در این مقاله قصد داریم به بیان مقایسه شیر انبساط ترموستاتیکی و الکترونیکی بپردازیم. سیستم تبرید تراکمی که از پر کاربردترین سیکل‌های مورد استفاده برای برودت و تهویه است. این سیستم دارای چهار جز اصلی می‌باشد : کمپرسور، اواپراتور، کندانسور و دستگاه انبساط. این سیکل در انواع چیلر ها، سردخانه ها، کولر خودرو، انواع اسپلیت ها و … استفاده می شود.
دستگاه انبساط که وظیفه اصلی آن ایجاد افت فشار در مبرد است، سه مدل اصلی دارد:
- لوله مویین
- شیر انبساط ترموستاتیکی
- شیر انبساط الکترونیکی
در این مقاله ضمن مروری بر روش کار شیرهای انبساط، انواع آنها را با هم مقایسه خواهیم کرد.
وظیفه شیر انبساط
برای آنکه با وظیفه شیر انبساط آشنا شویم بد نیست که مروری داشته باشیم بر نحوه عملکرد سیکل تبرید تراکمی. در این سیکل مبرد ابتدا وارد کمپرسور شده و فشارش افزایش می‌یابد. این کار کمک می‌کند که دمای تقطیر مبرد افزایش یابد. سپس مبرد وارد کندانسور شده و تبدیل به مایع می‌شود و با این کار حرارت خود را به محیط بیرون می‌دهد. در مرحله بعد مبرد مایع به شیر انبساط می‌رسد و توسط آن، فشارش کاهش می‌یابد. این کار کمک می‌کند که مبرد در دمای پایین‌تری تبخیر شود. حال مبرد وارد اواپراتور شده و با جذب حرارت تبخیر می‌شود به نقطه شروع می‌رسد.
وظیفه اصلی هر شیر انبساطی ایجاد افت فشار در مبرد است، تا باعث شود مبرد در دمای پایین‌تری تبخیر شود. اما شیر انبساط در سیکل تبرید تراکمی یک وظیفه دیگر نیز دارد، و آن هم کنترل مقدار مبرد عبوری است. همانطور که از نام آن بر می‌آید شیر انبساط با باز و بسته شده می‌تواند مقدار مبرد ورودی به اواپراتور را کنترل کند که در نتیجه آن سوپر هیت اواپراتور کنترل می‌شود. در صورت نیاز می‌توانید مقاله مربوط به سوپر هیت را مطالعه کنید.
پس کار شیر انبساط در سیکل :
- ایجاد افت فشار در مبرد
- کنترل مبرد حجم مبرد عبوری
اما برای آنکه بفهمیم این کار چگونه توسط شیر انبساط انجام می‌شود، باید با انواع آنها بیشتر آشنا شویم.
شیر انبساط ترموستاتیکی
شیر انبساط ترموستاتیکی یا به فارسی حرارتی، یکی از انواع شیرهای انبساط است که از اجزای مختلفی تشکیل شده است. بدنه شیر، دیافراگم، سورزن و البته حباب حرارتی که نقش حسگر گرما را دارد و توسط یک لوله به شیر متصل است.
به منظور ایجاد کاهش فشار، مبرد وارد شیر می‌شود با عبور از روزنه کوچک فشارش افت می‌کند. قطر این روزنه توسط فنری تنظیم می‌شود که باعث تنظیم حجم مبرد عبوری می‌گردد.
هر شیر انبساط حرارتی یک مخزن کوچکی دارد که توسط لوله‌ای باریک به آن وصل است و مقدار مایع در آن وجود دارد. این مخزن که حباب حرارتی نام دارد، در حقیقت نقش حسگر گرما را ایفا می‌کند. و با تبخیر مایع موجود در آن شیر را باز و بالعکس با میعان آن شیر بسته می‌شود. محل نصب حباب حرارتی، بر روی لوله خروجی از اواپراتور و در فاصله چند سانتیمتری از آن است.
اگر میزان مبرد ورودی به اواپراتور کم باشد، مبرد در اواپراتور زودتر بخار شده و دمای آن بیش از حد بالا می‌رود. به عبارتی سوپر هیت افزایش می‌یابد. در این حال مایع موجود در حباب حرارتی تبخیر می‌شود و با فشار خود باعث باز شدن شیر انبساط می‌گردد، با این کار مبرد بیشتری وارد اواپراتور می‌گردد و سوپر هیت به حالت عادی باز می‌گردد.
و در حالت بالعکس، اگر مبرد زیادی در اواپراتور جریان داشته باشد، باعث کم شدن سوپر هیت می‌شود که این یعنی کم شدن دمای گاز خروجی از اواپراتور، که این کاهش دما، باعث میعان گاز داخل حباب حرارتی می‌گردد و به عبارتی فشار بر روی فنر تنظیم‌کننده جریان کم شده و شیر بسته می‌شود و حجم مبرد ورودی به اواپراتور را کاهش می‌دهد. با این کار سوپر هیت به حالت عادی بر می‌گردد.
شیر انبساط الکترونیکی
شیر انبساط الکترونیکی نیز همان وظایف مدل ترموستاتیکی را دارد، اما نحوه عملکرد آن بر پایه اجزای برقی می‌باشد.
برای باز و بسته شدن شیر یک موتور الکترونیکی کوچک وجود دارد که به آن استپ‌موتور می‌گویند، هر بار که کنترل‌کننده الکترونیکی سیگنالی برای باز و بسته شدن ارسال می‌کند، موتور به اندازه کسری از یک دور کامل می‌چرخد. مجرای عبوری مبرد، بر اساس حرکت چرخ‌دنده‌ای که موقعیت یک پین را تغییر می‌دهد، تغییر می‌کند. استپ‌موتورها می‌توانند با 200 گام بر ثانیه تغییر موقعیت دهند. این نوع شیرها معمولاً چندهزار گام کنترلی دارند که مقدار هر گام برابر است با کسر بسیار کوچکی از یک اینچ، بدین‌ترتیب شیر انبساط الکترونیکی، کنترل بسیار دقیقی روی میزان جریان مبردی دارد و همچنین سرعت واکنش آن نسبت به تغییرات زیاد است.
در مقابل مخزن حرارتی که نقش حسگر را در شیر انبساط ترموستاتیکی داشت، در شیرهای الکترونیکی وظیفه حس کردن دما و ارسال سیگنال‌های متناسب بر عهده یک مقاوت گرمایی است. این مقاوت با تغییر دما مقدار جریان الکتریکی را تغییر می‌دهد و یه شکل یک سیگنال به استپر شیر دستور باز یا بسته شدن ارسال می‌شود.
مقایسه شیر انبساط ترموستاتیکی و الکترونیکی
شیرهای انبساط الکترونیکی بسیار دقیق‌تر از نوع ترموستاتیکی هستند ولی طراحی آن نیز پیچیده‌تر و قیمت آنها نیز بالاتر است.
در یک نگاه کلی می‌توان گفت :
شیر انبساط ترموستاتیکی
- هزینه کم
- طراحی ساده
- تنظیم نادقیق سوپر هیت
- در فشارهای پایین کندانسور، نیازمند توان بیشتری از کمپرسور است
- عملکرد آهسته نسبت به تغییرات سوپر هیت
شیر انبساط الکترونیکی
- قابلیت اطمینان بالا
- تنظیم دقیق سوپر هیت
- عملکرد مناسب در فشارهای پایین کندانسور
- قابلیت استفاده آسان با تمامی انواع مبردها
- عملکرد سریع نسبت به تغییرات سوپر هیت
- هزینه بیشتر
جمع‌بندی
در هر سیکل تبریدی تراکمی چهار جز اصلی وجود دارد: کمپرسور، اواپراتور، کندانسور و شیر انبساط. در این مقاله دیدیم که وظیفه شیر انبساط در این سیکل ایجاد افت فشار در مبرد و همچنین کنترل میزان مبرد عبوری است. در ادامه با معرفی انواع شیرهای انبساط با روش کار هر کدام و اجزای آنها، با انواع شیرهای انبساط بیشتر آشنا شدیم. همچنین در قسمت آخر به مقایسه شیر انبساط ترموستاتیکی و الکترونیکی پرداختیم و دیدیم که شیرهای انبساط برقی عملکرد به مراتب بهتری از توع حرارتی دارند و در مقابل هزینه آنها نیز بیشتر است.
امیدواریم از این مقاله استفاده کرده باشید. جهت مشاوره در خصوص خرید انواع شیرهای انبساط با کارشناسان فروش ما تماس حاصل فرمایید.
