سیستم های تبرید تراکمی یکی از پرکاربردترین سیستم‌های سردکننده هستند. در این سیستم از چهار جز اصلی استفاده می‌شود. کمپرسور، اواپراتور، کندانسور و دستگاه انبساط. در این سیکل دستگاه انبساط با کاهش فشار مبرد دمای تبخیر آن را کاهش می‌دهد. انواع مختلفی از دستگاه‌های انبساط وجود دارند : 1. لوله مویین 2. شیر انبساط ترموستاتیکی 3. شیر انبساط الکترونیکی 4. شیر انبساط فشار ثابت. در این مقاله قصد داریم با شیر انبساط الکترونیکی یا برقی آشنا شویم.
نقش شیر انبساط الکترونیکی در سیکل تبرید
در سیکل تبرید تراکمی، ابتدا مبرد توسط دستگاه کمپرسور فشرده می‌شود که با این کار دمای تقطیر آن افزایش می‌یابد تا بتواند در دمای بالا مایع شود. سپس در کندانسور به مایع تبدیل می‌شود و حرارت خود را به محیط بیرون می‌دهد. در ادامه این گاز باید وارد اواپراتور شود تا با تبخیر گرما را از داخل جذب کند. برای این کار دمای تبخیر مبرد باید پایین باشد (در حد دمای اتاق یا سردخانه). برای کاهش دمای تبخیر باید فشار مبرد کاهش یابد که این کار توسط شیر انبساط انجام می‌شود. پس مبرد بعد از آنکه از کندانسور خارج شد وارد شیر انبساط می‌شود تا افت فشار پیدا کند سپس وارد اواپراتور می‌شود و با تبخیر گرما را جذب می کند و به نقطه شروع سیکل می‌رسد.
البته شیر انبساط با باز و بسته شدن می‌تواند مقدار حجم مبرد عبوری را نیز کنترل کند و با این کار دمای گاز خروجی از اواپراتور یا به عبارتی سوپر هیت را تنظیم می‌کند. یک حسگر گرما در خط خروجی اواپراتور نصب می‌شود و با ارسال دستور متناسب شیر را باز یا بسته می‌کند، به طوری که اگر سوپر هیت افرایش یابد شیر باز می‌شود تا حجم مبرد افزایش یابد و بالعکس اگر سوپر هیت کاهش یابد شیر بسته می‌شود تا حجم مبرد کم شود.
اجزای شیر انبساط برقی
شیر انبساط الکترونیکی یا برقی به دو بخش اصلی تقسیم می‌شود : بدنه اصلی شیر و حسگر گرما.
بدنه اصلی شیر از یک استپ موتور تشکیل شده که توسط سیگنال الکتریکی کنترل می‌شود، حسگر گرما که یک ترمیستور است با تغییر دما سیگنال متناسب را به استپ موتور می‌فرستد.
استپ‌موتورها چرخش را بصورت پیوسته انجام نمی‌دهند. این موتورها تحت کنترل یک کنترلر الکترونیکی می‌باشند که به ازای هر سیگنالی که برای آنها فرستاده می‌شود به اندازه کسری از یک دور کامل دوران می‌کنند. استپ‌موتور بر اساس حرکت چرخ‌دنده‌ای که موقعیت یک پین را در مجرای عبوری مبرد تغییر می‌دهد عمل می‌کند. این موتورها می‌توانند با 200 گام بر ثانیه پیش رفته و سریعا به موقعیت قبلی بازگردند. کنترلر تعداد سیگنال‌های ارسال شده را به یاد می‌سپارد. این امر باعث می‌شود کنترلر موقعیت شیر را در هر لحظه‌ای به موقعیت قبلی برگرداند، بدین‌ترتیب شیر بسیار دقیق جریان مبرد را تنظیم می‌کند. این نوع شیرها عموما بیش از 1500 گام کنترلی دارد و مقدار هر گام برابر است با مقدار 0.0000783 اینچ و این نشان‌دهنده دقت آنهاست.
حسگر دما که در خط خروجی اواپراتور نصب می‌شود، ترمیستور نام دارد. ترمیستور یک مقاومت الکتریکی است که با تغییر دما، مقدار مقاومتش تغییر می‌کند. و با تغییر مقاومت مقدار جریان برق نیز متناسبا تغییر می‌کند که این سیگنال به وسیله سیم به استپر اکسپنشن ولو می‌رسد.
مزایای شیر انبساط الکترونیکی عبارت است از :
- عملکرد به مراتب سریعتر
- دقت بسیار بالا
- مصرف انرژی کم
- قابل استفاده برای سیستم‌های برگشت‌پذیر
- ابعاد کوچکتر نسبت به اکسپنشن ولو ترموستاتیکی
- آلودگی صوتی کمتر نبست به شیر انبساط ترموستاتیکی
- قابلیت اطمینان بالاتر
- بهینه‌سازی دما و جلوگیری از ازدیاد بیش از حد گرما
- قابلیت استفاده برای انواع مبردها
معایب :
تنها عیبی که به این نوع از شیرهای انبساط وارد است هزینه بالای آنهاست، ولی واضح است که استفاده از آنها با وجود افزایش هزینه اولیه توجیه دارد، خصوصا برای سیستم‌هایی با بار برودتی بالا.
جمع‌بندی
در این مقاله با مروری بر سیکل تبرید با نقش دستگاه انبساط در این سیکل آشنا شدیم و در ادامه ضمن اشاره به انواع دستگاه های انبساط، به معرفی شیر انبساط الکترونیکی پرداختیم و با اجزای داخلی و روش کار آن آشنا شدیم. امیدواریم این مقاله مورد توجه شما قرار گرفته باشد. جهت مشاوره در خصوص خرید انواع شیر های انبساط با کارشناسان شرکت دی تماس بگیرید.
