什麼是熱力膨脹閥
熱力膨脹閥是製冷系統的重要自控元件,一般安裝於儲液筒和蒸發器之間。利用氣箱頭(感溫包)的溫度變化作為信號,調節閥開度,改變製冷劑流量,使中溫高壓的製冷劑通過其節流成為低溫低壓的溼蒸汽,然後製冷劑在蒸發器中吸收熱量達到製冷效果。
製冷系統不一定用熱力膨脹閥作節流元件可以採用毛細管、節流短管(CCOT)作為節流元件,成本低,可靠性好;
可以採用電子膨脹閥,使控制更精確,由於要採用傳感器、控制線路板、帶步進電機的執行機構,使製造複雜,成本提高。
膨脹閥在製冷系統中的作用
1
節流降壓
將冷凝器冷凝後的高溫高壓製冷劑節流降壓,成為容易蒸發的低溫低壓的汽液混合物,進入蒸發器蒸發,吸收外界熱量;
2
調節流量
根據感溫包或氣箱頭得到的溫度信號,膨脹閥能自動調節進入蒸發器的製冷劑流量,以適應製冷負荷不斷變化的需要。
3
保持一定過熱度、防止液擊和異常過熱
膨脹閥通過流量的調節使蒸發器具有一定的過熱度,保證蒸發器總容積的有效利用,避免液態製冷劑進入壓縮機引起液擊;同時又能控制過熱度在一定範圍,防止異常過熱現象的發生。
膨脹閥三力平衡控制原理
P1= P2 + F
P1: 氣箱頭內充注介質對應於溫度產生的壓力,作用在膜片上方;
P2:蒸發壓力(對內平衡為閥出口壓力,對 外平衡為蒸發器出口壓力),作用在膜 片下方;
F:彈簧力,作用在膜片下方。
氣箱頭溫度降低時P1<P2+F,閥口開度減小;氣箱頭溫度升高時P1>P2+F,閥口開度增大;其它力:如膜片剛度、傳動部件摩擦阻力、流體對閥芯的作用力等,在分析時暫不考慮。
內平衡膨脹閥與外平衡膨脹閥
之前有朋友問,內平衡和外平衡膨脹閥的區別在哪?內平衡式膨脹閥膜片下面感受到的是蒸發器入口壓力;而外平衡式膨脹閥膜片下面感受到的是蒸發器出口壓力。
內平衡膨脹閥
膜片下方的壓力取自閥出口, 當蒸發器壓力降過大時,會使氣箱頭感受的過熱度減小,使閥開度不足。
外平衡膨脹閥
膜片下方的壓力取自蒸發器出口;避免了蒸發器壓力降對閥開度的影響,克服了內平衡閥的。
膨脹閥的零件及作用
閥體:提供製冷劑流通通道、與系統的連接接口、閥內零件的安裝位置,材質為鋁或黃銅;
膜片:隔膜的作用。以最小的阻力,將氣箱頭的力傳遞給傳動片,其特性由材質、狀態、厚度、波紋形狀等決定,一般由不鏽鋼或銅合金製作;
氣箱蓋:與氣箱座、膜片、感溫包、毛細管共同組成氣箱頭(有的產品沒有感溫包和毛細管),材質為不鏽鋼或黃銅;
感溫包:感受外界溫度,把溫度轉換的壓力傳遞給氣箱頭,材料為紫銅;
毛細管:傳遞感溫包的壓力,或提供充注的通道,材料為紫銅;
傳動片:把膜片的力傳遞給傳動杆,並起到軸向和徑向的限位作用,材料為鋁或黃銅;
氣箱座:連接閥體,容納傳動片,與氣箱蓋、膜片、感溫包、毛細管共同組成氣箱頭,材質為不鏽鋼;
傳動杆:把膜片的力傳遞給閥芯。分上傳動杆和下傳動杆,有的產品在下傳動杆上點焊有鋼球;
O型圈:使傳動杆和閥體間密封,但又不產生過大的摩擦阻力;閥芯:在氣箱頭和彈簧力的作用下,控制閥口流通面積的大小,材料為不鏽鋼或黃銅;
調節彈簧:根據靜裝配過熱度要求提供一定的預緊力,並提供與氣箱頭平衡的力,注意彈簧的剛度、節距、兩端面平行度都對產品有很大影響,材料為不鏽鋼或彈簧鋼;
調節螺絲:調節彈簧的預緊力;O形圈:使調節螺絲與閥體間密封,但又不影響調節性能。
注意:必須同時讀出這兩個讀數。熱力膨脹閥過熱度應在5-8℃之間,如果不是,則進行適當的調整。
與系統不匹配時可能發生的現象
不匹配時、會使系統的製冷劑流量時多時少,導致熱力膨脹閥的製冷量時大時小。
當製冷量過小時,會使蒸發器供液不足,產生過大熱度,對系統性能會造成不利的影響。
當製冷量過大時,會引起震蕩,間歇性的使蒸發器供液過量,導致壓縮機的吸氣壓力出現劇烈波動,甚至有液態製冷劑進入壓縮機,引起液擊(溼衝程)現象。
熱力膨脹閥一般選擇方法
1) 確定系統的製冷劑型號。
2) 確定蒸發器的蒸發溫度,冷凝溫度及製冷量。
3) 熱力膨脹閥進出口的壓力差。
製冷系統的穩定性與蒸發器出口端製冷劑過熱度有關,因此及時準確的排除熱力膨脹閥的故障及正確的選擇與系統匹配的熱力膨脹閥是很重要。
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