电子膨胀阀在制冷系统中如何实现调节和控制？

          

电子膨胀阀在空调系统中应用时，能自动调节制冷剂流量，确保空调系统能够始终维持最佳运行工况，可加快制冷速度、精确控制温度，并实现节能。本文我们就一起来看看电子膨胀阀是如何实现调节和控制的？           

         

 

一、电子膨胀阀在制冷系统中的作用      

         

在制冷系统中， 电子膨胀阀在控制器内部算法的运用下，结合执行器动作即可实现系统工作参数的采集与控制。 电子膨胀阀负责计算传感器参数，控制则交由控制器负责，因此反应与速度相当显著，仅需几秒就能完成全闭与全开的过程 ^[1] 。

采集分为两种：

（1）压力型

将回气温度与压力作为采集对象，在驱动器内部计算下能将饱和蒸发温度获取，从而完成回气过热度的计算。

（2）温度型

主要是对膨胀阀后温度与回气温度采集，从而完成过热度的计算。驱动器以过热度大小为根据，能对膨胀阀开度实现控制。

 

二、电子膨胀阀的控制方法      

         

1、 温度式控制方法

系统过热度大致参照两温度的差，同时将其作为电子膨胀阀的控制参数；制冷过热度为t _s -t _e ，表示室内蒸发器中央温度对比吸气温度时两者之间相差的数值；制热过热度t _s -t _c ，表示室外冷凝器中央温度对比吸气温度时两者之间相差的数值。

2、 压力式控制方法

过热度t _s -t _ps 中，通过计算获取的数值是控制电子膨胀阀时使用的主要参数，式中的t _ps 代表制冷剂饱和温度，是与吸气压力ps相对应数值，也可以认为过热度是吸入温度与饱和温度之间相差的数值。

3、 两种方法对比

前一种控制方式安装简便，由于未涉及压力转化到饱和温度的过程，因此能更快的响应。但是该方法中，过热度与系统实际过热度有一定差异的缘故，难免会有误差存在；

后一种控制方式中，计算得到的过热度基本符合实际过热度，然而在回路中有必要进行压力传感器的追加，且程序控制中饱和温度AD转换变的追加也是必不可少的，此时会支出更多成本。

在对两种方法妥当性进行研究时，维持额定制冷条件，记录膨胀阀各个开度时的过热度。当膨胀阀开度变更，且过热度变化时，两种方法计算获取的过度热之间之间存在大约3 ℃的差值。结合大量实践结果得知，该差值虽然面向不同本体时有一定差异，但基本都是恒定的。所以，通过一定补偿，温度式控制方法便能将压力式控制方法顺利取代。

 

 

三、电子膨胀阀在制冷系统中的作用和优势      

         

1、 降低制冷剂噪声

毛细管节流过程中，当制冷剂出现了不同状态后，毛细管引起的振动会向冷凝器中传输，此时会有间断性且无法避免和消除的刺耳噪声出现，为了减弱噪音基本会采取添加隔音棉或包阻尼块等方式，然而也无法取得理想的效果。通过电子膨胀阀节流的应用，不仅安装稳定、固定，同时支持快速调节流量，可将制冷剂噪声抑制。然而，电子膨胀阀具有相当复杂的结构，实际应用中难免也会有电磁声、啸叫声等噪音问题产生，与结构单一的毛细管相比，电子膨胀阀更有可能出现噪声问题，因此在实际应用中需要酌情考虑。

2、 优化低温能力、防凝露

GB 21455-2013 房间空调器能效标准中，在划分能效等级时参照的指标为全年能源消耗效率（APF），面向空调器进一步提高了低温下的性能要求。空调系统低温测试中，通过电子膨胀阀开度调节的应用，能使空调器除霜后的能力实现大幅提升，短时间内能促进能力值的提高。而在变频空调器中，普遍存在凝露这一问题，会对用户生活及工作构成严重影响。空调设计初期便考虑了凝露预防问题，但实际使用中依旧会出现。通过毛细管节流的系统，可支持调节的范围与幅度相对偏小，会限制整改手段。而电子膨胀阀系统中，通过优化开度的利用，在对过热度调节的基础上，即可将凝露问题改善。

3、 优化除霜能力

将电子膨胀阀应用于空调系统中，最佳开度运行下开始制热时，，进入除霜条件，以制冷模式取代四通阀，为使制冷剂流量增加，膨胀阀会迅速向除霜开度调整，此时能将除霜工作更迅速的完成。待完成了除霜之后，此时四通阀会立即转向，从而迅速恢复制热能力，此时膨胀阀开度恢复为除霜前 ^[5] 。面向不同阶段对除霜工作展开细分，设定不同的压缩机频率、膨胀阀开度值，此时能取得更显著的除霜效果。

4、 变频空调器最适化性能应用

优化设计电子膨胀阀开度，控制其能随着频率的变化而变化，此时便能保证系统维持最佳的运行状态。现有的家用变频空调系统中，此项技术已完全覆盖了一、二级的系统。具体应用中，部分厂家通过表格式的运用膨胀阀开度和对应频率，同时在过热度的配合下通过补正完成膨胀阀具体开度的确定。也有部分厂家将过热度作为单一参数调节开度，或是参考压缩机排气温度对开度展开合理调节。而任意方法的使用，皆是以最适化的流量为目的，尤其是膨胀阀控制器应用于制冷中间性能时，能发挥至关重要的优化作用，此时空调器能实现明显更可观的SEER值。

5、实验研究  

有业内人士以家用变频空调（3 200 W）为对象展开了电子膨胀阀和毛细管的对比试验。其中，电子膨胀阀为方案A、毛细管为方案B。实验数据和结果如下：

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