شیر انبساط یا اکسپنشن ولو چیست و دقیقا چه کاربردی داره؟

اگه در حوزه تاسیسات دستی بر آتش دارید و تا حدودی آشنایی جزئی دارید اسم شیر انبساط را شنیده اید یا در کتاب دیده اید. ببینید  دوستان؛ شیر انبساط یا اکسپنشن ولو، میشه گفت یکی از قطعات مهم بسیاری از سیستم های تاسیسات مثل کولر گازی، یخچال، سیستم های سردخانه،  کولر ماشین، پمپ حرارتی و… محسوب میشه. هر سیستمی که دارای سیکل تبرید باشه قطعا به شیر انبساط نیاز داره.

شیر انبساط یا اکسپنشن ولو چیست؟

شیر انبساط یا اکسپنشن ولو یه جور دریچه است که تو سیستم‌های خنک‌کننده و تهویه مطبوع استفاده می‌شه. کارش اینه که فشار مایع خنک‌کننده (مبرد) رو کم می‌کنه و باعث می‌شه که این مایع تو اواپراتور (evaporator) بخار بشه و گرما رو از محیط بگیره و اونجا رو خنک کنه. به زبون خودمونی‌تر، شیر انبساط مثل یه جور آبپاش عمل می‌کنه که مایع خنک رو با فشار کم به داخل یه محفظه (اواپراتور) می‌پاشه. وقتی این مایع می‌پاشه، زود تبخیر می‌شه و برای تبخیر شدن گرما می‌خواد، این گرما رو از محیط اطرافش می‌گیره و هوا رو خنک می‌کنه.  نحوه کارکرد کولر گازی و یخچال و خیلی از سیستم های ت سیکل تبرید دیگه دقیقا به همین شکله

این شیر با کم کردن فشار مایع خنک‌کننده، کاری می‌کنه که بخار بشه و گرما رو از محیط بگیره و هوا رو خنک کنه.

انواع شیر انبساط  یا اکسپنشن ولو

لوله مویین:

لوله مویین یه جور لوله باریک و بلنده که به عنوان یه قطعه کنترلی ساده تو سیستم‌های کوچیک مثل یخچال‌های خونگی استفاده می‌شه. این لوله با ایجاد یه افت فشار ثابت تو مبرد مایع، مقدار جریانی که وارد اواپراتور می‌شه رو محدود می‌کنه و باعث می‌شه فرایند تبخیر به درستی انجام بشه و سرما تولید بشه.

تو کولر و یخچال‌هایی که لوله مویین دارن، یه مشکلی هست موقع روشن شدن. ممکنه یهو مایع خنک‌کننده برگرده تو کمپرسور و خرابش کنه. واسه همین، یه جایی بعد از اواپراتور می‌ذارن به اسم “آکومولاتور” که مثل یه تله عمل می‌کنه. اگه مایعی از اواپراتور در رفت، می‌ره تو این تله و آروم‌آروم بخار می‌شه و دیگه به کمپرسور نمی‌رسه و خیال آدم راحت می‌شه.

• ساده‌ترین نوع شیر انبساطه، یه لوله باریک و بلند با قطر داخلی خیلی کم.
• افت فشار توش به خاطر اصطکاک مبرد با دیواره لوله و طول لوله ایجاد می‌شه.
• هیچ قسمت متحرکی نداره و خیلی ارزونه.
• بیشتر تو سیستم‌های کوچیک و با بار سرمایشی ثابت مثل یخچال‌های خونگی و فریزرهای کوچیک استفاده می‌شه.
• کنترل دقیقی روی جریان مبرد نداره و برای سیستم‌هایی با بار متغیر مناسب نیست.

شیر انبساط خودکار:

این شیر یه جور شیر کنترلیه که به طور خودکار میزان جریان مبرد رو بر اساس فشار اواپراتور تنظیم می‌کنه. وقتی فشار تو اواپراتور بالا می‌ره، شیر کمتر باز می‌شه و وقتی فشار پایین می‌آد، بیشتر باز می‌شه تا دما تو یه محدوده مشخص ثابت بمونه. این شیر بیشتر تو سیستم‌هایی استفاده می‌شه که بار سرمایشی ثابتی دارن.

• یه شیر مکانیکیه که میزان باز شدن دریچه‌اش رو بر اساس فشار اواپراتور تنظیم می‌کنه.
• یه فنر و یه دیافراگم داره که با تغییر فشار اواپراتور، میزان باز شدن شیر رو کم و زیاد می‌کنن.
• سعی می‌کنه فشار اواپراتور رو تو یه مقدار ثابت نگه داره.
• بیشتر تو سیستم‌هایی با بار سرمایشی نسبتاً ثابت استفاده می‌شه.
• به اندازه شیر ترموستاتیک دقیق نیست و به تغییرات بار به خوبی واکنش نشون نمی‌ده.

شیر انبساط ترموستاتیک:

این شیر یه جور شیر کنترلی پیشرفته‌تره که میزان جریان مبرد رو بر اساس دمای سوپرهیت (Superheat) گاز خروجی از اواپراتور تنظیم می‌کنه. یه حسگر حرارتی که به لوله خروجی اواپراتور وصله، تغییرات دما رو حس می‌کنه و باعث باز و بسته شدن شیر می‌شه تا از ورود مایع مبرد به کمپرسور جلوگیری کنه و راندمان سیستم رو بالا ببره. این شیر تو سیستم‌هایی با بار سرمایشی متغیر کاربرد بیشتری داره.

• یکی از رایج‌ترین و پرکاربردترین انواع شیر انبساط هست.
• میزان جریان مبرد رو بر اساس سوپرهیت (Superheat) گاز خروجی از اواپراتور تنظیم می‌کنه. سوپرهیت یعنی میزان گرم شدن گاز مبرد بالاتر از دمای اشباعش.
• یه حسگر حرارتی (بالب Thermostatic Bulb) داره که به لوله خروجی اواپراتور وصل می‌شه و تغییرات دما رو حس می‌کنه.
• فشار داخل بالب از طریق یه لوله به دیافراگم داخل شیر منتقل می‌شه و باعث باز و بسته شدن دریچه شیر می‌شه.
• با تنظیم سوپرهیت، از برگشت مایع مبرد به کمپرسور جلوگیری می‌کنه و باعث استفاده بهینه از سطح اواپراتور می‌شه.
• برای سیستم‌هایی با بار سرمایشی متغیر خیلی مناسبه.

شیر انبساط الکترونیکی:

این شیر یه جور شیر کنترلی خیلی دقیق و هوشمنده که با استفاده از یه موتور الکتریکی و یه سری سنسورهای دما و فشار، میزان جریان مبرد رو به صورت خیلی دقیق و لحظه‌ای تنظیم می‌کنه. یه واحد کنترل الکترونیکی (ECU) اطلاعات سنسورها رو پردازش می‌کنه و به شیر فرمان می‌ده تا بهترین میزان مبرد رو وارد اواپراتور کنه. این شیر باعث افزایش راندمان، کاهش مصرف انرژی و کنترل دقیق دما تو سیستم‌های تهویه مطبوع و تبرید پیشرفته می‌شه.

• پیشرفته‌ترین نوع شیر انبساطه که کنترل خیلی دقیق‌تری روی جریان مبرد داره.
• از یه موتور پله‌ای (Stepper Motor) برای باز و بسته کردن دریچه شیر استفاده می‌کنه.
• یه واحد کنترل الکترونیکی (Electronic Control Unit – ECU) بر اساس اطلاعاتی که از سنسورهای مختلف دما و فشار (مثل دمای اواپراتور، فشار اواپراتور، دمای
• سوپرهیت، دمای کندانسور و غیره) دریافت می‌کنه، به موتور فرمان می‌ده تا شیر رو به میزان لازم باز یا بسته کنه.
• باعث افزایش راندمان سیستم، کاهش مصرف انرژی، کنترل دقیق دما و عملکرد پایدارتر سیستم می‌شه.
• تو سیستم‌های تهویه مطبوع و تبرید مدرن و پیشرفته، به خصوص سیستم‌هایی با بار سرمایشی خیلی متغیر، استفاده زیادی داره

کاربرد شیر انبساط یا اکسپنشن ولو

• این شیر تو سیستم‌های مختلفی استفاده می‌شه، مثل:
• یخچال و فریزر خونگی: برای اینکه داخلشون سرد بمونه.
• کولرهای گازی: برای خنک کردن خونه یا محل کار.
• سیستم‌های تهویه مطبوع مرکزی: تو ساختمون‌های بزرگ برای تنظیم دما.
• سردخونه‌ها: برای نگهداری مواد غذایی تو دمای پایین.
• چیلرها: تو صنایع و ساختمون‌های بزرگ برای تولید آب سرد.
• پمپ‌های حرارتی: هم برای گرم کردن و هم برای خنک کردن فضا استفاده می‌شن.

سوالات رایج در مورد شیر انبساط:

می‌شه شیر انبساط ترموستاتیکی رو برداشت و جاش شیر انبساط الکترونیکی گذاشت؟

متاسفانه تعویض مستقیم شیر انبساط ترموستاتیک با شیر انبساط الکترونیکی همیشه امکان‌پذیر نیست و نیاز به بررسی دقیق‌تری داره

• اگه سیستم از قبل امکانات لازم برای نصب شیر الکترونیکی (مثل ECU و سنسورهای مورد نیاز) رو داشته باشه.
• اگه ابعاد و اتصالات شیرهای الکترونیکی و ترموستاتیک مشابه باشن یا بشه با تغییرات جزئی اون‌ها رو تطبیق داد.
• اگه هدف ارتقاء سیستم و افزایش راندمان باشه و هزینه و پیچیدگی‌های نصب هم قابل قبول باشه.

محل قرارگیری شیر انبساط در سیکل تبرید کجاست؟

چیزی که باید متخصصین تاسیسات بدانند ، اطلاع دقیق از قطعات شیر انبساط و محل قرار گیری آن در سیستم هاست. ببینید دوستان، شیر انبساط معمولاً بین کندانسور (Condenser) و اواپراتور (Evaporator) قرار می‌گیره. مبرد مایع پرفشار از کندانسور خارج می‌شه، از شیر انبساط عبور می‌کنه که فشارش رو پایین می‌آره و بعد وارد اواپراتور می‌شه تا تبخیر بشه و خنک‌کاری کنه.

اهمیت و وظایف اصلی شیر انبساط به طور خلاصه

کاهش فشار مبرد: مهم‌ترین وظیفه‌اش کاهش فشار مبرد مایع قبل از ورود به اواپراتوره.
کنترل جریان مبرد: تنظیم میزان جریان مبرد ورودی به اواپراتور بر اساس نیاز سیستم و شرایط کاری.
جلوگیری از برگشت مایع به کمپرسور: با تنظیم سوپرهیت (در شیرهای ترموستاتیک و الکترونیکی)، از ورود مبرد مایع به کمپرسور جلوگیری می‌کنه که می‌تونه باعث آسیب جدی به کمپرسور بشه (Liquid Slug).
بهبود راندمان سیستم: با تنظیم دقیق جریان مبرد، باعث استفاده بهینه از ظرفیت اواپراتور و در نتیجه افزایش راندمان کلی سیستم می‌شه.
حفظ دمای مطلوب: با کنترل دقیق جریان مبرد، به حفظ دمای مورد نظر در فضای خنک‌شونده کمک می‌کنه.

اگه شیر انبساط خراب شه چی میشه؟

از دلایل خنک نکردن کولر گازی، یخ زدن سیستم های تبرید، صدای جور وا جور از کولر ها، یخچال و…،خرابی شیر انبساط است.  تشخیص خرابی شیر انبساط کار یه آدم متخصص هست که با ابزارهای مخصوص سیستم رو چک کنه.

باید بگیم که شیر انبساط یه قطعه کوچیک ولی خیلی مهم تو هر سیستم خنک‌کننده‌ایه که کارش تنظیم جریان مبرد و پایین آوردن فشارشه تا ما تو گرما خنک بمونیم و مواد غذایی‌مون سالم بمونن! یعنی یه جورایی خنک ماندن غذاها در یخچال، هوای خوب و سردی که کولر ماشین یا کولر خونه در روزهای گرم میده بیرون، مدیون شیر انبساط هم هست.

قیمت شیر انبساط چقدره؟

شیر انبساط با توجه به جثه ریزی که داره قیمتش کمی بالاست. البته نه همشون. قیمت شیر انبساط ترموستاتیک دانفوس از یک به بالا ست.

قیمت لوله مویین: خیلی ارزونه، شاید چند ده هزار تومن.

قیمت شیر انبساط خودکار: قیمتش متوسطه، ممکنه از چند صد هزار تومن تا یکی دو میلیون تومن باشه.

قیمت شیر انبساط ترموستاتیک: اگر سری به ترب بزنید، متوجه میشوید که قیمت شیر انبساط دانفوس زمین تا اسمون با نمونه های ساده ش فرق داره. برای مثال، قیمت شیر انبساط ترموستاتیک دانفوس مدل TEX2 حدود ۴۷ میلیون ریال (فروردین ۱۴۰۳) گزارش شده. مدل‌های دیگه‌ش هم قیمت‌های متفاوتی دارن. یا در مثالی دیگر شیر انبساط پراید، حداکثر ۴۰۰ هزار تومن است (در سال ۱۴۰۴)،  شیر انبساط یخچال هم در بازار در مدل دانفوس موجود است که حداقل قیمت دیده شده ۱ میلیون و هفتصد هزار تومان بود.

قیمت شیر انبساط الکترونیکی: از همه گرون‌تره و بسته به برند و امکاناتش، قیمتش می‌تونه از چند میلیون تومن تا ده‌ها میلیون تومن هم برسه.

آیا در چیلر هم از شیر انباسط استفاده میشود؟

تو چیلر هم حتماً از شیر انبساط استفاده می‌شه. شیر انبساط یه جزء اساسی تو سیکل تبرید همه سیستم‌های خنک‌کننده‌ست، حالا چه یه یخچال کوچیک باشه، چه یه کولر گازی بزرگ، چه یه سردخونه صنعتی و چه یه چیلر غول‌پیکر.

خلاصه ای از شیر انبساط  یا اکسپنشن ولو

شیر انبساط یا اکسپنشن ولو یه جور راه باریک‌کُن مهم تو دستگاه‌های سردکننده و کولره که با کم کردنِ زورِ مایع سرد، کاری می‌کنه که تو قسمت خنک‌کننده زودتر بخار شه و هوا رو خنک کنه. این قطعه با اندازه نگه داشتنِ جریان مایع سرد، نمی‌ذاره مایع برگرده تو موتور و خرابش کنه و بسته به مدلش (یه لوله ساده، یه تنظیم‌کننده خودکار، یه حسگر دما دار یا یه ربات برقی)، یه جورایی میزان سردی رو تحت کنترل درمیاره و به خوب کار کردنِ دستگاه‌های سردکننده خیلی کمک می‌کنه