اجزای داخلی شیر انبساط الکترونیک و نحوه کار آن
یک نمونه شیر انبساط الکترونیک دانفوس (ETS 25)
انواع مختلفی از شیر انبساط الکترونیک وجود دارد اما اساس کار همه آنها تقریبا مشابه یکدیگر است.
شیرهای انبساط الکترونیک که به آنها EEV (Electronic Expansion Valve) نیز گفته می شود برای کنترل دقیق میزان جریان مبرد به اوپراتور استفاده می شود.
این شیرها در واقع تکاملی از شیر انبساط ترموستاتیک هستند و نسبت به آنها کمی پیچیده تر، دقیق تر و با بازده بیشتر می باشند.
مزایای شیرهای انبساط الکترونیک:
- کنترل دقیق جریان مبرد
- پاسخ سریع و دقیق به تغییرات بار
- تغییرات بار گسترده تر نسبت به شیرهای انبساط ترموستاتیک (TXV)
- داشتن ماکزیمم کنترل ظرفیت حتی وقتی که با صد در صد ظرفیت کار نمی شود.
- تا 30 % صرفه جویی در انرژی بدست می آید.
شیر انبساط الکترونیک مدل ETS 12.5 to ETS 400 و مدل ETS 6
شیرهای انبساط بسته به اینکه در فشار بالا یا فشار پایین کار می کنند دارای طراحی های متفاوتی هستند اما اساس کار آنها یکسان است.
در یک شیر انبساط ساده از یک استپر موتور با آهن ربای دائمی استفاده می شود. در قسمت بالای شیر، استپر موتور قرار دارد که در بدنه آن چند سیم پیچ مسی گنجانده شده است. از این سیم پیچ ها برای ایجاد میدان الکترومغناطیسی و در نتیجه کنترل میزان بازشدگی شیر استفاده می شود. آهن ربای دایمی در مرکز بدنه استپر موتور قرار دارد. در صورتی که میدان الکترومغناطیسی سیم پیچ ها تغییر کند قطبیت میدان الکترومغناطیسی تغییر پیدا کرده و موجب چرخش آهن ربای دایمی می شود.
ساختار میله متحرک در یک شیر انبساط الکترونیک
یک شافت به آهن ربای دایمی متصل است. در برخی طراحی های شیر انبساط الکترونیک از یک سری چرخ دنده بین موتور و شافت استفاده می شود اما از آنجایی که ما یک مثال ساده را در نظر گرفته ایم این شافت بصورت مستقیم جفت می شود. بر روی شافت یک رزوه قرار دارد. این رزوه در یک نگهدارنده قرار دارد که به بدنه شیر متصل است. در انتهای شافت، سوزن شیر قرار دارد و سپس تکیه گاه شیر که این سوزن در طی باز و بسته شدن به داخل و خارج از آن حرکت می کند و به این ترتیب جریان مبرد کنترل می شود.
نحوه باز و بسته شدن شیر انبساط الکترونیک توسط جابجایی میله متحرک
وظیفه شیر انبساط ایجاد اختلاف فشار بین کندانسور و اواپراتور است. مبرد مایع و با فشار بالا توسط شیر انبساط از اواپراتور جدا نگه داشته می شود و در واقع توسط این شیر است که میزان عبور مایع به داخل اواپراتور تنظیم می شود. حین آنکه مبرد مایع با فشار بالا از میان شکاف کوچک بین تکیه گاه شیر و سوزن آن عبور می کند افت فشار انجام می شود. این امر موجب تبخیر قسمتی از مبرد می شود.
مخلوط قطرات آب و بخار در هوا بعد از اسپری شدن مایع
اگر بخواهید که یک تصویر بهتر داشته باشید یک بطری آب پاش را در نظر بگیرید. هر چه اهرم بطری را بیشتر می فشارید مایع از داخل حفره کوچک بیشتر به بیرون که هوای با فشار کمتر است پرتاب می شود. مایع داخل اسپری بصورت قسمتی بخار و قسمتی مایع از حفره آن خارج می شود.
این مخلوط مبرد بخار و مایع به داخل اواپراتور اسپری می گردد که در آنجا گرما را از هوا یا آبی که در اطراف آن است جذب خواهد کرد و تغییر فاز از مایع به بخار اشباع را خواهد داد که همچنان در فشار پایین و دمای پایین می باشد. در حین این تغییر فاز، تغییر دمای کم و یا حتی ممکن است هیچ تغییر دمایی را به علت وجود گرمای نهان نداشته باشیم و در عوض آنتروپی و آنتالپی مبرد افزایش خواهد یافت. مبرد در اواپراتور همچنان گرما دریافت می کند و از آنجایی که هیچ قطره آبی باقی نمانده است تا بخار شود بنابراین این بخار شروع به داغ شدن می کند یا به عبارت دیگر سوپرهیت می شود.
♦ در مقاله بعد در مورد اینکه « کنترلر چگونه شیر انبساط را کنترل می کند؟» صحبت خواهیم کرد و متوجه خواهید شد که چگونه شیر انبساط با استفاده از کنترلر می تواند بصورت هوشمند به تغییرات بار کاری پاسخ دهد.