Termosztatikus expanziós szelepek
A termosztatikus adagoló a száraz rendszerű elpárologtatók leggyakrabban használt adagolószerve, egy segédenergia nélkül működő mechanikus szabályozó.
3.4.3. ábra. Termosztatikus adagoló
Rövidebben termoszelepnek is nevezik. Feladatát tekintve túlhevítés-szabályozó. Az elpárologtató hűtőközeg-ellátását az elpárologtatót elhagyó hűtőközeg-gőz túlhevítése mértékének (Dt=t1-to) állandó értéken való tartásával valósítja meg. Ennek diagramját láthatjuk a 3.4.4. ábrán. Az elpárologtató változó hőterhelése esetén is biztosítja a hőátadó felület teljes kihasználásához (elpárologtatáshoz) szükséges hűtőközegáramot – jó működése esetén éppen annyit, amennyi feltétlenül szükséges –, ugyanakkor véd a túltöltődés ellen.
3.4.4. ábra. Hűtőkörfolyamat túlhevítéssel
Belső nyomáskiegyenlítésű termosztatikus adagolószelep
A termosztatikus adagolószelep felépítése az automatikus adagolószelepéhez hasonló, de a membrán felett zárt térrel és egy hozzá kapcsolódó hőérzékelő patronnal rendelkezik, amelyet az elpárologtatóból kilépő csővezetékre szerelnek fel, azzal jó hővezetést biztosító fémes kapcsolatba hozva. Az érzékelő így a kilépő hűtőközeg hőmérsékletét veszi fel, és töltete (ami egy könnyen párolgó folyadék vagy gáz) azzal megegyezően t1 hőmérsékletű lesz. Az érzékelőben (és a membrán feletti térben) az érzékelő töltetének minőségétől függő p1 nyomás fog kialakulni. Így a Dt=t1-to túlhevítési mértéket a Dp=p1-po nyomásdifferencia határozza meg. A Dt csökkenése, vagyis az elpárolgási hőmérséklet csökkenése vagy az érzékelt hőmérséklet emelkedése a szeleptestet a zárás irányába mozdítja el, míg a növekvő hőmérséklet-különbség esetén a szeleptű nyitja a fúvókát. Ha az elpárologtatóban hűtőközeghiány lép fel, akkor növekszik a túlhevítési hőmérséklet és az érzékelőnyomás, ezért nyílik a szelep, ezáltal nő a belépő hűtőközeg mennyisége. Túladagolt hűtőközeg esetében a fordított folyamat játszódik le, nő az elárasztás, csökken a túlhevítés, a szelep záródik.
A termosztatikus szelepeknél Dtü üzemi, Dtst statikus, valamint Dtny nyitási túlhevítés mértéket különböztetünk meg. Üzemi túlhevítésről akkor beszélünk, ha a túlhevítés mértéke éppen akkora, amekkora a névleges hűtőteljesítménynek megfelelő hűtőközeg tömegáram áteresztéséhez szükséges. Statikus túlhevítésnél a szelep éppen nyitni kezd, a nyitási túlhevítés pedig a nyitás kezdete és az üzemi nyitás közötti szelepemelkedéshez szükséges. E mennyiségek összefüggéseit a 3. 4.5. ábra mutatja. Az ábrán a függőleges tengelyen H a szelep emelkedését jelenti. Ha a Dtü < Dtst, a szelep zárva van, ha annál nagyobb, a nyitás mértékétől (H=0 és Hmax. között) függően, a hűtőközeg az elpárologtatóba áramlik. Az összefüggés a három fajta túlhevítés között: Dtü = Dtst +Dtny. A szelep nyitása és a hűtőteljesítmény arányos a nyitási túlhevítéssel, a termoszelep tehát az arányos szabályozók közé tartozik.
3.4.5. ábra. Termosztatikus szelep működési tartománya
A termosztatikus adagoló szelepen található szabályozó csavar kizárólag a Dtst mértéket hivatott módosítani, amelyet gyárilag 4 K körüli értékre állítanak be és nem célszerű változtatni, hiszen a gyári beállításnak köszönhető, hogy a statikus túlhevítés mértéke közel állandó az alkalmazhatóság teljes tartományában. A Dtny=2-3 K, az értéke terheléstől függ.
A hűtőberendezés leállásakor az elpárolgási po nyomás gyors növekedésével a szelep lezár. Azonban, ha a kompresszor leállásakor a Dtü meghaladja Dtst értéket, nyitás következik be, és ez az újraindulásnál a kompresszort veszélyeztetheti. Ennek elkerülése érdekében a termosztatikus szelep elé külön mágnesszelepet építenek be, ami a kompresszor leállásakor zár.
