Электромагнитный клапан MV

17 Сен Электромагнитный клапан MV

Электромагнитный клапан (MV)

В задачу электромагнитных клапанов в холодильной установке входит перекрытие трубопроводов с хладагентом (нагнетательного, жидкостного или всасывающего).

Так, например, требуется перекрыть на период оттаивания горячим паром всасывающий трубопровод, когда перегретый хладагент проходит к испарителю по напорному оттаивательному трубопроводу.

Жидкостный трубопровод перекрывается в целях включения откачивающе­го насоса.

При регулировке байпаса горячего пара, как показано на рис. 1, электромагнитный клапан требуется и в нагнетательном трубопроводе для выполнения возможно необходимой откачки установки.

Поскольку регулятор обводной линии горячего пара срабатывает на от­крытие при падении давления ниже его давления настройки, то понизить давление всасывания без соответствующего электромагнитного клапана не­возможно.

Среди электромагнитных клапанов различают клапаны прямого действия (с непосредственным управлением) и непрямого действия (с управлением по­средством следящей системы).

При прямом управлении (см. рис. 2) клапанами электромагнитное поле катушки передается якорю электромагнита, непосредственно обеспечивающему открытие вставного блока клапана.

По этой причине электромагнитные клапаны прямого действия, в отличие от сервоклапанов, для пребывания в открытом состоянии не нуждаются в мини­мальном падении давления протекающего хладагента.

При обесточенной катушке электромагнитное поле отсутствует, так что якорь под действием усилия пружины прижимается к седлу клапана.

При возбужденной катушке возникает магнитное поле и якорь притягива­ется. Клапан при этом обеспечивает возможность протекания потока жидкости.

Клапан непрямого действия (см. рис. 3) функционирует следующим об­разом: электромагнитная сила катушки используется для открытия либо закры­тия только вспомогательного, но не основного седла клапана. Энергия для при­ведения в действие сервопоршня, обеспечивающего такое открытие и закрытие, исходит от протекающего жидкого хладагента, что проявляется в виде опреде­ленного падения давления.

При этом следует иметь в виду, что минимальное падение давления для удержания сервопоршня в открытом положении составляет 0.05 бар.

При обесточенной катушке электромагнитное поле вокруг нее отсутствует, так что якорь под действием малой спиральной пружины прижимается к вспомога­тельному седлу клапана, закрывая его. В сервопоршне предусмотрено небольшое компенсирующее отверстие, через которое хладагент от входной стороны клапана проникает в пространство над поршнем. Благодаря этому давление на входе может воздействовать на всю верхнюю сторону поршня как сила закрытия, прижимаю­щая поршень к основному седлу. При этом хладагент не имеет возможности поки­нуть клапан, ибо, как уже упоминалось, якорь удерживает вспомогательное седло в закрытом положении: клапан закрыт (см. рис. 3, левая сторона).

При возбужденной катушке возникает электромагнитное пате, что сопровождается притягиванием якоря. В результате этого освобождается вспомога­тельное седло, так что хладагент, пребывающий в пространстве над сервопоршнем, может выйти из клапана. Теперь на верхней стороне сервопоршня имеет место более низкое давление на выходе, поэтому существующее под поршнем более высокое давление на входе способно отвести поршень от основного седла: клапан открыт (см. справа рис. 3).

Расчет электромагнитного клапана

В технической документации изготовители указывают номинальную производительность клапанов всегда из расчета определенных базовых данных, како­выми являются, в частности:

при использовании жидкости: t₀ = +4 °С; t_К = +38 °С;

DР_{клапана} = 0.15 бар;

при использовании горячего пара: t₀ = +4 °С; t_К = +38 °С;

DР_{клапана} = 1.0 бар; температура всасываемого газа t = +38 °С;

при использовании всасываемого газа: t₀ = +4 °С; t_К = +38 °С;

DР_{клапана} = 0.15 бар;

При других данных величины производительности клапана придется пересчитывать с помощью уравнения Q_Н = Q₀ ? K_t ? K_DP, применяя соответствующие поправочные коэффициенты K_t и, соответственно, K_DP.

Производительность клапана зависит от следующих параметров: плотности r_а хладагента, падения давления DР при открытом клапане (проектное значе­ние) и имеющейся энтальпии кипения Dh хладагента при соответствующих ра­бочих условиях.

Если исходить из номинальной производительности клапана Q_й для плот­ности r₁ энтальпии испарения Dh₁ и падения давления DР₁, то варьирование этих трех параметров также вызовет изменение номинальной производительно­сти клапана для новых рабочих условий.

В случае повышения плотности хладагента возрастает его массовый расход и, следовательно, производительность клапана:

Q₂ = Q₁ ? (r₂ / r₁)^1/2

Величина энтальпии кипения непосредственным образом влияет на номи­нальную производительность.

Если вместо энтальпии кипения Dh₁ предлагается энтальпия Dh₂, получаем номинальную производительность:

Q₂ = Q₁ ? (Dh₂ / Dh₁)

Если вместо падения давления мы имеем дело с падением давления АР2, то получается:

Q₂ = Q₁ ? (DР₂ / DР₁)^1/2

Если же вместо указанной номинальной производительности Q₁ = 10 кВт при падении давления приводится холодопроизводительность Q₂, получается новая величина падения давления:

DР₂ = DР₁ ? [(Q₂ / Q₁)^1/2]²

Если Q₂ = 5 кВт составляет 50 % полной холодопроизводительности (Q₁ = 10 кВт) при наличии компрессора с регулируемой производительностью, а запланиро­ванное падение давления DР = 0.1 бар, то эта величина будет снижена теперь до DР₂ = 0.025 бар.

Если в холодильной установке используется электромагнитный клапан не­прямого действия, необходимо всеми силами избегать минимального падения давления DР_мин ниже величины 0.05 бар.

В итоге получаем новое значение производительности клапана:

Q₂ = Q₁ ? (Dh₂ / Dh₁) ? (DР₂ / DР₁)^1/2 ? (r₂ / r₁)^1/2