팽창밸브

SPORLAN Thermostatic Expansion Valve

TEV(Thermostatic Expansion Valve)는 증발기 출구 냉매증기(蒸氣)의 과열도(Superheat)를 일정하게 유지시키면서 증발기로 들어오는 냉매액의 흐름(Flow)을 Control하게 된다. 냉매증기 온도와 그 냉매의 포화온도간의 온도차를 과열도(過熱度:Superheat)라 한다

TEV를 Control 하는 과열도는 감온통(Bulb)의 실(Actual)온도와 감온통이 놓인 곳에서 Suction Pipe 내를 흐르는 냉매의 흡입압력에 상응하는 포화온도와 온도차를 측정함으로서 알 수 있다. 과열도를 Control 함으로서, TEV는 냉매액이 압축기로 귀환하는 것을 방지할 수 있게 되고, 증발기의 거의 모든표면을 유효하게 활용할 수 있도록 해준다 .냉매유동(Flow)양과 증발기에서 증발될 수 있는 양을 일치(Match)시켜주는 TEV의 능력 때문에, TEV가 대다수 냉방/냉동장치에 이상적인 팽창기구로 사용되고 있다





1. 냉동장치 (The Refrigeration System).



팽창기구(Expansion Device)가 증발기內로 냉매의 흐름(Flow Rate)을 조절 해 주기 때문에 팽창기구의 선택은 냉동 System운전에 특히 중요하다. 팽창기구가 잘못 적용되거나 규격선택이 잘못되면 일반적으로 작동에 문제가 발생하게 되거나, System성능 저하를 초래한다.

예로 Size가 적은 TEV는 증발기內로 충분한 냉매가 흐르는 것을 방해하게 되어 System의 냉동능력을 저하시키는 원인이 된다. 반대로 Size가 큰 TEV는 너무 많은 액이 증발기로 流入되는 것을 허용하게 되고 이것은 압축기로 액을 귀환시키는 원인이 된다,

후자를 우리는 Flood back 이라 한다. 양쪽 모두 빠른 조치가 따르지 않으면 압축기는 상당한 손상(Damage)을 입게 된다, 따라서 팽창기구는 선택과 응용에 주의가 요망된다.



2. 팽창밸브의 종류 (Type of Expansion Devices)



1) The Fixed Area Restrictor (모세관식)



모세관型은 단순히 냉매액의 통과를 정교하게 制限하도록 만들어진다. Capillary Tube형(또는 Cap Tube 형) 과 The Short Tube Restrictor(또는 Plug Orifice)형이 일반적이다

이런 타입은 증발負荷가 거의 一定하고 응축온도가 항상 일정한 소형 냉방창치나 냉동장치에 대표적으로사용된다. 이런 팽창기구의 결점은 이들 Size는 한가지 조건에만 적합토록 될 수밖에 없기 때문에, System의 운전조건 변화에 對應하여 냉매의 흐름 량(Flow Rate)을 효과적으로 조절할 능력이 제한되어있다.



2) 자동 또는 定壓 팽창밸브(AEV = Automatic Expansion Valve)



모세관式과 마찬가지로 자동팽창밸브(AEV)는 일정한 증발부하를 갖는 System 적용에 가장 적합하다.

AEV는 단지 증발기나 밸브 출구압력을 일정하게 유지시켜 냉매의 흐름을 조절하게 된다. 증발기에서 Heat Load가 증가할 때 AEV는 밸브가 Setting 된 그 증발압력을 유지하기 위하여 냉매의 흐름을 감소시킨다. 반대로 AEV는 증발부하가 감소할 때 밸브가 Setting된 그 증발압력을 유지하기 위하여 냉매흐름을 증가시킨다. 결과적으로 AEV는 부하가 클 때 증발기에 액이 부족하게 되고 부하가 적을 때 과(過)공급을 하게 된다.



3) 온도 感應式 팽창밸브(TEV = Thermostatic)



Thermostatic Expansion Valve(TEV)는 직접 膨脹式(Direct Expansion) 증발기內로 냉매를 공급함에 있어서 탁월한 해결책을 제공해준다. TEV는 증발기 출구에서 거의 일정한 과열도를 유지하면서 냉매의 유동량(Flow)을 조절한다.

증발기에서 부하(負荷:Heat Load)가 증가할 경우, 증발기 출구에서 과열도(過熱度)는 증가하기 때문에 TEV는 자체에 Setting된 양(크기)의 과열도가 발생 될 때까지 냉매흐름을 증가시킨다.

반대로증발기에서 부하가 감소할 경우, 과열도는 감소(Decrease)하게 됨으로, TEV는 냉매의 흐름을 줄이게(Reduce)된다. 이런 조절의 효과는 부하의 적고 많음에 관계없이 모든 조건에서 증발기가 거의 완전히활용 될 수 있도록 해준다.

과열의 개념과 과열도의 측정방법은 6-항 "TEV Operation and Performance" 에서 더 설명된다.

TEV는 System에 냉매를 주입했을때 또 다른 장점이 있다. TEV를 사용했을 경우는 System에 냉매 주입량은 다른 팽창형 기구를 사용했을 때처럼 그렇게 중요하지 않다.

모세관式이나 AEV를 사용할 경우는 System에 주입된 냉매 량이 정확하여야 하며, 이것이 밸브성능에 많은 영향을 주게된다



4) 전자팽창밸브(EEV: Step motor 구동)



출처 : sporlan 기술자료

번역 : JASCO 대표 신언준