سیستم های سرمایشی دارای اجزای مختلفی هستند که هر کدام از آن ها وظیفه خاصی را در چرخه تبرید بر عهده دارند و در کنار هم به بهبود عملکرد نهایی سیستم کمک می کنند. از جمله مهم ترین اجزایی که در سیستم ‌های سرمایشی به کار می روند می توان به کمپرسور ، کندانسور ، اواپراتور و شیرهای انبساط یا اکسپنشن ولو اشاره کرد. هر کدام از این تجهیزات در جای خود دارای اهمیت فراوانی هستند و وظیفه خاصی را بر عهده دارند. برای مثال شیرهای انبساط وظیفه دارند تا جریان عبوری ماده مبرد به سمت اواپراتور مورد نظارت و کنترل دقیق قرار دهند و همچنین باعث تغییر حالت ماده مبرد شده و آن را از حالت مایع به گاز تبدیل کنند.

در این مقاله قصد داریم به بررسی کامل و ارائه اطلاعاتی جامع در رابطه با اکسپنشن ولو برای شما بپردازیم. پس برای آشنایی با این جزء مهم سیستم های برودتی تا پایان مقاله همراه ما باشید.

آشنایی با شیر انبساط یا اکسپنشن ولو ( Expansion Valve )

همان گونه که در ابتدای مقاله اشاره شد اکسپنشن ولو یا شیرهای انبساط دارای مکانیزمی هستند که می‌ توانند ماده مبرد یا همان ماده سرمازا را در سیستم های برودتی مدیریت و کنترل کند. شیرهای انبساط یکی از اجزای اصلی و اساسی در سیکل تبرید تراکمی محسوب می شوند که با استفاده از آن ها می ‌توان به بهبود عملکرد سیستم های برودتی کمک کرد. در برخی از موارد اکسپنشن ولو به دلیل کنترلی که روی جریان ماده مبرد دارد با نام های شیر کنترل یا شیر تنظیم نیز شناخته می شود. در چرخه تبرید زمانی که ماده مبرد از شیر انبساط عبور می‌ کند با یک افت فشار مواجه شده و به دنبال آن دما یا نیز تا حد زیادی کاهش پیدا می کند. بعد از این کاهش فشار و دما ماده مبرد به درون اواپراتور وارد می شود.

به طور کلی باید گفت که شیرهای انبساط در جایی بین کندانسور و اواپراتور قرار می گیرند و مرز بین ناحیه فشار بالا و فشار پایین را در دستگاه های سرمایشی تشکیل می دهند. این شیرهای کنترل بر اساس ساختاری که سیستم برودتی دارند و همچنین روش کنترل کردن ماده مبرد و نوع اواپراتور دارای انواع مختلفی هستند که در ادامه نیز به معرفی آن ‌ها خواهیم پرداخت.

اجزای تشکیل دهنده اکسپشن ولو

اکسپنشن ولو یا شیرهای انبساط خود از اجزای مختلفی تشکیل شده اند که عبارتند از :

• بدنه اکسپنشن ؛
• دیافراگم ؛
• حباب های حرارتی ؛
• سنجاق ؛
• سوزن ؛
• فنر کنترل کننده سوپرهیت ؛
• یک قسمت ورودی ؛
• قسمت خروجی .

انواع اکسپنشن ولو و کاربردهای هر کدام

شیرهای انبساط دارای انواع مختلفی هستند که در این جا به معرفی هر کدام و بیان ویژگی ها و کاربردهای آن ها می پردازیم. این انواع موارد زیر را شامل می شود :

لوله مویین ( Capillary tubes )

یکی از ساده ترین انواع شیرهای انبساط نوع لوله مویین است. این لوله ها دارای قطر بسیار کمی هستند و به طور معمول به صورت مارپیچی ساخته می شوند. لوله های مویین به علت داشتن طول زیاد اصطکاکی را در مقابل جریان ماده مبرد هنگام عبور از کندانسور به سمت اواپراتور به وجود می‌آورند و باعث ایجاد یک نوع مقاومت شده و می توانند با کنترل کردن حجم ماده مبرد عبوری اختلاف فشار را در اندازه ثابت نگه دارند. این لوله ها معمولاً دارای قطری بین نیم تا یک و نیم میلی متر هستند و طول آن ها نیز از یک و نیم تا شش متر می رسد و از جنس مس ساخته می شوند. روش قرار گرفتن لوله مویین در سیکل تبرید به صورت سری است به همین دلیل باید ظرفیت جریان در این لوله ها با ظرفیت کمپرسور برابر باشد.

تفاوت عمده ای که لوله های مویین با انواع دیگر شیرهای انبساط دارند این است که مانند آن ها شیر نیستند و قابلیت باز و بسته شدن ندارند. به همین دلیل این توانایی را نداشته که هنگام خاموش بودن سیکل تبریز بتوانند جلوی جریان عبوری به اواپراتور را بگیرند. این لوله ها به دلیل داشتن قیمت ارزان و ساختار ساده باعث پایین آوردن هزینه های تولید شده و سیستم تبرید را به یک سیستم ساده تبدیل می کنند. از لوله های مویین در سیستم های سرمایشی که دارای ظرفیت های کمی هستند مانند : یخچال فریزرهای خانگی ، کولر های گازی و غیره استفاده می شود.

اکسپنشن ولو ترموستاتیکی یا حرارتی ( Thermal expansion valves )

یکی از انواع پر کاربرد شیرهای انبساط نوع حرارتی یا ترموستاتیکی آن است که در مقایسه با لوله های مویین دارای ساختار پیچیده تری است و در نتیجه کارایی بهتری نیز دارد. این نوع اکسپنشن ولو از دو بخش اصلی ساخته شده است که شامل : بدنه اصلی و یک حباب حرارتی است و با استفاده از لوله های باریکی به یکدیگر متصل شده اند. حباب حرارتی به کار رفته در این شیر انبساط به عنوان یک حسگر حرارتی عمل می کند و می تواند مقدار ماده مبرد را مورد سنجش و اندازه گیری قرار دهد. این حباب حرارتی در جایی روی لوله خروجی اواپراتور نصب می شود.

زمانی که دمای گازهای خروجی از اواپراتور افزایش پیدا کند یا به عبارتی سوپر هیت زیاد شود ، ماده مبرد درون این حباب های حرارتی به بخار تبدیل می شود و با استفاده از فشاری که ایجاد می کند باعث می شود تا شیر انبساط به میزان مشخصی باز شود. این کار باعث می شود تا مقدار ماده مبردی که عبور می کند زیاد شده و سوپر هیت دوباره به اندازه استاندارد خود برگردد. بر عکس این جریان نیز رخ می دهد یعنی با کاهش یافتن سوپر هیت یا دمای گاز خروجی ، ماده مبرد درون حباب به مایع تبدیل می شود و فشار ان کاهش می یابد و در نتیجه شیر انبساط بسته شده و مقدار سوپر هیت به حد معمول آن بر می گردد.

اکسپنشن ولو الکترونیکی یا برقی ( Electronic expansion valves )

شیرهای انبساط الکترونیکی یا برقی همان طور که از نام آن ها مشخص است دارای تجهیزات الکترونیکی هستند. در این شیرها به جای حباب حرارتی نمونه قبل یک ترمیستور وجود دارد که به شیر برقی متصل شده است. این ترمیستور می تواند با استفاده از تغییراتی که در دمای خروجی اواپراتور ایجاد می شود ، سیگنال های متناسب با آن را برای دستگاه ارسال می کند. این دستگاه توسط یک استپ موتور کنترل می شود و به وسیله جریان برق می تواند به اندازه مورد نیاز دوران کرده تا شیر باز یا بسته شود.

این نوع اکسپنشن ولوها دارای قیمت بالاتری در مقایسه با شیرهای انبساط حرارتی هستند ولی از دقت و سرعت عمل بیشتری نیز برخوردار هستند که باعث می شود در هنگام استفاده از آن ها اطمینان خاطر بیشتری داشت و در مصرف انرژی نیز صرفه جویی کرد.

اکسپنشن ولو اتوماتیک یا فشار ثابت ( Automatic valves )

این نوع از اکسپنشن ولوها که به آن ها شیرهای اتوماتیک یا فشار ثابت نیز گفته می شود در حقیقت جزئی از خانواده شیرهای انبساط ترموستاتیک هستند و از نوادگان آن ها محسوب می شوند. با این تفاوت که در این شیرها بر عکس نمونه ترموستاتیک از هیچ فشار خارجی برای کنترل کردن ماده مبرد استفاده نمی شود. شیرهای فشار ثابت در واقع دستگاهی هستند که فشار خروجی را همواره به میزان ثابتی نگه می دارند.

البته لازم به ذکر است که این نوع از شیرهای انبساط دارای کارایی کمی است زیرا در طول کارکرد سیستم فشار اواپراتور ثابت باقی می ماند و باید شیر برای کمترین درجه حرارت تنظیم شود که این موضوع کارایی کمپرسور را کم می کند. چون در ابتدای سیکل تبرید و در زمان شروع به کار آن اواپراتور پر است و دمای مکش نیز بالا است و کمپرسور این توانایی را ندارد که بالافاصله دما را کاهش داده و اوپراتور را تخلیه نماید.

شما می توانید برای دریافت راهنمایی و مشاوره و جهت کسب اطلاعات بیشتر در زمینه انواع مختلف اکسپنشن ولو یا شیر انبساط و خرید این محصول با شماره 09101836620 تماس حاصل نمایید.

انتخاب اکسپنشن ولو مناسب برای سیستم و سیکل تبرید

برای انتخاب اکسپنشن ولو مناسب برای سیستم های سرمایشی یا سیکل تبرید باید به نکات مهمی توجه کرد که عبارتند از :

• اول از همه باید این مورد مشخص شود که چرخه تبرید با چه نوع از گازهای فریونی کار می کند زیرا هر کدام از انواع شیر انبساط گفته شده با گازهای مبرد خاصی کار می کنند. معمولا روی بدنه اکسپنشن ولوها نوع گاز مبردی که با آن کار می کنند درج شده است ؛
• دوم این که میزان توان برودتی سیکل تبرید چه مقدار است ؛
• سوم این که باید مشخص شود که دمای اواپراتور چقدر است .

در نهایت و با در اختیار داشتن این اطلاعات گفته شده می توان به راحتی اکسپنشن ولو مورد نظر و مناسب را برای سیستم برودتی تهیه نمود. اگر در این مرحله انتخاب درستی صورت نگیرد و شیر انبساط مناسبی برای سیستم برودتی تهیه نشود ، نه تنها سیستم به درستی کار نخواهد کرد بلکه می تواند باعث بروز خرابی یا مشکل در دیگر اجزای به کار رفته در سیستم شود و در نهایت سیستم به صورت کامل از کار خواهد افتاد و خسارت های سنگینی به دنبال خواهد داشت.

روش نصب صحیح اکسپنشن ولو

همان طور که در قبل نیز اشاره شد معمولا شیرهای انبساط یا اکسپنشن ولوها در سیستم تبرید قبل از اواپراتور قرار داده می شوند. این اجزا کارکرد مهمی دارند و نصب شدن آن ها در محل صحیح و به صورت درست می توان وارد شدن ماده مبرد به میزان و حجم درست به داخل سیستم را تضمین کند. در این صورت فرایند سرمایش یا خنک سازی به درستی انجام خواهد شد و به سیستم نیز آسیبی وارد نمی شود.

برای این منظور باید قبل از این که شیر انبساط نصب شود اتصالات مربوط به سوپاپ و قطعات خارجی کاملا تمیز شوند و سپس اکسپنشن ولو در هر نوعی که است در سیستم نصب می شود. باید به این موضوع نیز توجه داشته باشید که برای نصب این قطعه حتما دستور العمل های نصب را که توسط شرکت سازنده ارائه شده به دقت مطالعه کرده و آن ها را انجام دهید. این دستور العمل ها به توصیه ها و تجربه های عمومی دیگران ارجحیت دارد. به این ترتیب می توانید به درستی شیر انبساط را در سیستم نصب کرده و از آن برای کارایی بهتر سیکل تبرید استفاده نمایید.

چگونه از خرابی اکسپنشن ولو اطلاع پیدا کنیم؟ ( نشانه های خرابی اکسپنشن ولو )

خراب بودن شیر انبساط یا وجود اختلال در کارایی آن از جمله موضوعاتی است که باعث به خطر افتادن عملکرد سیستم برودتی می شود و می تواند کار صحیح سیستم را با مشکل مواجه کند. زمانی که اکسپنشن ولو دچار مشکلی شود ، سیستم های برودتی نمی توانند وظیفه خود یعنی خنک سازی را به درستی انجام دهند. خراب شدن شیرهای انبساط علائم و نشانه هایی دارد که می توان با اطلاع از آن ها جلوی کارکرد ضعیف شیرهای انبساط را به راحتی گرفت. این علائم عبارتند از :

بازدهی کم سیستم یا دمیده شدن هوای گرم از درون سیستم سرمایشی

یکی از مهم ترین و اولین نشانه های خرابی اکسپنشن ولو ضعیف شدن عملکرد سرمایشی سیستم است به این صورت که اگر شیر انبساط از کار بیوفتد کار سیستم با اختلال مواجه می شود و ممکن است که سیستم برودتی به جای هوای سرد ، هوای گرمی را تولید کند.

وجود یخ زدگی در اواپراتور یا دریچه های آن

از دیگر نشانه هایی که بروز مشکل در اکسپنشن ولو را نشان می دهد ، وجود یخ زدگی در ردیچه های اواپراتور است. به این صورت که اگر شیر انبساط از کار بیوفتد ، باعث می شود که ماده مبرد به اندازه کافی جریان پیدا نکند و این موضوع یخ زدگی اواپراتور را به دنبال خواهد داشت. به این صورت که ماده مبرد بیش تر از حد معمول وارد سیستم می شود و جلوی عملکرد درست سیستم برودتی را می گیرد.

زمانی که کمپرسور در سیستم به صورت مداوم کار می کند

از دیگر علائمی که نشان می دهد کار اکسپنشن ولو دچار اختلال شده ، کار کردن دائم کمپرسور است. به این معنی که اگر شیر انبساط از کار افتاده باشد یا باز مانده باشد ، باعث می شود تا کمپرسور کار پمپاژ کردن ماده مبرد را به صورت مداوم انجام دهد. این کار باعث می شود تا به کمپرسور و دیگر اجزای سیستم برودتی فشار زیادی وارد شود و آن ها را مستعد خرابی و فرسوده شدن زودتر از موعد کند.

عوامل موثر بر قیمت اکسپنشن ولو

اکسپنشن ولوها یا شیرهای انبساط دارای قیمت ثابتی نیستند ؛ زیرا هم انواع گوناگونی دارند و هم هر کدام دارای ویژگی های خاصی هستند. به طور کلی می توان گفت عوامل مختلفی در تعیین قیمت اکسپنشن ولو نقش اساسی دارند که از مهم ترین این عوامل می توان به موارد زیر اشاره کرد :

• نوع اکسپنشن ولو انتخابی ؛
• میزان اندازه و سایز آن ؛
• نوع ماده مبردی که اکپسنشن ولو با استفاده از آن کار می کند ؛
• برند اکسپنشن ولو یا همان شرکت تولید کننده محصول .

در توضیح موارد بالا می توان گفت هر چه قدر اندازه و سایز یک دستگاه اکسپنشن ولو بیشتر و بزرگتر باشد قیمت آن نیز بیشتر خواهد بود و هر چه این شیرها از برندهای معتبر و معروفی باشند نیز قیمت آن ها بیشتر است. نوع ماده مبرد و قدرت شیر انبساط در منبسط یا فشرده کردن ماده مبرد نیز روی قیمت دستگاه تاثیر می گذارد چون می تواند باعث عملکرد بهتر و خنک سازی بیشتر سیستم برودتی شود.

نتیجه گیری

شیرهای انبساط یا اکسپنشن ولوها یکی از مهم ترین اجزای مورد استفاده از سیستم های برودتی هستند که وظیفه دارند مقدار ماده مبرد عبوری از سیستم را به طور دقیق اندازه گرفته و میزان آن را برای وارد شدن به داخل اواپراتور تنظیم و کنترل کنند. این شیرها انواع مختلفی داشتند که هر کدام از آن ها با توجه به ویژگی های خاصشان برای نوع مشخصی از سیستم های سرمایشی مورد استفاده قرار می گیرند و در هر کدام نیز گاز مبرد خاصی قابل استفاده است.

در این مقاله هم چنین با عوامل تاثیر گذار در انتخاب و نشانه های خرابی اکسپنشن ولو نیز آشنا شدید. ذکر این مسائل به شما کمک می کند تا بتوانید شیر انبساط مناسبی را برای سیستم های سرمایشی مورد نظر خود انتخاب کرده و در صورتی که این اجزا با مشکلی مواجه شدند بتوانید آن ها را عیب یابی کرده و در اسرع وقت برای تعمیر آن ها اقدام کنید.