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Válvula de expansão do chiller Neste artigo, vamos analisar a válvula de expansão térmica de um chiller. Vamos analisar os três tipos mais comuns de válvulas de expansão em chillers comerciais modernos típicos, que são a válvula de expansão térmica operada por piloto, a válvula de expansão termostática e também a válvula de expansão eletrónica.
Desloque-se até ao fundo para ver o vídeo tutorial do YouTube sobre as válvulas de expansão do chiller
A válvula de expansão controla a quantidade de refrigerante que flui entre o condensador e o evaporador. A válvula responde ao sobreaquecimento da linha de sucção, que entra no compressor, e varia a quantidade de refrigerante que flui para o evaporador para se adaptar à alteração da carga de arrefecimento. O evaporador necessita de uma certa quantidade de refrigerante líquido para que ocorra uma troca de calor suficiente.uma quantidade elevada de sobreaquecimento na linha de sucção, então há muito vapor a entrar no compressor. Se for esse o caso, pode ser permitido que mais refrigerante líquido entre no evaporador a partir do condensador.
A válvula de expansão mantém o equilíbrio entre a quantidade correcta de líquido refrigerante e a quantidade correcta de sobreaquecimento.
O equilíbrio tem de ser correto. Só se pretende que entre vapor no compressor. Se entrar líquido refrigerante no compressor, este será gravemente danificado, uma vez que os líquidos não são compressíveis.
Válvula de expansão pilotada
Acima está uma imagem de uma válvula de expansão operada por piloto no mundo real. O refrigerante vai fluir como um líquido do condensador, através do tubo, para a válvula de expansão e depois para o evaporador. O bloco grande ligado à parte inferior do tubo branco é conhecido como uma válvula real. Pode ser utilizado para isolar o condensador.
Repare que existe outra válvula de expansão termostática, muito mais pequena, mostrada na imagem. Esta alimenta o piloto da válvula de expansão principal, o fluxo nesta válvula de expansão mais pequena é o que controla a válvula de expansão principal. Ligado à válvula de expansão piloto está um tubo capilar, que sobe e se liga a um bolbo térmico, que é colocado na linha de sucção do compressor.
Olhando para a vista lateral de um modelo de chiller arrefecido a água, podemos ver o percurso do refrigerante do condensador para a válvula de expansão principal e para o evaporador. A válvula piloto também está ligada ao condensador e alimenta a válvula de expansão principal e é controlada pela lâmpada térmica na linha de sucção.
Lâmpada térmica O bolbo térmico está localizado na linha de sucção e tem um aspeto semelhante ao da imagem acima. Um tubo capilar passa entre o bolbo e a cabeça da válvula. O bolbo está cheio de refrigerante. Quando o sobreaquecimento aumenta, isto faz com que o calor seja transferido da linha de sucção para o bolbo.
À medida que a lâmpada aquece, o refrigerante no seu interior começa a ferver e a expandir-se. À medida que se expande, empurra o refrigerante para fora através do tubo capilar, o que provoca um aumento de pressão no tubo capilar. Essa pressão empurra o tubo capilar até à parte superior da válvula piloto. Essa pressão empurra para baixo a parte superior da válvula, a pressão na válvula faz com que esta se feche ouaberto e utilizamo-lo para controlar o fluxo de refrigerante através do chiller.
Olhando para o desenho do sistema, podemos ver que à medida que a pressão aumenta no tubo capilar, a pressão desce e força a válvula termostática piloto a abrir. O refrigerante flui através desta e levanta a válvula de expansão principal, abrindo-a. O refrigerante flui agora do condensador para o evaporador.
Válvula de expansão termostática
A próxima válvula de expansão que vamos analisar é a válvula de expansão termostática. Estas são bastante comuns nos chillers arrefecidos a ar, que são mais pequenos em termos de capacidade de arrefecimento. Estas desempenham a mesma função que a válvula de expansão anterior, mas funcionam de forma um pouco diferente.
Repare que na válvula há um tubo capilar fino que sai do topo da válvula (a válvula está de lado) e que sai da linha de sucção para medir o sobreaquecimento e reagir a ele. Esta válvula em particular também tem um tubo de equalização mais grosso que sai do lado da válvula, mas esse é um assunto diferente que veremos mais tarde.
Este tipo é basicamente o que vimos a ser utilizado como válvula operada por piloto no tipo de válvula de expansão anterior, exceto que é utilizado para controlar diretamente o chiller. Não existe uma "válvula de expansão principal", é a válvula principal nesta conceção.
Com esta conceção, utilizamos um bolbo térmico para medir a temperatura do sobreaquecimento na linha de sucção do chiller. À medida que o bolbo aquece, o refrigerante no seu interior entra em ebulição, criando pressão no tubo capilar. A pressão desce pelo capilar e empurra para baixo a cabeça da válvula. À medida que a cabeça é empurrada para baixo, abre a válvula para permitir que mais refrigerante flua para oQuando o sobreaquecimento diminui, a pressão também diminui e, assim, a válvula começa a fechar.
Válvula de expansão eletrónica
A terceira válvula de expansão que vamos analisar é a válvula de expansão eletrónica. Este tipo de válvula de expansão proporciona o melhor desempenho porque a válvula utiliza um motor de passo no corpo. O motor de passo controla com precisão o posicionamento da válvula, permitindo um fluxo de refrigerante muito exato e preciso.
Na ilustração acima, pode ver o motor passo a passo na extremidade esquerda. No centro deste está um eixo que se liga à agulha. A agulha empurra contra um assento na válvula. O motor passo a passo empurra e puxa o eixo para trás e para a frente. À medida que o eixo se move, abre ou bloqueia o assento da válvula para permitir ou restringir o fluxo de refrigerante do condensador para o evaporador. OO controlador mede a pressão e a temperatura do fluido frigorigéneo para determinar a distância a abrir/fechar.
