فاعل، موضوع:
- مقدمه
- مویرگی
- شیر انبساط ترموستاتیک (TEV)
- نقص های احتمالی
معرفی:
شیر انبساط جزء ضروری سیستم های تهویه مطبوع است. این به عنوان یک محدودیت در خط بین عنصر خشک کن/فیلتر و اواپراتور عمل می کند که منجر به انتقال از فشار بالا به فشار پایین می شود. در تصویر زیر، شیر انبساط (طراحی شده به صورت شیر بلوکی) به رنگ سبز قاب شده است.
پس از اینکه مبرد از کمپرسور از عنصر فیلتر/خشک کن عبور کرد، با فشار تقریباً 15 بار و دمای تقریباً 45 درجه سانتیگراد به شیر انبساط می رسد. مبرد از شیر انبساط به اواپراتور جریان می یابد. همانطور که مبرد از طریق محدودیت دریچه انبساط جریان می یابد، تحت فشار کاهش قابل توجهی قرار می گیرد. هنگامی که فشار کاهش می یابد، نقطه جوش مبرد نیز کاهش می یابد. مبرد شروع به تبخیر می کند و از حالت مایع به گاز تبدیل می شود. در این تغییر فاز از مایع به بخار، مبرد گرما را از محیط جذب می کند. این گرمای آزاد شده از هوای عبوری که از اواپراتور جریان می یابد استخراج می شود و در نتیجه هوا خنک می شود. این هوای خنک شده به داخل هدایت می شود و در نتیجه هوای خنک و خشکی ایجاد می شود که یک تهویه مطبوع تولید می کند.
انواع مختلفی از شیرهای انبساط وجود دارد، یعنی شیر انبساط مویرگی و شیر انبساط ترموستاتیک (TEV) که اغلب به آن شیر بلوک نیز می گویند. این موارد در زیر توضیح داده شده است.
مویرگی:
در سیستم های تهویه مطبوع گاهی اوقات با نوع ساده ای از شیر انبساط به نام مویین یا روزنه مواجه می شوید. در خودروهای جدیدتر، دریچه های انبساط معمولاً دیگر به یک مویین مجهز نیستند، بلکه دارای یک شیر انبساط ترموستاتیک (کنترل شده) هستند.
با یک سیستم تهویه مطبوع با مویرگی، ظرفیت خنک کننده را نمی توان به طور دقیق تنظیم کرد. اگر فشار خیلی زیاد شود یا اواپراتور خیلی سرد شود، معمولاً کمپرسور تهویه مطبوع خاموش می شود.
قسمت بیرونی شیر انبساط مویرگی معمولاً از پلاستیک ساخته شده و داخل آن یک لوله مخصوص وجود دارد. فیلترهای قبل و بعد از آن لوله وجود دارد. مویرگ باعث افت فشار ناگهانی می شود که به سرعت دمای جوش مبرد را کاهش داده و آن را از مایع به گاز تبدیل می کند. نحوه ساخت مویرگی تعیین می کند که فشار چقدر کاهش می یابد و این بر دما هنگام ورود مبرد به اواپراتور تأثیر می گذارد. مویین را می توان در اندازه های مختلف یافت و نصب آن با ابعاد مختلف باعث تغییر ظرفیت خنک کننده سیستم می شود. اگر تبخیر کمتری در اواپراتور وجود داشته باشد، معمولاً به معنای خنک شدن کمتر است.
در سیستم های تهویه مطبوع با مویین، معمولاً در قسمت کم فشار نیز یک آکومولاتور پیدا می کنیم. این امر از مکش مایع توسط کمپرسور جلوگیری می کند، زیرا مویرگ دارای یک دهانه ثابت است. آکومولاتور همچنین وظایف مهم دیگری مانند فیلتر کردن، از بین بردن رطوبت (خشک کردن) و ذخیره مبرد دارد. مبرد از اواپراتور به صورت گاز با مقداری قطرات مایع وارد آکومولاتور می شود. یک صفحه جداسازی در آکومولاتور تضمین می کند که ذرات مایع به سمت پایین فرو می روند. یک ماده خشک کننده رطوبت را از مبرد حذف می کند. علاوه بر این، بخار در قسمت بالا توسط کمپرسور از طریق یک دهانه کوچک حدود 1 میلی متر مکیده می شود و مقدار کمی روغن را با خود می برد.
نقص های زیر ممکن است در سیستم های تهویه مطبوع با لوله مویرگی رخ دهد:
- گرفتگی: اگر مویرگ توسط آلاینده های مبرد مسدود شود، این می تواند ظرفیت خنک کننده را کاهش دهد.
- ابعاد نادرست: در موارد خاص ممکن است برای تنظیم ظرفیت خنک کننده سیستم، نیاز به تعویض مویرگی با یکی از ابعاد مختلف باشد. این ممکن است برای تغییرات سیستم مورد نیاز باشد یا اگر مشخصات اصلی عملکرد مورد نیاز را برآورده نمی کند، مانند اواپراتور انجماد یا خنک کننده ناکافی.
- مشکلات سیستماتیک: اگر سیستم تهویه مطبوع مشکلات عملکردی مداوم داشته باشد و سایر اجزای آن بررسی شده باشند و در شرایط خوبی باشند، مویرگ ممکن است یک علت احتمالی باشد. مویرگ ممکن است آسیب دیده باشد و این به راحتی قابل مشاهده نیست.
شیر انبساط ترموستاتیک (TEV):
یک سیستم تهویه مطبوع که معمولاً در وسایل نقلیه مدرن می‌یابیم، سیستمی با شیر انبساط با کنترل ترموستاتیک است که به اختصار TEV نامیده می‌شود. شیر انبساط ترموستاتیک سیستم را با یک مویرگی جایگزین می کند و اساساً یک انقباض است که اندازه دهانه آن توسط دمای گاز جاری شده از اواپراتور کنترل می شود.
نسخه های مختلفی وجود دارد. علاوه بر جایگزینی مویرگی، عنصر فیلتر/خشک کن نیز متفاوت است. فیلتر/خشک کن مستقیماً بعد از کندانسور قرار دارد و به صورت مایع با مبرد سروکار دارد. دما بعد از اواپراتور اندازه گیری می شود. اگر دمای اواپراتور خیلی زیاد شود زیرا مبرد کافی در آن جریان ندارد، دهانه بزرگتر می شود و اجازه می دهد مبرد بیشتری به اواپراتور وارد شود و دما دوباره کاهش می یابد. شیر انبساط ترموستاتیک دما (و فشار) را در محدوده خاصی ثابت نگه می دارد. این همچنین به این معنی است که ما می توانیم مطمئن باشیم که مبرد به شکل بخار توسط کمپرسور مکیده می شود، به طوری که دیگر نیازی به استفاده از آکومولاتور در بخش کم فشار نیست.
شیر انبساط ترموستاتیک را می توان به سه نوع تقسیم کرد:
- شیر انبساط با سنسور از راه دور (کنترل لامپ از راه دور) با یکسان سازی فشار داخلی یا خارجی.
- شیر را با غشای داخلی یا خارجی مسدود کنید.
- شیر انبساط با کنترل الکترونیکی
شیر انبساط ترموستاتیک با سنسور از راه دور و یکسان سازی فشار داخلی:
شیر انبساط ترموستاتیک از دو قسمت تشکیل شده است، یعنی قسمت اندازه گیری و سنسور یا حباب که به شیر انبساط واقعی متصل می شود. بخش اندازه گیری با گاز پر شده و در خروجی اواپراتور قرار دارد. هنگامی که درجه حرارت در خروجی اواپراتور افزایش می یابد زیرا مبرد بسیار کمی از آن عبور می کند، گاز منبسط می شود و فشار افزایش می یابد. سپس پین توپ را آزاد می کند و باعث می شود مبرد بیشتری به اواپراتور جریان یابد و دمای خروجی دوباره کاهش یابد. به محض اینکه نیروی وارد بر غشا از سنسور از مجموع نیروی فنر و نیروی فشاری مبرد در سمت ورودی اواپراتور بیشتر شود، توپ آزاد می شود. وقتی دمای بعد از اواپراتور خیلی کم شود، برعکس این اتفاق می افتد. نیروی فنر توپ را به سمت صندلی باز می‌گرداند، دهانه باریک می‌شود و جریان مبرد کاهش می‌یابد. بنابراین شیر TEV دمای مبرد را ثابت نگه می دارد. شیر انبساط ترموستاتیک دما را اندازه گیری کرده و آن را به فشار تبدیل می کند. کنترل فشار شیر را فعال می کند.
شیر انبساط ترموستاتیک با سنسور از راه دور و یکسان سازی فشار خارجی:
یکسان سازی فشار به فشار زیر دیافراگم مربوط می شود. اگر فضای زیر غشا به سمت ورودی اواپراتور متصل باشد، افت فشاری که در اواپراتور رخ می دهد را در نظر نمی گیریم. پس از همه، اندازه گیری دما در سمت خروجی اواپراتور انجام می شود، در حالی که کنترل در سمت ورودی انجام می شود. هنگامی که افت فشار از 0,2 بار بیشتر می شود، توصیه می شود از یک شیر انبساط با یکسان سازی فشار خارجی استفاده کنید. اگر فضای زیر غشا به سمت خروجی اواپراتور متصل شود، افت فشار جبران می شود. یکسان سازی فشار خارجی معمولاً برای سیستم های بزرگتر اعمال می شود.
شیر بلوک با دیافراگم کنترل خارجی
شیر بلوک بر روی لوله های ورودی و خروجی اواپراتور نصب می شود. خط ورودی در کنار خط خروجی در اواپراتور قرار دارد. در پایین شیر بلوک، مبرد به صورت مایع از فیلتر/خشک کن (کندانسور) وارد می شود و در مسیر خود به اواپراتور از شیر توپی عبور می کند. مقدار ثابتی از مبرد گازی در بالای غشاء وجود دارد. این گاز دمای گازی که از اواپراتور می آید را در نظر می گیرد. با افزایش دما، افزایش فشار، پین را به سمت پایین می راند و در نتیجه یک جریان بزرگتر در خط تغذیه ایجاد می شود. این اجازه می دهد تا مبرد بیشتری وارد اواپراتور شود و دما را کاهش دهد. در شرایط معکوس، شیر توپی بسته می شود و اجازه می دهد مبرد کمتری وارد اواپراتور شود و باعث افزایش دما می شود.
شیر بلوک با غشای تنظیم کننده داخلی:
در شیر بلوک با غشای کنترل داخلی، یک ترموهد با ماده مبرد در سمت خروجی اواپراتور وجود دارد. مبرد موجود در فنجان حرارتی دمای مبرد خروجی از اواپراتور را در نظر می گیرد. در دماهای بالا، مبرد منبسط می شود و باعث می شود دیافراگم کپسول میله را به سمت پایین فشار دهد و دهانه شیر توپی را باز کند. برعکس، دمای پایین تر باعث افزایش غشا و کوچکتر شدن دهانه می شود. این دو حالت در تصاویر زیر نشان داده شده است.
شیر انبساط ترموستاتیک با کنترل الکترونیکی:
شیر انبساط کنترل شده الکترونیکی (به اختصار EEV) را می توان با استفاده از ECU کنترل آب و هوا کنترل کرد. برای این کار می توان از استپر موتور استفاده کرد. این موتور پله ای این امکان را فراهم می کند که سوزن در مراحل کوچک دهانه را کم یا زیاد کند. بسته به دمای مورد نظر در فضای داخلی، ECU می تواند به سرعت با استفاده از کمپرسور تهویه مطبوع کنترل شده الکتریکی و شیر انبساط، ظرفیت را تنظیم کند.
اشکالات احتمالی:
در کارگاه با مشکل دریچه انبساط مواجه می شویم. مشکلات معمولاً به دلیل آلودگی ایجاد می شوند و باعث می شوند که شیر انبساط مسدود شود یا باز بماند.
- دریچه مسدود شده است:
گرفتگی ناشی از آلاینده های موجود در مبرد است. در نتیجه انسداد، مبرد بسیار کمی وارد اواپراتور می شود که منجر به افزایش فشار و خطر گرم شدن بیش از حد کمپرسور می شود. - دریچه باز می ماند:
باز گذاشتن دریچه باعث می شود که مبرد بیش از حد وارد کمپرسور شود. اگر تمام مبرد موجود در اواپراتور به گاز تبدیل نشده باشد، این احتمال وجود دارد که مقدار (بیش از حد) مبرد مایع به کمپرسور ختم شود و کمپرسور دچار شوک مایع شود.
جلوگیری از آلودگی آسان است: فیلتر/خشک کن را به صورت دوره ای تعویض کنید.
صفحه مرتبط:
