علت یخ زدن شیر انبساط (اکسپنشن ولو) و روش عیب‌یابی آن

علت یخ زدن شیر انبساط در سیستم برودتی موضوعی است که در عیب‌یابی چیلر و سردخانه بارها با آن روبه‌رو می‌شویم. اکسپنشن ولو یکی از چهار قطعهٔ اصلی سیکل تبرید است. مبرد ابتدا به‌صورت گاز وارد کمپرسور می‌شود و کمپرسور دما و فشار آن را بالا می‌برد. مبرد پرفشار در کندانسور با هوا یا آب تبادل حرارت می‌کند و از فاز گازی به مایع تبدیل می‌شود.

مبرد مایع پرفشار در خروجی کندانسور وارد شیر انبساط می‌شود. شیر انبساط فشار را ناگهان پایین می‌آورد. بعد از این افت فشار، مبرد به‌صورت پودری و در دو فاز مخلوط مایع و گاز وارد اواپراتور می‌شود.

نشانه‌های رایج یخ‌زدن شیر انبساط چیست؟

• یخ یا برفک روی بدنهٔ شیر انبساط یا لولهٔ ورودی اواپراتور
• افت محسوس ظرفیت برودتی سیستم
• سروصدای غیرعادی کمپرسور یا نشانهٔ برگشت مایع
• نوسان یا افت غیرمنتظرهٔ دمای اواپراتور

اگر یکی از این موارد را دیده‌اید، ادامهٔ این مقاله دقیقاً همان چیزی است که لازم دارید.

مقدار افت فشار در چیلر تراکمی و سردخانه بسته به نوع کاربری فرق دارد. در چیلر تراکمی، این افت باید دمای اواپراتور را به اندازهٔ ۲ درجهٔ سانتی‌گراد پایین بیاورد. در سردخانه‌های زیر صفر، این عدد به ۱۸- درجه سانتی‌گراد می‌رسد. تنها راه رسیدن به این دما، عملکرد درست شیر انبساط است؛ به همین دلیل این قطعه یکی از تعیین‌کننده‌ترین اجزا در فشار چیلر تراکمی و سردخانه است.

مبردی که فشارش کم شده وارد اواپراتور می‌شود و در دمای موردنیاز شروع به تبخیر می‌کند. این تبخیر باید کامل باشد. مبرد مایع نباید از خروجی اواپراتور خارج شود.

اگر مایع به کمپرسور برگردد، آسیب جدی در راه است: برفک زدن کمپرسور، یخ‌زدگی شیر انبساط، و در موارد شدیدتر شکستن سوپاپ‌ها و شاتون کمپرسور تراکمی.

اکسپنشن ولو یکی از حساس‌ترین قطعات سیکل تبرید چیلر و سردخانه است. تشخیص اشتباه در عیب‌یابی آن معمولاً باعث می‌شود تکنسین به‌جای شیر انبساط، سراغ جزء دیگری از سیکل برود. یکی از رایج‌ترین ایرادات مستقیم شیر انبساط، همین یخ‌زدگی است. علت‌های این یخ‌زدگی متفاوت‌اند، پس بهتر است هرکدام را جداگانه بررسی کنیم. قبل از ادامه، خواندن مقالهٔ شیر انبساط برای درک بهتر ساختار این قطعه توصیه می‌شود.

عملکرد اکسپنشن ولو

شیر انبساط مکانیکی در خط مایع، درست در ورودی اواپراتور نصب می‌شود. بخش حس‌کنندهٔ آن یک حباب است که با یک لولهٔ مویین بلند به بدنهٔ TEV وصل می‌شود. داخل این حباب معمولاً همان مبردی قرار دارد که در مدار اصلی شارژ شده است.

فشار داخل حباب به قسمت بالای دیافراگم شیر منتقل می‌شود. با افزایش این فشار، دیافراگم شیر انبساط را بازتر می‌کند تا مبرد بیشتری عبور کند. مبرد بیشتر یعنی برودت بیشتر.

بعد از سرد شدن، دمای مبرد خروجی از اواپراتور کاهش می‌یابد. فشار داخل حباب هم پایین می‌آید. نیروی کمتری روی دیافراگم وارد می‌شود و شیر انبساط بسته‌تر می‌شود. دیافراگم این حرکت را از طریق یک یا دو میله به سوزن شیر و پایهٔ سوزن منتقل می‌کند؛ سوزن هم در مجرای شیر به داخل یا بیرون حرکت می‌کند.

در تعادل دیافراگم شیر، سه فشار اصلی نقش دارند: فشار حباب حساس (P1)، فشار متعادل‌کنندهٔ اواپراتور (P2) و فشار فنر (P3). فشار حباب حساس تابعی از دما است و روی قسمت بالای دیافراگم اثر می‌گذارد. در کارکرد نرمال، فشار حباب باید با مجموع فشار اواپراتور و فشار فنر برابر شود.

علت یخ زدن شیر انبساط

در عیب‌یابی اکسپنشن ولو، تشخیص اشتباه یکی از رایج‌ترین دام‌هاست. طبق تجربهٔ عیب‌یابی در سیستم‌های واقعی، حدود دو‌سوم موارد ارجاع‌شده به شیر انبساط، در نهایت ریشه‌شان جای دیگری است. حال بیایید هر علت را جداگانه بررسی کنیم.

کاهش دبی سیال خنک‌شونده

کاهش دبی سیال خنک‌شونده باعث می‌شود سیکل تبرید درست کار نکند. نکتهٔ مهم این‌جاست: این افت ظرفیت معمولاً ربطی به خود شیر انبساط ندارد.

شکل بالا سیکل تبرید را در حالت عبور دبی هوای ضعیف نشان می‌دهد. این وضعیت دمای اواپراتور را پایین می‌آورد و یخ‌زدگی در اکسپنشن ولو ایجاد می‌کند. دلایل رایج آن: خرابی فن اواپراتور سردخانه، کثیفی کویل، یا گرفتگی کویل.

کمبود مبرد و شارژ مبرد

جدول بالا نشانه‌های کمبود مبرد در سیکل تبرید چیلر یا سردخانه را نشان می‌دهد. کمبود مبرد باعث افزایش سوپرهیت، کاهش دمای اواپراتور و افزایش سابکول می‌شود. این وضعیت هم می‌تواند باعث یخ‌زدن شیر انبساط شود.

گرفتگی در خط مایع

انسداد در خط مایع — مثل گرفتگی فیلتر درایر یا شیر برقی — پدیدهٔ فلش گس را در بالادست خط مایع ایجاد می‌کند. یخ‌زدگی از همان نقطهٔ مسدود تا شیر انبساط ادامه پیدا می‌کند.

نصب صحیح شیر انبساط

از نصب درست اکسپنشن ولو مطمئن شوید. نصب صحیح یعنی جوشکاری مناسب و سالم ماندن قطعات آن — به‌خصوص بخش پاور، اتصالات و لولهٔ مویین.

قرارگیری صحیح بالب اکسپنشن ولو

اگر بالب اکسپنشن جای درستی نصب نشود، تغذیهٔ اضافه در اواپراتور اتفاق می‌افتد. نتیجه‌اش برگشت مایع به کمپرسور و یخ‌زدگی اکسپنشن ولو است. بالب باید در موقعیت درست، روی خروجی اواپراتور و قبل از اکولایزر نصب شود.

گرفتگی در شیر انبساط

آلودگی و رطوبت در سیکل تبرید، شیر انبساط را مسدود می‌کند. همین رطوبت باعث خوردگی فلزات رنگی در سیکل هم می‌شود. آلودگی معمولاً همان‌جا در شیر انبساط یا در قطعات دیگر رسوب می‌کند و همین گرفتگی، یخ‌زدگی به دنبال دارد.

تخلیه مبرد داخل بالب

تخلیهٔ مبرد داخل بالب، یکی از دلایل کمبود تغذیهٔ مبرد در اواپراتور سردخانه و چیلر است. نیروی بالب اوریفیس خروجی شیر را باز نگه می‌دارد؛ اگر بالب مشکل داشته باشد، فنر و فشار اواپراتور آن را می‌بندند.

برای تست بالب، آن را یک تا دو دقیقه در دست بگیرید. با گرم شدن بالب، خروجی مبرد از اکسپنشن باید افزایش پیدا کند. اگر هیچ تغییری نبینید، بالب تخلیه شده و باید تعویض شود.

سوالات متداول

چطور بفهمیم مشکل، شیر انبساط است نه کمبود گاز؟
سوپرهیت اندازه بگیرید. در کمبود گاز، سوپرهیت بالا می‌رود. در مشکل مکانیکی شیر انبساط (مثل گرفتگی یا خرابی بالب)، الگوی دما و فشار با کمبود شارژ متفاوت است و معمولاً با شارژ گاز اضافه برطرف نمی‌شود.

آیا می‌توان شیر انبساط یخ‌زده را خودم تعمیر کرد؟
اگر علت، کثیفی سطحی کویل یا فن اواپراتور باشد، تمیزکاری ساده کافی است. اما اگر ریشهٔ مشکل کمبود گاز، گرفتگی داخلی خط مایع یا خرابی بالب باشد، باز کردن سیستم بدون تجهیزات مناسب می‌تواند آسیب بیشتری وارد کند و بهتر است به تکنسین سپرده شود.

یخ‌زدگی شیر انبساط چقدر می‌تواند به کمپرسور آسیب بزند؟
اگر مبرد مایع به کمپرسور برگردد، آسیب می‌تواند تا شکستن سوپاپ و شاتون پیش برود. این یکی از گران‌ترین تعمیرات چیلر تراکمی است، پس بهتر است در همان مرحلهٔ یخ‌زدگی جلوی آن گرفته شود.

برای عیب‌یابی اکسپنشن ولو، تمام موارد بالا را به ترتیب بررسی کنید و هر ایراد را جداگانه برطرف کنید. اگر بعد از این بررسی هنوز علت یخ‌زدگی مشخص نشد، یا اگر نگران آسیب دیدن کمپرسور هستید، بهتر است تعمیر تخصصی چیلر را به کارشناسان به‌فیکس بسپارید تا از آسیب جدی‌تر به کمپرسور جلوگیری شود.

تحریریه تیم خدمات فنی مهندسی به فیکس

برداشت از مطالب سایت تنها با ذکر منبع و لینک سایت مجاز می‌باشد