شیرانبساط از اجزای مهمی هستند که در سیستم‌های تبریدی کاربرد فراوانی دارند که در ادامه آن را بررسی می نماییم.
یکی از اجزای مهمی است که در یک سیستم تبریدی قرار دارد شیر انبساط میباشد که بین کندانسور و ورودی اواپراتور قرار می‌گیرد و زمانی که فشار مبرد در کمپرسور بالا می‌رود، فشار مبرد را کاهش می‌دهد و آن را برای ورود به اواپراتور آماده می‌کند. شیر انبساط از اجزای اصلی سیکل تبریدی بخاری و تراکمی بشمار می‌رود و در تمامی دستگاه‌ها و سیستم‌های برودتی بکار می‌رود.
شیرهای انبساط دارای دو وظیفه مهم و اصلی هستند:
- کاهش فشار بالای مبرد بعد از ورود به کمپرسور
- کنترل وردی مایع مبرد به داخل اواپراتور
نحوه عملکرد شیرها
برای بررسی عملکرد ابتدا باید فرایند حرکت مبرد را توضیح دهیم.
ابتدا ماده مبرد با ورود به کمپرسور حالت گازی دارد و فشار آن بالا می‌رود. گاز مبرد پس از کمپرسور وارد کندانسور می‌شود که باتوجه به عملکرد کندانسور گاز مبرد از حالت گازی به حالت مایع تغییر شکل پیدا می‌کند و وارد شیر انبساط می‌شود. با اینکه گاز مبرد با واردشدن به کندانسور حالت مایع پیدا می‌کند اما همچنان دارای فشار بالایی است و در اینجا نقش بسیار مهمی دارد. شیر انبساط با افزایش حجم مبرد باعث کاهش فشار مبرد می‌شود و آنها را برای ورود به اواپراتور آماده می‌کند. ماده مبرد هم با طی‌کردن فرایند مربوطه در اواپراتور به محیط می‌رسد و باعث خنک‌سازی آن می‌شود.
انواع شیرهای انبساط
- دستی
از ساده‌ترین نوع شیر انبساط میباشد. مشکل اساسیکه در این نوع وجود دارد این است که در صورت روشن و خاموش شدن کمپرسور، شیر آن هم باید به‌صورت دستی روشن و خاموش شود. شیر انبساط معمولاً در سیستم‌های بزرگ به کار می‌رود.
۲. ترموستاتیکی
شیر ترموستاتیکی به دلیل بازدهی خوبی که دارد در اغلب سیستم های تبرید مورداستفاده قرار می‌گیرد. این شیر بر اساس سوپرهیت شدن بخار خط مکش کمپرسور عمل می‌کند که میزان سوپر هیت توسط پیچ قابل تنظیم و تغییر میباشد.
۳. اتوماتیک
این شیر با تنظیم مقدار مایع مبرد برای ورود به اواپراتور در پاسخ به تغییرات بار برودتی، فشار اواپراتور را در مقدار ثابت نگه می‌دارد و برای ثابت نگه‌داشتن فشار اواپراتور از دونیرو استفاده می‌کند:
۱.فشار اواپراتور که بر روی دیافراگم وارد می‌شود
۲.فشاری که فنر بر روی دیافراگم وارد می‌کند.
وقتی کمپرسور خاموش گردد، به دلیل تبخیر در اواپراتور فشار بالاتر رفته و مسیر عبور مبرد از داخل شیر اتوماتیک انبساط بسته می‌شود. شیر انبساط اتوماتیک بر اساس ثابت نگه‌داشتن فشار داخل اواپراتور عمل می‌کند. درصورتی‌که بار برودتی روی اواپراتور زیاد باشد، میزان تبخیر شدن و سرعت تبخیر شدن مبرد در اواپراتور بیشتر می‌شود لذا فشار داخل اواپراتور افزایش‌یافته و نیروی وارده به دیافراگم باعث بسته‌شدن و کم‌شدن مجرای عبور مبرد می‌گردد تا با مکش کمپرسور مجدداً فشار داخل اواپراتور کاهش یابد.این امر باعث می‌گردد تا در زمانی که بار برودتی زیاد میباشد از تمام سطح اواپراتور برای تبخیر شدن و گرما گرفتن نتوان استفاده نمود و لذا توان برودتی دستگاه محدود می‌گردد.
۴.شیر انبساط الکترونیکی
این یک شیر برقی است که با اندازه‌گیری دو دما توسط سنسور و یک برد الکترونیکی میزان گاز مبرد را تنظیم می‌کند.
شیر انبساط از چند قسمت تشکیل می‌شود:
قسمت ورود و خروج مبرد
این قسمت شامل یک لولهٔ ورودی و یک لوله خروجی است که لوله ورودی به خط لوله خروجی کندانسور وصل می‌شود و ماده مبرد از آن به شیر انبساط منتقل می‌شود. همچنین لوله خروجی به لوله ورودی اواپراتور متصل می‌شود و ماده مبرد با کاهش فشار از آن طریق به اواپراتور منتقل می‌شود.
اکولایزر
اکولایزر در خط مکش شیر انبساط قرارمی گیرد و فشار دیافراگم را تنظیم می‌کند و کاهش بیش از حد فشار دیافراگم و تزریق بیش از حد ماده مبرد جلوگیری می‌کند.
بال حرارتی
زاویه نصب بال حرارتی بر روی خط مکش بسیار مهم است و با گاز سوپرهیت در ارتباط است و می‌تواند روی دمای آن تأثیر می‌گذارد.
جمع‌بندی
در این مقاله در سرمایش هادی به بررسی شیر انبساط و انواع آن پرداختیم که هرکدام از آنها باتوجه‌به کاربرد گسترده‌شان در انواع سیستم‌های تبریدی و تهویه مورداستفاده قرار می‌گیرد.