شیر انبساط الکترونیکی
شیر انبساط الکترونیکی و کاربرد آن در سیکل تبرید
به منظور درک بهتر عملکرد شیر انبساط الکترونیکی و نقش آن در سیکل تبرید در ادامه نگاهی گذرا به دلیل بکارگیری شیر انبساط یا اکسپنشن ولو در سیکل برودتی خواهیم داشت:
کاربرد کلی و انواع شیر انبساط
شیر انبساط یکی از چهار قطعه اصلی سیکل تبرید می باشد که در خروجی کندانسور و ورودی اواپراتور نصب می گردد. کارکرد اصلی این شیر که به ان اکسپنشن ولو نیز اطلاق می گردد کنترل حجم مبرد لازم جهت ورود به اواپراتور می باشد. در واقع متناسب با کم و زیاد شدن ظرفیت اواپراتور، شیر با ثابت نگه داشتن سوپرهیت از طریق باز و بسته کردن مسیر، جریان مبرد ورودی به داخل اواپراتور را تنظیم می نماید.
در یک سیستم برودتی، انواع مختلفی از اکسپنشن ولو بسته به نوع کاربری، ظرفیت سیستم و بودجه تخصیص یافته نصب می گردد که عبارتند از:
- لوله موئین یا capillary tube
- شیر انبساط ترموستاتیکی
- شیر انبساط الکترونیکی
در ادامه با شیر انبساط الکترونیکی، نحوه کار و مزایای استفاده از آن در سیکل برودتی آشنا می شویم:
اجزای اصلی شیر انبساط الکترونیکی
اگر بصورت خیلی ساده بخواهیم اجزای یک شیر انبساط الکترونیکی را بررسی کنیم باید گفت که شیر انبساط الکترونیکی از استپر موتور مغناطیسی به همراه کویل بهره میبرد که در قسمت بالایی شیر قرار دارد. استپر موتور در هنگام برق دار شدن موقعیت شیر را کنترل می کند.
در مرکز بدنه استپر موتور یک آهن ربای دائمی که دارای یک شفت می باشد وجود دارد که تحت تاثیر میدان مغناطیسی بوجود آمده توسط کویل و تغییر جهت پلاریته میدان مغناطیسی می چرخد. اتصال شفت به آهن ربا در بیشتر مدل های شیر انبساط الکترونیکی بصورت کوپل مستقیم و در برخی دیگر توسط دنده می باشد.
در شیر انبساط الکترونیکی مدل کوپل مستقیم یک سر شفت دارای دندانه بوده که توسط یک مهره نگهدارنده به بدنه شیر متصل است. بدنه شیر، پورت تنظیم، سوزن تنظیم و اتصالات ورود و خروج اجزای دیگر شیر انبساط الکترونیکی می باشند.
انواع شیر انبساط الکترونیکی
شیر انبساط الکترونیکی از نظر نوع استپر موتور به کار رفته در آنها به دو نوع تک قطبی و دو قطبی تقسیم می گردد.
شیر انبساط الکترونیکی تک قطبی Uni-polar
نوع Uni-polar شیر انبساط الکترونیکی دارای یک استپر موتور تک قطبی دو فاز بوده و هر فاز دارای یک سر وسط می باشد. این موتورها دارای پنج یا شش سیم می باشند که چهار سیم مربوط به فازها و دو سیم دیگر مربوط به تغذیه می باشد که ممکن است از داخل با هم یکی شده باشند (پنج سیم).
با برقراری اتصال فازها به زمین یک آهن ربا ایجاد شده و محور موتور شروع به حرکت می کند. از آنجایی که بدون تغییر جهت جریان امکان تغییر جهت میدان مغناطیسی وجود دارد مکانیزم این موتورها بسیار ساده می باشد. موتورهای تک قطبی دارای گشتاور و راندمان پایین تری نسبت به نوع دو قطبی بوده و برای ظرفیت های پایین استفاده می شوند.
شیر انبساط الکترونیکی دو قطبی bi-polar
این نوع شیر انبساط الکترونیکی دارای یک استپر موتور دو قطبی و دو فازی بوده با این تفاوت که فازها دارای سر وسط نمی باشند و جریان از کل سیم پیچ عبور می کند. عبور جریان از کل سیم پیچ باعث افزایش گشتاور سیم پیچ می گردد.
در موتورهای دو قطبی به منظور معکوس نمودن جهت میدان مغناظیسی بایستی جهت تغذیه سیم پیچ ها بر عکس گردد که این امر باعث می شود موتورهای دو قطبی دارای مدار راه اندازی پیچیده تری نسبت به نوع تک قطبی باشند.
از موتورهای دو قطبی در شیر انبساط الکترونیکی با ظرفیت بالاتر و تعداد استپ بیشتر استفاده می گردد. موتورهای دو قطبی دارای چهار سیم می باشند.
شیر انبساط الکترونیکی چگونه کار می کند؟
هدف استفاده از شیر انبساط الکترونیکی یا Electronic Expansion Valve تنظیم میزان سوپرهیت در سیستم برودتی می باشد و نسبت به نوع ترموستاتیکی دارای عمکردی دقیق تر و پیچیده تری است.
شیر انبساط الکترونیکی در پاسخ به سیگنال هایی که توسط یک کنترل کننده الکترونیکی یا درایو ارسال می گردد، اقدام به باز و بستن شیر و فرستادن میزان مناسب مبرد به داخل اواپراتور می نماید. بدین صورت که کنترل کننده شیر انبساط الکترونیکی متناسب با ورودی های دما و فشار خوانده شده توسط سنسورهای نصب شده در خط ساکشن و با توجه به نوع مبرد و سوپرهیت تنظیمی، با ارسال یک سیگنال الکترونیکی فرمان باز و بسته شدن شیر را داده تا میزان سوپرهیت ثابت بماند.
در واقع سنسور دمای خط مکش دمای مبرد و سنسور فشار خط مکش، فشار را اندازه گیری کرده و به درایو شیر انبساط الکترونیکی ارسال می کند. درایو دمای معادل فشار دریافتی را محاسبه و از دمای خط مکش کسر می نماید و بدین ترتیب سوپرهیت محاسبه می شود. سوپرهیت محاسبه شده با سوپرهیت ست پوینت مقایسه و دستور باز و یا بسته شدن شیر صادر می گردد.
هنگامی که بار سرمایشی سیستم افزایش پیدا می کند مبرد در اواپراتور زودتر تبخیر شده و میزان سوپرهیت افزایش می یابد. در این حالت فرمان باز شدن شیر انبساط الکترونیکی صادر می گردد. شفت به سمت بالا حرکت کرده و مبرد بیشتری داخل اواپراتور می گردد.
در هنگام کاهش بار برودتی، میزان سوپرهیت کاسته شده و دستور بسته شدن شیر جهت تنظیم میزان سوپرهیت توسط کنترلر صادر می گردد.
همانطور که اشاره گردید برای باز و بسته نمودن درگاه شیر انبساط الکترونیکی از یک موتور کوچک استفاده می شود که استپ یا استپر موتور نام دارد. استپر موتور به واسطه دریافت سیگنال به میزان مورد نیاز اقدام به بستن و یا باز نمودن شیر نموده و موقعیت شیر را در استپ مناسب ثابت می نماید. حرکت استپر موتور باعث حرکت یک پین تنظیم در داخل پورت جریان ورودی مبرد به شیر می گردد.
مزایای استفاده از شیر انبساط الکترونیکی
مزیت های مختلفی را در مورد شیر انبساط الکترونیکی می توان بر شمرد. ولی مزیت اصلی استفاده از این نوع شیر کاهش مصرف انرژی و افزایش راندمان سیستم برودتی می باشد. در ادامه چند نمونه از مزیت های استفاده از شیر انبساط الکترونیکی در سیکل تبرید ذکر شده است:
- کنترل دقیق تر مبرد ورودی به اواپراتور
- پاسخ سریع و دقیق به تغییرات بار برودتی
- همپوشانی بهتر بار در مقایسه با نوع ترموستاتیکی
- تنظیم دقیق سوپرهیت و کاهش امکان ورود مبرد مایع به کمپرسور
- کاهش مصرف انرژی در حدود 15%
سازندگان و برندهای مطرح شیر انبساط الکترونیکی
برندهای دانفوس، امرسان-آلکو، اسپورلن-پارکر و کرل از مطرح ترین سازندگان شیر انبساط الکترونیکی در دنیا بوده و استفاده از آنها در صنایع تبرید و سردخانه کشورمان نیز رایج است. شما می توانید جهت مشاوره فنی، اطلاع از موجودی، قیمت و شرایط فروش انواع شیر انبساط الکترونیکی با مجموعه برودتی چیل استور تماس حاصل نمایید.
- شیر انبساط الکترونیکی دانفوس Danfoss
- شیر انبساط الکترونیکی اسپورلن Sporlan
- شیر انبساط الکترونیکی آلکو Alco
- شیر انبساط الکترونیکی کرل Carel
