熱力膨脹閥

一、熱力膨脹閥選擇的目的

熱力膨脹閥的選配對整個系統(tǒng)的性能發(fā)揮起著重要的作用，正確的選擇熱力膨脹閥將使蒸發(fā)器最大限度地加以利用，并使蒸發(fā)器始終和熱負荷匹配。

二、熱力膨脹閥與系統(tǒng)不匹配時的現(xiàn)象

熱力膨脹閥與系統(tǒng)不匹配時，會使系統(tǒng)的制冷劑流量時多時少，導致熱力膨脹閥的制冷量時大時小。當制冷量過小時，會使蒸發(fā)器供液不足，產(chǎn)生過大熱度，對系統(tǒng)性能會造成不利的影響；當制冷量過大時，會引起震蕩，間歇性的使蒸發(fā)器供液過量，導致壓縮機的吸氣壓力出現(xiàn)劇烈波動，甚至有液態(tài)制冷劑進入壓縮機，引起液擊（濕沖程）現(xiàn)象。

三、熱力膨脹閥選擇的依據(jù)

熱力膨脹閥的選擇根據(jù)制冷系統(tǒng)的制冷劑種類、蒸發(fā)溫度范圍和蒸發(fā)器過熱負荷的大小來進行。

1、熱力膨脹閥選擇方法及一般步驟如下

（1）確定系統(tǒng)的制冷劑型號。

（2）確定蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度，冷凝溫度及制冷量。

（3）熱力膨脹閥進出口的壓力差。

2、熱力膨脹閥選擇舉例

有一臺蒸發(fā)盤管（4DW4/10F-50x50.3A），制冷劑采用R407C，制冷量為96KW，蒸發(fā)溫度為8℃，冷凝溫度為50℃，選擇什么型號的熱力膨脹閥（以丹佛斯公司產(chǎn)品為例）。首先確定膨脹閥進出口兩端的壓力差PΔ。

公式中：P k為冷凝壓力；P 0為蒸發(fā)壓力；1 PΔ為供液銅管的壓力降；2 PΔ為分液器和分液毛細管的壓力降；P k（冷凝壓力），P0（蒸發(fā)壓力）由所給的已知參數(shù)可在焓濕圖中查得。

P k =17.5 5 10×P a，P0=6.5 5 10×P a

而供液銅管的壓力降，由于所用的盤管選型軟件，在所計算的數(shù)據(jù)中已有了供液管的壓力降。故已知1 PΔ=0.0031 5 10×Pa。再分液器分液銅管的壓力降取經(jīng)驗值2 PΔ=1 5 10×Pa。

當制冷劑采用R407C，制冷量為96KW，蒸發(fā)溫度為8℃，冷凝溫度為50℃，1 PΔ為10bar，選擇型號為TDEZ26熱力膨脹閥（以丹佛斯公司產(chǎn)品為例）。

制冷量（KW）R407C；蒸發(fā)溫度+15℃；蒸發(fā)溫度+10℃；膨脹閥兩端壓力降△P（巴）型號和名義制冷量。

四、熱力膨脹閥好壞的檢測方法

1、在制冷管路上將熱力膨脹閥的感溫包取出，把膨脹閥調(diào)節(jié)到最大，用熱毛巾放在感溫包上，或進入50℃左右的溫水中，若仍見不到蒸發(fā)器結霜，也聽不到制冷劑的流動聲，且壓縮機吸氣壓力很低，則判斷膨脹閥感溫包泄漏。

2、如在運行時看到壓縮機吸氣閥處一會兒有霜，一會兒融霜，則表明膨脹閥起作用，是好的。

五、膨脹閥感溫包的正確安裝方法

感溫包盡量裝在蒸發(fā)器出口水平段的回氣管上，應遠離吸氣口而近蒸發(fā)器，而且不宜垂直安裝。

當水平回氣管直徑小于7/8"（22mm）時,感溫包宜安裝在回氣管的頂上端，即吸氣管的“一點鐘”。

當水平回氣管直徑大于7/8"時,感溫包要安裝在回氣管軸線以下與水平軸線成45度左右,即吸氣管的“3點鐘”位置。

六、熱力膨脹閥調(diào)整不當?shù)墓收犀F(xiàn)象

1、熱力膨脹閥開啟度太小，就會造成供液不足，使得沒有足夠的氟利昂在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)。

2、熱力膨脹閥開啟過大，制冷劑通過的流量就多，即熱力膨脹閥向蒸發(fā)器的供液量大于蒸發(fā)器負荷，容易引起壓縮機的濕沖程（液擊）。并且使蒸發(fā)的制冷劑蒸發(fā)壓力和溫度也過高，制冷量下降，壓縮機功耗增加，增加了耗電量。

七、熱力膨脹閥的調(diào)節(jié)方法步驟

1、停機。將數(shù)字溫度表的探頭插入到蒸發(fā)器回氣口處（對應感溫包位置）的保溫層內(nèi)。將壓力表與壓縮機低壓閥的三通相連。

2、開機。讓壓縮機運行15 分鐘以上，進入穩(wěn)定運行狀態(tài)，使壓力指示和溫度顯示達到穩(wěn)定值。

3、調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)流量時需在制冷系統(tǒng)正常運行中進行，而且要緩慢操作，逐漸調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)供液流量大小的判斷依據(jù)有：

A、若膨脹閥體全部結霜，表明流量過小大，應調(diào)大；

B、如調(diào)大時結霜形狀沒有變化，則可能膨脹閥節(jié)流孔被部分堵塞應清洗；

C、若膨脹閥體只有出口側結霜，表明流量過大，應調(diào)小；

D、若膨脹閥體出口側及下部呈45℃斜狀結霜，入口側不應結霜，表明調(diào)節(jié)準確合適；

E、若膨脹閥體只有入口側結霜，表明閥體入口處過濾網(wǎng)部分被堵塞應清洗；

F、若膨脹閥體完全無霜，表明無流量，可能制冷劑漏完或管路中截止閥沒打開或膨脹閥感溫探頭毛細管漏氣或膨脹閥節(jié)流孔被堵塞或閥體入口處過濾網(wǎng)部分被堵塞應清洗。

正常情況下，膨脹閥工作時是很幽靜的，如果發(fā)出較明顯的“絲絲”聲，說明系統(tǒng)中制冷劑不足。

4、測溫。用測溫計測出回氣管的溫度與蒸發(fā)溫度對比差值（即實際過熱度）與標準過熱度（5-8℃之間）校核來判斷調(diào)節(jié)大小是否恰當。利用壓縮機的吸氣壓力作為蒸發(fā)器內(nèi)的飽和壓力，查表得到近似蒸發(fā)溫度。用測溫計測出回氣管的溫度，與蒸發(fā)溫度對比是否在正常范圍5-8℃之間。必須同時讀取吸氣壓力值和回氣管溫度，否則造成計算出的實際過熱度不準確。

在調(diào)節(jié)時千萬不可采取大起大落的快速調(diào)節(jié)，使制冷系統(tǒng)不穩(wěn)定運行而掌握不好調(diào)節(jié)的功效。

散型齒輪式是用一個小齒輪帶動一個大齒輪，調(diào)節(jié)的圈數(shù)比較多，一般可以調(diào)2--4圈；壓桿式可調(diào)圈數(shù)比較少，每次調(diào)1/4圈；每次調(diào)1/2、1/3、1/4圈。

調(diào)節(jié)膨脹閥必須仔細耐心地進行，調(diào)節(jié)壓力必須需要一個時間過程。每調(diào)動膨脹閥一次，一般需15-30分鐘的時間才能將膨脹閥的調(diào)節(jié)壓力穩(wěn)定在吸氣壓力表上。根據(jù)觀察低壓壓力值的變化外，還要結合觀察膨脹閥體、蒸發(fā)器盤管和壓縮機吸氣管處結霜情況，判斷調(diào)節(jié)是否合適。

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熱力膨脹閥是制冷系統(tǒng)的重要自控元件，一般安裝于儲液筒和蒸發(fā)器之間。利用氣箱頭（感溫包）的溫度變化作為信號，調(diào)節(jié)閥開度，改變制冷劑流量，使中溫高壓的制冷劑通過其節(jié)流成為低溫低壓的濕蒸汽，然后制冷劑在蒸發(fā)器中吸收熱量達到制冷效果

制冷系統(tǒng)不一定用熱力膨脹閥作節(jié)流元件可以采用毛細管、節(jié)流短管（CCOT)作為節(jié)流元件，成本低，可靠性好；

可以采用電子膨脹閥，使控制更精確，由于要采用傳感器、控制線路板、帶步進電機的執(zhí)行機構，使制造復雜，成本提高。

過熱度：在系統(tǒng)中是指蒸發(fā)溫度和蒸發(fā)器出口溫度的溫度差。對膨脹閥是指感溫包溫度和膜片下方壓力對應的溫度差，總過熱度也稱過熱度范圍，靜裝配過熱度也稱靜止過熱度，是指剛剛使閥開啟的過熱度，梯度過熱度也稱過熱度變化，是指閥從開啟到達到額定容量的開度所需的過熱度，總過熱度＝靜裝配過熱度+梯度過熱度；

? 靜裝配過熱度調(diào)節(jié)范圍：靜裝配過熱度在一定范圍內(nèi)是可調(diào)節(jié)的，對一般膨脹閥為5－8℃，對汽車空調(diào)膨脹閥約為1－10 ℃；

? 蒸發(fā)器的面積不是100％被利用的，總是有一部分處于過熱狀態(tài)；

? 正常情況下，離開蒸發(fā)器的氣體是過熱氣體；

? 蒸發(fā)器的入口端和出口端存在阻力損失，有一定的壓差；

? 進入膨脹閥的制冷劑液體溫度與冷凝溫度不一樣，有一定的溫度降，稱之為過冷度。

① 節(jié)流降壓

將冷凝器冷凝后的高溫高壓制冷劑節(jié)流降壓，成為容易蒸發(fā)的低溫低壓的汽液混合物，進入蒸發(fā)器蒸發(fā)，吸收外界熱量；

② 調(diào)節(jié)流量

根據(jù)感溫包或氣箱頭得到的溫度信號，膨脹閥能自動調(diào)節(jié)進入蒸發(fā)器的制冷劑流量，以適應制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(diào)節(jié)使蒸發(fā)器具有一定的過熱度，保證蒸發(fā)器總容積的有效利用，避免液態(tài)制冷劑進入壓縮機引起液擊；同時又能控制過熱度在一定范圍，防止異常過熱現(xiàn)象的發(fā)生。

P1＝ P2 + F

P1: 氣箱頭內(nèi)充注介質(zhì)對應于溫度產(chǎn)生的壓力，作用在膜片上方；

P2：蒸發(fā)壓力（對內(nèi)平衡為閥出口壓力，對 外平衡為蒸發(fā)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??；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。

之前有朋友問制冷百科，內(nèi)平衡和外平衡膨脹閥的區(qū)別在哪？內(nèi)平衡式膨脹閥膜片下面感受到的是蒸發(fā)器入口壓力；而外平衡式膨脹閥膜片下面感受到的是蒸發(fā)器出口壓力。

內(nèi)平衡膨脹閥

膜片下方的壓力取自閥出口， 當蒸發(fā)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(fā)器出口；避免了蒸發(fā)器壓力降對閥開度的影響，克服了內(nèi)平衡閥的。

閥體： 提供制冷劑流通通道、與系統(tǒng)的連接接口、閥內(nèi)零件的安裝位置，材質(zhì)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(zhì)、狀態(tài)、厚度、波紋形狀等決定，一般由不銹鋼或銅合金制作；

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(chǎn)品沒有感溫包和毛細管），材質(zhì)為不銹鋼或黃銅；

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桿，并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(zhì)為不銹鋼；

傳動桿： 把膜片的力傳遞給閥芯。分上傳動桿和下傳動桿，有的產(chǎn)品在下傳動桿上點焊有鋼球；

O型圈： 使傳動桿和閥體間密封，但又不產(chǎn)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，材料為不銹鋼或黃銅；

調(diào)節(jié)彈簧：根據(jù)靜裝配過熱度要求提供一定的預緊力，并提供與氣箱頭平衡的力，注意彈簧的剛度、節(jié)距、兩端面平行度都對產(chǎn)品有很大影響，材料為不銹鋼或彈簧鋼；

調(diào)節(jié)螺絲： 調(diào)節(jié)彈簧的預緊力；O形圈： 使調(diào)節(jié)螺絲與閥體間密封，但又不影響調(diào)節(jié)性能。

在調(diào)整熱力膨脹閥之前，必須確認制冷異常是由于熱力膨脹閥偏離最佳工作點引起的，而不是因為氟利昂少、干燥過濾器堵塞、濾網(wǎng)、風機、皮帶等其他原因所引起的。同時，必須保證感溫包采樣信號的正確性，感溫安裝位置必須正確，絕對不可安裝在管道的正下方，以防管子底部積油等因素影響感溫包正確感溫。

1)停機、將數(shù)字溫度表的探頭插入到蒸發(fā)器回氣口處（對應感溫包位置）的保溫層內(nèi)。將壓力表與壓縮機低壓閥的三通相連。

2)開機、讓壓縮機運行15 分鐘以上，進入穩(wěn)定運行狀態(tài)，使壓力指示和溫度顯示達到穩(wěn)定值。

3)讀值、讀出數(shù)字溫度表溫度T1 與壓力表測得壓力所對應的溫度T2，過熱度為兩讀數(shù)之差T1- T2。

注意：必須同時讀出這兩個讀數(shù)。熱力膨脹閥過熱度應在5-8℃之間，如果不是，則進行適當?shù)恼{(diào)整。

不匹配時、會使系統(tǒng)的制冷劑流量時多時少，導致熱力膨脹閥的制冷量時大時小。

當制冷量過小時，會使蒸發(fā)器供液不足，產(chǎn)生過大熱度，對系統(tǒng)性能會造成不利的影響。

當制冷量過大時，會引起震蕩，間歇性的使蒸發(fā)器供液過量，導致壓縮機的吸氣壓力出現(xiàn)劇烈波動，甚至有液態(tài)制冷劑進入壓縮機，引起液擊(濕沖程)現(xiàn)象。

1) 確定系統(tǒng)的制冷劑型號。

2) 確定蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度，冷凝溫度及制冷量。

3) 熱力膨脹閥進出口的壓力差。

制冷系統(tǒng)的穩(wěn)定性與蒸發(fā)器出口端制冷劑過熱度有關，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(tǒng)匹配的熱力膨脹閥是很重要。