电子膨胀阀的原理、使用和特点，及其与热力膨胀阀的性能比较

一、电子膨胀阀的介绍

电子膨胀阀是一种可按预设程序调节进入制冷装置的制冷剂流量的节流元件。在一些负荷变化较剧烈或运行工况范围较宽的场合,传统的节流元件(如毛细管、热力膨胀阀等)已不能满足舒适性及节能方面的要求,电子膨胀阀结合压缩机变容量技术已得到越来越广泛的应用。

二、电子膨胀阀主要由四部分组成

转子：相当于同步电机的转子，其连接阀杆控制阀孔开度大小。

定子：相当于同步电子的定子；其将电能转为磁场驱动转子转动。

阀针（芯）：其受转子驱动，端部呈锥形，上下移动进行流量调节。

阀体：一般采用黄铜制造。

三、电子膨胀阀吸气过热度控制 ：

吸气过热度控制系统由电子膨胀阀、压力传感器、温度传感器、控制器组成，工作时，压力传感器将蒸发器出口压力P1、温度传感器将压缩机吸气过热度传给控制器，控制器将信号处理后，随后输出指令作用于电子膨胀主阀的步进电机，将阀开到需要的位置。 电子膨胀阀吸气过热度控制制冷系统原理图如下图所示：

四、电子膨胀阀的优点：

电子膨胀阀从全闭到全开状态用时仅需几秒钟，反应和动作速度快，开闭特性和速度均可人为设定；

五、各个部件的作用

电子膨胀阀： 负责根据接受到的脉冲信号控制膨胀阀开度，保证适量的供液量和合适过热度。

压力传感器：  负责检测蒸发压力，并将蒸发压力值转变成4-20mA的电流信号。

温度传感器： 可以根据温度的不同，其电阻值也不同。

控制器：  控制器是该系统的核心器件，作用类似于人体大脑。控制器可以接受压力传感器送来的4－20mA电流信号，和温度传感器的电阻值信号。根据这些信号，通过内部的计算发出脉冲信号来控制电子膨胀阀的开度，保证系统供液量和过热度。

六、安装与焊接注意事项：

安装电子膨胀阀时，应以阀体及线圈的断面中心线为轴，且将线圈朝上。在对电子膨胀阀与过滤网焊接时，需对阀体进行冷却保护，使阀主体温度不超过120℃，并目防止杂质进入阀体内。

另外，火焰不要直对阀体，同时需向阀体内部充入氮气，以防止产生氧化物。控制器的输入电压必须与线圈的指定电压一致。

七、电子膨胀阀系统调试

电子膨胀阀：安装之前必须参考电子膨胀阀厂家的安装指南。

控制器：按安装指南连接对应电线，尤其注意电源符合要求。

压力传感器：压力接口最好在水平铜管的上方，以免杂质堵塞。

温度传感器：  温度传感器必须牢固的紧贴管壁，并用保温层可靠包裹，同时使用卡篐固定。最好在管道中焊接盲管。温度传感器应当仅仅感受吸气温度。温度传感器的连接导线长度一般不得超过3米。

八、电子膨胀阀与热力膨胀阀的性能比较

现在我们来讲讲电子膨胀阀和热力膨胀阀的性能比较。

目前热力膨胀阀调节范围普遍较窄。而热泵机组既要制冷,又兼顾制热,且适用场合的环境温度范围从-15 ℃～ + 43 ℃,相对应的制冷剂蒸发温度将在- 25 ℃～5 ℃范围内工作。而且,若制冷回路中存在多台压缩机的情况下,机组随用户负荷的变化,运行的压缩机数量相应变化,造成制冷剂流量的剧烈变化。

因此，单个热力膨胀阀远远无法胜任大型热泵机组的运行工况。目前,众多的大型热泵产品均采用单回路配备单台压缩机的设计系统，且采用制冷模式与制热模式独立的膨胀阀系统，这势必将增加系统的复杂性和制造成本。而电子膨胀阀可在15 %～100 %的范围内进行精确调节。

就目前使用效果来看，单个的电子膨胀阀即可满足热泵机组在上述工况情况下的调节。且该调节范围可根据不同产品的特性进行设定，增加了灵活性。

（1）过热度的控制点：对于热力膨胀阀而言，一般只能控制蒸发器出口的过热度。而电子膨胀阀则体现出其优越性，在半封闭及全封闭压缩机系统中，其控制点不仅可以设在蒸发器出口,而且也可以设置在压缩机吸气口，即可控制压缩机的吸气过热度,以保证压缩机的效率。

(2) 过热度的设定值：对于热力膨胀阀,其过热度设定值一般由制造厂家在制造过程中设定，通常为5 ℃、6 ℃或8 ℃。而电子膨胀阀的过热度可根据产品的不同特性进行人为设定,如蒸发器出口过热度设为6 ℃，压缩机吸气过热度则可设定为15 ℃,十分灵活。

(3) 非标准工况下过热度控制的稳定性：热力膨胀阀的过热度设定值均为标准工况下的设置，而由于充注工质的特性原因，当系统偏离标准工况时，其过热度往往会随着冷凝压力等的变化而偏离设定值，这不仅会造成系统效率的下降，而且会引起系统的波动性。而电子膨胀阀的过热度是通过控制器人为设定的，系统的实际过热度是由传感器采集控制点的参数进行计算得到的，所以不产生此类问题。

(4) 系统调节的智能性：热力膨胀阀对于过热度的控制是基于目前控制点的状态,由充注工质的特性所决定，它无法对系统的变化趋势作出判断。而电子膨胀阀的控制逻辑可根据不同产品的设计和制造特性，采用各类智能控制系统，它不仅可以对系统目前的状态进行调节，而且可根据过热度的变化率等参数对系统的特性进行判别，针对不同的系统变化趋势采用相应的控制手段。因此其对于系统变化的反应速度和针对性较之热力的膨胀阀优越。

(1) 反应的灵敏性和开闭动作的速度较慢。

(2) 一般而言,热力膨胀阀的开启与关闭的速度相对一致 。

(3) 在机组启动过程,存在静态过热度。热力膨胀阀的过热度(SH) 由静态过热度(SS)和开启过热度(OS) 组成，由于静态过热度的存在,会产生在启动过程中膨胀阀开启的延迟倾向。

而电子膨胀阀的驱动方式是控制器通过对传感器采集得到的参数进行计算，向驱动板发出调节指令，由驱动板向电子膨胀阀输出电信号，驱电子膨胀阀的动作。电子膨胀阀从全闭到全开状态其用时仅需几秒钟，反应和动作速度快，不存在静态过热度现象，且开闭特性和速度均可人为设定，尤其适合于工况波动剧烈的热泵机组的使用。

电子膨胀阀在结构上可视作为节流机构与电磁阀的有机结合,且通过控制器进行调节,因此根据不同的产品特性,在机组启动、负载变化、除霜、停机以及故障保护等情况下体现出其控制功能上的多样性和优越性。例如:电子膨胀阀对制冷剂流量的调节除了可以控制蒸发器外，还可以用来调节冷凝器。

当蒸发工况允许的情况下,若冷凝压力过高,可以适当关闭膨胀阀,减少系统中制冷剂的流量,降低冷凝器负荷，从而降低冷凝压力,实现机组的高效和可靠运行。