شیر انبساط در خط مایع و بین کندانسور و ورودی اواپراتور نصب میشود. شیر انبساط در نقطه مقابل کمپرسور در یک سیستم تبرید قرار دارد در حالی که کمپرسور، فشار مبرد را بالا برده و آن را در سیستم به گردش در می‌آورد. شیر انبساط فشار بالای سمت کندانسور را کاهش می‌دهد و مبرد را برای ورود به اواپراتور آماده می‌نماید. این شیر دو وظیفه مهم بر عهده دارد:
الف) کاهش دما و فشار مایع مبرد.
ب) کنترل دبی مایع ورودی به اواپراتور توسط دمای گاز خروجی از اواپراتور.
انتخاب درست شیر انبساط (Expansion Valve) تأثیر مهمی در عملکرد و تولید سرمایش توسط چیلر دارد و طراحی اشتباه آن به مرور زمان می‌تواند آسیب‌های جدی به چیلر وارد کند.
شیرهای انبساط در دو نوع ترموستاتیک و الکترونیکی طراحی و تولید میشوند.
شیر انبساط ترموستاتیک
شیر انبساط ترموستاتیک یا گرمایی (TEV) یکی از متداول‌ترین قطعات کاهش فشار در چیلرهای تراکمی و سردخانه است. شیر انبساط ترموستاتیک یک شیر اتوماتیک است که جریان مناسب مبرد را در اواپراتور مطابق با بار داخل اواپراتور حفظ میکند. اگر بار اواپراتور بیشتر باشد، امکان افزایش جریان مبرد و در صورت کاهش بار، امکان کاهش جریان مبرد فراهم میشود. این فرآیند منجر به افزایش راندمان کمپرسور و چیلر میشود.
عملیات کنترل تزریق مایع مبرد به اواپراتور توسط یک دیافراگم در داخل اکسپنشن ولو صورت می‌گیرد. این دیافراگم توسط انبساط و انقباض و تغییر حجم گاز داخل حباب اکسپنشن ولو که در خروجی اواپراتور و خط مکش کمپرسور نصب شده است، تغییر وضعیت داده و مسیر جریان مبرد را باز کرده و یا می‌بندد.
هنگامی که مقدار مبرد داخل اواپراتور بالا بوده و دمای مبرد خروجی از اواپراتور پایین باشد گاز داخل حباب منقبض شده و دیافراگم سمت بالا حرکت میکند و مسیر ورود مبرد به داخل اواپراتور بسته میشود.
از تولید کننده‌های بنام شیر انبساط ترموستاتیک میتوان به شرکت‌های دانفوس، اسپورلن، آلکو، امرسون و هانیول اشاره کرد.
شیر انبساط الکترونیکی
شیر انبساط الکترونیکی در خط مایع و قبل از اواپراتور نصب میشود و وظیفه آن کاهش فشار مبرد از فشار کندانسور تا فشار مورد نیاز در اواپراتور است.
وظیفه دیگر شیر انبساط الکترونیکی کنترل دبی مبرد می‌باشد. از آنجایی که این کار به صورت الکترونیکی و بسیار دقیق انجام میشود، نصب شیر برقی در خط مایع و قبل از اکسپنشن ولو الکترونیکی دیگر الزامی نیست.
عملکرد شیر انبساط الکترونیکی بسیار دقیق‌تر از شیر انبساط ترموستاتیکی است و بهترین انتخاب جهت مبردهای خاص و دماهای زیر صفری می‌باشد.
شیرهای انبساط الکترونیکی توسط درایو کنترل میشوند و بهتر است نصب شیر انبساط الکترونیکی همراه با کنترل PLC و ترانسمیتر فشار و سنسور دما باشد.
شیرهای انبساط در دو نوع پالسی و استپری طراحی و تولید میشوند.
از تولید کننده‌های بنام شیر انبساط الکترونیکی میتوان به شرکت دانفوس و شرکت کرل اشاره کرد.
قیمت اکسپنشن ولو
شیرهای انبساط با توجه نوع آنها، سایز، نوع مبرد و برند قیمت گذاری میشوند.
هرچه سایز اکسپنشن ولو بزرگتر و دقت آن بیشتر باشد طبیعتاً قیمت آن هم بالاتر خواهد بود.
در بین برندهای معتبر تولید کننده شیرهای انبساط شرکت‌های دانفوس، کرل، امرسون، آلکو و اسپورلن در بین تولید کنندگان تجهیزات تهویه مطبوع، معتبرتر هستند.
یکی از مواردی که در تعیین قیمت اکسپنشن ولو بسیار تعیین کننده است نوع مبرد سازگار با اکسپنشن ولو نهایت توانایی انبساط مبرد است.
هرچه مبرد خاص‌تر و قدرت انبساط مبرد توسط اکسپنشن ولو بیشتر باشد قیمت آن نیز افزایش می‌یابد.
لازم به ذکر است هرچه توانایی شیر انبساط در منبسط کردن مایع مبرد بیشتر باشد، مبرد با دمای پایین‌تری وارد اواپراتور شده و توانایی تولید برودت و تأمین دماهای بسیار پایین در سیستم سرمایشی افزایش می‌یابد.
نصب اکسپنشن ولو
برای نصب اکسپنشن ولو ترموستاتیک منابع زیادی وجود دارد اما بهترین و دقیق‌ترین آنها، کاتالوگ‌های شرکت دانفوس هستند.
شیر انبساط ترموستاتیک از چند قسمت تشکیل شده است:
قسمت ورود و خروج مبرد
این قسمت شامل یک لوله ورودی به اکسپنشن ولو و یک لوله خروجی از آن است لوله ورودی به خط لوله خروجی از کندانسور وصل میشود و بدین طریق مبرد خروجی از کندانسور وارد اکسپنشن ولو میشود و لوله خروجی از اکسپنشن ولو به ورودی اواپراتور وصل میشود و مبرد منبسط شده بدین طریق وارد اواپراتور میشود.
سایز بین دو لوله با توجه به ظرفیت سیستم برودتی و نوع مبرد و حجم مبرد جریانی متغیر است.
اکولایز
اکولایزر در واقع یک لوله است که از خط مکش به اکسپنشن ولو کشیده میشود و وظیفه آن تنظیم فشار زیر دیافراگم اکسپنشن ولو بر اساس فشار مکش می‌باشد. به این طریق که از پایین آمدن بیش از حد دیافراگم و تزریق زیاد مبرد به اواپراتور جلوگیری میکند.
ترکیب فشار اکولایزر در زیر دیافراگم و فشار بالب حرارتی بر روی دیافراگم باعث عملکرد صحیح اکسپنشن ولو و تزریق مقدار مورد نیاز مبرد به اواپراتور میشود.
بالب حرارتی
زاویه نصب حباب حرارتی اکسپنشن ولو بر روی خط مکش بسیار مهم و حائز اهمیت است. از آنجایی که در لوله مکش روغن کمپرسور در پایین و بخار مبرد سوپرهیت در بالا قرار دارد بالب حرارتی میبایست در قسمتی از لوله نصب شود تا بتواند به درستی در تماس با گاز سوپرهیت بوده و از دمای آن تأثیر بگیرد.
بطور کلی اکسپنشن ولو (شیر انبساط) یکی از چهار قسمت اصلی یک سیستم سرمایش تراکمی است و وجود آن در مدار سرمایشی الزامی است.
دقت و کیفیت عملکرد اکسپنشن ولو تأثیر مستقیم در افزایش راندمان چیلر و سردخانه دارد. به دلیل حساسیت بالای عملکردی شیر انبساط دقت در نصب و تنظیم آن بسیار حائز اهمیت است.
دقت شیرهای انبساط ترموستاتیک به مراتب کمتر از شیرهای انبساط الکترونیکی است اما آسیب پذیری آنها و ایجاد خلل در عملکردشان بسیار کمتر از شیرهای انبساط الکترونیکی می‌باشد.
پرسش‌های متداول
بله، در صورتیکه سایز شیر درست انتخاب شود و متعلقات دیگر شیر انبساط الکترونیکی در تابلو برق پیش بینی شود میتوان شیر انبساط نوع الکترونیکی را جایگزین شیر انبساط ترموستاتیک کرد.
خیر، از اکسپنشن ولوهای الکترونیکی میتوان برای همه انواع مبرد استفاده نمود.
به دلیل ظرفیت پایین مینی چیلرها و حساسیت کم آنها بهتر است از اکسپنشن ولوهای نوع ترموستاتیک در ساخت این نوع چیلرهای استفاده شود.
از هر دو نوع اکسپنشن ولو میتوان استفاده نمود اما به دلیل حساسیت و قیمت بالای کمپرسور نوع اسکرو و حجم بالای مبرد در جریانی در مدار چیلر بهتر است از اکسپنشن ولوهای نوع الکترونیکی استفاده شود.
بله، زمانیکه نوع مبرد یک سیستم تغییر میکند میبایست اکسپنشن ولو آن نیز متناسب با نوع مبرد تعویض شود.
سلام
ضمن عرض خسته نباشید این مقاله برای من بسیار مفید بود
ممنون از توجه شما مهندس