شیر انبساط چیست؟ انواع تجهیزات انبساطی
تجهیزات انبساطی سیکل تبرید
شیر انبساط و لوله مویین که به طور کلی تجهیزات انبساطی هستند، یکی از چهار جزء اصلی یک سیکل تبرید می‌باشند و بدون این تجهیزات عملا سیکل کامل نخواهد شد. یک سیکل‌تبرید شامل کمپرسور، کندانسور، شیر انبساط و اواپراتور می‌باشد.
در شکل زیر نحوه چیدمان هر قطعه مشخص شده است.
امروزه در سیستم‌های تهویه‌مطبوع انواع متفاوتی از قطعاتی انبساطی استفاده میشود که در ادامه به شرح آن‌ها خواهیم پرداخت.
نقش شیر انبساط در سیکل تبرید
موقعیت اکسپنشن ولو بین کندانسور و اواپراتور می باشد. در سیکل تبرید برای افزایش دمای میعان مبرد، ابتدا این مایع با افزایش فشار وارد کمپرسور میشود. سپس وارد کندانسور شده و از گاز به مایع تغییر حالت میدهد و در پایان وارد اواپراتور میشود و با تبخیر شدن گرما را جذب میکند. اما پیش از تبخیر شدن ابتدا باید فشار مبرد کاهش یابد تا قادر به تبخیر شدن در دمای پایین باشد. این افت فشار توسط اکسپنشن ولو انجام می گردد. به عبارتی این شیر همچون کمپرسور، مرز ناحیه فشار بالا و فشار پایین در سیستم های تهویه مطبوع و دستگاههای برودتی به شمار می روند و در ناحیه خط مایع مبرد (Liquid Line) جای دارد. پس فشار مبرد بعد از کندانسور ابتدا توسط شیر انبساط کاهش یافته و در نهایت وارد اواپراتور میشود.
وظایف مهم شیر انبساط
این وظایف در انواع مختلف اکسپنشن ولو انجام میشود.
· کاهش فشار مبرد
· تنظیم دما و فشار اواپراتور از طریق کنترل مقدار مبرد عبوری
هدف از قطعه انبساطی چیست؟
هدف از این قطعات انبساطی در سیکل تبرید، کاهش سریع فشار مبرد می‌باشد.
این عملیات به مبرد این اجازه را می دهد که سریعا قبل از ورود به اواپراتور سرد شود.
انواع وسایل انبساطی چیست؟
به طور کلی سه نوع از قطعات انبساطی وجود دارند که در سیکل تبرید از آن‌ها استفاده میشود.
- لوله های مویین ( Capillary Tube )
- شیر ابنساط ترموستاتیکی (TXV )
- شیر انبساط الکترونیکی (EXV)
لوله های مویین:
لوله ی مویین لوله ای است با سایز مشخص و با طول زیاد و پرپیچ و خم به همراه یک سوراخ ورودی برای دریافت مایع مبرد فشار بالایی که از کندانسور خارج شده است. این دهانه کوچک ورودی درواقع فشار مبرد در دهانه ورودی را بالا و فشار در خروجی لوله مویین را بسیار پایین نگه می‌دارد. در واقع مبرد با عبور از این قطعه و با توجه به اصطکاک دیواره آن فشارش به سرعت کاهش پیدا میکند.
این قطعه در سیستم‌های کوچک تهویه مطبوع با ظرفیت های پایینتر مورد استفاده قرار می‌گیرد و البته مزایایی از جمله قیمت ارزانتر، سازگاری با تمامی مبردهای فریونی و غیره دارد. البته کنترل نرخ جریان مبرد به دقت دو نوع دیگر نیست و تنها وسیله ای ساده برای کنترل جریان مبرد به وسیله طول معین و بلندی از یک لوله مسی با قطر مشخص و اندک است. از آنجاییکه دهانه ورودی مبرد به لوله مویین یک سوراخ ثابت است بسیار مهم است که سیستم دارای شارژ متناسب مبرد باشد تا فشار زیادی به لوله مویین وارد نشده و این قطعه از کار نیوفتد.
شیر انبساط ترموستاتیکی:
شیر انبساط ترموستاتیکی برخلاف لوله مویین توانایی تغییر جریان ورودی مبرد در یک سیکل تبرید تهویه مطبوع را دارد.
روش کار به این شکل است که در خروجی اواپراتور یک سنسور و درواقع حباب حرارتی قرارداده می شود که توسط یک لوله به شیر انبساط ترموستاتیکی متصل است. در صورتی که مبرد در اواپراتور کمتر از میزان مورد تقاضا باشد، مبرد گرم شده و پس از خروج از اواپراتور باعث گرم شدن حباب حرارتی می شود. گازی که در این حباب حرارتی وجود دارد، با گرم شدن منبسط شده و از طریق لوله‌ای خود را به فنری که در شیر انبساط ترموستاتیکی قرار دارد می‌رساند. فنر را فشرده کرده و باعث باز شدن بیشتر دریچه ورود مبرد به داخل اواپراتور میشود.
در نتیجه مبرد بیشتری به اواپراتور راه پیدا کرده و دما متعادل میشود.
درمقابل در صورتی که میزان ورود مبرد به داخل اواپراتور زیاد باشد، دمای مبردی که از اواپراتور خارج میشود، پایین تر از حالت معمول است و باعث تغییر حالت گاز داخل حباب به مایع شده و حجم آن کاهش پیدا می کند. این برگشت گاز به داخل حباب فشار را از روی فنر شیر انبساط برداشته و باعث می شود دریچه کمی بسته شده و مبرد کمتری به اواپراتور فرستاده شود.
شیر انبساط الکترونیکی:
این شیر که خود دارای انواعی است و هر شرکت با تکنولوژی خاص خود آن را تولید می کند، یکی از محبوبترین وسیله های انبساط در سیستم های تهویه مطبوع می باشد. بازده بالا، کنترل دقیق جریان مبرد، ابعاد کوچکتر به نسبت دیگر انواع شیرها و … از جمله ویژگی های اصلی شیر انبساط الکترونیکی است. این شیرها معمولا یک سنسور دمایی در خروجی شیر انبساط و درواقع ورودی اواپراتور و یک سنسور دمایی در خروجی اواپراتور دارند. مکانیزم عملکرد آن ها همانند شیر انبساط های ترموستاتیکی می‌باشد، با این تفاوت که سیگنال دریافت برای تغییر در میزان مبرد، توسط یک کنترلر الکتریکی ارسال می شود. در واقع درون این شیرها استپ موتورهایی وجود دارند که دوران می کنند و میزان دریچه برای خروج مبرد را باز یا بسته می کنند.
استفاده از شیر انبساط های الکترونیکی در سیستم های تهویه مطبوع با ظرفیت بالا بسیار متداول است.
این شیرها علاوه بر کاهش هزینه‌های انرژی و افزایش راندمان می‌توانند با عملکرد خوب خود، به عمر کمپرسور بیافزایند.
تحمل فشار مبردهای جدید، ابعاد کوچک از دیگر ویژگی های این قطعات می باشند.
اخیرا شرکت دانفوس شیر انبساط الکترونیکی از جنس تماما فولاد ضد زنگ به بازار عرضه کرده است.
خلاصه مطالب:
- شیر انبساط الکترونیکی نمونه جدیدتر، دقیق تر، گرانتر و کم مصرف تر این شیرهاست.
- شیر انبساط ترموستاتیکی به علت قیمت ارزان و تکنولوژی ساخت ساده نیز بسیار مورد استفاده قرار می گیرد.
- از لوله‌های مویین در دستگاههای کوچک تهویه‌مطبوع استفاده میشود که میزان جریان مبرد را نمی‌توانند کنترل کنند.
- هزینه های تعمیر و نگه داری بسیار کم در شیرهای انبساط ترموستاتیکی از جمله ویژگی این شیرهاست.
جمع بندی:
در این مقاله به معرفی سه وسیله انبساطی که در سیکل های تبرید تراکمی مورد استفاده قرار می گیرند، پرداختیم. وسایل انبساطی یکی از ارکان مهم سیکل تبرید می باشند، که نحوه عملکرد و تکنولوژی ساخت آن ها در بازده دستگاه ها بسیار تاثیر گذار است. در دستگاههای تهویه مطبوع عموما از شیرهای انبساط ترموستاتیکی و الکترونیکی استفاده می شود. امیدواریم با خواندن این مقاله آشنایی لازم با این قطعه مهم را پیدا کرده باشید.
