안녕하세요! 밸브 공급업체로서 저는 열팽창 밸브의 작동 원리에 대해 자주 질문을 받습니다. 그래서 이번 블로그 포스팅으로 정리해볼까 생각했습니다.
기본부터 시작해 보겠습니다. 종종 TXV 또는 TEV로 약칭되는 열팽창 밸브는 냉동 및 공조 시스템의 중요한 구성 요소입니다. 주요 임무는 증발기 코일로 흐르는 냉매의 양을 조절하는 것입니다. 이것이 왜 그렇게 중요합니까? 글쎄, 적절한 양의 냉매가 증발기에 도달하지 않으면 시스템이 효과적으로 냉각되거나 가열되지 않습니다.
모든 것이 시작되는 방법
냉동 또는 AC 시스템에서 냉매는 사이클을 거칩니다. 응축기를 떠날 때 고압, 고온 액체로 시작됩니다. 그런 다음 냉매는 증발기로 들어가야 하며, 그곳에서 주변 공기(AC 시스템) 또는 냉각되는 공간(냉동 시스템)에서 열을 흡수합니다.
열팽창 밸브는 응축기와 증발기 사이에 위치합니다. 이는 증발기로 들어가는 냉매의 양을 제어하는 교통경찰과 같습니다. 증발기에 너무 많은 냉매가 유입되면 완전히 증발할 시간이 충분하지 않고 액체 냉매가 압축기로 다시 유입되어 압축기가 손상될 수 있습니다. 반면, 너무 적은 양의 냉매가 유입되면 증발기가 충분한 열을 흡수하지 못하고 시스템이 효율적으로 작동하지 않게 됩니다.
주요 구성 요소
열팽창 밸브에는 함께 작동하여 기능을 수행하는 몇 가지 핵심 부품이 있습니다.
- 구근: 전구에는 시스템의 냉매와 유사한 특성을 가진 냉매 또는 유체가 채워져 있습니다. 증발기 출구에 부착되어 있습니다. 증발기에서 나오는 냉매의 온도는 전구 내부의 압력에 영향을 미칩니다.
- 횡격막: 다이어프램은 두 개의 챔버를 분리하는 유연한 막입니다. 다이어프램의 한쪽은 전구에 연결되고 다른 쪽은 스프링과 증발기 압력에 연결됩니다.
- 밸브 시트와 니들: 밸브 시트는 냉매가 흐르는 곳으로 니들은 밸브 시트의 개구부 크기를 조절하는 데 사용됩니다. 니들이 위아래로 움직이면 밸브를 통과할 수 있는 냉매의 양이 변경됩니다.
작동 메커니즘
열팽창 밸브가 실제로 단계별로 작동하는 방식은 다음과 같습니다.
- 온도 감지: 전구는 증발기에서 나오는 냉매의 온도를 감지합니다. 증발기 출구의 냉매 온도가 증가하면 전구 내부의 압력도 증가합니다. 이는 전구 내부의 액체가 따뜻해지면 팽창하기 때문입니다.
- 다이어프램에 대한 압력: 전구에서 증가된 압력이 다이어프램의 한쪽으로 전달됩니다. 다이어프램의 반대편에는 증발기의 압력과 스프링의 힘이 있습니다. 다이어프램은 이 두 압력 사이의 균형점 역할을 합니다.
- 바늘을 움직이다: 전구의 압력이 증발기와 스프링의 압력을 합친 것보다 높으면 다이어프램이 아래로 눌려집니다. 이러한 하향 이동으로 인해 니들이 위로 이동하여 밸브 시트가 더 넓게 열립니다. 결과적으로 더 많은 냉매가 증발기로 유입될 수 있습니다.
- 흐름 조정: 반대로, 증발기에서 나가는 냉매의 온도가 낮아지면 전구 내부의 압력도 낮아집니다. 증발기와 스프링의 압력은 전구의 압력보다 커져 다이어프램을 위로 밀어냅니다. 이로 인해 니들이 아래로 이동하여 밸브 시트의 개구부 크기가 줄어들고 증발기로 흐르는 냉매의 양이 감소합니다.
실제 - 세계 응용
열팽창 밸브는 모든 종류의 냉동 및 공조 시스템에 사용됩니다. 주거용 에어컨, 상업용 냉장고, 심지어 산업용 냉각 시스템에서도 찾아볼 수 있습니다. 예를 들어, 슈퍼마켓에서 음식을 차갑게 유지하는 냉동 시스템은 적절한 온도를 유지하기 위해 적절한 양의 냉매가 사용되도록 열팽창 밸브에 의존합니다.
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참고자료
- ASHRAE 핸드북 - 냉장. 미국 난방, 냉동 및 공조 엔지니어 협회.
- Stoecker, WF, & 존스, JW (1982). 냉동 및 에어컨. 맥그로-힐.
