열팽창밸브
Thermal expansion valve
열팽창 밸브 또는 자동 온도조절 팽창 밸브(흔히 TEV, TXV 또는 TX 밸브로 약칭)는 증발기로 방출되는 냉매의 양을 제어하는 증기압축냉동 및 에어컨 시스템의 구성품으로 증발기에서 나오는 냉매의 과열도를 조절하기 위한 것이다. 일정한 가치 흔히 "온도" 밸브로 설명되지만, 팽창 밸브는 증발기의 온도를 정확한 값으로 조절할 수 없다. 증발기의 온도는 증발 압력에 의해서만 달라질 수 있으며, 이는 다른 방법(예: 압축기의 용량 조절)을 통해 조절되어야 한다.
열팽창 밸브는 일반적으로 "측정 장치"라고 부르기도 하지만, 이는 또한 액체 냉매를 저압 섹션으로 배출하지만 모세관이나 압력 제어 밸브와 같이 온도에 반응하지 않는 다른 장치를 가리킬 수도 있다.
운영이론
열팽창 밸브는 열펌프의 핵심 요소로서 에어컨 또는 공기냉각을 가능하게 하는 사이클이다. 기본적인 냉장 주기는 압축기, 콘덴서, 계량기, 증발기의 네 가지 주요 요소로 구성된다. 냉매가 이 네 가지 요소를 포함하는 회로를 통과할 때 에어컨이 발생한다. 사이클은 냉매가 저압, 중온, 기체 형태로 컴프레서로 유입될 때 시작된다. 냉매는 컴프레서에 의해 고압 및 고온 기체 상태로 압축된다. 그런 다음 고압 및 고온 가스가 응축기로 들어간다. 콘덴서는 고압 및 고온 가스를 냉각시켜 고압 액체로 응축하여 열을 낮은 온도 매질, 보통 주위 공기로 전달한다.
고압 액체의 냉각 효과를 내기 위해 증발기로 들어가는 냉매의 흐름이 팽창 밸브에 의해 제한되어 압력을 줄이고 낮은 온도에서 증기 단계로 다시 확장될 수 있도록 한다. TXV형 팽창 장치에는 냉매와 유사한 열역학적 특성을 가진 액체로 채워진 감지 전구가 있다. 이 전구는 증발기에서 나오는 냉매의 온도를 감지할 수 있도록 증발기의 출력에 열적으로 연결되어 있다. 감지 전구의 가스 압력은 TXV를 열 수 있는 힘을 제공하므로 증발기 내부의 냉매 흐름을 동적으로 조정하고 그 결과 증발기에서 나오는 냉매에 의해 획득되는 과열도를 조절한다. [1]
과열은 증발 압력에서 끓는점 위의 증기의 과잉온도다. 과열되지 않을 경우 냉매가 증발기 내에서 완전히 증발되지 않고 액체가 컴프레서로 재순환될 수 있음 반면 과열은 증발기 코일을 흐르는 냉매가 불충분하다는 것을 나타내며, 따라서 상당부분에는 증발할 액체 냉매가 들어 있지 않고 그 부분에서 상당한 냉각을 제공하지 못하고 있다. 따라서 일반적으로 몇 °C에 불과한 작은 값으로 과열도를 조절함으로써 증발기의 열전달은 컴프레서로 과도한 포화 냉매를 반환하지 않고 거의 최적 수준에 도달할 것이다.
또한 일부 열팽창 밸브는 냉매의 특정 최소 흐름이 항상 시스템을 통해 흐를 수 있도록 특별히 설계되어 있으며, 다른 밸브는 증발기의 압력을 조절하여 최대값 이상으로 상승하지 않도록 설계할 수 있다.
설명
냉매의 흐름 제어 또는 계측은 시스템 내부와 유사한 가스 또는 액체 전하를 채운 온도 감지 전구를 사용하여 이루어지며, 전구의 온도가 증가함에 따라 밸브 본체의 스프링 압력에 대해 밸브의 오리피스가 개방된다. 흡입 라인 온도가 감소하면 전구의 압력도 감소하고 따라서 스프링의 압력도 감소하여 밸브가 닫히게 된다. TX 밸브가 있는 에어컨 시스템은 종종 사용하지 않는 다른 설계보다 더 효율적이다.[2] 또한 TX 밸브 에어컨 시스템은 증발기의 열 부하가 감소할 때 밸브가 액체 냉매 흐름을 줄여 모든 냉매가 증발기 내부에서 완전히 증발하기 때문에 축열조( 증발기 출구 하류에 위치한 냉매 탱크)가 필요하지 않다.증발기 온도 및 공기 흐름). 단, 액체 냉매 리시버 탱크를 TX 밸브 이전의 액체 라인에 두어 증발기 열 부하가 낮은 조건에서 잉여 액체 냉매를 내부에 저장할 수 있도록 하여 액체 라인에서 콘덴서 코일 내부로 액체가 역류하는 것을 방지해야 한다.
밸브의 전력 정격에 비해 매우 낮은 열 부하에서 오리피스는 열 부하에 대해 오버사이징될 수 있으며 밸브는 설정값까지의 과열도를 제어하기 위해 반복적으로 개폐되기 시작할 수 있다. 교차 전하, 즉 감지 전구 전하가 서로 다른 냉매 또는 질소와 같은 비냉매 기체 혼합으로 구성됨(계통 내부의 동일한 냉매로만 구성된 전하, 병렬 전하라고 함)의 전구의 증기 압력 대 온도 곡선이 증기를 "교차"하도록 설정됨 특정 온도 값에서 시스템 냉매의 압력 대 온도 곡선(즉, 특정 냉매 온도 이하에서 전구 전하의 증기 압력이 시스템 냉매보다 갑자기 높아져 미터링 핀이 개방 위치에 유지되도록 설정)을 통해 과대량을 줄일 수 있다.시스템 작동 중에 밸브 오리피스가 완전히 닫히는 것을 방지함으로써 열사냥 현상. 항상 최소 냉매 흐름을 생성하는 다양한 종류의 블리딩 통로를 통해 동일한 결과를 얻을 수 있다. 그러나 이 비용은 열 부하가 특히 낮은 상태에서 완전히 증발된 상태에서 흡입 라인에 도달하지 못하는 냉매의 특정 흐름을 결정하며, 압축기는 반드시 취급하도록 설계되어야 한다. 액체 감지 전구 충전량을 신중하게 선택하면 이른바 MOP(최대 작동 압력) 효과도 얻을 수 있다. 정밀한 냉매 온도 이상에서는 감지 전구 충전량이 완전히 증발되어 밸브가 감지된 과열과 무관하게 흐름을 제한하기 시작한다.o 증발기 과열을 목표값까지 낮추어야 한다. 따라서 증발기 압력이 MOP 값 이상으로 증가하지 않도록 한다. 이 기능은 소형 변위차 엔진과 같이 용도에 허용되는 값으로 컴프레서의 최대 작동 토크를 제어하는 데 도움이 된다.
압축기가 작동 중일 때 열팽창 밸브와 증발기에서 들리는 큰 후잉 소리에 의해 낮은 냉매 충전 상태가 동반되는 경우가 많으며, 이는 밸브의 이동 오리피스 바로 앞에 액체 헤드가 부족하여 오리피스가 대신 증기 또는 증기/액체 혼합물을 미터링하려고 하는 결과로 발생한다. 액체 액체
종류들
열팽창밸브에는 내부와 외부로 균등화된 두 가지 유형이 있다. 외부와 내부 균등화 밸브의 차이는 증발기 압력이 바늘의 위치에 어떤 영향을 미치느냐 하는 것이다. 내부 등화 밸브에서 다이어프램에 대한 증발기 압력은 증발기 입구(일반적으로 밸브 출구에 대한 내부 연결부를 통해)의 압력인 반면, 외부 등화 밸브에서 다이어프램에 대한 증발기 압력은 증발기 출구의 압력이다. 외부적으로 동일한 온도 조절 팽창 밸브는 증발기를 통한 압력 강하를 보상한다.[3] 내부 균등화 밸브의 경우 증발기의 압력 강하는 과열도를 증가시키는 효과를 갖는다.
저압 강하가 있는 단일 회로 증발기 코일에 내부적으로 균등화 밸브를 사용할 수 있다. (각 증발기의 밸브가 아닌) 여러 개의 병렬 증발기에 냉매 분배기를 사용하는 경우, 외부적으로 균등화된 밸브를 사용해야 한다. 외부적으로 균등화된 TXV는 모든 애플리케이션에 사용될 수 있지만, 외부적으로 균등화된 TXV를 내부 균등화된 TXV로 대체할 수는 없다.[4] 자동차 애플리케이션의 경우 블록형 밸브로 알려진 외부 균등화 열팽창 밸브의 한 유형이 종종 사용된다. 이 유형에서는 감지 전구가 밸브 본체 내의 흡입 라인 연결부 내에 위치하여 증발기의 출구에서 흘러나오는 냉매와 지속적으로 접촉하거나, 열 전달 수단이 제공되어 냉매가 직경 위에 위치한 챔버에 포함된 감지 전하와 열을 교환할 수 있다.흡입 라인으로 흐를 때 쓰는 표현
전구/다이아프램 타입은 냉매 과열도를 제어하는 대부분의 시스템에서 사용되지만, 전자팽창 밸브는 대형 시스템이나 다중 증발기가 있는 시스템에서 독립적으로 조정될 수 있도록 하는 것이 일반화되고 있다. 전자 밸브는 전구/다이아프램 유형이 제공할 수 없는 더 큰 제어 범위와 유연성을 제공할 수 있지만, 추가적인 온도 및 압력 센서와 전자 제어 회로가 필요하기 때문에 시스템에 복잡성과 고장 지점을 추가한다. 대부분의 전자 밸브는 나사 메커니즘으로 니들 밸브를 작동시키기 위해 밸브 내부에 밀봉된 스테퍼 모터를 사용한다. 일부 장치에서는 스테퍼 로터만 밀폐된 밸브 본체를 통해 장치 외부에 있는 스테이터 코일에 의해 자력으로 구동된다.
참조
- ^ https://www.tranebelgium.com/files/book-doc/22/fr/22.v67u8zhe.pdf
- ^ Whitman, William C.; Johnson, Bill; Johnson, William M.; Tomczyk, John; Whitman, Bill (October 2004). Refrigeration & Air Conditioning Technology. ISBN 9781401837655.
- ^ "Flow Control-Contractor Tip Card" (PDF). www.emersonclimate.com. Emerson Climate Technologies. Archived from the original (PDF) on 27 June 2013. Retrieved 16 June 2014.
- ^ "Thermostatic Expansion Valves" (PDF). sporlanonline.com. Parker Hannifin Corporation, Sporlan Division. Retrieved 16 June 2014.
