熱力膨脹閥定義和介紹

一、熱力膨脹閥選擇的目的

熱力膨脹閥的選配對(duì)整個(gè)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(fù)荷匹配。

二、熱力膨脹閥與系統(tǒng)不匹配時(shí)的現(xiàn)象

熱力膨脹閥與系統(tǒng)不匹配時(shí)，會(huì)使系統(tǒng)的制冷劑流量時(shí)多時(shí)少，導(dǎo)致熱力膨脹閥的制冷量時(shí)大時(shí)小。當(dāng)制冷量過小時(shí)，會(huì)使蒸發(fā)器供液不足，產(chǎn)生過大熱度，對(duì)系統(tǒng)性能會(huì)造成不利的影響；當(dāng)制冷量過大時(shí)，會(huì)引起震蕩，間歇性的使蒸發(fā)器供液過量，導(dǎo)致壓縮機(jī)的吸氣壓力出現(xiàn)劇烈波動(dòng)，甚至有液態(tài)制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)，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(fù)荷的大小來進(jìn)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(hào)。

（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(jìn)出口的壓力差。

2、熱力膨脹閥選擇舉例

有一臺(tái)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(hào)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(jìn)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(xì)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(jì)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(yàn)值2 PΔ=1 5 10×Pa。

當(dāng)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(hào)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(hào)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(jìn)入50℃左右的溫水中，若仍見不到蒸發(fā)器結(jié)霜，也聽不到制冷劑的流動(dòng)聲，且壓縮機(jī)吸氣壓力很低，則判斷膨脹閥感溫包泄漏。

2、如在運(yùn)行時(shí)看到壓縮機(jī)吸氣閥處一會(huì)兒有霜，一會(huì)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(yīng)遠(yuǎn)離吸氣口而近蒸發(fā)器，而且不宜垂直安裝。

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

當(dāng)水平回氣管直徑大于7/8"時(shí),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(diǎn)鐘”位置。

六、熱力膨脹閥調(diào)整不當(dāng)?shù)墓收犀F(xiàn)象

1、熱力膨脹閥開啟度太小，就會(huì)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(fù)荷，容易引起壓縮機(jī)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(jī)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(jī)。將數(shù)字溫度表的探頭插入到蒸發(fā)器回氣口處（對(duì)應(yīng)感溫包位置）的保溫層內(nèi)。將壓力表與壓縮機(jī)低壓閥的三通相連。

2、開機(jī)。讓壓縮機(jī)運(yùn)行15 分鐘以上，進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，使壓力指示和溫度顯示達(dá)到穩(wěn)定值。

3、調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)流量時(shí)需在制冷系統(tǒng)正常運(yùn)行中進(jìn)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(jié)霜，表明流量過小大，應(yīng)調(diào)大；

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

C、若膨脹閥體只有出口側(cè)結(jié)霜，表明流量過大，應(yīng)調(diào)小；

D、若膨脹閥體出口側(cè)及下部呈45℃斜狀結(jié)霜，入口側(cè)不應(yīng)結(jié)霜，表明調(diào)節(jié)準(zhǔn)確合適；

E、若膨脹閥體只有入口側(cè)結(jié)霜，表明閥體入口處過濾網(wǎng)部分被堵塞應(yīng)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(xì)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(yīng)清洗。

正常情況下，膨脹閥工作時(shí)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(jì)測出回氣管的溫度與蒸發(fā)溫度對(duì)比差值（即實(shí)際過熱度）與標(biāo)準(zhǔn)過熱度（5-8℃之間）校核來判斷調(diào)節(jié)大小是否恰當(dāng)。利用壓縮機(jī)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(jì)測出回氣管的溫度，與蒸發(fā)溫度對(duì)比是否在正常范圍5-8℃之間。必須同時(shí)讀取吸氣壓力值和回氣管溫度，否則造成計(jì)算出的實(shí)際過熱度不準(zhǔn)確。

在調(diào)節(jié)時(shí)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(yùn)行而掌握不好調(diào)節(jié)的功效。

散型齒輪式是用一個(gè)小齒輪帶動(dòng)一個(gè)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(xì)耐心地進(jìn)行，調(diào)節(jié)壓力必須需要一個(gè)時(shí)間過程。每調(diào)動(dòng)膨脹閥一次，一般需15-30分鐘的時(shí)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(jié)合觀察膨脹閥體、蒸發(fā)器盤管和壓縮機(jī)吸氣管處結(jié)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(chǔ)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(hào)，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(dá)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(xì)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(jìn)電機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使制造復(fù)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(duì)膨脹閥是指感溫包溫度和膜片下方壓力對(duì)應(yīng)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(dá)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(duì)一般膨脹閥為5－8℃，對(duì)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(jìn)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(jìn)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(hào)，膨脹閥能自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑流量，以適應(yīng)制冷負(fù)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?cè)莘e的有效利用，避免液態(tài)制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)引起液擊；同時(shí)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(duì)應(yīng)于溫度產(chǎn)生的壓力，作用在膜片上方；

P2：蒸發(fā)壓力（對(duì)內(nèi)平衡為閥出口壓力，對(duì) 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(shí)P1＜P2+F，閥口開度減??；氣箱頭溫度升高時(shí)P1＞P2+F，閥口開度增大；其它力：如膜片剛度、傳動(dòng)部件摩擦阻力、流體對(duì)閥芯的作用力等，在分析時(shí)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(dāng)蒸發(fā)器壓力降過大時(shí)，會(huì)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(duì)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(dòng)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(xì)管共同組成氣箱頭（有的產(chǎn)品沒有感溫包和毛細(xì)管），材質(zhì)為不銹鋼或黃銅；

感溫包：感受外界溫度，把溫度轉(zhuǎn)換的壓力傳遞給氣箱頭，材料為紫銅；

毛細(xì)管：傳遞感溫包的壓力，或提供充注的通道，材料為紫銅；

傳動(dòng)片：把膜片的力傳遞給傳動(dòng)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(dòng)片，與氣箱蓋、膜片、感溫包、毛細(xì)管共同組成氣箱頭，材質(zhì)為不銹鋼；

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

O型圈： 使傳動(dòng)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(yù)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(duì)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(yù)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(rèn)制冷異常是由于熱力膨脹閥偏離最佳工作點(diǎn)引起的，而不是因?yàn)榉荷?、干燥過濾器堵塞、濾網(wǎng)、風(fēng)機(jī)、皮帶等其他原因所引起的。同時(shí)，必須保證感溫包采樣信號(hào)的正確性，感溫安裝位置必須正確，絕對(duì)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(jī)、將數(shù)字溫度表的探頭插入到蒸發(fā)器回氣口處（對(duì)應(yīng)感溫包位置）的保溫層內(nèi)。將壓力表與壓縮機(jī)低壓閥的三通相連。

2)開機(jī)、讓壓縮機(jī)運(yùn)行15 分鐘以上，進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，使壓力指示和溫度顯示達(dá)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(duì)應(yīng)的溫度T2，過熱度為兩讀數(shù)之差T1- T2。

注意：必須同時(shí)讀出這兩個(gè)讀數(shù)。熱力膨脹閥過熱度應(yīng)在5-8℃之間，如果不是，則進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

不匹配時(shí)、會(huì)使系統(tǒng)的制冷劑流量時(shí)多時(shí)少，導(dǎo)致熱力膨脹閥的制冷量時(shí)大時(shí)小。

當(dāng)制冷量過小時(shí)，會(huì)使蒸發(fā)器供液不足，產(chǎn)生過大熱度，對(duì)系統(tǒng)性能會(huì)造成不利的影響。

當(dāng)制冷量過大時(shí)，會(huì)引起震蕩，間歇性的使蒸發(fā)器供液過量，導(dǎo)致壓縮機(jī)的吸氣壓力出現(xiàn)劇烈波動(dòng)，甚至有液態(tài)制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)，引起液擊(濕沖程)現(xiàn)象。

1) 確定系統(tǒng)的制冷劑型號(hào)。

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(jìn)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(guān)，因此及時(shí)準(zhǔn)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。