במערכת הקירור, מכשיר המצערת הוא אחד מארבעת הרכיבים הבסיסיים הכרחיים של מחזור קירור הדחיסה ומשחק משימה חיונית. תפקידו העיקרי הוא מצערת ולדכא את קירור הנוזל בלחץ גבוה שיוצא מהקבל כך שהוא יהפוך לנוזל בלחץ נמוך בלחץ האידוי. במקביל, הוא מתאים את כמות נוזל הקירור הנכנס למאייד בהתאם לשינויים בעומס המערכת. תהליך זה הוא קריטי כדי להבטיח את הפעולה היעילה של מערכת הקירור שלך. בשלב הבא נציג כמה מכשירי מצערת נפוצים ואת עקרונות העבודה והמאפיינים שלהם בפירוט.
1. עקרון מצערת
העיקרון העובד של מכשיר המצערת מבוסס על אפקט המצערת במכניקת נוזלים. כאשר נוזל הקירור עובר דרך חור קטן, הלחץ הסטטי שלו הופך ללחץ דינאמי, וקצב הזרימה עולה בחדות ויוצר זרימה סוערת. עם ההפרעה האלימה של הנוזל, עמידות החיכוך עולה, וגורמת ללחץ הסטטי לרדת באופן משמעותי, ובכך משיגה את מטרת הפחתת הלחץ. בנוסף, אובדן הלחץ בתהליך המצערת קשור קשר הדוק לקצב זרימת הנוזל. על ידי התאמת גודל או פתיחת החורים הקטנים, ניתן לשלוט ביעילות על קצב זרימת הקירור.
2. מכשירי מצערת נפוצים
1. צינור נימי
צינור נימי הוא מכשיר מצמעי פשוט במיוחד, המורכב בדרך כלל מצינור נחושת דק עם קוטר פנימי של {{0}}. 4 ~ 2.0 מ"מ. יש לו מבנה פשוט, עלות נמוכה ותחזוקה קלה, והוא נמצא בשימוש נרחב במכשירי קירור קטנים כמו מזגנים ומקררים ביתיים. צינורות נימים קובעים את אפקט המצערת דרך הקוטר הפנימי הקבוע שלהם ואורךם. לאחר בגודל, לא ניתן להתאים אותם לשינויי עומס, ולכן יתכן כי צינורות נימים אינם הבחירה הטובה ביותר עבור מערכות עם שינויי עומס גדולים.
2. מצערת צינור קצר
הצינור הקצר המצערת מורכב מקטע של צינור בקוטר קטן יותר ושני מחברים. עיקרון העבודה שלו דומה לזה של צינור נימי, אך קוטר הצינור גדול יחסית והאורך קצר יותר. תכנון זה מאפשר לסליל המצערת יכולות ויסות זרימה טובות יותר תוך מתן ירידה בלחץ מספקת. הצינור הקצר המצערת בעל מבנה פשוט, קל לייצור והוא זול. זה מתאים למערכות קירור קטנות, כמו מזגנים ברכב.
3. שסתום הרחבה תרמית
שסתום ההתרחבות התרמית הוא מכשיר התאמה אוטומטי החוש את השינוי בחממת העל בשקע המאייד דרך חבילת חישת טמפרטורה ומתאים אוטומטית את פתיחת השסתום כדי להשיג שליטה מדויקת על זרימת הקירור. כאשר מחצם העל בשקע המאייד עולה, הטמפרטורה של נוזל העבודה בשקית חישת הטמפרטורה עולה, והלחץ מעל הסרעפת עולה, דוחף את גזע השסתום לנוע כלפי מטה, וגורם לפתיחת השסתום לעלייה וקצב הזרימה לעלייה ; לעומת זאת, השסתום פותח את התואר יורד וקצב הזרימה יורד.
מאפייני שסתום התפשטות תרמית:
התאמה אוטומטית: שסתום ההתרחבות התרמית יכול להתאים אוטומטית את זרימת הקירור בהתאם לשינויים בעומס המערכת כדי לשמור על התחממות העל באורוות יציאת האיידור.
יכולת הסתגלות חזקה: מתאימה למגוון מקררים ותצורות מערכת שונות, במיוחד במצבים בהם שינויי עומס גדולים.
מִיוּן:
סוג איזון פנימי: נורת חישת הטמפרטורה אוספת את לחץ האידוי בכניסת המאייד, המתאימה למערכות עם אובדן לחץ זרימה קטן במאייד.
סוג איזון חיצוני: נורת חישת הטמפרטורה אוספת את לחץ האידוי בשקע המאייד, והיא מתאימה למערכות עם אובדן לחץ זרימה גדול במאייד לשיפור דיוק ההתאמה.
4. שסתום הרחבה אלקטרונית
שסתום ההתרחבות האלקטרוני משתמש במנוע צעד כדי להניע את מחט השסתום כדי להסתובב כדי לשלוט על פתיחת השסתום, ובכך מסדיר את זרימת הקירור. בהשוואה לשסתומי התפשטות תרמית, שסתומי ההתרחבות האלקטרונית הם בעלי מהירות תגובה גבוהה יותר וטווח התאמה רחב יותר, וניתן להתאים אותם באופן דינמי על פי פרמטרים שונים של המערכת. הם מתאימים במיוחד למערכות בקרה חכמות כמו מזגנים מהפכים. השליטה הדיוק הגבוהה על שסתום ההתרחבות האלקטרונית מסייעת בשיפור יחס יעילות האנרגיה ואת השפעת הקירור של המערכת. זה מתאים למגוון מקררים וסוגים שונים של מערכות קירור, במיוחד לאירועים עם יעילות אנרגטית גבוהה ויציבות.
מאפיינים של שסתום התפשטות אלקטרונית:
שליטה דיוק גבוהה באמצעות בקרים וחיישנים אלקטרוניים, שסתום ההתרחבות האלקטרוני יכול להשיג שליטה מדויקת על זרימת הקירור, ולהבטיח שהמערכת יכולה לשמור על ביצועים מיטביים בתנאי עבודה שונים.
תגובה מהירה: מהירות התגובה של שסתום ההתרחבות האלקטרונית גבוהה בהרבה מזו של שסתום ההתרחבות התרמית. זה יכול להשלים את התאמת הזרימה תוך זמן קצר ומתאים לתנאי עומס המשתנים במהירות.
שילוב טכנולוגיית המרת תדרים ומערכות בקרה חכמות, שסתומי התפשטות אלקטרוניים יכולים ליישם אסטרטגיות בקרה מורכבות יותר, כגון בקרת מחממת -על, בקרת טמפרטורה ובקרת לחץ.
5. צלחת פתח מצערת
לוחית הפתח הממצקת היא מכשיר מצמח עם מבנה פשוט, המורכב בעיקר מפלטת מתכת עגולה וריבוי של חורים קטנים המופצים באופן שווה. עיקרון העבודה שלו הוא להגדיל במהירות את קצב הזרימה של קירור נוזלי בלחץ גבוה דרך חורים קטנים ולהפחית במהירות את הלחץ, ובכך להשיג מצערת והפחתת לחץ. לצלחת הפתח הממצקת יש את היתרונות של יכולת ייצור קלה, עלות נמוכה ויכולת בקרת זרימה חזקה. זה מתאים למערכות קירור בקנה מידה גדול, כמו צ'ילרים צנטריפוגליים, ויכולים להתמודד עם כמויות גדולות של זרימת קירור.
עם זאת, לוחית פתיחת המצערת היא פתח מצערת חתך קבוע ואינה יכולה להתאים אוטומטית את קצב הזרימה בהתאם לשינויי עומס. לכן, במערכות עם שינויי עומס גדולים, בדרך כלל יש להשתמש בהן בשילוב עם שסתום התפשטות תרמית או שסתום התפשטות אלקטרונית. בנוסף, החורים הקטנים של צלחת הפתח נחסמים בקלות על ידי זיהומים ודורשים ניקוי ותחזוקה קבועים. על ידי תכנון בקפידה של גודל ופריסת החורים הקטנים, ניתן להשיג שליטה יעילה על זרימת הקירור וניתן לשפר את היציבות והאמינות של המערכת.
6. שסתום צף
שסתום הציפה משמש בעיקר במאיידים עם משטח נוזלי חופשי. הציפה נעה למעלה ולמטה עם שינויים ברמת הנוזל, ומניעה את השסתום לפתיחה או קרוב לוויסות זרימת הקירור. במקביל, לשסתום הציפה יש גם את הפונקציה של שליטה ברמת הנוזל כדי להבטיח שכמות מסוימת של נוזלים נשמרת תמיד במאייד. למרות שלמסתם הציפה יש מבנה פשוט, כאשר רמת הנוזל משתנה מאוד, ההשפעה של הציפה על ליבת השסתום עלולה לגרום נזק, כך שהוא הוחלף בהדרגה בסוגים אחרים של מכשירי מצערת במערכות מודרניות.
7. שסתום ויסות ידני
השסתום המסדיר הידני הוא אחד ממכשירי המצערת המסורתיים ביותר ונשען לחלוטין על פעולה ידנית להתאמת פתיחת השסתום. למרות שדיוק הבקרה שלו נמוך, בחלק מהיישומים התעשייתיים, כמו צ'ילרים עם מקררי פריון, לעתים קרובות מותקנים שסתומי ויסות ידניים על צינור העוקף כשסתום גיבוי לשימוש במהלך תחזוקת מכשיר המצערת האוטומטי.
נ.ב: בבחירת מכשיר מצערת מתאים, יש לקחת בחשבון את תאימותו למערכת הקירור כולה. לדוגמה, עבור יחידות קירור קטנות ובינוניות, למערכות עם שינויים גדולים בעומס, מומלץ להשתמש בשסתומי התפשטות תרמיים או בשסתומי התפשטות אלקטרוניים. הם יכולים להתאים אוטומטית את קצב זרימת הקירור בהתאם לשינויים בעומס המערכת לשמירה על פעולה יציבה של המערכת. עבור מערכות עומס קבועות קטנות, כמו מזגנים ומקררים ביתיים, צינורות נימים מתאימים יותר בגלל המבנה הפשוט והעלות הנמוכה שלהם.
בנוסף, ישנם הבדלים בתחזוקה ואמינות בין סוגים שונים של מכשירי מצערת. צינורות נימים וצינורות קצרים מצמצמים יש קצב כישלון נמוך בגלל המבנה הפשוט שלהם, אך ברגע שהם סתומים או פגומים, ההחלפה היא בעייתית יותר. למרות ששסתומי התפשטות תרמית ושסתומי התפשטות אלקטרוניים הם בעלי מבנים מורכבים, ניתן להרחיב את חיי השירות שלהם באמצעות תחזוקה ובדיקה שוטפת. שסתומי ציפה ושסתומי בקרה ידניים דורשים תחזוקה יומית יותר, ואילו לוחית פתח המצערת היא פתח מצערת חתך קבוע ואינני יכול להתאים אוטומטית את קצב הזרימה בהתאם לשינויי העומס. לכן, במערכות עם שינויי עומס גדולים, בדרך כלל יש לשלב אותה עם כוח תרמי. שסתום הרחבה או שסתום התפשטות אלקטרונית כדי להבטיח פעולה נאותה.
