شیر انبساط آلکو چیست؟
شیر انبساط آلکو (ALCO Expansion Valve) یکی از قطعات کلیدی در سیستم‌های تبرید و تهویه مطبوع است که وظیفه کنترل میزان مبرد ورودی به اواپراتور را برعهده دارد. برند آلکو که اکنون زیرمجموعه شرکت معتبر Emerson Climate Technologies محسوب می‌شود، یکی از تولیدکنندگان مطرح شیرهای انبساط با کیفیت بالا در سطح جهانی است. این شیرها در مدل‌های مختلف ترموستاتیکی و الکترونیکی تولید می‌شوند و به‌دلیل دقت، دوام و عملکرد پایدار در انواع سیستم‌های تبرید تجاری، صنعتی و تهویه مطبوع کاربرد گسترده‌ای دارند.
در سیستم تبرید، شیر انبساط دقیقاً بین کندانسور و اواپراتور قرار می‌گیرد. عملکرد آن به این صورت است که مبرد با فشار بالا که از کندانسور خارج می‌شود، از طریق شیر انبساط به فشار پایین‌تر می‌رسد و وارد اواپراتور می‌شود. این کاهش فشار باعث تبخیر سریع مبرد و جذب حرارت از محیط می‌شود. شیر انبساط آلکو با تنظیم مقدار جریان مبرد، کمک می‌کند تا تبخیر به‌طور کامل انجام شود و از ورود مایع مبرد به کمپرسور (که می‌تواند آسیب‌زا باشد) جلوگیری کند.
یکی از ویژگی‌های بارز شیرهای انبساط آلکو، دقت بالا در کنترل جریان مبرد، مقاومت در برابر تغییرات دمایی و طول عمر بالاست. همچنین این شیرها قابلیت تنظیم دارند و در مدل‌های سازگار با انواع مبردها (مانند R-22، R-134a، R-404A، R-410A و غیره) عرضه می‌شوند.
انواع شیر انبساط آلکو
شرکت آلکو (ALCO) یکی از برندهای معتبر زیرمجموعه امرسون (Emerson) است که شیرهای انبساط را در مدل‌ها و ظرفیت‌های متنوع برای کاربردهای تبرید تجاری، صنعتی و تهویه مطبوع تولید می‌کند. این شیرها از نظر ساختار و عملکرد به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند:
1. شیر انبساط ترموستاتیک (TXV – Thermostatic Expansion Valve)
این نوع شیرها بر اساس دمای خروجی اواپراتور و فشار داخلی آن، میزان جریان مبرد ورودی را به‌صورت خودکار تنظیم می‌کنند. کنترل آن‌ها از طریق یک حسگر (bulb) انجام می‌شود که به لوله مکش متصل است و دمای آن را اندازه می‌گیرد.
ویژگی‌ها:
-
طراحی ساده و قابل اطمینان
-
نیاز به تنظیم دستی سوپرهیت
-
مناسب برای سیستم‌های تبرید با ظرفیت ثابت یا نیمه‌ثابت
-
عملکرد مستقل از برق
مدل‌های رایج آلکو: سری TX, TEX, BVE, Q, و BAL که در ظرفیت‌ها و ورودی‌های مختلف (اتصال لحیمی یا مهره‌ای) عرضه می‌شوند.
2. شیر انبساط الکترونیکی (EEV – Electronic Expansion Valve)
این نوع شیرها با استفاده از موتورهای الکترونیکی و کنترلر دیجیتال، میزان مبرد ورودی به اواپراتور را بسیار دقیق و با واکنش سریع نسبت به تغییرات شرایط عملیاتی تنظیم می‌کنند. این ویژگی باعث افزایش بازده انرژی و عملکرد بهتر سیستم در شرایط بار متغیر می‌شود.
شیر انبساط های الکترونیکی آلکو در ایران موجود نیست و تمامی مدل های موجود در ایران شیر انبساط های ترموستاتی هستند.
ویژگی‌ها:
-
دقت بالا در کنترل جریان مبرد
-
قابلیت اتصال به سیستم‌های کنترل هوشمند
-
مناسب برای سیستم‌های اینورتر و با بار متغیر
-
تنظیم خودکار سوپرهیت
مدل‌های رایج آلکو: سری EX, EXV, E2V, و E3V، که با کنترلرهای اختصاصی آلکو مانند EC3-X33 و EXD-U01 ترکیب می‌شوند.
تفاوت شیر انبساط ترموستاتیک و الکترونیکی آلکو
شیرهای انبساط ترموستاتیک (TXV) و الکترونیکی (EEV) آلکو هر دو برای کنترل جریان مبرد ورودی به اواپراتور طراحی شده‌اند، اما در عملکرد، دقت و نوع کاربرد تفاوت‌های مهمی با یکدیگر دارند. در ادامه، این تفاوت‌ها را از جنبه‌های مختلف بررسی می‌کنیم:
1. نوع کنترل
-
ترموستاتیک (TXV):
کنترل جریان مبرد بر اساس فشار و دمای تبخیر با استفاده از یک حسگر مکانیکی (bulb) انجام می‌شود. تنظیم سوپرهیت به صورت دستی و مکانیکی صورت می‌گیرد. -
الکترونیکی (EEV):
کنترل دقیق از طریق سیگنال الکتریکی توسط کنترلر دیجیتال انجام می‌شود. شیر الکترونیکی با استفاده از استپر موتور یا پالس به‌صورت لحظه‌ای میزان باز و بسته بودن را تنظیم می‌کند.
2. دقت عملکرد
-
TXV: دقت قابل قبول ولی نسبت به تغییرات سریع در بار یا دما واکنش کندتری دارد.
-
EEV: دقت بسیار بالا و واکنش سریع به تغییرات شرایط بار و دما.
3. مصرف انرژی و راندمان
-
TXV: عملکرد پایدار ولی با بازده نسبتاً ثابت.
-
EEV: به دلیل کنترل دقیق سوپرهیت و تطبیق با شرایط مختلف، بازده انرژی بهینه‌تری ارائه می‌دهد و برای سیستم‌های با مصرف انرژی پایین‌تر توصیه می‌شود.
4. کاربردها
-
TXV: مناسب برای سیستم‌های با بار ثابت یا نیمه‌ثابت مثل یخچال‌های تجاری یا یونیت‌های کوچک.
-
EEV: ایده‌آل برای سیستم‌های پیشرفته مثل چیلرهای اینورتر، سیستم‌های چند مداره، تهویه مطبوع مرکزی و کاربردهایی با نوسان زیاد در بار حرارتی.
5. نصب و راه‌اندازی
-
TXV: نصب ساده‌تر، بدون نیاز به برق یا کنترلر جداگانه.
-
EEV: نیاز به برق و هماهنگی با کنترلر مخصوص دارد، ولی در عوض قابلیت برنامه‌ریزی و تنظیمات پیشرفته‌تری ارائه می‌دهد.
مشخصات فنی شیر انبساط آلکو
شیرهای انبساط آلکو (ALCO) در مدل‌ها و ظرفیت‌های متنوعی تولید می‌شوند تا بتوانند نیاز انواع سیستم‌های تبرید و تهویه مطبوع را برآورده کنند. شناخت مشخصات فنی این شیرها، برای انتخاب صحیح و تطبیق با شرایط کاری سیستم، اهمیت زیادی دارد. در ادامه به مهم‌ترین مشخصات فنی این شیرها اشاره می‌کنیم:
1. ظرفیت (Capacity)
ظرفیت شیرهای انبساط آلکو معمولاً بر حسب تن تبرید (TR) یا کیلووات (kW) بیان می‌شود و به نوع مبرد، دمای تبخیر و دمای چگالش بستگی دارد. ظرفیت معمول شیرهای ترموستاتیک آلکو بین 0.5 تا 50 تن تبرید متغیر است.
🔹 مثال:
مدل TEX 2 ظرفیت تقریبی 1.5 TR دارد، در حالی که مدل TXV Q می‌تواند تا 40 TR را هم پشتیبانی کند.
2. نوع مبرد (Refrigerant Type)
شیرهای انبساط آلکو با انواع مختلفی از مبردها سازگارند. هر مدل شیر ممکن است برای چند نوع مبرد طراحی شده باشد. رایج‌ترین مبردهای سازگار عبارت‌اند از:
-
R-22
-
R-134a
-
R-404A / R-507
-
R-407C
-
R-410A
-
R-290 (پروپان – در مدل‌های خاص)
هنگام انتخاب شیر باید حتماً مطمئن بود که مدل انتخابی با مبرد مورد استفاده در سیستم سازگاری کامل دارد.
3. نوع اتصال (Connection Type)
اتصالات شیرهای آلکو می‌توانند به‌صورت لحیمی (Solder – S) یا مهره‌ای (Flare – F) باشند. همچنین سایز اتصالات (inch یا mm) بر اساس ظرفیت سیستم و لوله‌کشی انتخاب می‌شود.
4. دامنه دمایی عملکرد (Temperature Range)
شیرهای انبساط آلکو در بازه‌های دمایی مختلفی کار می‌کنند، به‌طور معمول:
-
دمای تبخیر: از -40°C تا +10°C
-
دمای چگالش: تا +60°C
مدل‌های خاص برای کاربردهای دما پایین (Low Temp) یا دما متوسط طراحی شده‌اند.
5. تنظیم سوپرهیت (Superheat Adjustment)
شیرهای ترموستاتیک آلکو قابلیت تنظیم دستی سوپرهیت را دارند. این ویژگی برای بهینه‌سازی عملکرد اواپراتور و محافظت از کمپرسور بسیار مهم است. در مدل‌های EEV، تنظیم سوپرهیت به‌صورت خودکار و دیجیتال انجام می‌شود.
6. فشار کاری (Working Pressure)
شیرهای انبساط آلکو معمولاً تحمل فشار کاری بالا دارند. در مدل‌های مناسب برای مبرد R-410A، فشار طراحی ممکن است تا 45 بار (650 psi) نیز برسد.
7. مدل‌های رایج شیر انبساط ترموستاتیک آلکو:
-
TEX 2 / 3 / 5 / 7 / 12: ظرفیت‌های مختلف برای کاربردهای معمول
-
BAL / Q / BVE: برای کاربردهای صنعتی و تبرید تجاری
-
AEX / AE / TI: برای یخچال‌های ویترینی، سردخانه‌ها و یونیت‌های کوچک
8. مدل‌های رایج شیر انبساط الکترونیکی آلکو:
-
E2V / E3V / EXV / EX5: همراه با درایور EXD-U01 یا کنترلر EC3
-
دارای استپر موتور با کنترل دقیق
-
مناسب برای چیلر، VRF، و سیستم‌های دمای پایین
نحوه عملکرد شیر انبساط آلکو
شیر انبساط آلکو، چه از نوع ترموستاتیک باشد و چه الکترونیکی، نقش مهمی در تنظیم جریان مبرد در سیکل تبرید دارد. این قطعه در مسیر بین کندانسور و اواپراتور قرار می‌گیرد و با کاهش فشار مبرد و کنترل میزان جریان آن، شرایط مناسب برای تبخیر کامل مبرد در اواپراتور را فراهم می‌کند.
در این بخش عملکرد هر دو نوع شیر آلکو را به‌صورت جداگانه توضیح می‌دهیم:
1. عملکرد شیر انبساط ترموستاتیک (TXV) آلکو
شیر ترموستاتیک دارای سه فشار تأثیرگذار است:
-
فشار در بالن حسگر (bulb pressure – P1) که به دمای لوله مکش متصل است
-
فشار اواپراتور (evaporator pressure – P2)
-
فشار فنر داخلی شیر (spring pressure – P3)
مکانیزم عملکرد:
حسگر دمایی (bulb) روی لوله مکش نصب می‌شود و دمای گاز خروجی از اواپراتور را می‌سنجد.
اگر دمای خروجی بالا باشد (سوپرهیت زیاد)، فشار داخل بالن بیشتر می‌شود و دیافراگم را رو به پایین فشار می‌دهد.
این باعث باز شدن بیشتر سوپاپ شیر می‌شود و مبرد بیشتری وارد اواپراتور می‌گردد.
در صورت کاهش دمای خروجی، فشار حسگر کاهش یافته و شیر بسته‌تر می‌شود.
هدف اصلی:
حفظ یک سوپرهیت ثابت و جلوگیری از ورود مایع مبرد به کمپرسور (که می‌تواند باعث آسیب جدی شود).
2. عملکرد شیر انبساط الکترونیکی (EEV) آلکو
شیر الکترونیکی آلکو دارای یک استپر موتور دقیق است که با فرمان‌های دیجیتال از کنترلر مخصوص کار می‌کند.
مکانیزم عملکرد:
-
کنترلر دیجیتال دما، فشار و گاهی جریان را از سنسورهای نصب‌شده روی اواپراتور و خط مکش دریافت می‌کند.
-
بر اساس الگوریتم کنترل، سوپرهیت محاسبه می‌شود.
-
اگر سوپرهیت زیاد شود، کنترلر به شیر فرمان باز شدن می‌دهد تا مبرد بیشتری تزریق شود.
-
در صورت کاهش سوپرهیت، شیر بسته‌تر می‌شود.
مزیت اصلی:
کنترل بسیار دقیق، واکنش سریع به تغییرات بار، و امکان ذخیره‌سازی و مانیتورینگ داده‌ها.
با شناخت دقیق عملکرد شیر انبساط آلکو، می‌توان انتخاب درست‌تری برای سیستم تبرید یا تهویه مطبوع انجام داد و از عملکرد پایدار و ایمن آن اطمینان حاصل کرد.