Katup ekspansi termal, tabung kapiler, katup ekspansi elektronik, tiga perangkat pengatur aliran yang penting.
Mekanisme pencekikan merupakan salah satu komponen penting dalam perangkat pendingin. Fungsinya adalah untuk mengurangi cairan jenuh (atau cairan subdingin) di bawah tekanan kondensasi dalam kondensor atau penerima cairan hingga tekanan penguapan dan suhu penguapan setelah pencekikan. Sesuai dengan perubahan beban, aliran refrigeran yang masuk ke evaporator disesuaikan. Perangkat pencekikan yang umum digunakan meliputi tabung kapiler, katup ekspansi termal, dan katup pelampung.
Jika jumlah cairan yang disuplai oleh mekanisme pencekikan ke evaporator terlalu besar dibandingkan dengan beban evaporator, sebagian cairan refrigeran akan masuk ke kompresor bersama dengan refrigeran gas, menyebabkan kompresi basah atau kecelakaan palu cair.
Sebaliknya, jika jumlah pasokan cairan terlalu kecil dibandingkan dengan beban panas evaporator, sebagian area pertukaran panas evaporator tidak akan dapat berfungsi sepenuhnya, dan bahkan tekanan penguapan akan berkurang; dan kapasitas pendinginan sistem akan berkurang, koefisien pendinginan akan berkurang, dan suhu keluaran kompresor akan meningkat, yang memengaruhi pelumasan kompresor secara normal.
Ketika fluida pendingin melewati lubang kecil, sebagian tekanan statis diubah menjadi tekanan dinamis, dan laju aliran meningkat tajam, menjadi aliran turbulen, fluida terganggu, hambatan gesekan meningkat, dan tekanan statis menurun, sehingga fluida dapat mencapai tujuan mengurangi tekanan dan mengatur aliran.
Pengaturan aliran (throttling) adalah salah satu dari empat proses utama yang sangat penting dalam siklus pendinginan kompresi.
Mekanisme pengaturan aliran memiliki dua fungsi:
Salah satu caranya adalah dengan mengurangi dan menurunkan tekanan cairan pendingin bertekanan tinggi yang keluar dari kondensor hingga tekanan penguapan.
Yang kedua adalah menyesuaikan jumlah cairan pendingin yang masuk ke evaporator sesuai dengan perubahan beban sistem.
1. Katup ekspansi termal
Katup ekspansi termal banyak digunakan dalam sistem pendingin Freon. Melalui fungsi mekanisme penginderaan suhu, katup ini secara otomatis berubah sesuai dengan perubahan suhu refrigeran di saluran keluar evaporator untuk mencapai tujuan menyesuaikan jumlah pasokan cairan refrigeran.
Sebagian besar katup ekspansi termal memiliki superheat yang diatur pada 5 hingga 6°C sebelum meninggalkan pabrik. Struktur katup memastikan bahwa ketika superheat dinaikkan lagi sebesar 2°C, katup berada dalam posisi terbuka penuh. Ketika superheat sekitar 2°C, katup ekspansi akan tertutup. Pegas pengatur untuk mengontrol superheat, rentang pengaturannya adalah 3～6℃.
Secara umum, semakin tinggi derajat superheat yang diatur oleh katup ekspansi termal, semakin rendah kapasitas penyerapan panas evaporator, karena peningkatan derajat superheat akan mengambil sebagian besar permukaan perpindahan panas di bagian belakang evaporator, sehingga uap jenuh dapat dipanaskan lebih lanjut di sini. Hal ini menempati sebagian area perpindahan panas evaporator, sehingga area penguapan dan penyerapan panas refrigeran relatif berkurang, artinya, permukaan evaporator tidak dimanfaatkan sepenuhnya.
Namun, jika derajat superheat terlalu rendah, cairan refrigeran dapat masuk ke kompresor, sehingga mengakibatkan fenomena yang tidak diinginkan yaitu liquid hammer. Oleh karena itu, pengaturan superheat harus tepat untuk memastikan bahwa refrigeran yang cukup masuk ke evaporator sekaligus mencegah refrigeran cair masuk ke kompresor.
Katup ekspansi termal terutama terdiri dari badan katup, paket sensor suhu, dan tabung kapiler. Terdapat dua jenis katup ekspansi termal: tipe keseimbangan internal dan tipe keseimbangan eksternal berdasarkan metode keseimbangan diafragma yang berbeda.
Katup ekspansi termal seimbang internal
Katup ekspansi termal seimbang internal terdiri dari badan katup, batang pendorong, dudukan katup, jarum katup, pegas, batang pengatur, bola sensor suhu, tabung penghubung, diafragma sensor, dan komponen lainnya.
Katup ekspansi termal yang seimbang secara eksternal
Perbedaan antara katup ekspansi termal tipe penyeimbang eksternal dan tipe penyeimbang internal dalam struktur dan pemasangan adalah bahwa ruang di bawah diafragma katup penyeimbang eksternal tidak terhubung dengan saluran keluar katup, tetapi pipa penyeimbang berdiameter kecil digunakan untuk terhubung dengan saluran keluar evaporator. Dengan cara ini, tekanan refrigeran yang bekerja pada bagian bawah diafragma bukanlah Po pada saluran masuk evaporator setelah penyempitan aliran, tetapi tekanan Pc pada saluran keluar evaporator. Ketika gaya diafragma seimbang, maka Pg = Pc + Pw. Derajat pembukaan katup tidak dipengaruhi oleh hambatan aliran di koil evaporator, sehingga mengatasi kekurangan tipe penyeimbang internal. Tipe penyeimbang eksternal sebagian besar digunakan pada kondisi di mana hambatan koil evaporator besar.
Biasanya, derajat superpanas uap saat katup ekspansi tertutup disebut derajat superpanas tertutup, dan derajat superpanas tertutup juga sama dengan derajat superpanas terbuka saat lubang katup mulai terbuka. Superpanas tertutup berkaitan dengan beban awal pegas, yang dapat disesuaikan dengan tuas penyetel.
Suhu berlebih saat pegas disetel ke posisi paling longgar disebut suhu berlebih tertutup minimum; sebaliknya, suhu berlebih saat pegas disetel ke posisi paling kencang disebut suhu berlebih tertutup maksimum. Umumnya, derajat suhu berlebih tertutup minimum katup ekspansi tidak lebih dari 2℃, dan derajat suhu berlebih tertutup maksimum tidak kurang dari 8℃.
Pada katup ekspansi termal penyeimbang internal, tekanan penguapan bekerja di bawah diafragma. Jika resistansi evaporator relatif besar, akan terjadi kehilangan resistansi aliran yang besar ketika refrigeran mengalir di beberapa evaporator, yang akan sangat memengaruhi kinerja katup ekspansi termal. Kinerja kerja evaporator meningkat, mengakibatkan peningkatan derajat superpanas di outlet evaporator, dan pemanfaatan area perpindahan panas evaporator yang tidak wajar.
Untuk katup ekspansi termal yang seimbang secara eksternal, tekanan yang bekerja di bawah diafragma adalah tekanan keluar evaporator, bukan tekanan penguapan, dan situasinya menjadi lebih baik.
2. Kapiler
Kapiler adalah alat pengatur aliran yang paling sederhana. Kapiler adalah tabung tembaga yang sangat tipis dengan panjang tertentu, dan diameter dalamnya umumnya 0,5 hingga 2 mm.
Fitur-fitur kapiler sebagai perangkat pengatur aliran
(1) Kapiler ditarik dari tabung tembaga merah, yang mudah diproduksi dan murah;
(2) Tidak ada bagian yang bergerak, dan tidak mudah menyebabkan kerusakan dan kebocoran;
(3) Memiliki karakteristik kompensasi diri,
(4) Setelah kompresor pendingin berhenti beroperasi, tekanan pada sisi tekanan tinggi dan tekanan pada sisi tekanan rendah dalam sistem pendingin dapat dengan cepat diseimbangkan. Ketika mulai beroperasi kembali, motor kompresor pendingin mulai bekerja.
3. Katup ekspansi elektronik
Katup ekspansi elektronik adalah tipe kecepatan, yang digunakan pada pendingin udara inverter yang dikontrol secara cerdas. Keunggulan katup ekspansi elektronik adalah: rentang pengaturan aliran yang besar; akurasi kontrol yang tinggi; cocok untuk kontrol cerdas; cocok untuk perubahan cepat pada aliran refrigeran efisiensi tinggi.
Keunggulan Katup Ekspansi Elektronik
Rentang pengaturan aliran yang besar;
Presisi kontrol yang tinggi;
Cocok untuk kontrol cerdas;
Dapat diterapkan pada perubahan aliran refrigeran yang cepat dengan efisiensi tinggi.
Bukaan katup ekspansi elektronik dapat disesuaikan dengan kecepatan kompresor, sehingga jumlah refrigeran yang disalurkan oleh kompresor sesuai dengan jumlah cairan yang disuplai oleh katup, sehingga kapasitas evaporator dapat dimaksimalkan dan kontrol optimal sistem pendingin udara dan refrigerasi dapat tercapai.
Penggunaan katup ekspansi elektronik dapat meningkatkan efisiensi energi kompresor inverter, mewujudkan penyesuaian suhu yang cepat, dan meningkatkan rasio efisiensi energi musiman sistem. Untuk AC inverter daya tinggi, katup ekspansi elektronik harus digunakan sebagai komponen pengatur aliran.
Struktur katup ekspansi elektronik terdiri dari tiga bagian: deteksi, kontrol, dan eksekusi. Menurut metode penggeraknya, dapat dibagi menjadi tipe elektromagnetik dan tipe listrik. Tipe listrik selanjutnya dibagi menjadi tipe kerja langsung dan tipe perlambatan. Motor stepper dengan jarum katup adalah tipe kerja langsung, dan motor stepper dengan jarum katup melalui reduktor roda gigi adalah tipe perlambatan.
Waktu posting: 25 November 2022
