شیر انبساط حرارتی در کولر گازی چیست و چه میکند؟

شیر انبساط حرارتی (Thermal Expansion valve) که با نام های شیر انبساط گرمایی، شیر انبساط مکانیکی یا شیر انبساط ترموستاتیکی نیز شناخته می شود و از پرکاربرد ترین شیر های انبساط استفاده شده در دستگاه های برودتی می باشد. شیر انبساط ترموستاتیکی گاهی با مخفف TEV که بر گرفته از عبارت انگلیسی آن می باشد، عنوان می گردد. در این مقاله قصد داریم با ساز و کار این شیر انبساط بیشتر آشنا شویم. با ما در بادبزن همراه باشید.

شیر انبساط حرارتی چیست؟

شیر انبساط ترموستاتیکی بخشی از سیستم های تهویه مطبوع و یخچال ها می باشد.این شیر یکی از نمونه های شیر انبساط LEV می باشد، که میزان سیال ورودی به اواپراتور را برای تنظیم سیال فوق گرم خروجی از اواپراتور کنترل می نماید. عملکرد این شیر به این صورت است که وقتی دمای اواپراتور افزایش می باشد فشار سیال نیز افزایش یافته در نتیجه سیال بیشتری وارد اواپراتور می شود و به سوزن فشار وارد شده و پایین می رود. به این صورت جریان سیال وارد اواپراتور می شود و گرمای بیشتری جذب می نماید که منجر به خنک شدن سیال می شود و سوزن مجددا بالا می رود.

اجزای تشکیل دهنده شیر انبساط ترموستاتیکی

هر شیر انبساط ترموستاتیکی (گرمایی) تشکیل شده از:

• بدنه شیر انبساط ترموستاتیکی (Valve Body)
• دیافراگم (Diaphragm)
• قطعات و فنر تنظیم کننده فشار استاتیک سوپر هیت
• محفظه عبور گاز مبرد
• حباب حسگر حرارتی (Sensing Bulb)
• لوله حباب حرارتی
• دریچه اتصال متعادل کننده خروجی

ساز و کار شیر انبساط مکانیکی

شیر انبساط حرارتی دو کار انجام می دهد:

• کاهش فشار گاز مبرد
• تنظیم حجم گاز مبرد

کاهش فشار و تنظیم حجم گاز مبرد با استفاده از شیر انبساط مکانیکی

برای کاهش فشار سه نوع فشار به دیافراگم شیر انبساط ترموستاتیکی وارد می شود:

• فشار فنر به سمت بالا است.
• فشار اواپراتور به سمت بالا می باشد.
• فشار حباب حسگر که به سمت پایین می باشد.

حال برای کاهش فشار ابتدا گاز مبرد با فشار بالایی وارد شیر انبساط ترموستاتیکی می شود سپس از یک وزنه کوچک عبور کرده که این حالت موجب افت فشار می گردد. قطر وزنه با استفاده از یک فنر کنترل می گردد که موجب تنظیم حجم گاز مبرد عبوری می گردد.

هر شیر انبساط دارای حباب حرارتی با مقدار مشخصی گاز می باشد. این حباب که نقش حسگر دارد در لوله خروجی اواپراتور و در فاصله چند سانتی متری از آن نصب می گردد و توسط یک لوله نازک به شیر انبساط ترموستاتیکی متصل می شود.

در صورتی که میزان مبرد عبوری کم باشد، این گاز زودتر از معمول در اواپراتور تبخیر می شود و دمای آن بالا می رود که معنای افزایش سوپرهیت می باشد. در این حالت گاز درون حباب حرارتی، شیر انبساط ترموستاتیکی تبخیر شده و توسط لوله مخصوصی به فنر تنظیم کننده می رسد و آن را فشرده می نماید. این کار موجب افزایش قطر شیر شده و مبرد بیشتری وارد اواپراتور می شود تا دما را متعادل کند.

در حالت عکس، یعنی زمانی که گاز مبرد زیادی وارد اواپراتور شود، دمای مبرد خروجی از اواپراتور کمتر از حالت طبیعی بوده و به عبارتی سوپرهیت کم می شود. در این حالت گاز درون حباب حرارتی، شیر انبساط ترموستاتیکی مایع شده و به حباب بر می گردد. این کار موجب کاهش فشار روی فنر تنظیم کننده می گردد. در این حالت فنر قطر شیر را کم کرده تا مبرد کمتری از آن عبور کرده و دما مجددا متعادل گردد.

انواع متعادل کننده در شیر انبساط حرارتی

در شیرهای انبساط ترموستاتیکی عموما از دو نوع متعادل کننده استفاده می کنند:

• شیر انبساط ترموستاتیکی با متعادل کننده داخلی
• شیر انبساط ترموستاتیکی با متعادل کننده خارجی

در صورت بالا بودن افت فشار در اواپراتور و وجود شیر انبساط مکانیکی با متعادل کننده داخلی، سوپرهیت زیادی در اواپراتور تولید می گردد. دلیل آن این است که با افت فشار، دما نیز کاهش یافته و شیر پاسخ اشتباه به کاهش دما می دهد و حجم مبرد عبوری را کم می کند. به عبارتی شیر متوجه کاهش دما توسط افت فشار نشده و تصور می کند سوپرهیت کم شده است. برای حل این مشکل باید از شیر انبساط با متعادل کننده خارجی استفاده شود.

در این شیر فشار خروجی اواپراتور با استفاده از یک لوله به زیر دیافراگم منتقل می گردد. در این حالت شیر انبساط ترموستاتیکی پاسخ درستی به سوپرهیت داده و دیگر سوپرهیت اضافی تولید نخواهد شد. لوله متعادل کننده خروجی تنها فشار خارج شده از اواپراتور را به زیر دیافراگم انتقال می دهد.

تنظیم شیر انبساط حرارتی

شیر های انبساط مکانیکی متناسب با ظرفیت ذکر شده در کاتالوگ تنظیم شده اند و در صورت تنظیم این شیر برای شرایط کار متفاوت باید:

• برای افزایش سوپرهیت پیچ شیر انبساط در جهت گردش عقربه های ساعت گردانده شود تا شیر بسته شود.
• برای کاهش سوپرهیت باید پیچ شیر انبساط ترموستاتیکی خلاف جهت گردش عقربه های ساعت گردانده شود تا شیر باز گردد.

جهت تنظیم ظرفیت کم، پیچ تنظیم را در هر چرخش 1/4 دور بچرخانید و فرصت دهید تا سیستم به تعادل برسد و سپس سوپرهیت را اندازه گیری نمایید.

جمع بندی

شیر های انبساط حرارتی به دلیل قیمت پایین تر نسبت به شیر های انبساط الکترونیکی، روش تنظیمات و نگهداری آسان تر برای اواپراتور، محبوبیت بیشتری داشته و کاربرد بیشتری دارند. همچنین در سردخانه ها و چیلرهای تراکمی بسیار مورداستفاده قرار می گیرند.

منبع: https://badbezan.com/%d8%b4%db%8c%d8%b1-%d8%a7%d9%86%d8%a8%d8%b3%d8%a7%d8%b7-%d8%ad%d8%b1%d8%a7%d8%b1%d8%aa%db%8c-%d9%88-%d8%b3%d8%a7%d8%b2-%d9%88-%da%a9%d8%a7%d8%b1-%d8%a2%d9%86/