شیر انبساط ( اکسپنشن ولو ) چیست؟

یکی از سوالاتی که برای مشتریان پیش میاید این است که شیر انبساط ( اکسپنشن ولو ) چیست؟ شیر انبساط حرارتی یا شیر انبساط ترموستاتیک (که اغلب با اختصارات TEV، TXV یا TX Valve آن را می شناسند) یک قطعه در سیستم‌های سرمایش و تهویه مطبوع فشرده‌سازی بخار است که مقدار مبرد ورودی به اواپراتور را کنترل می‌کند و برای تنظیم سوپرهیت (Superheat) مبرد خروجی از اواپراتور به مقدار ثابت طراحی شده است.
اگرچه این شیر به‌عنوان یک شیر “ترموستاتیک” شناخته می‌شود، اما نمی‌تواند دمای اواپراتور را به‌طور دقیق تنظیم کند. دمای اواپراتور فقط با فشار تبخیری تغییر می‌کند، که باید از طریق تنظیم ظرفیت کمپرسور یا روش‌های دیگر کنترل شود.

شیر انبساط – اطلاعات کاربردی

• سوپرهیت: دمای اضافی گاز مبرد بالاتر از نقطه جوش آن در فشار تبخیر است. عدم وجود سوپرهیت نشان‌دهنده این است که مبرد به‌طور کامل در اواپراتور تبخیر نمی‌گردد و ممکن است مبرد مایع به کمپرسور بازگردد که می‌تواند کارایی را کاهش دهد یا به کمپرسور آسیب بزند.
• کاربرد اصلی: شیر انبساط برای بهینه‌سازی انتقال حرارت در اواپراتور طراحی شده است و جریان مبرد را بر اساس دما تنظیم می‌کند.

ساختار پایه یک شیر انبساط ترموستاتیک (TEV). دیافراگم انعطاف‌پذیر، شیر پاپت را فعال می‌کند؛ افزایش فشار در حباب حس‌گر، شیر پاپت را به سمت پایین فشار داده و شیر را بیشتر باز می‌کند. همچنین یک فنر قابل تنظیم وجود دارد که نیروی بسته‌شدن روی شیر را فراهم می‌کند و سوپرهیت را کنترل می‌کند.

شیر انبساط – نحوه عملکرد

شیر انبساط حرارتی بخش کلیدی در چرخه تبرید است؛ چرخه‌ای که امکان سرمایش یا تهویه مطبوع را فراهم می‌کند. این چرخه شامل چهار بخش اصلی است:

1. کمپرسور
2. کندانسور
3. وسیله کنترل جریان مبرد (مانند شیر انبساط)
4. اواپراتور

مبرد در این چرخه به این صورت عمل می‌کند:

1. مبرد در حالت گازی با فشار و دمای پایین وارد کمپرسور می‌شود.
2. کمپرسور فشار و دمای مبرد را افزایش داده و آن را به حالت گازی با فشار بالا می‌برد.
3. این گاز با فشار بالا وارد کندانسور شده و با انتقال حرارت به محیط، به مایع با فشار بالا تبدیل می‌شود.
4. برای ایجاد اثر سرمایش، شیر انبساط جریان مبرد ورودی به اواپراتور را محدود می‌کند. این کاهش فشار باعث می‌شود مبرد در اواپراتور تبخیر شود، گرما جذب کند و سرمایش ایجاد گردد.

لامپ حسگر در نزدیکی انتهای اواپراتور قرار گرفته و اطمینان می‌دهد که مقدار کافی مبرد جریان یابد تا کل اواپراتور سرد شود، اما نه آنقدر زیاد که مایع به محل حسگر برسد. اتصال تعدیل فشار زمانی مورد نیاز است که فشار در محل حسگر با فشار در خروجی شیر متفاوت باشد.

عملکرد شیر انبساط حرارتی

1. حسگر دما (Sensing Bulb): این قطعه به خروجی اواپراتور متصل است و دمای مبرد خروجی را اندازه‌گیری می‌کند. حسگر پر از مایعی است که خواص ترمودینامیکی مشابهی با مبرد دارد.
2. کنترل جریان مبرد: فشار گاز داخل حسگر نیرویی ایجاد می‌کند که شیر را باز می‌کند. با کاهش دما، این نیرو کاهش می‌یابد و جریان مبرد کم می‌شود.

تنظیم سوپرهیت

سوپرهیت معمولاً در مقادیر کم (چند درجه سانتی‌گراد) تنظیم می‌شود تا انتقال حرارت اواپراتور بهینه باشد. این کار از بازگشت مبرد مایع به کمپرسور جلوگیری کرده و کارایی سیستم را افزایش می‌دهد.

شیر انبساط – طراحی‌های متنوع

• برخی از شیرهای انبساط برای اطمینان از جریان حداقلی مبرد طراحی شده‌اند.
• بعضی دیگر فشار اواپراتور را کنترل می‌کنند تا از افزایش آن به بالاتر از مقدار مشخص جلوگیری شود.

شیر انبساط حرارتی – کاربردهای گسترده

شیرهای انبساط حرارتی در سیستم‌های تهویه مطبوع خانگی، تجاری و صنعتی به‌طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند و نقش مهمی در بهینه‌سازی عملکرد سیستم و افزایش طول عمر آن دارند.
کنترل جریان یا اندازه‌گیری مبرد با استفاده از یک حسگر دمایی ، که با گاز یا مایع مشابه مبرد سیستم پر میگردد، انجام می‌شود. این حسگر باعث باز شدن دریچه در برابر فشار فنر در داخل شیر می‌شود، زمانی که دمای بالب افزایش یابد. با کاهش دمای خط مکش، فشار داخل بالب و به تبع آن روی فنر کاهش می‌یابد و این باعث بسته شدن دریچه می‌شود. سیستم‌های تهویه مطبوعی که از شیر انبساط حرارتی (TX Valve) استفاده می‌کنند، معمولاً کارآمدتر از سیستم‌هایی هستند که طراحی آنها شامل این نوع شیر نیست.

• سیستم‌هایی که از شیر انبساط حرارتی استفاده می‌کنند، نیازی به استفاده از مخزن تجمع‌کننده (Accumulator) در خروجی اواپراتور ندارند، زیرا شیر جریان مبرد را با کاهش بار حرارتی اواپراتور تنظیم می‌کند و اطمینان می‌دهد که مبرد به طور کامل در اواپراتور تبخیر می‌شود.
• برای جلوگیری از بازگشت مایع مبرد به سمت کندانسور، یک مخزن ذخیره مایع مبرد باید در خط مایع پیش از شیر انبساط حرارتی قرار گیرد.

مشکلات بار حرارتی کم

در شرایط بار حرارتی بسیار کم نسبت به ظرفیت شیر، دریچه ممکن است بیش از حد باز و بسته شود که این امر باعث نوسانات سوپرهیت می‌شود. استفاده از شارژهای متقاطع (Cross Charges) که شامل ترکیبی از مبردهای مختلف یا گازهایی مانند نیتروژن است، می‌تواند این مشکل را کاهش دهد. همچنین، ایجاد مسیرهای جریان حداقلی در شیر باعث می‌شود حداقل جریان مبرد همیشه برقرار باشد.

انواع اکسپنشن ولو:

1. اکسپنشن ولو ترموستاتیک (Thermostatic Expansion Valve – TXV):

   • به کمک لامپ حسگر دما و فشار را تنظیم می‌کند.
   • در سیستم‌های بزرگ‌تر و دقیق‌تر رایج است.

2. اکسپنشن ولو الکترونیکی (Electronic Expansion Valve – EXV):

   • از سنسورهای الکترونیکی برای کنترل جریان استفاده می‌کند.
   • بسیار دقیق و مناسب برای سیستم‌های پیشرفته.

3. اکسپنشن ولو کاپیلاری تیوب (Capillary Tube):

   • لوله‌ای با قطر بسیار کم که جریان مبرد را با محدودیت ثابت تنظیم می‌کند.
   • در سیستم‌های ساده‌تر و کوچک‌تر استفاده می‌شود.

نشانه‌های شارژ کم مبرد
یکی از نشانه‌های شرایط شارژ کم مبرد، صدای بلند و ناهنجاری است که از شیر انبساط و اواپراتور شنیده می‌شود. این صدا ناشی از عبور مخلوط بخار/مایع به جای مایع خالص از طریق شیر است.

مشکلات رایج اکسپنشن ولو:

1. یخ زدن اکسپنشن ولو: ممکن است به دلیل رطوبت در مبرد یا کاهش بیش از حد فشار رخ دهد.
2. گیر کردن سوزن یا شیر: معمولاً به دلیل آلودگی یا ذرات معلق در مبرد ایجاد می‌شود.
3. عملکرد نادرست لامپ حسگر: اگر لامپ به‌درستی نصب نشود یا نشتی داشته باشد، فشار اشتباه به سیستم وارد می‌شود.Bottom of Form

شرکت انرژی سبز صدر واقفی یکی از شرکتهای بزرگ در خصوص تولیدات دستگاههای زیر می باشد.

زمینه فعالیت شرکت انرژی سبز صدر شامل فعالیتهای زیر میباشد.
تولید دستگاههای تهویه مطبوع ، داکت اسپلیت ، چیلر و فن کوئل
طراحی، محاسبه و اجرای سیستم های تأسیسات مکانیکی ساختمان
طراحی، محاسبه و اجرای سیستمهای تأسیسات الکتریکی ساختمان
وارد کننده سیستم های تهویه مطبوع
طراحی و اجرای سیستم های خورشیدی
طراحی و اجرای سیستم های تأسیسات ساختمان های سبز (.Z.E.B.N )
فروش دستگاه های تهویه مطبوع شامل:
چیلر تراکمی آب خنک و هوا خنک
مینی چیلر تراکمی هواخنک
داکت اسپلیت
انواع فن کوئل
پکیج پشت بامی
هواساز
سرمایش خورشیدی
آبگرمکن خورشیدی