مقایسه اکسپنشن ولو الکترونیکی و ترموستاتیکی
اکسپنشن ولو یا به عبارتی شیر انبساط یکی از اجزا بسیار مهم در سیکل تبرید می باشد. وظیفه شیر انبساط در سیکل تبرید افت فشار و دما است یعنی سیال از فشار بالا به سمت فشار پایین جریان وهمچنین دمای آن هم کاهش می یابد. فشار بالا و فشار پایین در سیکل تبرید به ترتیب فشار کندانسور و اواپراتور است. در این مقاله میخواهیم به مقایسه اکسپنشن ولو الکترونیکی و ترموستاتیکی بپردازیم.
در سیکل ساده تبرید شیرانبساط مایع اشباع سیال درون کندانسور را به سمت خط فشار پایین در اواپراتور انتقال می دهد. همچنین فرآیندی که سیال در شیر انبساط طی میکند به صورت آنتالپی ثابت است.
انواع شیر انبساط:
اکسپنشن ولو دارای انواع مختلفی می باشد و با توجه به سیستم تبرید مورد استفاده قرار میگیرد.
به طور کلی دو دسته شیر انبساط با بیشترین استفاده شامل موارد زیر است :
- شیر انبساط ترموستاتیک
- شیر انبساط الکتریکی
در ادامه به هریک از این موضوع ها خواهیم پرداخت :
شیر انبساط ترموستاتیکی
یکی از رایجترین انواع شیرهای انبساط در سیستمهای تبرید و تهویه مطبوع است. این نوع شیر انبساط به طور خودکار جریان مبرد را کنترل میکند تا عملکرد سیستم در شرایط مختلف بهینه باشد.
- بالب حرارتی : بالب حرارتی و لوله موئین که دمای خروجی از اواپراتور را اندازه گیری میکند
- سوزن : سوزن وظیفه تنظیم دبی عبوری را بر عهده دارد.
- دیافراگم : بر روی میله شیر تاثیر می گذارد و میزان گشودگی شیر را تنطیم میکند.
- فنر: فنر برای تنظبم فشار باز شدن شیر انبساط به کار می رود.
نحوه عملکرد
بالب حرارتی، دمای گاز خروجی از اواپراتور را اندازه گیری میکند. اگر دمای مبرد خروجی بالاتر از حد مطلوب باشد (که نشاندهنده وجود مبرد کم یا حرارت بیش از حد است)، فشار داخل حسگر افزایش مییابد.
افزایش فشار در حسگر باعث اعمال نیرو بر دیافراگم میشود که این نیرو فنر را فشرده کرده و شیر را بازتر میکند. این عمل باعث افزایش جریان مبرد به داخل اواپراتور میشود.
با افزایش جریان مبرد، دمای خروجی اواپراتور کاهش مییابد. این کاهش دما باعث کاهش فشار در حسگر میشود که در نتیجه فنر میتواند شیر را به حالت بستهتر بازگرداند.
این فرآیند به طور پیوسته تنظیم میشود تا همیشه مقدار مناسب مبرد وارد اواپراتور شود و عملکرد سیستم بهینه باقی بماند.
- مزایا:
این شیر میتواند به طور دقیق مقدار مبرد مورد نیاز در شرایط مختلف را تنظیم کند. و همچنین باعث حفظ پایداری عملکرد اواپراتور و جلوگیری از مشکلاتی مانند یخزدگی یا گرمشدن بیش از حد میشود.
- معایب:
این شیرها نسبت به آلودگیهای موجود در سیستم حساس هستند و ممکن است در صورت وجود ذرات معلق، دچار مشکل شوند. نصب و تنظیم این شیرها ممکن است نیاز به دانش فنی و تجربه داشته باشد.
شیر انبساط الکترونیکی
یک نوع پیشرفته از شیرهای انبساط است که در سیستمهای تبرید و تهویه مطبوع استفاده میشود. این نوع شیر به کمک یک کنترلر الکترونیکی و سنسورهای مختلف، جریان مبرد را با دقت بالا و به صورت دینامیکی تنظیم میکند.
اجزای اصلی شیر انبساط الکترونیکی
- استپ موتور
- کنترلر الکترونیکی
- سنسورها
- بدنه شیر
نحوه عملکرد
شیر انبساط الکترونیکی با توجه به داده سنسورها و دستورات کنترلر عمل میکند. سنسورهای نصب شده در سیستم اطلاعاتی مانند دما، فشاررا به کنترلر الکترونیکی ارسال میکنند. کنترلر این دادهها را تحلیل کرده و بر اساس نیاز سیستم، تصمیم میگیرد که چه مقدار جریان مبرد باید از شیر عبور کند. کنترلر، سیگنالهای الکتریکی به استپ موتور ارسال میکند که باعث تغییر موقعیت شیر میشود.
این تغییرات موقعیت، جریان مبرد را با دقت بالا تنظیم میکند. به دلیل استفاده از کنترل الکترونیکی، شیر انبساط الکترونیکی میتواند به سرعت به تغییرات بار حرارتی پاسخ دهد و سیستم را در شرایط بهینه نگه دارد.
- مزایا:
امکان تنظیم جریان مبرد با دقت بسیار بالا که منجر به بهبود عملکرد سیستم و افزایش بازدهی میشود. همچنین به تغییرات بار حرارتی به سرعت واکنش نشان میدهد که باعث بهینهسازی مصرف انرژی و افزایش عمر سیستم میشود.
- معایب:
پیچیدگی و هزینه: سیستمهای الکترونیکی معمولاً پیچیدهتر و گرانتر از سیستمهای مکانیکی سنتی هستند.
نیاز به برق: برای عملکرد صحیح نیاز به منبع تغذیه الکتریکی دارد که ممکن است در صورت قطعی برق، عملکرد سیستم تحت تأثیر قرار گیرد.
تفاوت شیر انبساط ترموستاتیکی و الکترونیکی دانفوس
برند دانفوس یکی از برند های مورد استفاده در بازار ایران می باشد که تجهیزات تبرید و تهویه مطبوع تولید میکند و یکی از تجهیزات پرفروش در بازار ایران شیرهای انبساطی این برند می باشد. شیرهای انبساط ترموستاتیکی و الکترونیکی دانفوس هر دو در سیکلهای تبرید و تهویه مطبوع برای کنترل جریان مبرد استفاده میشوند، اما تفاوتهای مهمی در نحوه عملکرد آنها وجود دارد. با توجه به اینکه شیرهای انبساط ترموستاتیکی و الکترونیکی از پرفروشترین محصولات هستند، در ادامه به بررسی تفاوتهای بین این دو نوع شیر انبساط دانفوس خواهیم پرداخت.
شیر انبساط ترموستاتیکی دانفوس
این شیر به صورت مکانیکی و بر اساس تغییرات دما و فشار عمل میکند. بالب حرارتی متصل به لوله خروجی اواپراتور، دما را حس کرده و با تغییر فشار، دیافراگم را به حرکت درمیآورد که باعث باز و بسته شدن شیر میشود. این فرآیند باعث تنظیم جریان مبرد به اواپراتور میشود.
شیر انبساط الکترونیکی دانفوس
این شیر با استفاده از سنسورهای الکترونیکی و یک کنترلر الکترونیکی کار میکند. کنترلر، دادههای سنسورها مانند دما و فشار را دریافت کرده و بر اساس آنها، سیگنالهایی به استپ موتور ارسال میکند تا موقعیت شیر تنظیم شود. این سیستم امکان کنترل دقیقتر و پاسخ سریعتر به تغییرات را فراهم میکند.
با توجه عملکرد شیر انبساط الکترونیکی دانفوس دقت و کنترل در شیر الکترونیکی بسیار بالا است زیرا شیر انبساط ترموستاتیکی به تغییرات مکانیکی و شرایط دمای و فشاری وابسته است. اما شیرهای الکترونیکی دقت بسیار بالایی دارند و میتوانند به صورت لحظهای جریان مبرد را بر اساس شرایط واقعی سیستم تنظیم کنند.
این شیرها به دلیل ماهیت مکانیکی، زمان بیشتری برای پاسخ به تغییرات بار حرارتی نیاز دارند. در نتیجه، ممکن است در مواجهه با تغییرات سریع بار حرارتی، عملکرد بهینه نداشته باشند.
به دلیل کنترل الکترونیکی، شیرهای الکترونیکی دانفوس میتوانند به سرعت و با دقت بالا به تغییرات بار حرارتی پاسخ دهند، که این ویژگی باعث عملکرد بهتر و کارایی بالاتر سیستم میشود.
دیـــدگـاه خـود را بـه اشــتراک گــذاریــد