют для присоединения фреоновых трубопроводов. Также в них предусмотрен шток резьбовой конструкции, с помощью которого можно открывать или закрывать проход холодильного агента через клапан. Конструкция очень похожа на обычный двухходовой клапан, поэтому иногда его называют «сервисным двухходовым клапаном». Однако чаще всего сервисный клапан имеет еще один присоединительный патрубок, и именно через него происходит подсоединение манометрической станции или другого сервисного оборудования для проверки работоспособности кондиционера и его холодильного контура. Внутри такого патрубка присутствует клапан Шредера (это простой ниппель, предназначенный для применения в холодильном контуре), который не дает холодильному агенту выйти наружу. При подсоединении сервисного оборудования ниппель надавливается и проход через этот патрубок становится доступным. При такой комплектации сервисный клапан можно назвать «сервисным трехходовым клапаном». Практически всегда такие клапаны устанавливаются на корпусе внешнего блока сплит-систем – на выходном и входном фреоновых трубопроводах.
На фото: сервисный клапан
Терморегулирующий клапан
Существуют два вида терморегулирующих клапанов:- ТРВ – терморегулирующий клапан (вентиль), он же – клапан с механическим приводом регулирующего устройства;
- ЭРВ – электронный терморегулирующий вентиль.
Они имеют общее название – дросселирующее устройство. Они применяются в системах с одной и той же целью – регулировать подачу холодильного агента на теплообменник испарителя за счет изменения своего внутреннего проходного сечения. Также при прохождении холодильного агента через такие дросселирующие устройства резко понижается давление холодильного агента и, как следствие, понижается его температура. Разница между ТРВ и ЭРВ – в типе привода для изменения размера внутреннего отверстия, через которое проходит холодильный агент. ТРВ – полностью механическое устройство, работающее за счет усилия от меняющегося давления газа в чувствительном элементе. ЭРВ обладает шаговым электронным приводом и обычно имеет внешний контроллер (так называемый драйвер), оснащенный датчиком температуры.
На фото: терморегулирующий клапан
Предохранительный клапан
Предохранительный клапан может ставиться как на фреоновой трассе, так и на любом другом жидкостном или газовом трубопроводе, а также на оборудовании, которое работает под избыточным давлением. Такой клапан защищает от повышения давления в системе выше установленного значения: если давление достигает критических показателей, срабатывает предохранительный клапан, который выбрасывает холодильный агент в атмосферу, в результате чего давление в системе снижается. Если же этого не сделать, то трубопровод или оборудование под давлением могут взорваться или разгерметизироваться. Давление срабатывания этого устройства регулируется с помощью подпружиненного клапана обслуживающим персоналом. Реже применяются предохранительные клапаны мембранного типа, в которых под избыточным давлением разрушается мембрана и происходит сброс давления в системе. Этот клапан является одноразовым и при восстановлении работоспособности системы он заменяется на новый. В таких клапанах давление срабатывания не регулируется, и он рассчитан на определенное давление срабатывания. Основные места установки предохранительного клапана в холодильном контуре: на конденсаторе, маслоотделителе, маслосборнике, линейном ресивере (обязательно), отделителе жидкости (желательно).
На фото: предохранительный клапан
Соленоидный клапан для хладагента
Соленоидный клапан для хладагента - используется в ККБ и прецизионных кондиционерах. Соленоидный клапан (вентиль) в холодильном контуре кондиционера устанавливают в месте перехода холодильного агента с высоким давлением в состояние с низким давлением. Такое место обычно находится в районе дросселирующего устройства, соответственно, соленоидный клапан (вентиль) стоит до дросселирующего устройства. В таких системах кондиционирования, как ККБ, соленоидный клапан (вентиль) не входит в комплектацию, а продается отдельно, и является элементом соединительного комплекта. В состав соединительного комплекта также входят: запорный двухходовой клапан (вентиль), фильтр-осушитель, дросселирующее устройство. Эти элементы приобретаются отдельно в соответствии с производительностью ККБ и служат в качестве соединения и промежуточных элементов между ККБ и испарителем. Задача соленоидного клапана (вентиля) пропускать холодильный агент при работе системы и закрываться, не позволяя холодильному агенту перетекать по всему контуру в случае остановки работы системы. Также соленоидные клапаны (вентили) ставятся и на иных участках холодильного контура. либо предотвратить миграцию хладагента по контуру из-за разницы температур различных участков системы в ее выключенном состоянии. Также, в случае применения соленоидных клапанов возможно осуществить защиту холодильного контура от большой утечки холодильного агента.
На фото: соленоидный клапан
Обратный клапан
Обратный клапан - используется в ККБ и прецизионных кондиционерах. Обратный клапан может входить в состав любого холодильного контура, и основная его задача заключается в том, чтобы пропускать холодильный агент только в одном направлении. Если по каким-то причинам холодильный агент или любая другая жидкость начнут перемещаться в противоположном направлении, то такой клапан закроется. Практически всегда обратный клапан ставится в кондиционерах сразу после компрессора, чтобы избежать возврата холодильного агента после его сжатия в компрессоре. Для спиральных и ротационных компрессоров такой возврат холодильного агента обратно чреват выходом из строя компрессора. Также обратный клапан ставится в таких системах кондиционирования, как компрессорно-конденсаторные блоки, прецизионные кондиционеры, мультизональные системы – там, где необходимо перенаправлять поток холодильного агента в нужном направлении при переключении режимов работы.
На фото: обратный клапан
Клапан регулирования давления нагнетания
Клапан регулирования давления нагнетания (head pressure control valve) – часть системы низкотемпературной адаптации коммерческих сплит-систем). В случае работы кондиционера с воздушным конденсатором в зимнее время при температурах ниже минус 20С происходит значительное переохлаждение холодильного агента в конденсаторе. При этом резко падает давление конденсации и, как следствие, температура холодильного агента. Такая ситуация плохо сказывается на кипении холодильного агента в испарителе, где он выкипает не весь, и в жидком виде может поступать на всасывание в компрессор. Чтобы такого не произошло между трубопроводом с холодильным агентом, который входит и выходит из конденсатора, ставится регулятор давления конденсации (клапан регулирования давления конденсации). Задача данного клапана автоматически поддерживать это давление в линейном ресивере, не позволяя падать температуре и давлению холодильного агента ниже заданного. Такой клапан чаще всего входит в зимний комплект второй комплектации для кондиционеров, работающих при низких температурах наружного воздуха.
На фото: клапан регулирования давления нагнетания
Мотин Вячеслав Владимирович
Руководитель учебного центра, кандидат технических наук, доцент ФГБОУ ВО «РОСБИОТЕХ», академик МАХ
