شیر انبساط چیست و چه وظیفه ای دارد؟ (راهنمای جامع)

مقالات

17 تیر 1402

2 دیدگاه

در سیکل‌های تبرید تراکمی بخار، سیکل تبرید جذبی، سیستم‌ها و دستگاه‌های برودتی و تهویه مطبوع استفاده از شیر انبساط یک جز جدایی ناپذیر و کلیدی است. وظیفه قطعات انبساطی در سیستم‌های تبرید این است که جریان مبرد ورودی به Evaporator را کنترل کرده و فشار مبرد را به سرعت کاهش دهد. قطعات انبساطی شامل لوله های مویین و شیر انبساط می‌شود که ما در این مقاله قصد داریم تا شما را با وظیفه شیر انبساط، انواع آن و محل قرارگیری آن در سیستم‌های تبرید آشنا کنیم.

شیر انبساط چیست؟

اکسپنشن چیست؟ اکسپنشن ولو (expansion valve) همان طور که گفته شد با هدف کنترل فشار جریان مبردی که وارد اواپراتور می‌شود، به سیستم های تبرید اضافه شده و در نهایت وظیفه شیر انبساط کنترل میزان سوپر هیت شدن گاز خارج شده از اواپراتور است. از آن جایی که این شیر در سیستم‌های تبرید وظیفه کنترل جریان سرمازا را بر عهده دارد به آن شیر کنترل و شیر تنظیم هم می‌گویند.

شیر‌های انبساط با توجه به موارد زیر می‌توانند انواع گوناگونی داشته باشند:

• ساختار سیستم برودتی
• ساختمان سیستم تهویه مطبوع
• نوع اواپراتور به کار رفته در سیستم
• شیوه کنترل دبی مبرد

به طور کلی می‌توانیم شیر‌های انبساط را به دو دسته اصلی شیر‌های انبساط مکانیکی (ترموستاتیکی) و شیر‌های انبساط الکترونیکی تقسیم بندی کنیم. در ادامه به طور خلاصه با هر یک از انواع این شیر‌های پر کاربرد در صنعت و مصارف خانگی آشنا خواهید شد.

شیر‌ مکانیکی انبساط (ترموستاتیکی)

شیر مکانیکی انبساط که به آن ترموستاتیکی یا حرارتی هم گفته می‌شود یکی از پر کاربردترین و رایج ترین انواع شیر‌های انبساطی است که در سیستم‌های تبرید و تهویه مطبوع به کار برده می‌شود. شیر انبساط حرارتی (Thermal Expansion Vales) را به صورت TEV یا TXV نمایش می‌دهند. این شیر‌ها از لوله های مویین پیشرفته تر هستند و این امکان را دارند که جریان ورودی به سیستم تبرید را تنظیم کنند. در بخش انتهایی اواپراتور صنعتی یک حباب حسگر قرار گرفته است که به کمک یک لوله به شیر انبساط وصل می‌شود.

چگونگی عملکرد شیر‌های انبساط مکانیکی

سیستم عمل در این شیر‌ها این چنین است که با کم شدن مبرد در اواپراتور، سرمازا گرم شده و وقتی از اواپراتور خارج می‌شود گاز موجود در داخل حباب حرارتی را هم گرم می‌کند. این گرم شدن منجر به انبساط گاز شده و از راه یک لوله می‌تواند فنر داخل شیر انبساط مکانیکی را فشرده کند. این فشرده شدن فنر باعث باز شدن هر چه بیشتر دریچه ای خواهد شد که از طریق آن مبرد به اواپراتور وارد شده و دمای داخل آن متعادل می‌شود.

زمانی که دمای داخل کاهش پیدا می‌کند، گاز داخل حباب از حالت انبساط خارج شده و در نتیجه فنر هم از حالت فشردگی در می‌آید. این کار منجر به بسته شدن بخشی از ورودی اواپراتور شده و مقدار سرمازای کمتری وارد اواپراتور می‌شود. کالیبراسیون این شیر‌ها توسط شرکت‌های تولید کننده صورت می‌گیرد و در صورت به هم خوردن این کالیبراسیون لازم است که مجدداً توسط متخصصان کالیبره کردن آنها انجام شود.

مزایا و معایب شیر‌ ترموستاتیکی انبساط

شیر‌های انبساط مکانیکی خود به دو گروه شیر‌های با متعادل کننده داخلی و شیر‌هایی با متعادل کننده خارجی تقسیم بندی می‌شوند؛ اما به طور کلی شیر‌های انبساط ترموستاتیکی دارای مزایای زیر هستند:

• قیمت مناسب نسبت به شیر‌های انبساط الکترونیکی
• کم بودن هزینه های مربوط به نگهداری آن‌ها
• به صرفه بودن هزینه‌های تعمیر این شیر‌ها
• تنظیم ساده که به صورت دستی هم امکان پذیر است.
• عملکرد مداوم در سیستم

اگر بخواهیم نواقص و معایب این شیر‌های انبساط را نام ببریم می‌توانیم به موارد زیر اشاره کنیم:

• این شیر‌ها توانایی کنترل حرارت بسیار زیاد را ندارند.
• نسبت به شیر‌های الکترونیکی دقت پایین‌تری دارند.
• زمانی که اختلاف فشار‌ها پایین باشد این شیر‌ها کارایی و دقت کافی را ندارند.

استفاده از شیر‌های انبساط ترموستاتیکی با توجه به قیمت مناسب و کارایی مناسبی که دارند یکی از بهترین انتخاب‌ها به عنوان قطعه انبساطی در سیستم‌های تبرید و تهویه مطبوع هستند؛ شیر اکسپنشن دانفوس یکی از بهترین برندهای فعال می‌باشد.

شیر‌های انبساط الکترونیکی

این نوع از شیر‌های انبساط یک کنترل کننده الکترونیکی دارند و این کنترل کننده با توجه به داده‌هایی که از سنسور‌های موجود در خط ساکشن دریافت می‌کند، می‌تواند شیر ورودی به اواپراتور را به کمک یک موتور الکترونیکی استپ یا استپر موتور باز یا بسته کند. این استپر می‌تواند در شیر، حرکاتی با 1500 مرحله داشته باشد که این خود یکی از مزایای این شیر‌های انبساط است؛ چرا که این تعداد مرحله، دقت بالای شیر‌های انبساط الکترونیکی را نشان می‌دهد.

انواع شیر‌ الکترونیکی انبساط

تا به اینجا با مفهوم اینکه expansion valve چیست، آشنا شدیم، در ادامه به مفهوم اینکه کار شیر انبساط چه چیزی است، اشاره می‌کنیم.

این شیر‌های دقیق می‌توانند دو نوع استپر موتور تک قطبی و یا دو قطبی داشته باشند. شیر‌های انبساط الکترونیکی را به صورت سه دسته کلی طراحی می‌کنند:

1. موتور پله‌ای
2. پالسی
3. آنالوگ

هر یک از این انواع شیر با توجه به ساختمان نوع سیستم تهویه مطبوع یا سیستم تبرید می‌توانند به کار برده شوند.

مزایا و معایب شیر‌های انبساط الکترونیکی

از مهم ترین مزایای این شیر‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• انرژی کمتری استفاده می‌کنند.
• دقت بالایی داشته و خطای آن‌ها بسیار کم است.
• نسبت به شیر‌های انبساط مکانیکی ابعاد کوچک‌تری دارند.
• عملکرد آن‌ها نسبت به انواع مکانیکی بسیار سریع‌تر است.
• برای انواع مبرد‌ها قابل‌استفاده هستند.
• مانع از overheating می‌شوند.

تنها مشکل این شیر‌های انبساط قیمت گران تر آن‌ها نسبت به شیر‌های مکانیکی است که با توجه به مزایای پر شماری که دارند در بسیاری از موارد می‌توان از آن صرف نظر کرد و کارایی بهتر و دقت بالاتر را در اولویت قرار داد.

محل قرار گرفتن شیر انبساط

در سیستم‌های تبرید شیر انبساط را بعد از کندانسور و قبل از اواپراتور قرار می‌دهند تا دقیقاً در بین دو منطقه با فشار بالا و فشار پایین قرار بگیرد و بتواند وظیفه خود را که تنظیم فشار بین کندانسور و اواپراتور است به خوبی انجام دهد. در تصویر زیر می‌توانید محل قرارگیری شیر انبساط در سیستم تبرید را مشاهده کنید. جهت کسب اطلاع از اینکه کندانسور چیست مقاله دیگر ما را بخوانید.

وظیفه شیر انبساط چیست؟

وقتی صحبت از وظیفه شیر انبساط به میان می‌آید می‌توان به دو هدف اصلی این شیر‌های پرکاربرد اشاره کرد: یکی کنترل کردن دبی سرمازای ورودی به اواپراتور و دیگری حفظ و کنترل اختلاف فشار بین کندانسور و اواپراتور که هر یک از آنها را به طور خلاصه شرح خواهیم داد.

کنترل کردن دبی سرمازای ورودی به اواپراتور

زمانی که بخواهیم در رابطه با اینکه کار اکسپنشن ولو چیست، صحبت کنیم باید به این موضوع اشاره کنیم که شیر انبساط برای آن در سیستم قرار گرفته که اجازه ورود مبرد به صورت مایع را به داخل کمپرسور ندهد. کنترل این مورد به این صورت انجام می‌شود که زمانی که ظرفیت تبادل گرمای مورد نیاز در Evaporator بالا می‌رود اکسپنشن ولو این اجازه را به ماده مبرد می‌دهد که به مقدار بیشتری وارد اواپراتور شود و به این صورت دبی سرمازای ورودی به آن افزایش پیدا می‌کند.

زمانی که ظرفیت حرارتی اواپراتور کم می‌شود، اکسپنشن ولو مقدار سرمازای ورودی را کم می‌کند. این عمل باعث تثبیت مقدار سوپر هیت شده و جلوی ورود مایع سرمازا به درون کمپرسور را می‌گیرد.

حفظ و کنترل اختلاف فشار بین کندانسور و اواپراتور

وظیفه شیر انبساط این است که همواره فشار بین کندانسور و اواپراتور را در سیستم‌های تبرید حفظ کند. همان طور که گفته شد این تنظیم و کنترل در شیر‌های انبساط الکترونیکی به صورت دقیق‌تر و در شیر‌های انبساط مکانیکی به صورت ارزان تر امکان پذیر است؛ نصب و تنظیم آنها نیز بسیار ساده است و همانند قطعات دیگر مطابق با یک دستورالعمل می‌توانید این کار را انجام دهید. همچنین در رابطه با نحوه تنظیم پرشر سوئیچ می‌توانید مقاله دیگر ما را بخوانید.

نتیجه گیری

ما در این مقاله تلاش کردیم تا شما را با شیر انبساط و وظیفه و کاربردی که این قطعه انبساطی در سیستم‌های تبرید و تهویه مطبوع صنعتی و خانگی دارد آشنا کنیم. اگر قصد خرید عمده این محصول را دارید تنها کافی ست با شماره 02175092 تماس حاصل فرمایید و با کارشناسان ما در ارتباط باشید.