کاربرد پرشر سوئیچها

تجهیزات مختلفی برای محافظت از قسمت‌های یک چرخه تبرید استفاده می‌شود که پرشر سوئیچ نیز یکی از همین تجهیزات محسوب می‌شود. پرشر سوئیچ این وظیفه را دارد که در صورت رسیدن فشار به یک میزان مشخص، سیستم را قطع یا وصل کند تا از آسیب رسیدن به تجهیزات سیستم به خصوص کمپرسور جلوگیری شود.

انواع پرشر سوئیچ

به طور کلی دو نوع پرشر سوئیچ وجود دارد: الکترومکانیکی و حالت جامد (Solid State). در سوئیچ‌های الکترومکانیکی انواع مختلفی از سنسورها برای اندازه گیری فشار استفاده می‌شوند که بسته به ویژگی‌های این سنسور، محدوده کاری سوئیچ مشخص می‌شود. بعضی از این مدل‌ها به شرح زیر هستند:

پرشر سوئیچ دیافراگمی

 

 در این نوع از پرشر سوئیچ از یک دیافراگم فلزی برای فعال‌سازی سوئیچ استفاده می‌شود. چنین سوئیچ‌هایی تا فشار 10 اتمسفر می‌توانند کار کنند و خطایی برابر با 0.5 درصد دارند. نقطه ضعف این پرشر سوئیچ‌ها در این است که تعداد چرخه‌های کمی را در مدت زمان مشخص می‌توانند پاسخگو باشند (کمتر 25 چرخه در دقیقه).

پرشر سوئیچ لوله بوردونی

 

 برای تشخیص تغییرات فشار، از لوله بردونی در این نوع از سوئیچ استفاده می‌شود. لوله بوردون از یک لوله فلزی خمیده بیضوی تشکیل می‌شود که در صورت افزایش فشار، این لوله باز می‌شود و اگر فشار کاهش پیدا کند، این لوله به سمت داخل حرکت می‌کند. محدوده کاری سوئیچ‌های بوردونی میان 3.5 تا 120 مگاپاسکال بوده و خطای آن‌ها هم 0.5 درصد است. همانند پرشر سوئیچ دیافراگمی، مدل بوردونی هم نرخ چرخه پایینی دارد (کمتر از 25 چرخه در دقیقه).

پرشر سوئیچ پیستونی

 

در این نوع از پرشر سوئیچ، از یک پیستون که توسط اورینگ آب‌بندی شده است، استفاده می‌شود که با وارد شدن فشار به یک فنر، زبانه سوئیچ حرکت می‌کند.  این سوئیچ‌ها تا فشار 80 مگاپاسکال نیز می‌توانند کار کنند. خطای پرشر سوئیچ‌های پیستونی در حدود 2 درصد است و طول عمری تا 2.5 میلیون چرخه را دارند.

پرشر سوئیچ پیستونی-دیافراگمی

 

در این نوع از کنترلر، از یک دیافراگم الاستومتری استفاده می‌شود که باعث حرکت پیستون می‌شود و این پیستون زبانه سوئیچ را حرکت می‌دهد.  محدوده کاری این سوئیچ‌ها از فشار خلا تا 11 مگاپاسکال است و دقتی با خطای 2 درصدی دارند.

پرشر سوئیچ حالت جامد (سالید استیت)

 

 در سال 1980 اولین پرشر سوئیچ سالید استیت معرفی شد که از ترکیب یک کرنش سنج و یک ترایاک است. پرشر سوئیچ‌های حالت جامد امروزی 1 تا 4 نقطه سوئیچ مختلف دارند و قابل برنامه ریزی هستند. همچنین خروجی آن‌ها‌ به صورت سیگنال دیجیتال یا آنالوگ می‌تواند باشد و بر روی آن‌ها نیز یک صفحه نمایش قرار می‌گیرد. از مزیت‌های پرشر سوئیچ‌های سالید استیت نسبت به نمونه‌های الکترومکانیکی می‌توان به خطای کمتر در حدود 0.25 درصد، مقاومت در برابر لرزش و ضربه، توانایی کار کردن در طیف گسترده‌ای از فشارها، پایداری در طول زمان و طول عمر بسیار بیش‌تر اشاره کرد

عملکرد های پرشر سوئیچ و لو پرشر سوئیچ

بنا بر نحوه عملکرد، سوئیچ‌های فشار سیستم‌های تبرید به دو دسته فشار بالا یا های پرشر (HPS)  و فشار پایین یا لو پرشر (LPS) تقسیم‌بندی می‌شوند. های پرشر سوئیچ معمولا برای جلوگیری از آسیب دیدن قطعات در اثر افزایش فشار در مواقعی مانند گرفتگی کندانسور استفاده می‌شود. لو پرشر سوییچ در زمان کاهش فشار ماده مبرد (به عنوان مثال در هنگام کاهش ماده مبرد در لوله‌ها) چرخه را قطع می‌کند و درنتیجه از مواردی مانند یخ زدگی اواپراتور جلوگیری می‌شود. البته جلوگیری از این اتفاق‌ها بستگی به فشار تنظیم شده در پرشر سوئیچ دارد. درضمن از پرشر سوئیچ‌ می‌توان برای کنترل سیستم و روشن و خاموش کردن آن استفاده کرد.

های پرشر سوئیچ

اتفاقات مختلفی می‌توانند باعث شوند که فشار از حد مجاز بیش‌تر شود و سوییچ فشار بالا به کار بیفتد. شارژ بیش از حد ماده مبرد، از دست رفتن آب خنک کننده در کندانسور، خرابی فن کندانسور، دمای بالای محیط اطراف، وجود هوا یا دیگر گازهای غیر تراکم‌پذیر در سیستم و انسداد لوله‌های خروجی کمپرسور از جمله مواردی هستند که باعث افزایش فشار در چرخه می‌شوند.

های پرشر سوئیچ در خط دهش (Discharge line) قرار می‌گیرد که فشار بیش‌تری نسبت به دیگر قسمت‌های سیستم دارد و زمانی که فشار در این قسمت بیش از حد مجاز شود، پرشر سوئیچ چرخه را قطع می‌کند. های پرشر سوئیچ معمولا به صورت اتوماتیک ریست نمی‌شود و باید به صورت دستی ریست شود تا سیستم دوباره به کار بیفتد. علت این موضوع نیز این است که افزایش فشار یک خطر جدی محسوب می‌شود و باید قطعات قبل از شروع مجدد چرخه کاملا بررسی شوند و نقص احتمالی نیز برطرف شود تا بتوان دوباره سیستم را راه انداخت.

قطعات پرشر سوئیچ پیستونی

میکرو سوئیچ، پین متحرک، پیچ تنظیم فشار، پین متحرک، فنر، پیستون یا بیلوز و قاب، قطعات تشکیل دهنده یک پرشر سوئیچ محسوب می‌شوند.

 

میکرو سوئیچ برای قطع و وصل کردن مدار الکتریکی کمپرسور مورد استفاده قرار می‌گیرد. میکروسوئیچ‌ها خود انواعی دارند که بسته به کاربرد، در پرشر سوئیچ‌ مورد استفاده قرار می‌گیرند. برای ولتاژهای پایین از اتصالاتی از جنس طلا در میکروسوئیچ استفاده می‌شود و برای ولتاژهای بالاتر، از نقره استفاده می‌شود.

پین متحرک که به انتهای فنر متصل می‌شود، میکروسوئیچ را به حرکت در می‌آورد و باعث قطع و وصل شدن سوئیچ می‌شود. خود فنر نیز توسط پیستون به حرکت در می‌آید.

نحوه عملکرد های پرشر سوئیچ بیلوز دار

همانطور که در شکل دیده می‌شود، های پرشر سوئیچ مکانیزم نسبتا ساده‌ای دارد. این قطعه یک بیلوز دارد که به یک فنر متصل می‌شود. در انتهای این فنر یک مهره وجود دارد که با استفاده از آن می‌توان فشار مورد نظر را تنظیم کرد.

 

 گاز موجود در خط دهش وارد بیلوز متصل به فنر می‌شود و این فنر را فشرده می‌کند. اگر فشار گاز بیش‌تر از حد مجاز باشد و فنر بیش از اندازه فشرده شود، زبانه از شیار خارج شده و اتصال قطع می‌شود و به این ترتیب کمپرسور از مدار خارج می‌شود. در نهایت نیز به صورت دستی می‌توان دسته سوئیچ را فشار داده تا دوباره زبانه درگیر شود و سیستم به حالت عادی باز گردد.

لو پرشر سوئیچ

برای محافظت از کمپرسور در برابر کاهش فشار، از لو پرشر سوئیچ استفاده می‌شود. درصورت کاهش فشار، ممکن است خلا نسبی در لوله‌ها ایجاد شود که در این صورت ممکن است هوای ناخواسته وارد سیستم شود. همچنین زمانی که شیرهای برقی جریان گاز را قطع کنند و گازی به کمپرسور باز نگردد، کنترلر فشار پایین فعال می‌شود. برخلاف سوئیچ فشار بالا، سوئیچ فشار پایین می‌تواند به صورت اتوماتیک ریست شود و اگر فشار پشت کمپرسور افزایش پیدا کند، خود به خود چرخه دوباره راه‌اندازی خواهد شد.

 کاهش فشار گاز و از دست رفتن مبرد می‌تواند مشکلات دیگری را نیز در سیستم ایجاد کند. به عنوان مثال از آنجا که مقداری از روغن کمپرسور به همراه ماده مبرد در طول چرخه حرکت می‌کند، در صورت از دست رفتن گاز، مقداری از روغن نیز از سیستم خارج می‌شود. از دست رفتن روغن نیز خود مشکلات بسیار زیادی را می‌تواند در کمپرسور ایجاد کند.

نحوه انتخاب سوئیچ فشار مناسب

در هنگام انتخاب یک پرشر سوئیچ باید دقت داشت که سیستم در چه محدوده فشاری کار می‌کند. به عنوان مثال باید حداکثر فشاری که در چرخه به وجود می‌آید را بررسی کرد تا بتوان پرشر سوئیچ را انتخاب کرد که بتواند تا آن محدوده فشار کار کند. برای این کار باید در یک دمای مشخص، فشار ماده مبرد را در حالت تراکم پیدا کرد. به طور معمول شرکت سازنده پرشر سوئیچ بازه‌ فشاری که کنترلر در آن می‌تواند کار کند و حداکثر فشار قابل تحمل توسط پرشر سوئیچ را اعلام می‌کنند.

درجه حفاظت ( کد IP)  برای سوئیچ فشار

کد IP می‌تواند یک فاکتور مهم در هنگام انتخاب یک سوئیچ فشار باشد که بسته به محیط اطراف سیستم تبرید باید انتخاب شود. عدد اول از سمت چپ نشان‌گر میزان مقاومت دستگاه در برابر جسم سخت خارجی و عدد دوم میزان مقاومت در برابر نفوذ آب را نشان می‌دهد.

به طور کلی می‌توانیم بگوییم که هرچه این عدد بزرگ‌تر باشد، میزان مقاومت در برابر رطوبت، گرد و خاک و دیگر آلودگی‌ها بیش‌تر است.