شیر انبساط حرارتی، لوله مویین، شیر انبساط الکترونیکی، سه وسیله مهم تنظیم کننده گاز
مکانیزم تنظیم فشار (throttling) یکی از اجزای مهم در دستگاه تبرید است. وظیفه آن کاهش مایع اشباع (یا مایع مادون سرد) تحت فشار میعان در کندانسور یا گیرنده مایع تا فشار تبخیر و دمای تبخیر پس از تنظیم فشار است. با توجه به تغییر بار، جریان مبرد ورودی به اواپراتور تنظیم میشود. دستگاههای تنظیم فشار رایج شامل لولههای مویین، شیرهای انبساط حرارتی و شیرهای شناور هستند.
اگر مقدار مایعی که توسط مکانیزم تنظیم فشار به اواپراتور داده میشود در مقایسه با بار اواپراتور خیلی زیاد باشد، بخشی از مایع مبرد به همراه مبرد گازی وارد کمپرسور میشود و باعث فشردهسازی مرطوب یا ضربه مایع میشود.
برعکس، اگر مقدار مایع ورودی در مقایسه با بار حرارتی اواپراتور خیلی کم باشد، بخشی از ناحیه تبادل حرارت اواپراتور قادر به عملکرد کامل نخواهد بود و حتی فشار تبخیر کاهش مییابد؛ و ظرفیت خنککنندگی سیستم کاهش مییابد، ضریب خنککنندگی کم میشود و دمای تخلیه کمپرسور افزایش مییابد که بر روانکاری طبیعی کمپرسور تأثیر میگذارد.
هنگامی که مایع مبرد از یک سوراخ کوچک عبور میکند، بخشی از فشار استاتیک به فشار دینامیکی تبدیل میشود و سرعت جریان به شدت افزایش مییابد و به یک جریان آشفته تبدیل میشود، سیال آشفته میشود، مقاومت اصطکاکی افزایش مییابد و فشار استاتیک کاهش مییابد، به طوری که سیال میتواند به هدف کاهش فشار و تنظیم جریان دست یابد.
تنظیم دما یکی از چهار فرآیند اصلی ضروری برای چرخه تبرید تراکمی است.
مکانیزم تنظیم فشار دو وظیفه دارد:
یکی از این روشها، تنظیم فشار و کاهش فشار مبرد مایع پرفشار خروجی از کندانسور تا فشار تبخیر است.
دوم، تنظیم مقدار مایع مبرد ورودی به اواپراتور با توجه به تغییرات بار سیستم است.
۱. شیر انبساط حرارتی
شیر انبساط حرارتی به طور گسترده در سیستم تبرید فریونی استفاده میشود. این شیر از طریق عملکرد مکانیسم حسگر دما، به طور خودکار با تغییر دمای مبرد در خروجی اواپراتور تغییر میکند تا به هدف تنظیم میزان مایع مبرد برسد.
دمای سوپرهیت اکثر شیرهای انبساط حرارتی قبل از خروج از کارخانه روی ۵ تا ۶ درجه سانتیگراد تنظیم میشود. ساختار شیر تضمین میکند که وقتی سوپرهیت ۲ درجه سانتیگراد دیگر افزایش مییابد، شیر در حالت کاملاً باز قرار میگیرد. وقتی سوپرهیت حدود ۲ درجه سانتیگراد باشد، شیر انبساط بسته میشود. فنر تنظیم برای کنترل سوپرهیت، محدوده تنظیم ۳ تا ۶ درجه سانتیگراد است.
به طور کلی، هرچه درجه سوپرهیت تعیین شده توسط شیر انبساط حرارتی بالاتر باشد، ظرفیت جذب حرارت اواپراتور کمتر است، زیرا افزایش درجه سوپرهیت بخش قابل توجهی از سطح انتقال حرارت در انتهای اواپراتور را اشغال میکند، به طوری که بخار اشباع میتواند در اینجا سوپرهیت شود. این بخار بخشی از ناحیه انتقال حرارت اواپراتور را اشغال میکند، به طوری که ناحیه تبخیر مبرد و جذب حرارت نسبتاً کاهش مییابد، به عبارت دیگر، از سطح اواپراتور به طور کامل استفاده نمیشود.
با این حال، اگر درجه سوپرهیت خیلی پایین باشد، ممکن است مایع مبرد وارد کمپرسور شود و منجر به پدیده نامطلوب ضربه قوچ شود. بنابراین، تنظیم سوپرهیت باید مناسب باشد تا از ورود مبرد کافی به اواپراتور و در عین حال جلوگیری از ورود مبرد مایع به کمپرسور اطمینان حاصل شود.
شیر انبساط حرارتی عمدتاً از یک بدنه شیر، یک بسته حسگر دما و یک لوله مویین تشکیل شده است. دو نوع شیر انبساط حرارتی وجود دارد: نوع بالانس داخلی و نوع بالانس خارجی طبق روشهای مختلف بالانس دیافراگم.
شیر انبساط حرارتی با تعادل داخلی
شیر انبساط حرارتی با تعادل داخلی از بدنه شیر، میله فشار، نشیمنگاه شیر، سوزن شیر، فنر، میله تنظیم، حباب حسگر دما، لوله رابط، دیافراگم حسگر و سایر اجزا تشکیل شده است.
شیر انبساط حرارتی متعادل خارجی
تفاوت بین شیر انبساط حرارتی نوع تعادل خارجی و نوع تعادل داخلی در ساختار و نصب این است که فضای زیر دیافراگم شیر تعادل خارجی به خروجی شیر متصل نیست، بلکه از یک لوله تعادل با قطر کوچک برای اتصال به خروجی اواپراتور استفاده میشود. به این ترتیب، فشار مبرد که بر روی سطح زیرین دیافراگم عمل میکند، در ورودی اواپراتور پس از تنظیم فشار، Po نیست، بلکه فشار Pc در خروجی اواپراتور است. هنگامی که نیروی دیافراگم متعادل است، Pg=Pc+Pw است. درجه باز شدن شیر تحت تأثیر مقاومت جریان در کویل اواپراتور قرار نمیگیرد و بنابراین بر کاستیهای نوع تعادل داخلی غلبه میکند. نوع تعادل خارجی بیشتر در مواردی استفاده میشود که مقاومت کویل اواپراتور زیاد باشد.
معمولاً درجه سوپرهیت بخار در حالتی که شیر انبساط بسته است، درجه سوپرهیت بسته نامیده میشود و درجه سوپرهیت بسته نیز برابر با درجه سوپرهیت باز در حالتی است که سوراخ شیر شروع به باز شدن میکند. سوپرهیت بسته شدن مربوط به پیشبار فنر است که میتوان آن را توسط اهرم تنظیم تنظیم کرد.
سوپرهیت زمانی که فنر در شلترین حالت تنظیم میشود، سوپرهیت بسته حداقل نامیده میشود؛ برعکس، سوپرهیت زمانی که فنر در سفتترین حالت تنظیم میشود، سوپرهیت بسته حداکثر نامیده میشود. به طور کلی، حداقل درجه سوپرهیت بسته شیر انبساط بیش از ۲ درجه سانتیگراد و حداکثر درجه سوپرهیت بسته کمتر از ۸ درجه سانتیگراد نیست.
برای شیر انبساط حرارتی تعادل داخلی، فشار تبخیر زیر دیافراگم عمل میکند. اگر مقاومت اواپراتور نسبتاً زیاد باشد، هنگام جریان مبرد در برخی از اواپراتورها، افت مقاومت جریان زیادی رخ خواهد داد که به طور جدی بر شیر انبساط حرارتی تأثیر میگذارد. عملکرد کاری اواپراتور افزایش مییابد و در نتیجه درجه سوپرهیت در خروجی اواپراتور افزایش مییابد و استفاده غیرمنطقی از سطح انتقال حرارت اواپراتور میشود.
برای شیرهای انبساط حرارتی با تعادل خارجی، فشاری که زیر دیافراگم عمل میکند، فشار خروجی اواپراتور است، نه فشار تبخیر، و وضعیت بهبود مییابد.
۲. مویرگی
لوله مویین سادهترین وسیله تنظیم فشار است. لوله مویین یک لوله مسی بسیار نازک با طول مشخص است و قطر داخلی آن عموماً 0.5 تا 2 میلیمتر است.
ویژگیهای لوله مویین به عنوان دستگاه تنظیم فشار
(1) لوله مویین از یک لوله مسی قرمز کشیده شده است که ساخت آن راحت و ارزان است.
(2) هیچ قطعه متحرکی وجود ندارد و ایجاد خرابی و نشتی آسان نیست.
(3) دارای ویژگیهای خود-جبرانسازی است،
(4) پس از اینکه کمپرسور تبرید از کار افتاد، فشار در سمت فشار بالا و فشار در سمت فشار پایین در سیستم تبرید میتواند به سرعت متعادل شود. هنگامی که دوباره شروع به کار کرد، موتور کمپرسور تبرید روشن میشود.
۳. شیر انبساط الکترونیکی
شیر انبساط الکترونیکی از نوع سرعتی است که در کولر گازی اینورتر با کنترل هوشمند استفاده میشود. مزایای شیر انبساط الکترونیکی عبارتند از: محدوده تنظیم جریان وسیع؛ دقت کنترل بالا؛ مناسب برای کنترل هوشمند؛ مناسب برای تغییرات سریع در جریان مبرد با راندمان بالا.
مزایای شیرهای انبساط الکترونیکی
محدوده تنظیم جریان بزرگ؛
دقت کنترل بالا؛
مناسب برای کنترل هوشمند؛
میتواند برای تغییرات سریع در جریان مبرد با راندمان بالا اعمال شود.
باز شدن شیر انبساط الکترونیکی میتواند با سرعت کمپرسور تطبیق داده شود، به طوری که مقدار مبرد تحویلی توسط کمپرسور با مقدار مایع تحویلی توسط شیر مطابقت داشته باشد، به طوری که ظرفیت اواپراتور به حداکثر برسد و کنترل بهینه سیستم تهویه مطبوع و تبرید حاصل شود.
استفاده از شیر انبساط الکترونیکی میتواند راندمان انرژی کمپرسور اینورتر را بهبود بخشد، تنظیم سریع دما را محقق کند و نسبت راندمان انرژی فصلی سیستم را بهبود بخشد. برای کولرهای گازی اینورتر پرقدرت، شیرهای انبساط الکترونیکی باید به عنوان اجزای تنظیم کننده جریان استفاده شوند.
ساختار شیر انبساط الکترونیکی از سه بخش تشکیل شده است: تشخیص، کنترل و اجرا. با توجه به روش رانندگی، میتوان آن را به نوع الکترومغناطیسی و نوع الکتریکی تقسیم کرد. نوع الکتریکی نیز به نوع مستقیم و نوع کاهش سرعت تقسیم میشود. موتور پلهای با سوزن سوپاپ از نوع مستقیم و موتور پلهای با سوزن سوپاپ از طریق گیربکس مجموعه دنده از نوع کاهش سرعت است.
زمان ارسال: ۲۵ نوامبر ۲۰۲۲
