Электромагнитный клапан холодильника
Содержание
1. Общее описание электромагнитного клапана
2. Назначение электромагнитного клапана
2.1. Перекрытие подачи жидкого хладагента в испаритель, при выключении компрессора
2.2. Оттайка испарителя горячим газом
3. Принцип работы электромагнитного клапана
3.1. Прямого действия
3.2. Непрямого действия (пилотный клапан)
1. Общее описание электромагнитного клапана
Электромагнитный клапан холодильника является клапаном с электрическим управлением. Электромагнитная катушка, на которую подается ток, одевается на соленоид (шток), в центре которого подпираемый пружиной ферромагнитный сердечник (плунжер). В нормально закрытом положении сердечник перекрывает отверстие под собой (также существуют электромагнитные клапаны с нормально открытыми соленоидами). Посредством подаваемого на катушку тока, создается электромагнитное поле вокруг соленоида — штока с сердечником — плунжером, и он поднимается вверх, сжимает пружину и открывает проходное отверстие клапана. Клапаны бывают с различными присоединительными патрубками – паечные, резьбовые и вальцованные (под гайку). Широко применяются в холодильной технике, как в торговом секторе, так и для производства промышленных чиллеров.
2. Назначение электромагнитного клапана
2.1. Перекрытие подачи жидкого хладагента в испаритель, при выключении компрессора
Фреоновый контур холодильника делится на области высокого и низкого давлений. При остановке компрессора, электромагнитный клапан закатывается, с целью отсечения испарителя, во избежание поступления в него жидкого сконденсированного фреона из конденсатора (холодильного ресивера) для предотвращения попадания неиспарившегося фреона в картер компрессора и последующего гидроудара. Так как компрессор выключен, следовательно разность давлений до и после ТРВ (капиллярной трубки) нивелируется и вскипания фреона не происходит (остается в жидкой фазе), но до того, как давление выровняется часть жидкого фреона неизбежно перетечёт в испаритель (далее в компрессор) через дроссельное устройство (не только через капиллярку, но и через ТРВ, вопреки расхожему заблуждению). В маломощных бытовых холодильниках такой сценарий крайне маловероятен, так как в них достаточно точная дозированная заправка хладагента и бытовой холодильник залить сложно (при правильной заправке), в этой связи, в них исключительно редко применяют электромагнитные клапаны. При производстве чиллеров промышленного назначения с широким диапазоном эксплуатации, заправка хладагентом осуществляется со значительным запасом, с учетом сезонных колебаний и тепловой нагрузки на охлаждаемую среду (меняется массовый расход хладагента).
2.2. Оттайка испарителя горячим газом
Является более эффективным методом оттайки, в сравнении с электрической.
С некоторой периодичностью, сообразной скорости намерзания снежной шубы или льда на испарителе, контроллер посылает электрический сигнал на катушку соленоида клапана и поток горячего газа из компрессора (нагнетание) перепускается в испаритель, оттаивая его, время оттайки выставляется на контроллере, согласно скорости оттайки (лучше определять эмпирическим путем для каждой конкретной установки), далее соленоид закрывается и холодильная установка работает в обычном режиме. В чиллерах с функцией теплового насоса, отдельный электромагнитный клапан не требуется, так как четырехходовой клапан в реверсивном цикле выполняет эту функцию (оттайки), управление периодичностью и длительностью также осуществляется посредством электронного контроллера.
3. Принцип работы электромагнитного клапана
3.1. Прямого действия
В нормально закрытом клапане, при отсутствии электропитания на катушке, пружина прижимает шток-плунжер уплотнением к клапану в проходном сечении, тем самым перекрывает проходное сечение клапана. При подаче электропитания, на катушке возникает электромагнитное поле, под воздействие которого сердечник поднимается вверх, преодолевая давление пружины, что открывает проходное сечение клапана для протока.
Нормально открытый работает по тому же принципу, только наоборот — усилие пружины давит на шток, открывая проходное сечение, а магнитное поле, напротив, закатывает проходное сечение.
3.2. Непрямого действия (пилотный клапан)
Электромагнитные клапаны непрямого действия функционируют за счет перепада давления среды на входе в клапан и выходе из клапана, требуется небольшой перепад давления около 0,5 бар (чаще всего) для открытия и закрытия клапана. Пилотные клапана могут применять только для однонаправленных потоков, для реверсивных потоков они неприменимы.
Входной и выходной патрубки разделены мембраной — резиновой диафрагмой. В мембране имеется небольшое отверстие, через него поток из входного патрубка поступает в корпус клапана. При этом из-за отверстия в мембране давление с обеих ее сторон одинаковое и равно давлению среды во входном патрубке, таким образом, мембрана не двигается, но под действием мембранной пружины — расположенной над мембраной (для нормально закрытого типа клапана), перекрывает проходное сечение клапана. Пружина соленоида, прижимает шток-плунжер, перекрывая второе отверстие, ведущее к выходному патрубку — области низкого давления. Данное отверстие (пилотное отверстие) в корпусе клапана, перекрываемое плунжером, значительно шире отверстия в мембране, за счет чего, при подаче электропитания на катушку соленоида с открытием пилотного отверстия, давление над мембраной резко падает. Вследствие чего возникает разница давлений над и под мембраной. Таким образом, давление среды во входящем патрубке (под мембраной) преодолевает более низкое давление среды в выходящем патрубке (над мембраной), а также давление мембранной пружины. Мембрана поднимается, откатывая проходное сечение клапана.
Нормально открытый пилотный клапан работает по тому же принципу, но наоборот, по принципу — как описывалось выше, для клапанов прямого действия.
