شرایط طرح داخل دما و رطوبتی است که سعی می کنیم درون ساختمان نگاه داریم و برای زمستان و تابستان به دلیل صرفه جویی انرژی متفاوت است

Indoor Conditions. Indoor conditions assumed for design purposes depend on building use, type of occupancy, and/or code requirements.

Chapter 9 and ASHRAE Standard 55 define the relationship between indoor conditions and comfort.

Typical practice for cooling is to design for indoor conditions of 24°C db and a maximum of 50 to 65% rh.

For heating, 20°C db and 30% rh are common design values. These conditions are the default values used throughout this chapter.

 نقطه دمای طرح داخل ساختمان در تابستان برنگ آبی و طرح خارج در تهران به رنگ سبز بر نمودار سایکومتری که نشان می دهد چرا در تهران تبرید کولر آبی خیلی خوب جواب می دهد

شرایط طرح خارج ماکزیمم و بدترین حالات دما و رطوبت است که در خارج از ساختمان در تابستان و زمستان اتفاق می افتد و اتلاف انرژی را حداکثر می کند و بر اساس ان باید طراحی تهویه مطبوع صورت گیرد. جدول بالا شرایط طرح خارج برگرفته ازهندبوک اشری 2017 برای برخی شهرهای ایران می باشد. در مورد تهران مهراباد معیار بوده است

نمودار سایکومتری بخار در هوا که در آن نسبت رطوبت و دما تعیین کننده خواص مخلوط هوا خواهد بود برای ارتفاعهای مختلف از سطح دریا متفاوت خواهد بود تا 1000 فوت یا 300 متر اختلاف ارتفاع می توان از یک منحنی استفاده کرد برای تهران ارتفاع مهرآباد طبق جدول بالا 1200 متر است و بالاترین ارتفاع معمول در سطح تهران 1800 و پایینترین آن را می توان 1000 متر گرفت در این صورت می توان از منحنی سایکومتری ارتفاع 1500 متر برای محدوده ارتفاع بالاتر از خیابان آزادی تا تجریش استفاده کرد توجه شود که دمای 24 و رطوبت نسبی 50 درصد به عنوان شرایط آسایش ایده آل در تابستان در منحنی نشان داده شده است  

توجه شود که  مطابق نمودار پایین دمای 24 و رطوبت نسبی بین 50 تا 65 درصد را به عنوان شرایط آسایش در تابستان می گیریم که در منحنی با خط سبز نشان داده شده است. شرایط طرح خارج تابستان درتهران را که دمای خشک 37.4 و دمای تر 17.9 یا دمای خشک 38.8 و دمای تر 18.1 است در همین منحنی با رنگ قرمز می ببینیم. نکته جالب این است که اگر شرایط طرح خارج تهران را در نظر بگیریم  کولر آبی که فرآیند دمای تر ثابت است به راحتی شرایط طرح خارج در تهران را به شرایط مساعد مناسب اسایش داخل می رساند و نیازی به کولرهای گازی و اسپیلت با هزینه برق چند برابر نیست البته حتی در تهران در ساختمانی که بار سرمایش نامحسوس یا نهان یا همان بخار تولیدی در داخل ساختمان زیاد است کولر ابی کاراییش کم می شود.

فرآیند عبور هوا از کویل سرمایش جهت تهویه مطبوع که در آن ان شرایط هوای بیرون تی شرایط هوای درون و سی مخلوط هوای برگشتی و تازه از بیرون و اس نقطه شبنم دستگاه خنک کننده و بی اف نسبت هوای بای پس شده بدون تغییر دما از روی کویل دستگاه و جی اس اچ اف فرآیند سرمایش بر کویل و ار اس اچ اف فرآیند گرم شدن هوای ورودی در اتاق در اثر بار سرمایشی می باشد در محاسبات سرمایش این امر مهم است که چقدر از بار سرمایش ناشی از رطوبت است و باید رطوبت گیری انجام شود و چقدر بار سرمایش ناشی از دمای هواست و صرفا کاهش می خواهد شیب خطوط ار اس اچ اف و جی اس اچ اف نشان دهنده این نسبت بار سرمایش گرمای نهان به گرمای محسوس است

بنا به توصیه کریر برای گرمایش اگر با تغییر رطوبت همراه نباشد دبی هوا را می توانیم با تقسیم بار حرارتی هر انشعاب بر میزان حرارت یک لیتر هوای گرم کننده بدست اوریم.

برای سرمایش هم مادامی که دمای نقطه شبنم دستگاه به اندازه کافی برای رطوبت گیری از هوا(جذب بار برودتی نهان) کافی باشد با تقسیم بار برودتی محسوس بر میزان سرمایش محسوس یک لیتر هوا، مقدار دبی هوای لازم برای انشعاب را بدست اوریم. به عبارت دیگر اگر هوا رطوبت زیادی داشته باشد دمای هوای تهویه را بیشتر سرد می کنیم تا رطوبت بیشتری گرفته شود و در عوض حجم این هوا را باید کم کنیم و اگر حرارت محسوس زیاد باشد و نیاز به رطوبت گیری نباشد نیازی نیست که خیلی دمای دستگاه یا همان نقطه شبنم را پایین بگیریم و در عوض حجم هوای تهویه با دمای بالاتر باید بیشتر باشد.

بر همین اساس جناب اقای مهندس طباطبایی در کتاب خود هوادهی لازم برای بار برودتی را به سه دسته تقسیم می کند

اسایش معمولی با 400 فوت مکعب بر دقیقه برای هر تن تبرید بار برودتی یا 53.64 لیتر بر ثانیه در ازای هر کیلووات برودت

کولر گازی یا بار محسوس بالا با 500 فوت مکعب بر دقیقه برای هر تن تبرید بار برودتی یا 67.05 لیتر بر ثانیه در ازای هر کیلووات برودت

بار حرارتی نهان بالا با 350 فوت مکعب بر دقیقه برای هر تن تبرید بار برودتی یا 46.93 لیتر بر ثانیه در ازای هر کیلووات برودت

نکته مهم این است که محدوده حرارت یا برودت ناشی از یک لیتر هوا رنج مشخصی دارد زیرا دمای اب سرد کننده یا گرم کننده دستگاهها رنج مشخصی دارد و هوای کانال هم نمی تواند از این دو سردتر یا گرمتر باشد. بر این اساس هندبوک اشری جدول زیر را برای مقدار برودت یا حرارت تولیدی از دستگاه با توجه به دبی هوای ان داده است. که برای برودت 320 فوت مکعب بر دقیقه برای یک تن تبرید یا 42.86 لیتر بر ثانیه هوا در ازای 1 کیلو وات است. در این جدول برای حرارت نیز 22.43 لیتر بر ثانیه هوا در ازای هر کیلو وات بار حرارتی مطرح شده است.

در اینجا چند نمونه تقسیم هوادهی بر ظرفیت سرمایش در کاتالوگ کویلهای داکت اسپیلت و یا فن کویلها هم انجام شد که نتیجه

برای داکت اسپیلت هایزنس بین 300 تا 350 فوت مکعب بر دقیقه برای هر تن تبرید و برای گرمایش حدود 30 لیتر بر ثانیه در ازای کیلو وات بود.

برای ال جی در سرمایش 300 تا 450 فوت مکعب بر دقیقه برای هر تن تبرید بود و در گرمایش بین 40 تا 75 لیتر بر ثانیه برای هر کیلو وات بار حرارتی بود. 

می بینیم که بازه مطرح شده توسط مهندس طباطبایی چقدر به واقعیت دستگاههای بروز نزدیک است.

 

چارت افت فشار کانال با شرایطی که در زیر گفته شده از استاندارد اشری که در آن محدوده سرعت مناسب هوا در کانال به عنوان راهنما آورده شده است

Friction Chart
The friction chart (Figure 10) is a plot of the Darcy and Colebrook equations [Equations (18) and (19), respectively), where the
absolute roughness is 0.09 mm and the air is standard air (density = 1.204 kg/m3)].

Figure 10 can be used for (1) duct construction/materials categorized as “average” in Table 1, (2) temperature variations of ±15 K from 20°C, (3) elevations to 500 m, and (4) duct pressures from –5 to +5 kPa relative to ambient pressure. These individual variations in temperature, elevation, and duct pressure result in duct
losses within ±5% of the standard air friction chart.
The friction chart was changed in 1985 from an absolute roughness of 0.15 mm to 0.09 mm based on research by Griggs et al.
(1987), who found that the roughness factor is affected by the material surface, joint spacing, and type of joint.

بخش بزرگی از هندبوکها و استانداردها برای سایزینگ لوله و کانال به جدول بندی افتهای موضعی مثل سه راه و زانو اختصاص دارد ولی این استانداردها در نهایت این افتها را بصورت درصدی تقریبی از کل افت مسیر در نظر می گیرند. می دانیم که طبق استاندارد اشری افت های موضعی در لوله کشی را 50 درصد افت کل مسیر می گیریم. اما کریر برای کانال می گوید با توجه به اینکه پلان ان ساده یا معمولی یا پیچیده باشد افتهای موضعی را به ترتیب 20 یا 40 یا 60 درصد مسیر باید گرفت

این مطلب الهام گرفته از کانال ذکر شده در تصویر زیر است با تشکر از کتب ارزشمند به اشتراک گذاشته شده در این کانال و همچنین مطالب مستند ان از این کتب

کلاس بندی طبق استاندارد اسماکنا برای سرعت و فشارعبور هوا از کانل 

جامعه پیمانکاران ورقهای فلزی و تهویه مطبوع کانالها را از دید افت فشار از ابتدا تا انتهای مسیرشان به چند دسته بر حسب اینچ اب تقسیم می کند و برای هر دسته ماکزیمم سرعت هوا در کانال در نظر گرفته است.

شرکت کریر یک دسته بندی کلی تر فشاری برای کانالها بصورت زیر ارائه می کند
1. کانال کم فشار تا افت فشار 3 و سه چهارم اینچ اب با فن از کلاس 
2. کانال فشار متوسط تا افت فشار 6 و سه چهارم اینچ اب با فن از کلاس 
3. کانال فشار بالا تا افت فشار 12 و یک چهارم اینچ اب با فن از کلاس 

کلاس بندی طبق هندبوک کریر برای سرعت و فشارعبور هوا از کانل

کریر از دید سرعت هوا کانالها را به دو دسته سرعت بالا و پایین تقسیم می کنند
سرعت پایین تا 2500 فوت بر ثانیه: اسایش تجاری معمولا 1200 تا 2200
اسایش کارگاهی معمولا 2200 تا 2500

سرعت بالا یعنی سرعت بالای 2500

برای کانال برگشت همیشه کانال را سرعت پایین می گیریم:
اسایش تجاری بین 1500 تا 1800
اسایش کارگاهی بین 1800 تا 2200

همانطور که در پست بالا گفته شد محدوده مناسب افت فشار به طول و ماکزیمم سرعت بر روی خود نمودار افت کانال علامت زده شده بود ولی خود کتاب مذکور اعلام می کند که محدوده ها به شرایط بستگی دارد و باید بیشتر به جداول محدودیتها مراجعه کرد. کلا ماکزیمم سرعت در کانال و رنج افت فشار بصورت جدولی توسط  اشری و  کریر منتشر شده که خیلی هم با هم و با نمودار ذکر شده انطباق ندارند

محدودیتهایی که بر طبق استاندارد اشری باید برای سرعت عبور هوا از کانل قائل شویم

محدودیتهایی که بر طبق استاندارد  اشری باید برای سرعت عبور هوا از کانل قائل شویم به

مدور یا مستطیل بودن ان و سطح معیار الودگی صوتی در ان محل (45 کارگاه- 35 مسکونی- 25 اتاق ساکت) و چگونگی جدا بودن محل عبور کانال از فضا ربط دارد
مثلا برای کانال مستطیل واقع در بالای سقف دیوار خشک (به اصطلاح بازار کناف) در ساختمان مسکونی با صدای معیار  35 حداکثر سرعت هوا باید 12.7 متر بر ثانیه باشد

محدودیتهایی که بر طبق هندبوک کریر باید برای سرعت عبور هوا از کانل قائل شویم

محدودیتهایی که بر طبق  کریر باید برای سرعت عبور هوا از کانل قائل شویم بر اساس کاربری ساختمان و اصلی یا فرعی بودن کانال یا رفت و برگشت بودن هوای درجریان درون ان است
برای مثال ماکزیمم سرعت هوا در کانال برای ساختمان مسکونی درکانال اصلی رفت 5 و برگشت 4 متر بر ثانیه است برای کانال فرعی چه رفت و چه برگشت 3 متر بر ثانیه حداکثر سرعت هوا در کانال خواهد بود

استاندارد اشری و هندبوک کریرعلاوه بر معیار محدودیت سرعت هوا در کانال به دلیل سر و صدای ان، محدوده ای از افت فشار بر متر کانال را به عنوان راهنمایی برای طراح اعلام نموده اند.

 بر طبق استاندارد اشری برای کانال برگشت هوا یا کلا کانالهای فشار پایین، افت فشار مناسب طبق جدول پایین بین 0.4 تا 1.6 پاسکال بر متر کانال است. البته سرعت هم باید با جدول محدود کننده ان چک شود

 طبق هندبوک کریر جدول زیر به عنوان راهنمای محدوده افت فشار مناسب برای کانال با توجه به کلاس فشاری ان ذکر شده است
مثلا برای کلاس فشاری تا 2 اینچ اب (500 پاسکال) افت در سرتاسر کانال یعنی کلاسی که مبحث 14 ایران را شامل می شود داریم
محدوده افت مناسب طراحی 0.1 تا 0.15 اینچ اب بر 100 فوت طول لوله یا 0.83 تا 1.245 پاسکال بر متر لوله است. این محدوده به محدوده افت فشار مناسب کانال کم فشار طبق استاندارد اشری نزدیک است

طبق استاندارد  اشری و هندبوک کریر برای ورودی و خروجیها و پخش کننده های هوا هم بدلیل اینکه هنگام عبور هوا صدای ازار دهنده نداشته باشند محدودیت وجود دارد

محدودیتهایی که بر طبق استاندارد اشری باید برای سرعت عبور هوا از دریچه ها قائل شویم

برای مثال بر طبق استاندارد اشری ماکزیمم سرعت هوا در دریچه برگشت 2.5 و در دریچه ورودی به فضا 2 متر بر ثانیه است. همچنین سرعت عبور هوا از روی کویل گرمایش بین 2.5 تا 5 متر بر ثانیه خواهد بود

همچنین بر حسب الودگی صوتی مجاز یک اتاق سرعت هوا از دیفیوزر را می توان تعیین کرد که برای مسکونی که الودگی مجاز صوتی 30 دارد ماکزیمم سرعت ورود هوا 2.2 و خروج ان 2.5 خواهد بود

محدودیتهایی که بر طبق هندبوک کریر باید برای سرعت عبور هوا از دریچه ها قائل شویم

بر طبق کریر برای دریچه برگشت هوا سرعت عبور هوا باید در ساختمان مسکونی زیر 2 متر بر ثانیه باشد و در ساختمان تجاری به محل صندلیها و فاصله از دریچه ربط دارد

انواع فن بر اساس اشری و نمودار فشار و توان و بازده آنها بر حسب دبی عبوری هوا و توضیح این نمودارها و موارد کاربرد فن ترتیب فنها بر اساس بیشترین فشار تا کمترین فشار در فنهای سانتریفیوژ است برای فنهای محوری از کمترین فشار تا بیشترین فشار مرتب شده اند

انواع فن بر اساس کریر و توضیح فشار و توان و بازده آنها و موارد کاربرد فن ترتیب فنها بر اساس کمترین فشار تا بیشترین فشار مرتب شده اند

فرمولهای فن

شیر انبساط یا وسیله پیمانه کننده وسیله ای است که مبرد مایع مافوق سرد فشار بالای خروجی از کندانسور را به مبرد مخلوط بخار و مایع اشباع در دما و فشار اواپراتور تبدیل می کند. این عمل با کاهش فشار درون شیر انجام می شود. عبور مبرد مایع از این قطعه سیکل تبرید باعث کاهش فشار می گردد و این کاهش فشار به نوبه خود باعث تبخیر بخشی از مایع مبرد می شود. این تبخیر، گرمای نهان خود را از مجموعه مبرد می گیرد و دمای کل مبرد کاهش پیدا می کند. مقدار عبور مبرد مایع از وسیله توسط وسیله کم و زیاد می شود تا متناسب با بار برودتی و نیاز اواپراتور باشد. اینکه این مقدار چقدر باشد توسط مکانیزم‌های مختلفی تعیین می شود و لذا ما چهار دسته وسیله پیمانه کننده زیر را داریم:
ا. لوله مویین
۲. شیر انبساط اتوماتیک
۳. شیر انبساط ترمواستاتیک
۴. شیر انبساط الکترونیکی

۱. لوله مویین: کاهنده فشار در سیکل تبرید میتواند لوله ای با قطر اندک(لوله مویین)باشد که بر اثر سطح مقطع کم و سرعت بالای عبور مبرد و خاصیت مویینگی،افت هد و فشار زیادی ایجاد کند. افت فشار لازم در مسیر لوله با افزایش و کاهش طول لوله ایجاد می گردد. این نوع کاهنده فشار ساده ترین نوع است و با توجه به اینکه در یک مدار بسته با یک کمپرسور با نمودار مشخصه ثابت قرار داد همیشه مقدار مبرد ثابتی را در زمان روشن بودن کمپرسور به اواپراتور می فرستد. لوله مویین می تواند در ابتدای خود حباب مانندی به عنوان ذره گیر داشته باشد. در جایی که دمای محیط و بار محفظه و دمای محفظه ثابت است مثل یخچال خانگی بسیار مناسب است. در هنگام خاموشی سیستم فشار در دو سوی لوله مویین یکی می شود. این امر گشتاور لازم برای راه اندازی کمپرسور را کم می کند.
گاهی لوله مویین را به لوله مکش کمپرسور می بندد که نقش مبدل برای سوپرهیتر و سابکول را هم انجام دهد و در این حالت سوپرهیتر را باید قبل از این ناحیه در لوله مکش اندازه گرفت.
مقدار مبرد برای شارژ سیستم با لوله مویین بدلیل نبود رسیور و اکومولاتور بسیار کم است لذا باید دقیق اندازه گیری شود تا سوپرهیتر درستی ایجاد شود. از لوله مویین برای سیستم سرمایش کوچک مثل یخچال ویترینی استفاده می شود. لوله مویین ارزان است و فوری با شروع جریان اختلاف فشار در دو سرش ایجاد می شود و کمپرسور با فشار زیاد در مکش خود راه اندازی نمی شود و بنابراین خازن راه انداز نمی خواهد. شیرهای انبساط رسیور و مبرد زیاد می خواهند ولی لوله مویین نه. لوله مویین برای سرمایش پایدار خوب است ولی در تغییر بار برودتی خوب عمل نمی کند. جدول انتخاب لوله مویین بر حسب اسب بخار کندانسینگ یونیت و نوع مبرد و رنج دمایی اواپراتور است و به ما قطر و طول مناسب لوله مویین را می دهد
در تعویض لوله مویین لوله باریکتر و کوتاهتر باید با لوله کلفت تر و بلند تر تعویض گردد که نحوه این که چقدر بلندتر در ازای قطر بیشتر از جدول تعیین می شود.
لوله مویین در حالت فشار بالای کندانسور، مبرد بیشتری عبور داده و سرمایش زیاد می شود. در بار زیاد هم فشار اواپراتور زیاد شده و مبرد کم می شود در حالی که باید زیاد شود. در بار کم هم مبرد زیاد می شود در حالیکه باید کم شود. لذا کنترل کننده خوبی در تغییر بار نیست و برعکس عمل می کند.
کارخانه سیستم لوله مویین را بسیار دقیق از مبرد پر می کند که پر کردن در مرز بحرانی خوانده می شود. در این حالت اگر کمی مبرد بیشتر باشد سوپرهیت کم و اگر کمی کم باشد سوپرهیتر زیاد می شود به همین دلیل به آن شارژ بحرانی گویند
در مورد سیستمهای با شارژ بحرانی توصیه ی شود از گیج استفاده نشود زیرا در هر بار استفاده مقداری مبرد هدر می رود و سیستم با ۱۰ درصد کاهش شارژ دیگر درست ما نمی کند. در مورد این سیستمها اول باید یخ زدگی کثیفی مبدل‌ها و نفوذ هوا از جاهای مختلف و اضافه بار و .. را چک کرد و اگر موردی نبود به سراغ اتصال گیج رفت.

اگر لوله مویین قبل از خود فیلتر دارد گرفتگیها معمولا در خروجی فیلتر و ورودی لوله مویین است پس می توان اندکی از ابتدای لوله را برید توجه شود بریدن در حد چند اینچ کل سیستم را از بازده مناسب خارج می کند.
ورود مبرد به درون کارتر در زمان فلاش و هنگام روشن بودن کمپرسور فلادینک و هنگام خاموش بودن آن مایگریشن گویند. روغن زیاد یا با ویسکوزیته اشتباه یا موارد فوق می توان باعث رفتن روغن به لوله مویین و گرفتگی آن شود در این حالت باید بگزاریم سیستم چند ساعت پشت سر هم کار کند و اگر باز مشکل برطرف نشد می توان به عنوان راه حل نهایی با تمیز کننده های بازاری لوله مویین را تمیز کرد.

۲.شیرانبساط اتوماتیک یا AXV در واقع یک تنظیم کننده فشار خروجی یا یک رگلاتور فشار است که فشار اواپراتور را ثابت نگه می دارد. اگر فشار اواپراتور بالا رود مبرد عبوری را کم می کند که کمپرسور با کارکرد خود مبرد اواپراتور را بکشد و فشار و دما افت کند. در این حالت این فشار ابتدای اواپراتور یک دیافراگم درون شیر را به عقب می راند و شیر هم عقب رفته و بسته تر می شود. برعکس در بار کم و افت فشار و دمای اواپراتور شیر باز می شود که فشار افزایش یابد و حتی امکان دار مبرد مایع از اواپراتور خارج شود.
چون فشار اواپراتور با این شیر ثابت می ماند کمپرسور باید با ترموستات محفظه خاموش و روشن شود نه با افزایش فشار مکش که ثابت نگه داشته می شود. همچنین عملکرد این نوع شیر انبساط را در حالت افزایش بار برودتی و کاهش آن و در حالت پایدار در تصویر می بینیم. این شیر مناسب موارد با بار برودتی ثابت مثل بستنی ساز  و یخچال بستنی و … است. این شیر تحت تأثیر فشار کندانسور خلاف عملکرد درست عمل نمی کند.   ولی برای تغییر بار در اواپراتور دقیقا مثل لوله مویین بطریق برعکس شیوه شیر ترمواستاتیک (شیوه درست) کار می کند. این شیرها در آب سرد کن و توزیع کننده بستنی نرم و غیره که دما نباید بیش از ۱ یا ۲ درجه کم و زیاد شود استفاده می شوند.

۳.شیرانبساط ترمواستاتیک(TXV)شیری است که یک حباب فلزی و لوله مرتبط(حاوی ماده انبساطی)دارد.حباب به انتهای اواپراتور چسبانده میشود و با افزایش دمای خروجی اواپراتور،ماده انبساطی ازطریق لوله بردیافراگم شیرانبساط فشار وارد کرده و شیر انبساط را بازتر میکند و مبرد بیشتر،دمای خروجی اواپراتور را پایین میآورد.

در شکل محل صحیح قرارگیری حباب حسگر بر لوله خروجی اواپراتور را میبینیم. حباب باید  بصورت افقی وثابت و بر روی سطح صاف و بدون پله از لوله باشد. اگر لوله مکش یا همان خروجی اواپراتور پنج هشتم اینچ یا کمتر باشد حباب را باید بالای آن نصب کرد. اگر ابعاد لوله مکش هفت هشتم اینچ و بالاتر حباب باید درموقعیت ساعتهای ۴یا۸ لوله مطابق شکل نصب شود. قرار گیری حباب در ساعت ۶ یعنی پایین لوله بدلیل وجود روغن ته نشین شدن در آنجا که عایق است مشکل دارد. حباب بهتر است با لوله مکش درون عایق قرار گیرد. بست برای محکم بستن حباب در جای خود می تواند از استیل ضد زنگ باشد

درون حباب سیستم می تواند چهار نوع ماده انبساطی وجود داشته باشد:
۱. خود مبرد بصورت مایع
عملکرد این شیر بر حسب دمای سوپرهیت خطی است ولی فقط در رنج کوچک دمایی خوب عمل می کند و در دمای سوپرهیت بالا کل مسیر شیر را باز می کند و موجب مبرد زیاد و اضافه بار بر کمپرسور می شود که ممکن است کمپرسور خاموش شود.
۲. مایع غیر از مبرد
منحنی فشار بر حسب دمای آن صاف‌تر از منحنی مبرد است نسبت به فشار اواپراتور یعنی دمای آن بسیار حساس است و فوری شیر انبساط بسته می شود ولی نسبت به دمای خروجی کمتر حساس است و کمتر شیر را بر اساس آن تغییر می دهد.
۳. مبرد بصورت گاز و مخلوط اشباع
در این حالت مبرد بصورت مخلوط اشباع فشار بر حسب دمای خطی بصورت صعودی با شیب بیشتر دارد و تاثیر پذیری از دما زیاد و از فشار کم است. اگر دما بالا رود و کل مبرد داخل حباب بخار شود  شیب منحنی فشار بر حسب دما کم و نزدیک صفر می شود و تاثیر پذیری از دما کم و تاثیرپذیری از فشار زیاد می شود. در این حالت در فشار بالای اواپراتور که بار زیاد است شیر با مبرد زیاد احتمال ورود مبرد به کمپرسور را بیهوده زیاد نمی کند. به این شیرها دارای ماکزیمم فشار کاری هم می گویند. مثلا شیری با ماکزیمم فشار کاری ۱۵ پی اس ای نسبت به افزایش دمای بیش از این فشار حباب عکس العمل نشان نمی دهد شیر از این بازتر نمی شود) و در این فشار کل مبرد حباب تبخیر شده است. در این حالت حباب باید دقت کرد که دمای بدنه شیر از حد مایع کامل شدن مبرد درون حباب کمتر نشود. در این حالت مایع مبرد درون حباب روش دیافراگم میعان می کند. برای جلوگیری از این امر برخی شیرهای انبساط ترمواستاتیک هیتر دارند.
شیرهای محدود کننده فشار: شیرهایی هم وجود دارند که مثل شیر با گاز درون حباب ولی با مکانیزم دیگری خاصیت محدود کردن جریان مبرد در دماهای بالای اواپراتور دارند و در تبرید دما پایین مفید هستند زیرا کمپرسورهای دما پایین برای فشار پایین مکش هستند و در فشار بالا در مکش به آنها صدمه می رسد

۴. گازی غیر از مبرد

میدانیم که سوپرهیت تفاضل دمای تبخیر درفشار خروج اواپراتور از دمای خروج اواپراتور است.برای اینکه فاکتور دمای تبخیر هم در کنار دمای خروج اواپراتور مد نظر قرارگیرد یا فشار ابتدای اواپراتور مستقیما به دیافراگم وارد میشود (Internally Equalized)یا با لوله متعادل کننده فشار انتهای اواپراتور را به شیر انبساط میبرند و بر دیافراگم اثر میدهند(Externally Equalized)تا در کنار دمای انتهای اواپراتور شیر را تنظیم کنند. دلیل استفاده از لوله متعادل کننده خارجی این است که افت فشار از محل شیر تا انتهای اواپراتور زیاد است (برای نمونه افت فشار در عبور از توزیع کننده ابتدای اواپراتور می تواند تا نصف فشار کل خروجی شیر انبساط باشد) لذا فشار در جلوی شیر انبساط فشار انتهای اواپراتور برای محاسبه سوپرهیت نیست. در افت فشارهای بیشتر از موارد زیر در اواپراتور باید شیر انبساط ترمواستاتیک با متعادل کننده خارجی نصب شود.
۱. برای کاربردهای تهویه مطبوع ۱ پی اس ای
۱. برای کاربردهای تبرید مهمولی ۲ پی اس ای
۱. برای کاربردهای تبرید دما پایین ۳ پی اس ای
همیشه برای زمانی که توزیع کننده مبرد ابتدای اواپراتور است به دلیل افت فشار زیاد در آن باید شیر با متعادل کننده خارجی نصب شود. بدون متعادل کننده خارجی در این موارد شیر انبساط همیشه کمتر از حد مبرد عبور می دهد. برای اواپراتورهای تک مداره بدون توزیع کننده مبرد در ورودی افت فشار کل اواپراتور حداکثر ۲ پی اس ای است و نیازی به لوله متعادل کننده خارجی نیست
توصیه سازنده های شیر انبساط این است که انشعاب متعادل کننده همیشه باید بعد از حباب پس از  خروجی اواپراتور گرفته شود زیرا اگر مبرد سرد از شیر انبساط توسط متعادل کننده به قبل از حباب نشت کند دما را بشدت کم کرده و شیر کاملا بسته می شود. البته سازنده های اواوراتور خلاف این امر می سازند.

برای محاسبه سوپرهیتر توسط تکنسین باید فشار و دمای نزدیک خروجی اواپراتور را گرفت ولی اگر کمپرسور بیش از ۵ فوت با اواپراتور فاصله ندارد می توان فشار را در پورت سرویس آن سنجید در غیر اینصورت باید یا بر لوله خروجی اواپراتور یک فیتینگ و پورت دسترسی فشار نصب کرد یا بر لوله متعادل کننده یک سه راه شریدر نصب کرد. اگر سایزینگ تجهیزات در لوله مکش بین اواپراتور تا کمپرسور درست باشد افت فشار در این فاصله در حد ۲ پی اس ای خواهد بود و با اندازه گیری فشار در پورت سرویس کمپرسور و کمتر این عدد از آن فشار خروجی اواپراتور بدست می آید

شیر انبساط ترمواستاتیک متداولترین شیر انبساط در ایران و دنیا و تهویه مطبوع است. در تصاویر شیر انبساط بکار رفته در چند سیستم از جمله دو دستگاه چیلر در ایران را می بینیم که در یکی شیر انبساط ترمواستاتیک آن داخلی متعادل شده است و یک لوله مسی بین شیر انبساط و خروجی اواپراتور دیده می شود ولی در دیگری دو لوله که یکی متعادل کننده خارجی است بین شیر انبساط و انتهای اواپراتور قرار دارد. بنابراین شیر انبساط ترمواستاتیک دوم متعادل شده خارجی خوانده می شود.

برای تنظیم مقدار سوپرهیت در این شیر باید یک چهارم یا نیم یا یک دور پیچ تنظیم را چرخاند سپس به سیستم ۱۵ دقیقه اجازه داد که کار کند و سپس با اندازه گیری مجدد سوپرهیت تنظیم مجدد لازم را با یک چهارم دور دیگر انجام داد. هر دور چرخش تنظیم کننده بین ۱ تا ۴ درجه فارنهایت سوپرهیتر را تغییر می دهد که برای شرکت اسپورلان ۴ درجه است. پیچ یا هر مکانیزم چرخشی دیگر معمولا یک کاور دارد که با سفت شدن به عنوان یک جلوگیری کننده از نشت از این قسمت هم به حساب می آید.
مقدار سوپرهیت متداول در سیستمهای تبرید برقرار زیر است که البته بهتر است از روی کاتالوگ کمپرسور و اواپراتور بصورت دقیق تر خوانده شود.
اواپراتور های دما بالا (۳۰ درجه فارنهایت) بین ۱۰ تا ۱۲ درجه فارنهایت
اواپراتور های دما متوسط (بین ۰ تا ۳۰  درجه فارنهایت) بین ۵ تا ۱۰ درجه فارنهایت
اواپراتور های دما پایین ( زیر ۰ درجه فارنهایت) بین ۲ تا ۵ درجه فارنهایت
منبعی دیگر مقدار سوپرهیتر مناسب در سیستمهای مختلف را به گونه زیر اعلام می کند
اواپراتور های تهویه مطبوع ۱۵ درجه فارنهایت
اواپراتور های دما متوسط ۱۰ درجه فارنهایت
اواپراتور های دما پایین ۳.۵ درجه فارنهایت
اواپراتور تهویه مطبوع بدلیل در معرض آلودگی بودن ممکن است انتقال حرارتی کم شود و مبرد تبخیر نشود و‌وراد کمپرسور گردد پس سوپرهیتر بیشتر می خواهد. اواپوراتور دما پایین همه توان حرارت گیری مبرد را می طلبند پس باید سوپرهیت آن کمتر باشد. اواپوراتور دما متوسط بین این دو است.

شیرهای انبساط ترمواستاتیک بسیار قابل اطمینان هستند و خراب نمی شوند و معمولا تنظیم هم نمی خواهند حتی برخی کارخانه ها آنها را غیر قابل تنظیم می سازند. اگر تنظیم شیری دست خورده بود احتمالا جای دیگر سیستم اشکال داشته و باید آن نقص را برطرف کرد.

در تصاویرعملکرد شیر انبساط ترمواستاتیک درحالت افزایش بار برودتی و کاهش بار برودتی و درحالت بار پایدار میبینیم(دیافراگم به سمت پایین یا بالا یا افقی میشود).
توجه شود در یک شیر انبساط ترمواستاتیک سه نیرو و فشار دمای حباب و فشار اواپراتور و فنر تنظیم کننده بر دیافراگم وارد می شود.

در طراحی برای انتخاب شیر انبساط ظرفیت تبرید و دمای لازم اواپراتور و افت فشار در شیر انبساط نیاز است و با وجود افت فشار زیاد در توزیع کننده بعد از شیر از همه افتهای مدار صرفنظر می کنیم و اختلاف فشار بین ورود و خروج شیر را همان اختلاف فشار بین کندانسور و اواپراتور می گیریم.
همچنین اگر مبرد ورودی به شیر در دمایی غیر از ۱۰۰ درجه فارنهایت وارد شود ضریب تصحیح پایین جدول برای ظرفیت باید استفاده شود. یکی از دلایل متفاوت بودن این عدد از ۱۰۰ سابکول است. هرچه دمای مبرد ورودی به شیر کمتر ظرفیت شیر بیشتر. انتخاب شیر با ظرفیت زیادتر مثل انتخاب پیمانه بزرگ است و کار پیمانه کردن و تنظیم مبرد سخت می شود. انتخاب شیر ظرفیت پایین باعث می شود در بارهای زیاد شیر کامل باز شود ولی باز عبور مبرد کافی نخواهد بود.
این بسیار مهم است که بدانیم اگر دمای اواپراتور ثابت باشد و دمای کندانسور بالا رود ظرفیت شیر به دلیل افزایش اختلاف فشار افزایش و بدلیل افزایش دمای مایع ورودی به شیر طبق ضریب تصحیح کاهش می یابد. برآیند این دو تقریبا ثابت ماندن ظرفیت شیر با ثابت بودن دمای اواپراتور و تغییر دمای کندانسور است. مبدل حرارتی سابکول کننده با کاهش دمای ورود مایع به شیر ظرفیت شیر را مناسب برای اواپراتور بزرگترین می کند.
دمای اواپراتور کمتر باعث می شود در دمای ثابت کندانسور ظرفیت شیر کاهش یابد و باید شیر با ظرفیت بیشتر گرفت. کلا در جدول اگر ظرفیت شیر مد نظر نبود شیر با ظرفیت بیشتر انتخاب می شود.
نکته: هر ۱۲۰۰۰  بی تی یو بر ساعت را یک تن تبرید گویند

شیر ترمواستاتیک با پورت بالانس شده: می دانیم که مبرد عبوری از شیر انبساط به فشار قبل و بعد از شیر بستگی دارد البته گفتیم این وابستگی به فشار قبل از شیر اگر فشار اواپراتور ثابت بماند خیلی زیاد نیست ولی در تغییر دماهای زیاد این تغییر ظرفیت نمود پیدا می کند لذا اگر دما و فشار اواپراتور ثابت باشد ولی دما و فشار کندانسور خیلی تغییر کند مقدار مبرد عبوری تغییر می کند که خوب نیست. در شیر انبساط با پورت بالانس شده فشار مبرد مایع پر فشار، به سوزنی از جلو و عقب وارد خواهد شد و با هم خنثی می شوند لذا بر مقدار عبور مبرد تاثیر نخواهد داشت. مقدار باز شدگی شیر مثل قبل با دیافراگم تعیین می شود. حسن این شیرها نیروی کم لازم برای جابجایی سوزنی. بزرگ بودن اوریفیس و سوزنی و در نتیجه ظرفیت بالا. مقدار جابجایی لازم کمتر سوزنی و در نتیجه پایداری کنترل است که باعث می شود هم ظرفیت کم و هم ظرفیت زیاد را بتواند کنترل کند.
همچنین این نوع شیر می تواند مقداری حباب در مایع مبرد را نیز تحمل کند. نوع دیگر شیر با پورت بالانس شده فشار قبل از شیر را مستقیما بر پیستونی وارد می کند که این فشار هم مثل فشارهای دیگر وارد بر دیافراگم که تنظیم کننده دبی عبوری هستند موثر خواهد بود. در موارد زیر استفاده از این شیر لازم است
۱. تغییر شدید دما و فشار در کندانسور در اثر تغییر دمای شدید محیط بیرون
۲. کاهش فشار بسیار زیاد در شیر انبساط به دلیل اختلاف دما و فشار زیاد بین کندانسور و اواپراتور
۳. اواپراتور با بار بسیار متغیر
۴. دمای بسیار پایین کندانسور و خط مایع مبرد
شیر با پروت بالانس شده از دید ظاهری از شیر معمولی قابل تشخیص نیست و باید به مدل شیر و کاتالوگ مراجعه کرد.

شیر ترمواستاتیک با پورت دوگانه:
اگر در شیر ترمواستاتیک بر اساس لحظات اضافه بار مثلا پر کردن یخچال از جنس یا بعد از مدتی خاموشی سیستم یا دیفراست شیر انتخاب شود در بار معمولی با کمی تغییر در وضع سوزنی ظرفیت خیلی تغییر می کند و شیر باید مرتبا برای تنظیم باز و بسته شود و اصطلاحا همیشه در حالت شکار تنظیم صحیح خواهد بود. اگر هم شیر را کوچک بگیریم در اضافه بار مبرد کافی عبور نمی دهد و رسیدن به دمای پایدار طولانی می شود. کارخانه ها برای این مشکل شیر با پورت دوگانه ساخته اند که در اضافه بار از پورت بزرگتر و در حالت معمول از پورت کوچکتر استفاده می کند

شیرهای انبساط ترمواستاتیک می توانند یک تکه یا قابل باز کردن باشند
شیرهای انبساط ترمواستاتیک می توانند مهره ماسوره ای یا لحیمی یا فلنجی باشند که برای تعمیر آینده فلنجی یا مهره ماسوره برای سیستم تبرید که توسط ما نصب می شود بهتر است. نوع لحیمی برای تبرید ساخته شده در کارخانه محبوبتر است چون در جابجایی احتمال نشت آن کمتر است
اگر اتصال شیر لحیمی باشد بهتر است شیر با قابلیت باز و بسته کردن کامل سر جای خود باشد.
برخی کارخانه ها سوزنی و نشیمنگاه شیر ترمواستاتیک را قابل تعویض برای ظرفیتهای مختلف می سازند.

شیر های ترمواستاتیک در شماره مدل خود اطلاعاتی مثل کاربرد(دما پایین یا متوسط یا تهویه مطبوع) داشتن یا نداشتن متعادل کننده خارجی و تناژ شیر و نوع مبرد و نوع بدنه و محدود کننده فشار بودن را در بر دارند

از دلایل پر شدن اواپراتور از مبرد
۱. یخ زدگی رطوبت مبرد در شیر و باز باند آن که آن را با سشوار گرم می کنین تا آب شود
۲. محکم نبودن حباب بر سر جای خود یا وجود کثیفی بین حباب و لوله

از دلایل خالی ماندن اواپراتور از مبرد
۱. یخ زدگی رطوبت مبرد در شیر و بسته ماندن راه آن
۲. نشت مبرد از حباب
۳. در شیرهای با اتصال مهره ماسوره شبکه ذره گیر وجود دارد که ممکن است بسته شده باشد

دلایل شکار کردن شیر برای نقطه مناسب سوپرهیت و زیاد و کم شدن دوره ای سوپرهیت هر ۱۰ تا ۱۵ ثانیه :
۱. مبرد کاملا مایع به شیر وارد نمی شود
۲. ظرفیت شیر درست انتخاب نشده
شیر را کمی با تنظیم کننده سوپرهیتر باز کنید
۳. تغییر فشار و دمای زیاد در کمپرسور بر اثر روشن و خاموش شدن فن در هوای محیط سرد
از شیر با پورت بالانس شده استفاده کنید

۴.شیرانبساط الکترونیکی یا شیر انبساط کنترل شونده با سنسور حالت جامد یا شیر انبساط الکتریکی کنترل شونده بصورت الکترونیکی:
مکانیزمی الکترونیکی را جایگزین مکانیزم مکانیکی-دیافراگمی کرده و مقدارعبور مبرد را تنظیم میکند

این شیرها دو طرفه هستند یعنی جای ورود و خروج آنها قابل تغییر است و به همین دلیل در پمپهای حرارتی که قرار است در زمستان و تابستان جهت جریان عوض شود برای اینکه فقط یک شیر انبساط بکار بریم مناسب هستند.

این شیر برای تعیین مبرد لازم برای اواپراتور، دما و فشار مبرد در خروج اواپراتور را از طریق ترمیستور دما و فشار بجای حباب و لوله متعادل کننده دریافت می کند که در تصویر دیده می شود. این ترمیستور جریان عبوری از المنت دور یک بی متال(معروف به موتور حرارتی) را تغییر می دهد و خم شدن بی متال شیر را باز و بستن می کند. در زمانی که ترموستات می خواهد مدار کمپرسور را قطع کند جریان عبوری از المنت بی متال هم قطع می شود و بی متال شیر را کامل می بندد زیرا در غیر اینصورت جریان از اواپراتور به قبل شیر برگشت  می کند.

نوع دیگر این شیرها یک حجم مبرد بجای بی متال دارد که هیتر این مبرد را گرم می کند و انبساط این مبرد شیر را باز و بسته می کند.

شیر انبساط  استپ موتوری نوع دیگر شیر انبساط الکترونیکی است که با سیگنال ترمیستور به ترانزیستور و فرستادن از آنجا به استپر این موتور یک پله به سمت باز یا بسته شدن می چرخد.
در این شیرها  می توان بجای اندازه گیری فشار با ترانس دیوسر و دمای خروج اواپراتور با ترمیستور  دمای ورود و خروج مبرد به اواپراتور را با دو ترمیستور جهت محاسبه سوپرهیتر اندازه گیری کرد . ترانس دیوسر سه سیم دارد که دو سیم تغذیه و یک سیم سیگنال است. ترمیستور مقاومتش با دما تغییر می کند. کنترلگر خروجی این دو را خوانده و بر اساس الگوریتم نرم افزار خود دستور باز و بسته شدن شیر را به استپر موتور می دهد. در این شیر دو سنسور یک کنترل کننده و یک شیر چهار جز سیستم هستند و برای همین سیستم گران است ولی صرفه جویی انرژی دارد و در سیستم بزرگ زود پول خود را از صرفه جویی در می آورد. استپر موتور با هر بار وصل مدارش یک پله حرکت می کند. اسپری موتور ممکن است برای چرخاندن شیر بزرگ یک گیربکس کوچک بخواهد.
توانایی بسته شدن کامل شیر توسط کنترلر باعث می شود این شیر بتواند کار شیر سولنوئیدی هنگام خاموش کردن کمپرسور را هم انجام دهد.

الگوریتم عملکرد کنترلی این شیر می تواند متناسب باشد یعنی هرچه از سوپرهیت مناسب دورتر باشیم شیر تعداد پله بیشتر باز یا بسته شود تا بازشدگی مناسب گردد.
الگوریتم عملکرد کنترلی این شیر می تواند انتگرالی باشد یعنی هرچه از سوپرهیت مناسب در طول بازه زمانی بیشتر دور باشیم شیر تعداد پله بیشتر باز یا بسته شود تا بازشدگی مناسب گردد. در واقع کنترلر انتگرال زیر سطح منحنی خطا از سوپرهیت مناسب بر حسب زمان را محاسبه می کند. این کنترلر در بازه های زمانی ثابت که به زمان ریست معروف است انتگرال را حساب می کند. برای مثال اگر متوسط خطای سوپرهیت در طول زمان ۶۰ ثانیه از ۶ درجه بیشتر بود ۵۰ پله باز یا بسته شود.

الگوریتم عملکرد کنترلی این شیر می تواند مشتقی یا تفاضلی باشد یعنی هرچه از سوپرهیت مناسب با سرعت بیشتری دور می شویم شیر تعداد پله بیشتر باز یا بسته شود تا بازشدگی مناسب گردد. در واقع کنترلر مشتقی شیب منحنی خطا از سوپرهیت مناسب بر حسب زمان را محاسبه می کند. برای مثال اگر متوسط خطای سوپرهیت در طول زمان ۶۰ ثانیه از ۶ درجه بیشتر بود ۵۰ پله باز یا بسته شود. این کنترلر در بازه های زمانی ثابت که به زمان ریست معروف است انتگرال را حساب می کند. برای مثال اگر  در طول زمان ۱۰ ثانیه سوپرهیت ۰.۲ درجه  تغییر کرد شیر را ۱۵ پله باز یا بسته کن و اگر در ۲ ثانیه ۰.۲ درجه تغییر کرد ۵۰ پله پله باز یا بسته شود.
شیرهای انبساط کنترل الکترونیکی بصورت تئوری می توانند سوپرهیتر را در حد ۱ درجه فارنهایت حفظ کنند ولی به دلیل محدودیت‌های ما در اندازه گیری ها سوپرهیتر ۵ درجه فارنهایت برای آنها توصیه می شود.