دسته های مرتبط

سوپرهیت شیر انبساط ترموستاتیک

شیر انبساط ترموستاتیک یا اکسپنشن ولو ترموستاتیک (TXV,TEV) تلاش می کند میزان سوپرهیت (مافوق داغ) بودن مبرد بخار خروجی از اواپراتور را در سطح پایداری قرار دهد و این کار را با تنظیم جریان مبرد مطابق با بار اواپراتور انجام می دهد و این کار را چند عضو انجام می دهد، یکی از این اعضا حباب اکسپنشن ولو ترموستاتیک است که با حس  کردن دمای مبرد خروجی از اواپراتور تصمیم به باز کردن یا بستن شیر می کند و نیروی فنر شیر و فشار اواپراتور در سمت دیگر و در مقابل نیروی حباب وارد می شود، تعادل این نیروها باعث پایدار شدن و باز و بسته شدن شیر به میزان سوپرهیت مناسب خروجی اواپراتور می شود. شیر انبساط ترموستاتیک نشان داده شده در شکل زیر جریان مبرد ورودی به اواپراتور را کنترل می کند.

نواع شیرهای انبساط ترموستاتیک

انواع شیرهای انبساط ترموستاتیک

شیر انبساط ترموستاتیک یا اکسپنشن ولو ترموستاتیک

در صورتی که سوپرهیت افزایش یابد، فشار درون حباب افزایش می یابد زیرا مبرد موجود در حباب تبخیر می شود و این افزایش فشار حباب باعث اعمال نیرو بر صفحه دیاگرام شیر و اعمال نیرو در جهت باز شدن شیر می شود. این اتفاق باعث حرکت میله شیر و باز شدن اریفیس و بنابراین افزایش جریان مبرد به اواپراتور می شود. بالانس تعاذل بین 3 نیروی فنر، حباب و فشار اواپراتور باعث پایدار ماندن سوپرهیت می شود.

دیافراگم شیر انبساط ترموستاتیک

تنظیم سوپرهیت

سوپرهیت کردن را می توان به اضافه کردن انرژی به گاز اشباع و در نتیجه افزایش دماست. در حین تبخیر مایع مبرد در اواپراتور، دما تنها وابسته به نقطه جوش آن مبرد است. افزایش دما (سوپرهیت شدن) زمانی بدست می آید که 100% مبرد تبدیل به بخار شود.دفنر درون شیر انبساط TEV  باعث بستن شیر دز زمانی که سوپرهیت کاهش یابد، می شود.

حداقل سطح سوپرهیت بودن برای افزایش فشار حباب و اعمال نیرو در خلاف جهت نیروی فنر و باز شدن شیر نیاز است. این میزان را سوپرهیت استاتیک می گویند که با B-C در نمودار زیر مشخص شده است.

نمودار سوپرهیت استاتیک شیر انبساط

ساقه ای که در کنار شیر انبساط  قرار دارد، سوپرهیت استاتیک را تنظیم می کند. شل شدن فنر باعث از دست رفتن سوپرهیت می شود زیرا شیر زودتر باز می شود. سفت بودن فنر باعث افزایش سوپرهیت استاتیک می شود زیرا شیر دیرتر باز می کند. منحنی شیر که در شکل بالا نشان داده شده در صورت کم شدن سوپرهیت استاتیک به سمت چپ حرکت می کند در صورت افزایش سوپرهیت به سمت راست حرکت می کند.

افزایش سوپرهیت بودن برای باز شدن شیر برای کارکرد شیر، اصطلاحاً سوپرهیت باز شدن نامیده می شود و باید برای کارکرد اسمی شیر (C_D) بهینه باشد. سوپرهیت بودن باز شدن را می توان بوسیله ساختار شیر انبساط TEV تعیین کرد و با استفاده از سیکل تبرید نمی توان آن را تغییر داد. اضافه کردن دو مقدار سوپرهیت استاتیک و باز شدن را می شود سوپرهیت کارکرد تعریف کرد که در سیکل تبرید قابل اندازه گیری است.

شیر انبساط به صورت طبیعی  مقدار ناچیزی اورسایز (بزرگتر) است و زمانی که به حداکثر ظرفیت می رسد که کاملا باز شده  باشد. این کار را می توان تنها از طریق سوپرهیت باز  بودن انجام داد. کاهش یا افزایش در سوپرهیت کارکرد برای یک سیستم را تنها می توان بوسیله تغییرات سوپرهیت استاتیک انجام داد. منحنی راندمان شیر انبساط TEV سپس به سمت راست یا چپ با افزایش یا کاهش سوپرهیت تغییر پیدا می کند.حداکثر جریان مبرد در یک شیر انبساط TEV  وابسته به سایز شیر و اختلاف فشار در شیر است. در صورتی که شیر خیلی کوچک باشد، سیستم به ظرفیت اسمی تبرید نمی تواند برسد حتی اگر شیر کاملا باز شود. شیر انبساط ترموستاتیک به صورت طبیعی مقداری بزرگتر (تقریباً 20%) از ظرفیت اسمی انتخاب می شود. هرچند برای باز کردن حداکثری شیر، نیاز به افزایش فشار حباب است تا فنر به عقب رانده شود.

تأثیر سوپرهیت بودن بر دمای اواپراتور

دمای اواپراتور تحت تاثیر میزان جریان مبرد و تغییرات سوپرهیت بوسیله شیر انبساط است که در شکل زیر نشان داده شده است. تغییرات اندک در سوپرهیت، تاثیر کمی بر دمای اواپراتور دارد. هر چند تغییرات بالای سوپرهیت می تواند باعث تغییرات زیاد دمای آب چیله شود.

پروفایل های دما برای سطوح مختلف سوپرهیت

A: سوپرهیت طبیعی

B: سوپرهیت بالا

C: سوپرهیت پائین

D: سوپرهیت خیلی بالا

پایداری سوپرهیت

مهم است که سوپرهیت را طوری تنظیم کرد که سطح مناسبی داشته باشد. اگر سوپرهیت خیلی کوچک انتخاب شود، باعث ناپایداری در اواپراتور و جریان مبرد زیاد به اواپراتور و جریان مبرد زیاد به اواپراتور و برگشت مبرد مایع به کمپرسور می شود و می تواند باعث مشکلاتی  مانند فوم شدن روغن در کارتر و بوجود آوردن جریان های توربولانس روغن/ مبرد و مختل کردن کارکرد شود. زیاد بودن مبرد مایع که وارد کمپرسور می شود همچنین می تواند باعث شوک های فشار در قسمت هایی مانند کارتر شود.این فوم خاصیت روغنکاری ندارد و باعث خوردگی میل لنگ و شاتون ها، دیواره سیلندر، اویل پمپ و دیگر قطعات می شود. این فاکتورها باعث کاهش عمر کمپرسورها می شود هر چند تکنولوژی به کار رفته در هرکمپرسور متفاوت است و میزان تاثیر نیز متفاوت است.بنابراین سطح بالای سوپرهیت باعث کاهش Cop و راندمان می شود.شیرهای انبساط گرمای باید با حداقل ” سوپرهیت کارکرد” کار کنند تا دارای تنظیم پایدار باشند. حداقل سوپرهیت پایدار (MSS) وابسته به نوع شیر TEV، خصوصیات اواپرتور مورد استفاده و موقعیت قرارگیری حباب شیر انبساط است. بنابراین پیش بینی حداقل سوپرهیت برای کارکرد پایدار سخت است. در حالت تجربی می توان عنوان کرد بعد از راه اندازی و پایدار شدن سیستم می توان تصمیم گرفت که آیا سوپرهیت بالاست یا نه. اگر شیر خیلی بزرگ انتخاب شده است و با میزان افزایش ناچیز سوپرهیت، حجم زیادی مبرد از شیر عبور کند، سیستم بسیار ناپایدار می شود. می توان برای پایدار کردن سیستم، سوپرهیت استاتیک را افزایش داد زیرا خط TEV به سمت راست خط MSS منتقل می شود. هر چند، این قضیه باعث افزایش سوپرهیت کارکرد می شود که راندمان اواپراتور کاهش می یابد. شیری را می توان ایده آل نامید که با خط MSS دقیقاً در نقطه بار اسمی با سطح منطقی سوپرهیت در تماس است. شیری خیلی کوچک پتانسیل افزایش ظرفیت را ندارد.

اکولایزر فشار خارجی یا داخلی

برای تخمین درست میزان سوپرهیت بودن، دمای مبرد باید با دمای اشباع در آن نقطه مقایسه شود. (برای مثال خروجی اواپراتور) اکسپنشن ولوهایی که دارای اکولایزر داخلی هستند فشار خروجی اکسپنشن را با دمای اندازه گیری شده توسط حباب وجود داشته باشد. (برای مثال از توزیع کننده ها استفاده شده باشد)، اختلاف بین دمای اندازه گیری شده و تخمین دمای اشباع خیلی پائین خواهد بود و شیر برای جبران بسته می شود و در نتیجه به صورت غیر منطقی سطح سوپرهیت افزایش می یابد و سطح زیادی از اواپراتور برای سوپرهیت کردن مبرد استفاده می شود. در ظرفیت تبرید اسمی، سوپرهیت بودن خیلی بالا خواهد بود و بنابراین راندمان سیستم کاهش خواهد یافت.

در مثالی که در ادامه خواهیم گفت در مورد این مسئله بیشتر صحبت خواهیم کرد. در اواپراتور SWEP  با سیستم distribution با یک اکسپنشن ولو ترموستاتیک با اکولایزر داخلی و TEVAP=2   درجه سانتی گراد و تنظیم سوپرهیت اولیه  5k است. فشار دقیقاً بعد از اکسپنشن ولو مطابق با دمای اشباع تقریبا 7 درجه سانتی گراد است. دمای گازی که اواپراتور را ترک می کند 12  =5+7  است. در نتیجه سوپرهیت 10 خواهد بود نه 5K.

برای کارکرد درست شیر TEV  در اواپراتورهایی که دارای افت فشار زیاد هستند نیاز به استفاده از اکولایزر خارجی است که لوله ای است که در نزدیکی حباب بر روی خط ساکشن نصب می شود و سر دیگر آن به اتصال اکولایزر اکسپنشن ولو متصل می شود و فشار خروجی اواپراتور را به زیر دیافراگم شیر انبساط می رساند تا میزان حس کردن شیراز شرایط کارکرد اواپراتور بهینه تر باشد. همانطوری که در مثال بالا دیدید توزیع کننده ها (distributors) می توانند افت فشاری بین 0.5 تا 2 بار تولید کنند و در هنگام انتخاب شیر انبساط ترموستاتیک باید این مسائل رادر نظر گرفت.

انتخاب درست شیر انبساط باعث جریان مبرد بهینه و پایدار ماندن سوپرهیت می شود. شیر TEV باید توانایی پوشش تمام بارهای مختلف سیستم بدون ناپایداری و یا مشکلات ظرفیت را داشته باشد. تولیدکنندگان مختلف از دستورالعمل های گوناگون استفاده می کنند اما به صورت تقریبی می توان گفت اکسپنشن ولو باید 20% بزرگتر از ظرفیت نرمال سیستم انتخاب شود اما میزان دقیق آن را به راحتی می توان از کاتالوگ های شرکت های سازنده محاسبه کرد. اطلاعات مهمی که در هنگام انتخاب شیر انبساط نیاز است عبارتند از: ظرفیت اسمی سیستم، فشار کندانس، فشار اواپراتور. اگر اواپراتور دارای distributor است باید افت فشار آن را نیز در نظر گرفت. افت فشار در شیر TEV را در ادامه مرور می کنیم.

نرم افزارها و جداول انتخاب برای شیرهای انبساط ترموستاتیک توسط سازندگان مختلف ارائه می شود که اساس آنها بر محاسبه افت فشار در شیر TEV و ظرفیت تبرید اسمی است. توجه کنید افت فشار توزیع کننده ها (distributor) را نیز باید در نظر گرفت و همچنین بالا و پائین بودن اواپراتور و وجود یا عدم وجود ستون مایع مبرد بر روی شیر انبساط که به صورت مفصل در فیلم انتخاب شیر انبساط دانفوس توضیح داده شده است.

شیرهای انبساط دارای تنظیم اولیه سوپرهیت استاتیک هستند که بر پایه فشار کندانس اسمی است. اگر فشار کندانس سیستم بیشتر باشد، سوپرهیت استاتیک تنظیمی اولیه کمتر می شود و بلعکس. ظرفیت های اسمی شیرهای TEV در جداول انتخاب برای تنظیم اولیه سوپرهیت

و سطح سابکول اسمی نشان داده شده است. دوباره تاکید می کنم، اگر سابکول بودن مایع ورودی به شیر انبساط از میزان اسمی تجاوز کرد باید از فاکنورهای اصلاح استفاده کرد که در جداول شرکت سازنده وجود دارد. می توانید روش انتخاب شیر را از کاتالوگ شرکت سازنده مشاهده کنید.

ظرفیت برودتی اسمی اواپراتور بوسیله بالانس بین کمپرسور و اواپراتور بدست می آید. پیچیده ترین انتخاب زمانی است که به دلیل مشکلات یا ساختار، فشارهای اواپراتور و کندانسور تغییر می کند، برای مثال مدارهای موازی شامل چند کمپرسور یا کمپرسورهای دور متغیر. انتخاب شیر انبساط به صورت طبیعی روشی سازشکارانه است زیرا هیچ شیری برای تمام رنج های کارکرد ایده آل نیست. هر چند انتخاب درست شیر باعث کارکرد درست در رنج های کارکرد مختلف می شود.


منتشر شده در :// نویسنده:mehrspand

contact

شهرک صنعتی چهاردانگه. خیابان ۱۷. پلاک ۱۰
شماره تماس:
09123873563
021-43855203

ایمیل پشتیبانی : info@mehrespand.ir
facebook google instagram twitter aparat pinterest

about us

این شرکت با استفاده از استانداردهای معتبر جهانی تحت عنوان,ASHRAE-15مقررات و ایمنی تبرید مکانیکی ASAB9.1 و قوانین ASMEجهت مخازن تحت فشار در زمینه تاسیسات برودتی توانسته است بهترین راهکارهای تعمیر، سرویس، راهبری و تامین قطعات دستگاههای تهویه مطبوع را ارائه نماید و نیز با بهره گیری از توان علمی و تخصصی و دانش فنی روز دنیا نسبت به ارائه مشاوره و راهنمائی محققین ،دانشجویان و علاقه مندان به این رشته را فراهم نماید. علاقه مندان جهت دریافت هر گونه پاسخ در این زمینه با گروه مشاورین شرکت تماس حاصل نمایند.

mehrspand


تمامی حقوق مادی و معنوی این وبسایت محفوظ است 2008-2015