مشکلات شیرهای انبساط ترموستاتیک

مشکلات شیرهای انبساط ترموستاتیک

شیر انبساط یا اکسپنشن ولو ترموستاتیک (TXV) به عنوان پرکاربردترین شیر انبساط در چیلرهای تراکمی و سردخانه‌ها محسوب می‌شوند. شیر انبساط ترموستاتیک یک شیر اتوماتیک محسوب می‌شود. که جریان مناسب مبرد به اواپراتور را تضمین می‌کند. و باعث بار مناسب برای اواپراتور می‌شود. در صورتی که بار اواپراتور افزایش یابد، جریان مبرد نیز به اواپراتور افزایش می‌یابد. این اتفاق باعث افزایش راندمان کارکرد کمپرسور و کل سیکل تبرید می‌شود. در این قسمت با مشکلات شیرهای انبساط ترموستاتیک آشنا خواهیم شد.

شیر انبساط ترموستاتیک همچنین از:

1. پدیده فلودد (جریان حجم زیاد مبرد مایع به کمپرسور) و
2. آسیب های ناشی از آن (غیرقابل فشرده سازی مبرد مایع)

جلوگیری می‌کند. برخلاف اسم این شیرها، شیرهای انبساط دمای داخلی اواپراتور را کنترل نمی‌کنند. بوسیله کنترل دمای سوپرهیت (مافوق داغ) گاز فریونی خروجی از اواپراتور و فشار اواپراتور، شیرهای انبساط ترموستاتیک (TXV) می‌توانند سوپرهیت را کنترل کنند.

تعمیر شیرهای انبساط ترموستاتیک

سوپرهیت دمای بخار مبرد و بیشتر از دمای اشباع است. که می‌توان آن را با استفاده از اندازه‌گیری دمای گاز خروجی اواپراتور و محاسبه دمای معادل فشار گاز ساکشن از طریق جدول و تفریق این دو دما بدست آورد.

برای تعمیر شیر انبساط ترموستاتیک باید ابتدا بدانیم اکسپنشن ولو چگونه کار می کند. سه نیرو که در شکل نشان داده شده است به وسیله گاز موجود در حباب شیر انبساط وارد می شود، P2 فشار اواپراتور یا اکولایزر بوده و P3 نیز فشار فنر سوپرهیت است.

فشار حباب شیرهای انبساط

فشار موجود در حباب شیر انبساط (P1) مطابق با دمای مبرد خروجی از اواپراتور است. با افزایش این فشار، تمایل به حرکت شیر در جهت باز شدن افزایش می‌یابد. این نیرو بر روی دیافراگم شیر انبساط با نیروهای فنر و فشار اواپراتور در خلاف همدیگر هستند. شیر زمانی که این نیروها به تعادل برسند، پایدار می شود (P1=P2+P3).

زمانی که دمای گاز فریونی به بیش از دمای اشباع و به دمای سوپرهیت در خروجی اواپراتور می رسد، دما و در نتیجه فشار حباب شیر انبساط نیز افزایش می یابد. و باعث اعمال نیرو در جهت باز شدن شیر می شود. همچنین زمانی که دمای مبرد کاهش می یابد، در نتیجه آن دما و فشار حباب شیر کاهش یافته و شیر در جهت بسته شدن حرکت می کند.

شیرهای TXV در کارخانه تنظیم می شوند. افزایش سوپرهیت باعث باز شدن بیشتر شیر می شود.

رفع مشکلات شیرهای انبساط ترموستاتیک

مشکلات شیرهای انبساط ترموستاتیک در سه حالت به وجود می‌آید. ممکن است مبرد زیادی را عبور دهد (flooding)، ممکن است مبرد کمی را عبور دهد (starving) و ممکن است به صورت متناوب مقدار زیاد و مقدار کمی مبرد عبور دهد ((Hunting. هرکدام از این موارد با جزئیات در ادامه توضیح داده شده است.

عبور سیلابی (flooding)

این حالت زمانی رخ می دهد که مقدار مبرد تغذیه شده به اواپراتور بیشتر از میزانی باشد که بتواند تبخیر شود و در نتیجه مبرد مایع به کمپرسور باز می گردد. نشانه های فلودینگ شامل یخ زدن کمپرسور، با صدا کار کردن اواپراتور، سوپرهیت کم در اواپراتور و طبیعی یا بالاتر از طبیعی بودن فشار ساکشن است. دلایل فلودینگ نیز شامل:

• کوچک یا نامناسب انتخاب کردن کمپرسور. اگر ظرفیت کمپرسور کم باشد، فشار ساکشن بیشتر از حد نرمال شده و سوپرهیت کاهش می یابد. در صورتی که با این مشکل مواجه شدید می توانید با کارشناسان فنی گروه مهندسی مهراسپند تماس بگیرید.
• تغییرات سوپرهیت کم. در شیرهای قابل تنظیم، ساقه تنظیم را برای افزایش سوپرهیت ساعتگرد بچرخانید.
• رطوبت. وجود رطوبت در سیکل تبرید می  تواند باعث یخ زدن شیرهای انبساط TXV شود. برای رفع این مشکل از فیلتر درایرهای مخصوص جذب رطوبت استفاده کنید.
• آلودگی در سیکل تبرید. هرنوع ماده خارجی می تواند کارکرد شیر انبساط را مختل کند و شیر نتواند به درستی بسته شود. دوباره تاکید می شود استفاده از فیلتر درایرهای با کیفیت بالا می تواند از سیرکوله شدن آلودگی ها در سیکل و بوجود آمدن مشکلات برای سیکل تبرید جلوگیری کند.
• نشتی نشیمنگاه شیرهای انبساط TXV. بزرگ انتخاب کردن شیر باعث تغذیه زیاد اواپراتور و بوجود آمدن مشکلاتی همانند برگشت مایع به کمپرسور می شود.
• نصب اشتباه حباب شیرهای انبساط. به صور ت ایده آل حباب باید بر روی خط افقی ساکشن و درست بعد از اواپراتور نصب شود.
• همچنین حباب باید نزدیک به اتصال اکولایزر باشد و تحت تاثیر منبع گرمایی خارجی قرار بگیرد.

عبور مبرد کم (starving)

این پدیده زمانی بروز می کند که مبرد تغذیه شده به اواپراتور خیلی قبل تر از خروجی اواپراتور، تبخیر شود. نشانه های این پدیده کاهش برودت اواپراتور، سوپرهیت بالای خروجی اواپراتور و فشار ساکشن پائین است.

• رطوبت. هرگونه رطوبت در سیکل تبرید می تواند باعث گرفتگی فیلتر شیر و جلوگیری از بسته شدن درست شیر شود. که باعث درست عمل نکردن شیر می شود.
• دلتا P غیربهینه در طول شیر. اگر افت فشار در طول شیر خیلی پائین باشد، ظرفیت شیر کاهش می یابد. این اتفاق بعضی اوقات در دمای محیط پائین می افتد. برای اصلاح این مشکل، باید فشار قسمت فشار بالای سیکل را افزایش داد. و یا شیر را با یک شیر با طرفیت بیشتر عوض کرد.
• شارژ کم سیکل تبرید. در صورتی که شارژ گاز سیکل کم باشد، سوپرهیت افزایش یافته و فشار ساکشن کاهش می یابد. اما سیستم تولید برودت خوبی ندارد. ساید گلس نصب شده برروی خط مایع (قبل از شیرهای انبساط TXV) بهترین وسیله برای مشخص کردن این مشکل است. در سایدگلس حباب مشخص می شود که نشانه شارژ گاز کم بوده و همچنین راه دیگر محاسبه سابکول در ورودی شیر انبساط است. در صورتی که سابکول (مادون سرد) در ورودی شیر نداشته باشیم، به این معناست که شارژ سیستم کم است.
• وجود گاز فلش (مخلوط گاز و مایع) در ورودی شیرهای انبساط TXV. هرگونه مقاومتی در خط باعث افت فشار و در نتیجه بوجود آمدن گاز فلش می شود. به دلیل این که دانسیته گاز خیلی کمتر از مایع مبرد است، تغذیه شیر انبساط با گاز فلش (مخلوط گاز و مایع) باعث کاهش ظرفیت شیر و در نتیجه افزایش سوپرهیت و تغذیه نامناسب اواپراتور می شود. که می توان گاز فلش را از روش های زیر مشخص کرد:

مشخص کردن گاز فلش

1. به یخ زدگی و یا رطوبت در خط مایع توجه کنید. زمانی که گاز فلش بوجود آید، باعث می شود که در اطراف محل وقوع، برودت تولید شود. خط مایع به صورت طبیعی کمی گرم است. وجود نقطه ای سرد نشانه وجود مقاومت در برابر جریان است.
2. در صورتی که سایدگلس نصب شود، به وجود حباب در سایدگلس توجه کنید. وجود حباب در سایدگلس نشانه شارژ کم گاز و یا وجود بخار مبرد در خط مایع است.
3. سابکول را چک کنید. اگر سابکول مایع در خروجی کندانسور وجود داشته اما در ورودی اواپراتور وجود نداشته باشد، باید جایی که سابکول بودن مایع مبرد از بین می رود را پیدا کرد. در بعضی موارد، سایز خط مایع کوچک است.

• گرفتگی خط اکولایزر. در صورتی که خط اکولایزر دچار گرفتگی شود، فشار زیر دیافراگم اکسپنشن ولو بیشتر از مقدار واقعی فشار اواپراتور می شود. و در نتیجه شیر تمایل به بسته شدن پیدا می کند. برای اصلاح این قضیه، شیر را عوض کرده یا خط اکولایزر را درست کنید.
• شیر خیلی کوچک است. سایز شیر را مطایق با ظرفیت سیستم چک کنید. و در صورت کوچک بودن، آن را با سایز مناسب تعویض کنید.
• تنظیم سوپرهیت بسیار بالاست. در شیرهای قابل تنظیم، ساقه تنظیم را پادساعتگرد بچرخانید تا سوپرهیت کاهش یابد.
• مشکلات برقی. در صورتی که شیر برقی قبل از اکسپنشن ولو در زمان خاموشی کمپرسور برقدار بماند این پدیده را می توان از طریق وجود حباب در سایدگلس در زمان خاموشی متوجه شد.

گرفتگی استرینر یا صافی. آلودگی در مبرد ورودی به شیر می تواند باعث گرفتگی صافی شود. استفاده از فیلتر درایرهای مناسب، می تواند باعث جلوگیری از این مشکل شود.

متناوب (Hunting)

این پدیده زمانی اتفاق می افتد که شیر به صورت متناوب باز و بسته شده  که باعث درست نبودن سوپرهیت می شود. این پدیده به علت اختلاف در زمان عکس العمل شیر در مقابل سیستم بروز می کند. تغییرات زیاد در بار یا کارکرد در بارهای خیلی کم می تواند باعث این اتفاق شود. دلایل این اتفاق:

• شیر برای کاربرد مورد نظر بزرگ است. شیری که برای کاربردی، خیلی بزرگ انتخاب شود، باعث این اتفاق خواهد شد. در صورت بروز این اتفاق، شیر را با سایز مناسب برای کاربرد مورد نظر عوض کنید.
• محل حباب. مشخض کنید که حباب پائین تله روغن P شکل در خط ساکشن قرار ندارد. در صورت نیاز محل حباب را اصلاح کنید. همچنین عایق کردن حباب در برابر هوای محیط، می تواند باعث درست عمل کردن شیر شود.

تنظیم سوپرهیت. شیرهای انبساط TXV در کارخانه تنظیم می شوند تا به درستی عمل کنند. همچنین بعضی اوقات نیاز است تنظیمات مجدد صورت گیرد. در بسیاری موارد، افزایش سوپرهیت باعث کاهش متناوب عمل کردن شیر می شود. برای تنظیم، می توان پیچ تنظیم را ساعتگرد چرخاند تا سوپرهیت افزایش یابد.

• رطوبت. وجود رطوبت سیکل تبرید می تواند باعث یخ زدن شیرهای انبساط TXV شده و باعث جلوگیری از درست عمل کردن شیر شود. زمانی که رطوبت یخ بزند و سوپرهیت خیلی غیرمنظم شود استفاده از فیلتر درایر خط مایع مناسب برای جلوگیری از این اتفاق پیشنهاد می شود.

برای اطلاعات بیشتر با مشاورین ما در تماس باشید.