عملکرد دستگاه انبساط در سیستم تبرید تراکمی

دستگاه انبساط بخش مهمی از سیستم تراکمی بخار است. هدف از به کار گیری این دستگاه در سیستم تبرید، کاهش فشار مبرد مایع و تنظیم دبی جرمی جریان مبرد در ورود به اواپراتور می‌باشد. انواع متداول وسایل انبساط در سیستم تبرید عبارتند از:

• لوله موئین
•  شیر انبساط ترموستاتیک
•  شیر شناور
• لوله موئین

از این لوله اغلب برای سیستم‌های تبرید کوچک مانند یخچال خانگی که دارای ظرفیت سرمایشی تا 10kW هستند استفاده می‌شود؛  برخلاف آنچه که از نام لوله‌ی موئین به نظر می‌رسد، در آن عمل موئینگی انجام نمی‌گیرد، زیرا قطر آن برای چنین پدیده‌ای بزرگ است. مایع مبرد پس از کندانسور وارد این لوله شده و به واسطه‌ی دو پدیده‌ی اصطکاک و شتاب گرفتن مبرد، دچار افت فشار می‌شود. به این ترتیب بخشی از مایع مبرد طی عبور از لوله موئین به بخار تبدیل می‌شود.

مزایای لوله‌ی موئین

در عمل ترکیبات مختلفی از طول و قطر این لوله این لوله برای دستیابی به شرایط مطلوب و مورد نظر در دسترس هستند، اما پس از انتخاب (طول و قطر) و نصب این لوله دیگر نمی‌توان بار و فشار ورودی و خروجی آن را تنظیم کرد. به عبارت ساده‌تر، لوله موئین نصب شده نمی‌تواند خود را با تغییرات شرایط عملکرد همچون بار، فشار ورودی و خروجی تنظیم کند و پیش از اننتخاب این لوله باید شرایط عملکرد سیستم تبرید مشخص بوده و طی کار ثابت بماند.لوله‌های موئین مزایا و معایب مشخصی دارند. مزایای آن‌ها به حدی است که در دنیا از اعتبار ویژه‌ای برخوردار هستند. این مزایا عبارتند از:

•  ساختمان ساده
•  نداشتن قطعات متحرک
•  ارزان قیمت
•  در زمان خاموشی، فشار را در سامانه متعادل نگه می‌دارد. بنابراین در هنگام راه‌اندازی، موتور محرک کمپرسور به گشتاور پایینی نیاز خواهد داشت.

شیر انبساط ترموستاتیک

شیر انبساط ترموستاتیک متداول‌ترین وسیله‌ی انبساط در سامانه‌های تبرید است. این شیر کنترلی بر اساس درجه حرارت اواپراتور عمل نمی‌کند، بلکه بر اساس میزان فوق داغ شدن بخار خروجی از اواپراتور کار می‌کند. در واقع این شیر انبساط با کنترل اندازه درجه‌ی سوپرهیت بخار خروجی از اواپراتور، میزان دبی جرمی مبرد مایع ورودی به اواپراتور را نسبت به شدت تبخیر در آن تنظیم می‌کند. به این ترتیب استفاده از این شیر باعث نگه داشتن تقریبی مایع مبرد در اواپراتور می‌شود، زیرا در صورت کاهش مقدار مایع، سطوح بیش‌تری از اواپراتور در معرض فوق داغ شدن مبرد قرار می‌گیرد و شیر را باز می‌کند. بنابراین بدون توجه به بار سرمایشی، اواپراتور همیشه پر از مبرد بوده و از طرف دیگر هیچ مایعی وارد خط مکش کمپرسور نخواهد شد. همچنین، از آنجا که این شیر می‌تواند تا با تغییر بار، خود را تنظیم کند، می‌توان از آن برای سیستم‌های تبرید  با بار متغیر استفاده کرد.

شیر شناور

شیر شناور نوعی شیر انبساط است که سطح مایع داخل اواپراتور یا هر منبع دیگر را با تنظیم جریان ورودی به اواپراتور یا منبع ثابت نگه می‌دارد. یک شیر شناور با پایین آمدن سطح مایع تا زیر نقطه‌ی کنترل باز شده با رسیدن به نقطه‌ی  کنترل بسته می‌شود. شیرهای شناور شامل دو نوع فشار پایین و فشار بالا هستند.

شیر شناور فشار بالا

نحوه‌ی عملکرد این شیر مشابه با شیر فشار پایین است، به استثنای این که شیر شناور فشار بالا در سمت فشار بالای سیستم تبرید و بلافاصله پس از کندانسور در داخل یک محفظه‌ی شناور نصب می‌شود. به این ترتیب مقدار مایع مبرد با نگه داشتن سطح آن در محفظه ‌ی شناور کنترل می‌شود در سیستم تبریدی که از شیر شناور فشار بالا استفاده می‌شود، به منظور کنترل بیش‌تر روی فرایند انبساط مبرد مایع، یک شیر فشارشکن معمولی هم در مدار نصب می‌گردد. استفاده از این نوع شیر شناور در سیستم تبرید معمول‌تر از شیر شناور فشار پایین است.