الرئيسية l هندسة التبريد والتكييف l أساسيات التبريد l دائرة التبريد الأساسية – المحاضرة الثالثة عشر – العناصر الأربع الأساسية – صمام التمدد الحرارى والكابلرى

دائرة التبريد الأساسية – المحاضرة الثالثة عشر – العناصر الأربع الأساسية – صمام التمدد الحرارى والكابلرى

رابط ما قبله : https://bit.ly/3c9xpBB

 صمام التمدد الحرارى (صمام الانتشار ) Expansion-Valve

مكون رئيسى وأحد العناصر  الأربع الأساسية فى دائرة التبريد (ضاغط – مكثف – صمام تمدد حرارى – مبخر) كما بالشكل وموقعه بين المكثف والمبخر أى بين منطقة الضغط العالى (H.P)  فى الدائرة والضغط المنخفض (L.P)  ، وانتفاخ حساسه على ماسورة الراجع أى نهاية المبخر كما فى الشكل ش (3) وكلمة  صمام تعنى محبس خانق يتحكم باتساع فوهته فى مرور الكمية المناسبة من سائل مركب التبريد اللازمة للحمل الحرارى من المثف إلى المبخر ، ووصف الصمام بالتمدد   تعنى أن السائل ما أن يعبره حتى يتمدد بعد انضغاط وينتشر على شكل رزاز (Spray) حتى أن البعض يطلق عليه (صمام الإنتشار) Expansion – Valve)  ، أما الوصف بالحرارى فمرجعها إلى أن فتحة فوهته تضيق وتتسع طبقا للحمل الحرارى لذا فهو محبس آلى المرورية ومعدل المرورية به يتناسب طرديا مع الحمل الحرارى   وفرق الضغط بين المكثف والمبخر   .

الصمام وضغط المكثف (الضغط العالى) – H.P

كما سبق فى شرح المكثف فإن الضغط العالى (ضغط المكثف) يشترك فى صنعه ثلاث عوامل :-

  • السعة الحجمية للضاغط ( معدل تدفق الغاز الساخن المضغوط فى غرفة مكبس الضاغط)

  • معدل التكاثف لغاز مركب التبريد فى المكثف

  • معدل المرورية لمركب التبريد عبر صمام التمدد الحرارى

 والخنق بالصمام مع سحب الضاغط يصنع فرق ضغط بين المكثف والمبخر ويهيىء بالمبخر منطقة ذات ضغط منخفض فإذا ما تواجد السائل بها تبخر ممتصا كمية الحرارة اللازمة لتبخره (الفكرة الأساسية للتبريد) ، ويمكن القول أن عمل الصمام عكس عمل الضاغط فمركب التبريد ينضغط  بمروره فى الضاغط ويتمدد بعبوره الصمام

رحلة مركب التبريد من نهاية  المكثف إلى بداية المبخر  أى من مدخل الصمام لمخرجه وبيانها على منحنى (P-H)

 فى ش (1) يأتى مركب التبريد لمدخل الصمام سائلا دافئا  فى درجة حرارة تشبعه  (T2) عند الضغط العالى للمكثف أو أدنى فى حالة التبريد المزاد له Sub Cooled Liquied   وتمثل حالته النقطة  (6) على المنحنى حيث الضغط (HP)) ودرجة حرارة (T2)  ، وما أن يعبر السائل الصمام إلى منطقة الضغط المنخفض بالمبخر حتى تعتريه حالة فجائية من التمدد إذ ينخفض الضغط إلى حوالى 5% من الضغط العالى فيتحول بعضا من السائل إلى غاز فى برهة من الزمن تسمى حالة وميض الغاز (Gase Flash) وهذا القدر من السائل المتحول غازا تنخفض درجة حرارته انخفاضا عميقا فينخفض باقى السائل إلى درجة حرارة تشبعه عند الضغط المنخفض وتمثل حالته النقطة رقم (7) (LP-T1) ، أى أن المسار 6-7 يمثل عبور السائل صمام التمدد الحرارى .

 

 تركيب صمام التمدد الحرارى

كما هو موضح بالشكل  ش(2) يتركب الصمام من عمود حر الحركة يحركة ديفرام يعمل بضغط غاز الحساس الحرارى كما فى (أ) أو بفرق الضغطين  ضغط غاز الحساس والعالى والمنخفض ش (ب)  أو ضغط غاز الحساس وضغط التعادل ( عينة من ضغط المبخر فى آخر جزء منه)  ، و  النوع (ا) مزود بضابط لفوهته

فرق الضغطين يتحكم فى سعة فتحة الصمام فإذا زاد ضغط غاز الحساس (ارتفاع الحمل الحرارى ) ازداد الفرق الضغطى ليزيد سعة الفتحة فيتدفق مزيدا من السائل عبر الصمام إلى المبخر والعكس إذا انخفض ضغط غاز الحساس تقل كمية السائل التى يحتاجها المبخر

ونوجز وظائف صمام التمدد الحرارى كالآتى :-

  • خنق سريان مركب التبريد من المكثف إلى المبخر لضبط ضغط المكثف عند القيمة التصميمية له

  • احداث فرق ضغط لخلق منطقة ضغط عالى بالمكثف  (HP) وأخرى ضغط منخفض بالمبخر  (LP)

  • إمداد المبخر بالكمية المناسبة من السائل طبقا للحمل الحرارى به والإستجابة السريعة لتغيره

  • ضبط درجة حرارة نهاية المبخر (موضع حساس الصمام ومخرج عينة ضغط السحب لوصلة التعادل) لتحقيق تحميص مناسب للغاز فى عودته إلى ماسورة سحب الضاغط  (Super Heated Gaz) فلا يكون دافئا أكثر من اللازم فلا يبرد الضاغط ولا باردا أكثر من اللازم فيعود مركب التبريد وبعضه سائلا للضاغط فتتلف أجزاؤه الميكانيكية

  •              

ش(1)                                                                          ش(2)

 

الكابلرى

  فى الوحدات التبريدية صغيرة القدرة مثل الثلاجات تغيرات الحمل الحرارى بها محدودة وغير واسعة وخفضا لتكلفة الانتاج يستعاض عن صمام التمدد الحرارى بماسورة شعرية ذات قطر حواى ( 0.031) من البوصة وطول محدد بهدف خنق سائل مركب التبريد فى المكثف ليحقق أهم وظائف صمام التمدد الحرارى ، وتجده فى الوحدة ملفوفا على ماسورة الراجع لفا حلزونيا أو ممدودا بداخلها بهدف إحداث التبادل الحرارى بين سائل مركب التبريد قبل اندفاعه إلى المبخر فيبرد بينما يرفع تحميص الغاز الراجع للضاغط لضمان عدم عودته سائلا للضاغط ويمثل الخط      5-6   على منحنى الانثالبى منطقة التبادل الحرارى .

يقاس القطر الداخلى للكابلرى بأجزاء من الألف من  البوصة  وتتراوح أقطاره فى السوق من 0.028 إلى 0.042 من البوصة ويجب الإلتزام الصارم بطول الكابلرى وقطره الداخلى فى حالة تغيره (علاجا لسدد به)  .

   يتناسب معدل المرورية بالكابلرى عكسيا مع طوله  وطرديا مع مساحة مقطعة الداخلى وإذا اختلت مواصفات الكابلرى اختلت ضغوط الوحدة وتبعها انخفاض التبريد وعادة فى الثلاجة المنزلية قطر الكابلرى 0.031 وطول حوالى 225 سم .

الكابلرى أضيق المسارات  فى   دائرة التبريد ومن ثم فهو الأكثر تعرضا للسدد الجزئى أو الكلى بسبب الأوساخ والشوائب فى الدائرة أو حفسا أو ثنيا حادا ، ولمنع الشوائب من العبور إلى ذلك الجزء الضيق يضاف عنصر ثانوى فى الدائرة بين نهاية المكثف والكابلرى يسمى الفلتر يحجز الشوائب بمصفتيه كما يحتوى على حبيبات السليكاجل لامتصاص أى رطوبة بالدائرة تخلفت بها أثناء التفريغ (الفاكيوم) .

فى حالة عدم التفريغ الجيد قبل عملية الشحن وعجز الفلتر (المجفف) عن امتصاص ما بالدائرة من رطوبة فإن الرطوبة (بخار الماء) ومع التبريد العميق حول نهاية الكابلرى فى المبخر تتجمد فى مخرج الكابلرى ويحدث السدد المؤقت الكلى ويتوقف تدفق السائل ألى المبخر وتختفى حرارة المكثف نظرا لتخزينه بفعل الضاغط بالكثف  (Pump Up) و  يزول الثلج المتجمد بفصل الضاغط وترك الوحدة دون تشغيل لدقائق معدودة أثناءها يذوب الثلج المتجمد فى مخرج الكابلرى لكنه لا يلبث أن يعود مع تشغيل الضاغط ولا علاج للعطل إلا بالتفريغ الجيد وإعادة الشحن .

           

ش (3)

 فى المحاضرة التالية نتناول العنصر الرابع والأخير من العناصر الرئيسة فى دائرة التبريد الأساسية على الرابط : https://bit.ly/2Am3aK8

اترك رد