يعد صمام التمدد الحراري (TEV) عنصرًا حاسمًا في أنظمة التبريد وتكييف الهواء، وهو مصمم لتنظيم تدفق مادة التبريد إلى المبخر. يضمن TEV أن المبخر لديه الكمية المناسبة من مادة التبريد لتحقيق تبادل حراري فعال مع منع سائل التبريد من العودة إلى الضاغط. يعد إعداد الحرارة الفائقة معلمة أساسية لضمان عمل TEV بفعالية.
تشير الحرارة الفائقة إلى الزيادة الإضافية في درجة حرارة الغاز بعد انتقاله بالكامل من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية. في سياق TEV، الحرارة الفائقة هي الفرق في درجة الحرارة بين غاز التبريد عند مخرج المبخر ودرجة حرارة التشبع، وهي درجة الحرارة التي ينتقل عندها غاز التبريد بين المرحلتين السائلة والغازية عند ضغط معين. يعد إعداد Superheat هو المستوى المطلوب من الحرارة الزائدة الذي يجب أن يحافظ عليه TEV للحصول على الأداء الأمثل للنظام.
يستشعر TEV الحرارة الزائدة في النظام باستخدام عنصر حساس لدرجة الحرارة، مملوء عادةً بمادة تبريد أو مادة أخرى حساسة لدرجة الحرارة. يتم توصيل هذا العنصر بخط الشفط الخاص بمخرج المبخر. مع تغير درجة حرارة غاز التبريد، يتغير الضغط داخل عنصر الاستشعار أيضًا، مما يتسبب في قيام TEV بتعديل معدل تدفق غاز التبريد وفقًا لذلك.
سخن
فرط حرارة المبخر هو الفرق بين درجة حرارة مادة التبريد عند مخرج المبخر ودرجة حرارة التبخر (درجة حرارة التشبع) في نفس الموقع. صيغة حساب سخونة المبخر هي:
الحرارة الزائدة = T_refrigerant_exit – T_saturation
أين:
- الحرارة الفائقة هي الحرارة الفائقة للمبخر، والتي يتم قياسها عادةً بالدرجات فهرنهايت (درجة فهرنهايت) أو درجة مئوية (درجة مئوية).
- T_refrigerant_exit هي درجة الحرارة الفعلية لغاز التبريد عند مخرج المبخر أو خط الشفط، ويتم قياسها بالدرجة فهرنهايت أو درجة مئوية.
- T_saturation هي درجة حرارة تشبع مادة التبريد عند الضغط المحدد في المبخر، ويتم قياسها بالدرجة فهرنهايت أو درجة مئوية.
يعتمد إعداد الحرارة الفائقة المناسب على عدة عوامل، بما في ذلك نوع مادة التبريد المستخدمة ودرجة حرارة المبخر المطلوبة والتطبيق (على سبيل المثال، تكييف الهواء أو التبريد أو المضخة الحرارية). عادةً، يتراوح إعداد الحرارة الفائقة من 8 إلى 15 درجة فهرنهايت (4.4 إلى 8.3 درجة مئوية) لأنظمة تكييف الهواء، بينما يمكن أن يكون أعلى قليلاً لأنظمة التبريد. تضمن الحرارة الفائقة المناسبة أن يعمل المبخر بكفاءة، ويزيد من نقل الحرارة إلى الحد الأقصى، ويمنع سائل التبريد من دخول الضاغط، مما قد يؤدي إلى تلف الضاغط أو انخفاض أداء النظام.
يمكن أن يؤثر كل من ارتفاع درجة الحرارة المرتفعة والمنخفضة سلبًا على أداء النظام وطول عمر الضاغط. يمكن أن تنتج الحرارة الزائدة عن عدم كفاية تدفق مادة التبريد عبر TEV، مما يتسبب في امتصاص مادة التبريد لحرارة أكثر من اللازم في المبخر. قد تؤدي هذه الحالة إلى انخفاض قدرة التبريد، وزيادة استهلاك الطاقة، وارتفاع درجات حرارة التفريغ، مما قد يؤدي إلى تقصير عمر الضاغط. من ناحية أخرى، قد يشير انخفاض الحرارة الزائدة إلى تدفق مفرط لغاز التبريد عبر TEV، مما قد يؤدي إلى دخول سائل التبريد إلى الضاغط. يمكن أن تتسبب هذه الظاهرة، المعروفة باسم "تدفق السائل الراجع"، في تلف صمامات الضاغط ومحامله، مما يؤدي في النهاية إلى فشل الضاغط. بالإضافة إلى ذلك، فإن الحرارة المنخفضة تقلل من كفاءة المبخر من خلال عدم الاستفادة الكاملة من سطح نقل الحرارة المتاح. لذلك، من الضروري مراقبة وضبط إعدادات الحرارة الفائقة في أنظمة التبريد وتكييف الهواء للحفاظ على الأداء الأمثل ومنع حدوث أي ضرر محتمل للمعدات.
قياس وضبط الحرارة الزائدة
لقياس وضبط الحرارة الزائدة في نظام التبريد أو تكييف الهواء، يحتاج الفنيون إلى الأدوات التالية:
- مقياس الضغط أو مجموعة قياس المنوع: يتم استخدام مقياس الضغط أو مجموعة قياس المشعب لقياس ضغط مادة التبريد عند مخرج المبخر أو خط الشفط. تشتمل مجموعة المقاييس المتشعبة عادةً على مقاييس منفصلة للضغوط العالية والمنخفضة، بالإضافة إلى خراطيم للاتصال بمنافذ خدمة النظام.
تظهر الصورة مثالا حيث يتم توصيل مقياس الضغط المنخفض بصمام شريدر الموجود على مخرج المبخر، ويقوم مسبار درجة الحرارة بقياس درجة الحرارة المجاورة لهذه النقطة.
- مسبار درجة الحرارة أو مقياس الحرارة: يلزم وجود مسبار درجة الحرارة أو مقياس الحرارة لقياس درجة حرارة غاز التبريد الفعلية عند مخرج المبخر أو خط الشفط. تتوفر أنواع مختلفة من مجسات درجة الحرارة، مثل مجسات المشبك، والمزدوجات الحرارية، ومقاييس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء. اختر جهازًا دقيقًا وموثوقًا لقياس درجة الحرارة ومناسبًا للتطبيق المحدد.
- مخطط درجة حرارة الضغط (PT) أو قاعدة شريحة التبريد: يساعد مخطط درجة حرارة الضغط أو قاعدة شريحة التبريد الفنيين على تحويل ضغط مادة التبريد المقاسة إلى درجة حرارة التشبع المقابلة. هذه الأدوات مخصصة لغاز التبريد المستخدم في النظام ويمكن العثور عليها في شكل مخططات مطبوعة أو تطبيقات جوال أو موارد عبر الإنترنت.
- أداة تعديل TEV أو مفتاح ربط: هناك حاجة إلى أداة ضبط أو مفتاح ربط لتغيير إعداد الحرارة الفائقة لـ TEV. تعتمد الأداة المحددة المطلوبة على تصميم TEV والشركة المصنعة. تستخدم بعض أجهزة TEV مفتاحًا سداسيًا (مفتاح Allen)، بينما قد يحتاج البعض الآخر إلى مفتاح ربط صغير قابل للتعديل أو أداة متخصصة توفرها الشركة المصنعة.
- واقية: تعتبر نظارات وقفازات السلامة ضرورية عند العمل مع أنظمة التبريد وتكييف الهواء للحماية من الإصابات المحتملة الناجمة عن الضغوط العالية أو درجات الحرارة الباردة أو ملامسة المبردات.
- قلم وورقة أو جهاز رقمي لتدوين الملاحظات: يساعد القلم والورق أو جهاز تدوين الملاحظات الرقمي الفنيين على تسجيل القيم والحسابات المقاسة، مما يسهل عمليات ضبط الحرارة الزائدة الدقيقة.
إجراء لضبط الحرارة الزائدة:
يجب أن يكون النظام قيد التشغيل ومشحونًا بالكامل لقياس درجة الحرارة الزائدة وضبطها بدقة. اتبع هذه الخطوات لقياس وضبط درجة الحرارة الفائقة:
- قم بتشغيل النظام واتركه يستقر: يجب تشغيل نظام التبريد أو تكييف الهواء لمدة كافية للتأكد من وصوله إلى حالة تشغيل مستقرة. يستغرق هذا عادة حوالي 15-30 دقيقة.
- قم بتوصيل مقياس الضغط أو مجموعة قياس المشعب: قم بتوصيل مقياس الضغط أو جانب الضغط المنخفض من مقياس المشعب المضبوط بمنفذ الخدمة على خط الشفط بالقرب من مخرج المبخر. تأكد من أن الاتصالات ضيقة وآمنة.
- قم بقياس ضغط الشفط: اقرأ ضغط غاز التبريد من مقياس الضغط أو مجموعة قياس المشعب. سجل هذه القيمة.
- تحويل الضغط إلى درجة حرارة التشبع: باستخدام مخطط درجة حرارة الضغط (PT) أو قاعدة شريحة التبريد الخاصة بغاز التبريد المستخدم في النظام، ابحث عن درجة حرارة التشبع المقابلة للضغط المقاس. سجل هذه القيمة.
- قم بتوصيل مسبار درجة الحرارة أو مقياس الحرارة: ضع مسبار درجة الحرارة أو مقياس الحرارة على خط الشفط بالقرب من مخرج المبخر أو في نفس المكان الذي تم فيه قياس الضغط. تأكد من الاتصال المناسب بين مسبار درجة الحرارة وخط الشفط للحصول على قراءة دقيقة.
- قياس درجة حرارة المبرد: اقرأ درجة حرارة غاز التبريد الفعلية من مسبار درجة الحرارة أو مقياس الحرارة. سجل هذه القيمة.
- احسب الحرارة الزائدة: اطرح درجة حرارة التشبع (T_saturation) من درجة حرارة التبريد الفعلية (T_refrigerant_exit) لتحديد الحرارة الفائقة: Superheat = T_refrigerant_exit – T_saturation
- قارن درجة الحرارة الزائدة المقاسة مع إعداد الحرارة الزائدة المطلوبة: إذا كانت درجة الحرارة الفائقة المقاسة ضمن النطاق المطلوب للتطبيق المحدد، فلا داعي للتعديل. إذا كانت درجة الحرارة المرتفعة مرتفعة جدًا أو منخفضة جدًا، فانتقل إلى الخطوة التالية.
- اضبط إعداد الحرارة الفائقة لـ TEV: حدد موقع ساق ضبط TEV، والذي يتم تغطيته عادة بغطاء واقي. قم بإزالة الغطاء إذا لزم الأمر. باستخدام أداة الضبط أو مفتاح الربط المناسب، قم بتدوير ساق الضبط لتغيير إعداد الحرارة الفائقة. بشكل عام، يؤدي تدوير الجذع في اتجاه عقارب الساعة إلى زيادة الحرارة الشديدة، بينما يؤدي تدويره عكس اتجاه عقارب الساعة إلى تقليل الحرارة الزائدة. قم بإجراء تعديلات صغيرة واسمح للنظام بالاستقرار قبل إعادة فحص الحرارة الزائدة.
- أعد فحص الحرارة الزائدة: بعد إجراء التعديلات والسماح للنظام بالاستقرار، كرر الخطوات من 2 إلى 7 لقياس درجة الحرارة الفائقة الجديدة. استمر في ضبط TEV حتى يتم الوصول إلى إعداد الحرارة الزائدة المطلوب.
- تأمين وإنهاء: بمجرد الوصول إلى إعداد الحرارة الفائقة المطلوب، استبدل الغطاء الواقي الموجود على ساق ضبط TEV وافصل مقياس الضغط ومسبار درجة الحرارة وأي أدوات أخرى مستخدمة أثناء الإجراء. تأكد من أن جميع التوصيلات والتجهيزات محكمة وآمنة.
جدول سجل الحرارة الزائدة
يعد جدول سجل الحرارة الزائدة أداة مفيدة للفنيين لتسجيل قياسات الحرارة الزائدة وتعديلاتها بمرور الوقت. يتيح ذلك مراقبة أداء نظام التبريد أو تكييف الهواء بسهولة ويساعد في تحديد الاتجاهات أو المشكلات المحتملة. قد تبدو عينة جدول سجل الحرارة الفائقة كما يلي:
تاريخ | الوقت | ضغط الشفط (PSI) | درجة حرارة التشبع (درجة فهرنهايت) | درجة حرارة المبرد (درجة فهرنهايت) | سخونة زائدة (درجة فهرنهايت) | إجراء التعديل | فني |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
2023-04-11 | 10:00 | 70 | 40 | 50 | 10 | لا شيء | فلان الفلاني |
2023-04-18 | 14:00 | 68 | 38 | 47 | 9 | لا شيء | جين سميث |
2023-04-25 | 09:00 | 72 | 42 | 58 | 16 | -2 ° | فلان الفلاني |
شرح أعمدة الجدول:
- تاريخ: تاريخ إجراء قياس الحرارة الزائدة.
- الوقت: الوقت الذي تم فيه قياس الحرارة الزائدة.
- ضغط الشفط (PSI): ضغط غاز التبريد المقاس عند مخرج المبخر أو خط الشفط، ويتم تسجيله عادةً بالجنيه لكل بوصة مربعة (PSI).
- درجة حرارة التشبع (درجة فهرنهايت): درجة حرارة تشبع مادة التبريد عند الضغط المقاس، ويتم تحديدها باستخدام مخطط درجة حرارة الضغط (PT) أو قاعدة شريحة مادة التبريد.
- درجة حرارة المبرد (درجة فهرنهايت): درجة حرارة غاز التبريد الفعلية المقاسة عند مخرج المبخر أو خط الشفط.
- سخونة زائدة (درجة فهرنهايت): قيمة الحرارة الزائدة المحسوبة، والتي يتم الحصول عليها عن طريق طرح درجة حرارة التشبع من درجة حرارة غاز التبريد.
- إجراء التعديل: تم التعديل على إعداد TEV فائق الحرارة، إن وجد. يسجل هذا العمود التغيير في إعدادات الحرارة الفائقة، مثل "+1 درجة" لزيادة قدرها 1 درجة فهرنهايت أو "-2 درجة" لانخفاض قدره 2 درجة فهرنهايت.
- فني: اسم الفني الذي أجرى قياس وضبط الحرارة الزائدة.
في الختام، يعد فهم الإعداد المناسب للحرارة الفائقة والحفاظ عليه في صمامات التمدد الحراري (TEV) أمرًا حيويًا للتشغيل الفعال وطول عمر أنظمة التبريد وتكييف الهواء. من خلال اتباع الإجراء الموصى به لقياس وضبط الحرارة الزائدة، يمكن للفنيين تحسين أداء النظام ومنع تلف المعدات المحتمل. تضمن المراقبة المنتظمة وتوثيق قيم الحرارة الزائدة اتباع نهج استباقي لصيانة النظام ويمكنها تحديد الاتجاهات أو المشكلات التي قد تتطلب المزيد من الاهتمام.
FREQUENTLY ASKED QUESTIONS
The superheat setting directly affects the performance of a TEV by controlling the amount of refrigerant that enters the evaporator. If the superheat setting is too low, the TEV may not provide enough refrigerant, leading to reduced cooling capacity and efficiency. Conversely, if the superheat setting is too high, the TEV may allow too much refrigerant to enter the evaporator, resulting in increased energy consumption and potential system instability.
If the superheat setting is not properly adjusted, it can lead to several issues, including reduced system efficiency, increased energy consumption, and potential compressor damage. If the superheat setting is too low, the system may experience reduced cooling capacity, while a setting that is too high can cause the compressor to work harder, leading to increased energy consumption and wear on the system.
The saturation temperature of a refrigerant is determined by its pressure. At a given pressure, the refrigerant has a specific temperature at which it transitions between the liquid and gas phases. This temperature is known as the saturation temperature, and it is used as a reference point to calculate the superheat of the refrigerant.
Excessive superheat in a TEV can lead to reduced system efficiency, increased energy consumption, and potential system instability. High superheat can cause the refrigerant to expand too much, leading to reduced cooling capacity and increased pressure drops across the evaporator. Additionally, excessive superheat can also lead to increased compressor work, resulting in higher energy consumption and wear on the system.
The superheat setting can be adjusted to optimize TEV performance by monitoring the system’s operating conditions, such as temperature, pressure, and flow rates. The ideal superheat setting will depend on the specific system design, refrigerant type, and operating conditions. Adjusting the superheat setting may require trial and error, as well as consultation with system design specifications and manufacturer guidelines.
