مفاهیم مرتبط با شیرهای انبساط ترموستاتیک

معمولا اکسپنشن ولوهای دارای تعدیل کننده داخلی در سیستم‌هایی مورد استفاده قرار می‌گیرند که در آنها افت فشار مبرد هنگام گذر از اواپراتور کم باشد و شیرهای انبساط حرارتی دارای تعدیل کننده خارجی نیز در سیستم‌هایی مورد استفاده قرار می‌گیرند که افت فشار مبرد در گذر از اواپراتور محسوس باشد.

در ادامه به کمک چند تصویر مثالی ارائه شده است تا فواید استفاده از شیر انبساط با تعدیل کننده شرح داده شود. برای ذکر این مثال یک شیر انبساط حرارتی از نوع Parallel Liquid-Charge در سیستمی که با مبرد R12 کار می‌کند در نظر گرفته شده است. همانطور که در شکل زیر مشاهده می‌گردد در این مثال یک شیر انبساط حرارتی دارای تعدیل کننده داخلی جهت تغذیه اواپراتور به کار رفته است و فرض بر این گرفته شده که اواپراتور مورد نظر دارای هیچ گونه افت فشاری نیست. بنابراین در ورود و خروج اواپراتور فشار ثابت بوده که در این مثال برای مبرد R12 فشار اشباع Psi ۲۷ و دمای اشباع مبرد متناظر با فشار اشباع، ۲۸ درجه فارانهایت در نظر گرفته شده است. در این شرایط یکی از نیروهای اعمالی به دیافراگم در جهت بستن شیر انبساط حرارتی، نیروی Psi ۲۷ از سمت مبرد ورودی به اواپراتور می‌باشد. اگر نیروی حاصل از فشار فنر اعمالی به دیافراگم شیر انبساط را در جهت بستن آن Psi ۷ در نظر بگیریم، در نتیجه مبرد درون حباب حرارتی جهت قرار دادن اکسپنشن ولو در آستانه باز شدن باید فشاری معادل Psi ۷ + ۲۷ یعنی Psi ۳۴ به دیافراگم شیر انبساط حرارتی اعمال کند و جهت رسیدن به این فشار حباب حرارتی باید دمایی در حدود ۳۷ درجه فارانهایت داشته باشد. اینکه در فشار Psi ۳۴ حباب حرارتی دارای چه دمایی است بستگی به نوع شیر انبساط حرارتی و مبرد درون آن دارد. در این مثال همانطور که اشاره شد، اکسپنشن ولو به کار رفته از نوع Parallel Liquid-Charged می‌باشد بدین معنا که مبرد بکار رفته در حباب حرارتی همان مبرد R12 موجود در سیکل تبرید این مثال است.

حال اگر دمای لوله خط مکش کمپرسور را نیز برابر دمای مبرد درون حباب حرارتی در نظر بگیریم در نتیجه می‌توان گفت سوپرهیت خروجی معادل ۳۸-۲۷ یعنی ۹ درجه فارانهایت می‌باشد. حال همین شیر انبساط دارای تعدیل کننده داخلی را با همان تنظیم فنر بر روی اواپراتوری که دارای Psi ۶ افت فشار است، نصب می‌کنیم. اگر مبرد خروجی از اواپراتور دارای فشار Psi ۲۷ باشد بنابراین مبرد ورودی به اواپراتور دارای فشار Psi ۳۳ بوده است. در نتیجه فشار اعمالی در زیر دیافراگم جهت بستن شیر انبساط برابر Psi ۳۳ بعلاوه Psi ۷ فشار فنر خواهد بود. بنابراین از طرف حباب حرارتی باید فشار معادل Psi ۷ + ۳۳ یعنی Psi ۴۰ اعمال شود تا سه نیرو یکدیگر را خنثی کرده و شیر انبساط حرارتی در آستانه باز شدن قرار گیرد. حباب حرارتی نمونه ذکر شده که از مبرد R12 پرشده است برای رسیدن به چنین فشاری باید دمایی در حدود ۴۳ درجه فارانهایت داشته باشد (دمای خط مکش کمپرسور).

در نتیجه میزان سوپرهیت خروجی برابر ۴۳-۲۸ یعنی معادل ۱۵ درجه فارانهایت خواهد شد. مشاهده می‌شود زمانیکه از یک اکسپنشن ولو دارای تعدیل کننده داخلی با اواپراتوری که دارای افت فشار محسوسی است استفاده می‌گردد میزان سوپرهیت خروجی افزایش چشمگیری پیدا می‌کند. اما در تصویر زیر مشاهده می‌کنید که اگر در همین شرایط از نوعی شیر انبساط حرارتی استفاده شود که دارای تعدیل کننده خارجی است مشکل برطرف شده و میزان سوپرهیت مبرد خروجی برابر همان ۹ درجه فارانهایت خواهد شد.

اما اگر تصویری همانند شکل زیر مشاهده شود،

باید علاوه بر اطمینان از کافی بودن میزان مبرد درون سیستم، حتما سلامت سیستم دیفراست و برفک زدایی اواپراتور را نیز بررسی گردد.