全面了解制冷系统膨胀装置

1、膨胀装置—功能概述

膨胀装置能限制液态制冷剂流出冷凝器，产生从高冷凝压力至低蒸发器压力的压降，从而使温度下降。

膨胀装置可控制液态制冷剂注入蒸发器。

2膨胀装置—类型

制冷系统使用的膨胀装置分为固定流口和可变流口两种。

固定流口的流道横截面积是固定不变的，而可变流口的流道横截面积随着质量流量的变化而变。

固定和可变流口的膨胀阀有：

3膨胀装置—毛细管

毛细管是一条细长的管子，整条管子的直径相同，用于 1：1 制冷系统（即一台压缩机和一个蒸发器）。

“毛细管”一词其实并不准确，因为在毛细管的制冷应用中，表面张力并不重要。

制冷剂毛细管的内管直径通常为 0.5 mm 至 3 mm，长度为 1.0 m 至 6 米。

降低压力

优点

1、价格低廉，不含活动零件，因而无需维护。

2、毛细管能在冷凝器和蒸发器之间达成压力平衡，使压缩机可以软启动。

3、非常适用于采用密封式压缩机的系统——此类系统采用精确充注和工厂装配。

缺点

1、无法根据流动状况的变化自行调节，因而无法对环境温度及负荷的每天变化和季节性变化做出响应。因此其系统效率通常低 于设计工况。

2、管孔狭小，容易阻塞，装配时需要倍加小心。应当在毛细管前端装一个干燥过滤器，以防止水汽或其他固体颗粒进入。

3、停机期间，蒸发器可能被注满，液体可能流向压缩机，使压缩机在启动时受损。因此对于毛细管系统来说，充注量必须非常精确。此外，它只适用于密封式压缩机，因为此类压缩机不会泄漏，所以能精确充注。一般会在蒸发器后端装一个储液器，以防压缩机发生液击。

4、只适用于仅有一台压缩机和一个蒸发器的小型系统。

4膨胀装置—自动膨胀装置

自动膨胀阀（AEV）又名恒压膨胀阀，其作用是维持恒定压 力，从而维持蒸发器温度恒定。

通过喷嘴降低压力。

Pa- 大气压力

Ps- 弹簧压力

Pfs- 随动弹簧压力（取决于设计）

Pe- 蒸发器压力

Pa Ps = Pfs Pe, 膜片不移动。

当蒸发器压力下降，Pa Ps > Pfs Pe时，膜片向下移动，阀门打开，让更多制冷剂流入蒸发器。

当蒸发器压力升高，Pa Ps < Pfs Pe时，膜片向上移动，阀门关闭，流入蒸发器的制冷剂减少。

5膨胀装置—热力膨胀阀

热力膨胀阀是最通用的膨胀阀，也是商用制冷系统最常用的膨胀阀。

热力膨胀阀在蒸发器出口处维持一定水平的过热度，从而防止压缩机发生液击——一旦液态制冷剂流经感温包所在的位置，它会试着关闭。

Pb- 感温包压力

Ps- 弹簧压力

Pe- 蒸发器压力

6膨胀装置—电子膨胀阀

1、工作原理

1、温度传感器用于测量离开蒸发器的过热蒸气的温度。

2、压力变送器用于测量蒸发器出口处的蒸发器压力。控 制器将压力信号转换成制冷剂的饱和温度测量值。

3、然后用过热蒸汽温度减去饱和温度，以求得过热度。

4、控制器通过调节 PWM（脉宽调制）来打开或关闭阀门，以便精确控制制冷剂流量，达到过热度的预设值。

7详解热力膨胀阀

热力膨胀阀的核心是一个感温元件（1），它通过一个膜片与阀体（2）隔开。

阀体内的其他主要元件有过滤器（3）、弹簧（4）和流口组件（5）。

一条毛细管将元件和感温包（6）连接起来。

工作原理

热力膨胀阀在三种基本压力的作用下工作：

P1：感温包压力，它作用于膜片上侧，方向与阀的开启方向一致。

P2：蒸发压力，它作用于膜片下侧，方向与阀的关闭方向一致。

P3：弹簧压力，它同样作用于膜片下侧，方向与阀的关闭方向一致。

膨胀阀发挥调节作用时，膜片一侧的感温包压力（P1）等于另一侧蒸气压力（P2）与弹簧力（P3）之和。弹簧的作用是设定流口开启前感温包压力需要克服的最小阻力。主弹簧的作用是设定感温包压力为了打开阀门而需要克服的最小阻力/压力。

8内平衡与外平衡

正如我们在前面几页看到的那样，膨胀阀在三种基本压力的作用下工作：感温包压力（Pb）、平衡口压力（Pe）和弹簧压力（Ps）。

平衡口压力是阀门感应到的蒸发器压力。这适用于压力及压力/温度可变的膨胀装置。

将蒸发压力传递到阀膜片的方法有两种：

1.内平衡。

2.外平衡。

内平衡——在内部将蒸发器压力传递到膜片。

外平衡——蒸发器压力从蒸发器出口经外部连接传递到膜片。

*注意：delta t 为 10 k（介质温度 – 蒸发温度）。若蒸发器的压降较高，应当使用带外平衡的膨胀阀。也就是说，带有分液头的系统必须使用外平衡的膨胀阀。

9过热度与过冷度

2、过冷度

10热力膨胀阀充注

热力膨胀阀使用的充注有四种：

1、通用充注

(标准反应时间)

2、MOP充注

(反应时间非常快)

3、 带压载物的MOP充注

(较通用充注稍慢)

4、吸附充注

(反应时间慢)

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