شیرهای اکسپنشن ولو ترموستاتیک

انواع اکسپنشن ولو­ها

اکسپنشن ها را می توان به 4 دسته اصلی تقسیم کرد: ثابت مقاومتی، اکسپنشن ولوهای اتوماتیک (فشار ثابت)، اکسپنشن ولوهای ترموستاتیک و اکسپنشن ولوهای الکترونیک.

اکسپنشن های ثابت در برابر عبور جریان مایع مبرد مقاومت می کنند. 2 مثال از این گونه تجهیزات، لوله های مویی و یا لوله های کوتاه مقاومتی یا اریفیس ها هستند. این تجهیزات معمولاً در کاربردهای تهویه مطبوع کوچک و سردخانه های کوچک که اواپراتور دارای بار ثابتی است به کار می روند. مشکل این تجهیزات تغییرات بار برودتی است. اکپنشن ولوهای اتوماتیک (AEV) بهترین تجهیزات برای فشار ثابت اواپراتور و یا خروجی شیر هستند. زمانی که بار گرمایی در اواپراتور افزایش یابد، جریان مبرد (AEV)کاهش می یابد تا فشار اواپراتور ثابت باقی بماند.

این شیرها جریان مبرد را زمانی که بار گرمایی اواپراتور کاهش یابد افزایش می ­دهند تا فشار اواپراتور در میزان تنظیمی باقی بماند. شیرهای انبساط ترموستاتیک بهترین گزینه برای تغییرات بار در اواپراتورها هستند. TEV))ها جریان مبرد را با تغییرات سوپرهیت خروجی از اواپراتور کنترل می­ کنند­. شیر­های ترموستاتیک جریان مبرد را زمانی کاهش می­ دهند که سوپرهیت کم است و در نتیجه بار گرمایی اواپراتور کم است. این تاثیر باعث می شود که بهترین شرایط برای حداکثر ظرفیت اواپراتور تامین شود. زمانی اکسپنشن ولو الکترونیک (EEV) مورد استفاده قرار می گیرد می ­توان کنترل دقیقی بر میزان مبرد تزریقی در اواپراتور داشت و میزان سوپرهیت با دقت بالایی کنترل می شود.

اکسپنشن ولو ترموستاتیک چگونه کار می کند؟ 

1-  فشار مبرد را کاهش می دهد

اولین و مهمترین کار شیرهای ترموستاتیک، کاهش فشار مبرد از فشار کندانسور به فشار اواپراتور است . در کندانسور، مبرد در فشار بالا قرار دارد، شیرهای ترموستاتیک فشار مبرد عبوری را به سطح فشار اواپراتور میرسانند و به این دلیل افت دمای ناگهانی رخ می دهد و باعث تولید برودت در اواپراتور می شود.

2-  اواپراتور را فعال نگه می دارند

شیرهای اکسپنشن ولو ترموستاتیک به مبرد عبوری اجازه تولید برودت در اواپراتور میدهند. در بارهای زیاد جریان مبرد به اواپراتور افزایش می یابد و بلعکس و باعث کارکرد اواپراتور در بارهای مختلف براساس بار برودتی مورد نیاز می شوند و همچنین سوپرهیت گاز خروجی از اواپراتور را تنظیم می کنند.

3- به جریان مبرد بر اساس نیاز اجازه عبور می دهند

این یکی از دیگر نکات مهم این شیرهاست که به جریان عبوری از شیر براساس بار اواپراتور اجازه ی عبور می دهند. این پدیده از برگشت مایع به کمپرسور و آسیب به کمپرسور جلوگیری می کند.

جزئیات ساختار شیرهای انبساط ترموستاتیک

1. یک صفحه دیافراگم انعطاف پذیر
2. بدنه شیر
3. فیلتر
4. فنر
5. اوریفیس
6. و همچنین لوله مویی متصل به حباب تشکیل شده است. که در تصویر اجزای مختلف را می بینیم.

تاثیر افت فشار در شیر انبساط

فشار اضافی نیرو وجود دارد که بر کارکرد شیر تاثیر می­ گذارد­. این فشار P4 برابر افت فشار در  شیر است­.

P4 = افت فشار X (مساحت سطح/سطح موثر دیافراگم)

فشار یک عامل کلیدی برای باز شدن شیر است­، در نتیجه معادله قبلی را اصلاح می­ کنیم:

P1+P4=P2+P3

نحوه عملکرد شیر انبساط مکانیکی (اکسپنشن ولو ترموستاتیکی)

شیر انبساط حرارتی که با نام های شیر انبساط مکانیکی یا ترموستاتیکی نیز شناخته می شود، رایج ترین اکسپنشن ولو بکار رفته در دستگاه های برودتی است. اکسپنشن ولوهای مکانیکی، گاهاً با نام مخفف TEVs نیزعنوان می گردند که برگرفته از عبارت انگلیسی Thermal Expansion Vales می باشد. البته برخی از شرکت های معروف سازنده نظیر کمپانی دانفوس شیرهای انبساط حرارتی خود را با نشان TXV معرفی می کنند.

این شیر از اجزای زیر تشکیل شده است:

1. دیافراگم (Diaphragm)
2. محفظه عبور مبرد
3. بدنه شیر (Valve body)
4. فنر تنظیم فشار استاتیک سوپرهیت
5. حباب حسگر (sensing bulb)
6. دریچه اتصال متعادل کننده خارجی

متعال کننده(equalizer) در شیر انبساط مکانیکی:

به دلیل اینکه در کویل های انبساط مستقیم (Dx) افت فشار ایجاد شده در مبرد پس از عبور از شیر توزیع و لوله ها و قبل از ورود به کویل زیاد است، در این نوع کویل ها معمولاً بهمراه شیر انبساط از متعادل کننده خارجی نیزاستفاده می شود.

در شیرهای انبساط مکانیکی از دو نوع متعادل کننده استفاده می شود:

• متعادل کننده خارجی (External equalizer)
• متعادل کننده داخلی (Internal equalizer)

شیر انبساط الکترونیکی آنالوگ

شیرهای انبساط الکترونیکیِ آنالوگ بر خلاف نوع پالسی، می توانند پین یا پیستون شیر را در موقعیت های مختلفی از بازه کاملاً باز تا کاملاً بسته شیر قرار دهند. به همین دلیل این نوع از شیرهای انبساط الکترونیکی به لحاظ تئوری قادر هستند دبی مبرد ورودی به اواپراتور را بهتر کنترل کنند. اما در عمل به دلیل پیچیده بودن مدار کنترلی شیرهای آنالوگی، این نوع شیرها عملکرد ضعیف تری نسبت به شیرهای مجهز به موتور پله ای و حتی شیرهای پالسی دارند.

جمع‌بندی

در این مقاله به معرفی شیر انبساط ترموستاتیکی پرداختیم و با روش کار آن و انواع آنها آشنا شدیم. همچنین با روش صحیح نصب و تنظیم این نوع از دستگاه‌های انبساط آشنا شدیم.