热力膨胀阀相关知识PPT课件
汽车空调关键零部件之五——热力膨胀阀
汽车空调关键零部件之五——热力膨胀阀汽车空调关键零部件之五----- 热力膨胀阀汽车空调系统布局示意图摘要热力膨胀阀也称节流阀，是汽车空调制冷系统中的四大部件之一（蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀），它是通过蒸发器出口处的感温元件来感知制冷剂蒸气的过热度，来调节膨胀阀开度的大小，从而控制进入蒸发器的液态制冷剂流量。
1、热力膨胀阀分类1.1热力膨胀阀分为内平衡式和外平衡式按照热力膨胀阀平衡方式分为内平衡式和外平衡式:内平衡式膨胀阀与外平衡式膨胀阀工作原理基本相同，区别在于：内平衡式膨胀阀膜片感受到的是蒸发器入口压力，当蒸发器压力降过大时，会使动力头感受的过热度减小，使阀开度不足，而外平衡式膨胀阀膜片感受到的是蒸发器出口压力，避免了蒸发器压力降对阀开度的影响，克服了内平衡阀的缺点。
另外制冷剂流经蒸发器会产生一定的压力损失，一般从自膨胀阀出口至蒸发器出口，制冷剂的压力降所对应的蒸发温度降超过2~3℃左右，为了使热力膨胀阀有合适的过热度，防止液击和过热，选用外平衡式热力膨胀阀更为合理。
1.2外平衡式热力膨胀阀又分为F型和H型两种形式外平衡式热力膨胀阀分为F型和H型两种结构形式，F热力膨胀阀(因其外型像F) 与H型热力膨胀阀(因其通道像H ) 两者的区别在于膜盒感受温度的方式不同。
F型膨胀阀为外感温 ,通过连接毛细管 ,使感温管与回气管接触传热感温,由于感温受接触面积、接触紧密程度及包覆手法等多种因素影响，感温往往有一定偏差不准确、连接毛细管处也存在容易开裂的风险。
H型膨胀阀为内感温,即制冷系统回气直接流经膜盒的感温元件,无需连接毛细管与感温管 ,其感温准确可靠 ,不易损坏。
H型热力膨胀阀是目前国内外汽车空调行业公认的先进节流装置,其性能满足汽车空调对可靠、抗振、耐用、方便的要求，所以目前国内车用空调基本上都采用了H型热力膨胀阀。
2、 F型和H型外平衡式热力膨胀阀图示及安装位置F型外平衡式膨胀阀F型膨胀阀与蒸发器连接方式H型外平衡式膨胀阀H型膨胀阀与蒸发器连接方式3、热力膨胀阀主要功能热力膨胀阀它是通过蒸发器出口处的感温元件来感知制冷剂蒸气的过热度，来调节膨胀阀开度的大小，从而控制进入蒸发器的液态制冷剂流量。
热力膨胀阀的基本知识
热力膨胀阀的基本知识热力膨胀阀（TEV）借助于保持蒸发器出口处制冷剂蒸汽过热状态不变来控制进入直接膨胀（DX ）式蒸发器的液态制冷剂流量。
过热度是制冷剂蒸汽温度与其饱和温度之差。
为了测量热力膨胀阀所控制的过热度，需先测量出温包的实际温度与温包所在位置处吸气压力相应的饱和温度之差。
TEV 热力膨胀阀通过控制过热度。
可使液态制冷剂几乎充满整个蒸发器，而不会流到压缩机内。
热力膨胀阀能使制冷剂流量调节到在蒸发器中进行蒸发的能力，使它成为一种理想的，并在大多数制冷和空调系统中使用的膨胀元件。
平衡方法蒸发器压力传到膨胀阀膜片底面，有两种方法。
如果阀是内平衡式的，则出口处的蒸发器压力通过阀体内部通道或顶杆周围的间隙传给膜片。
如果阀是外平衡式的，则利用顶杆周围的填料或紧密配合的顶杆将阀膜片的底面同阀出口压力隔开。
这时蒸发器压力通过一根把靠近蒸发器出口的吸气管与阀的外部接口连在一起的管子传递到膜片。
外部接口则与一条通往阀膜片底面的通道相连。
内平衡热力膨胀阀只限于单回路蒸发器盘管，其压力降不超过相当于饱和温度变化△ 2°F （△ 1.1 C）的值。
外平衡热力膨胀阀不受蒸发器压力降的影响，包括多回路蒸发器盘管所用的制冷剂分配器的压力降。
外平衡热力膨胀阀可用于所有制冷用途。
它只需要连接一根外平衡管道，并且没有内平衡热力膨胀阀存在的使用上的缺点。
在采用外平衡热力膨胀阀同时，阀的外平衡接头应该与蒸发器出口相连，而不能用帽盖堵住。
温包冲注热力膨胀阀的温包用一段毛细管将压力传给膜片的上部。
温包充注剂就是热力膨胀阀温包中的物质，它反映吸气管路的温度，并产生温包压力。
温包充注设计成使热力膨胀阀在规定的蒸发温度范围内的合适的过热度下工作。
热力膨胀阀用途热力膨胀阀的性能受一系列因素的影响。
针对某些因素，提出了如下的一般性建议：阀的尺寸通常，热力膨胀阀的尺寸应尽可能靠近系统的最大设计热负荷状态，如果系统要长期在低负荷状态工作，而且允许全负荷状态过热度比平常的过热度略高些，则阀的设计制冷量可以选择的比全负荷状态低10%。
热力膨胀阀
◆ 调节流量 根据感温包得到的温度信号，膨胀阀能自动调节进入蒸发器的制冷剂流量，以适应制冷负 荷不断变化的需要。
◆ 保持一定过热度、防止湿压缩和异常过热 膨胀阀通过流量的调节使蒸发器具有一定的过热度，保证蒸发器总容积的有效利用，避免 液态制冷剂进入压缩机引起液击；同时又能控制过热度在一定范围，防止异常过热现象的 发生。
热力膨胀阀安装与调试
目录
CONTENT
1 热力膨胀阀原理 2 力膨胀阀安装与调试
一、热力膨胀阀原理
热力膨胀阀（节流机构）是实现制冷循环所必须的四个基本的系统组成部件之一。
一、热力膨胀阀原理
◆节流降压 将冷凝器冷凝后的常温高压液态制冷剂节流降压，调节流过蒸发器的制冷剂流量，控制蒸 发器出口过热度。过热度=回气温度-蒸发温度。
一、热力膨胀阀原理
热力膨胀阀分为：内平衡和外平衡膨胀阀2种，图1位内平衡，图2位外平衡。
图1
图2
◆内平衡膨胀阀：内平衡式膨胀阀膜片下面感受到的是蒸发器入口压力。 ◆ 外平衡膨胀阀：外平衡式膨胀阀膜片下面感受到的是蒸发器出口压力。一般用于蒸发器 阻力较大的系统。
二、热力膨胀阀安装与调试
膨胀阀的安装：当回气管直径小于25mm时，感温包可扎在回气管的顶部；当直径大于25mm 时，可扎在回气管的下侧45°处，以防管子底部积油等因素，影响感温包的正确感温。
二、热力膨胀阀安装与调试
◆ 热力膨胀阀的调整必须在制冷正常运行状态下进行调整。 ◆ 如果感到过热度太小，即流量太大，则可把调节螺杆按顺时针方向转动半圈或（即增大弹簧力 ，减小膨胀阀开启度），使流量减小。反之，若感到过热度太大，即供液不足，则可把调节螺杆 朝相反方向（逆时针）转动，使流量增大。 ◆ 调节螺杆转动的圈数一次不要超过半圈。调整膨胀阀之间必须间隔15分钟以上。
膨胀机构及阀门PPT课件
不易产生故障。 压缩机停止运行后，冷凝器和蒸发器的压力可以
自动达到平衡，减轻了再次启动电动机的负荷。 对制冷剂流量的调节能力很低。
•31
32
5. 电磁阀
自动接通或切断管路 常开型—通电关闭
常闭型—通电开启 直接作用式—作用力小，可控制管径小及流
量小； 间接作用式—作用力大，可对大流量进行控 制。
6. 截止阀(手动截止阀) •33
•34
•35
电动式—利用脉冲电压驱动脉冲电机来实现控 制，图10-12（直动型），10-14（减速型）
热动式—利用热敏电阻阻值随温度变化改变加 热电流（加热量）来实现。
•27
•28
•29
•30
4. 毛细管
原理：利用孔径和长度变化产生压力差，实现节 流降压，控制制冷剂流量。
应用：主要用于热负荷较小的家用制冷器具中， 同时要求制冷系统有比较稳定的冷凝压力和蒸发 压力，如空调、冰箱。
供液方式
直接膨胀供液 重力供液 液泵供液
节流机构
1. 手动节流阀 2. 浮球节流阀 3. 热力膨胀阀 4. 毛细管
•1
一、直接膨胀供液
1）方式：通过膨胀阀直接向蒸发器供液，供液动力来自系统高 低压差。
2）特点： ◆供液动力来自于系统内部的压力差；系统简单，操作方便； ◆有闪发蒸气进入蒸发器； ◆供液容易出现不均； ◆蒸发器为单一通道，盘管长度受限（流动阻力问题）；
•10
1. 手动节流阀（膨胀阀、调节阀）
结构：阀芯、阀座、手轮 工作原理：利用阀芯与阀座间隙变化调
节工质通过量
应用：只有氨制冷系统或试验装置中使
用。作为备用阀装在旁通管路上，以备应 急或检修自动膨胀阀时使用。
丹佛斯热力膨胀阀课件
Valve body:
110 °C
Nominal capacities* 12,3kW to 185kW (R410A)
Max. test pressure
51bar
Maximum working pressure
46bar
学习交流PPT
12
热力膨胀阀-TGE系列 -TGE系列阀体结构设计
感温元件激光焊接技术 双膜片设计
宽泛的蒸发温度范围 八种充注模式（蒸发温度范围/MOP） 特殊的温度范围可以定制
不锈钢感温包 – 快速且容易安装，专利设计的绑扎带
可靠 可靠 节能
易于选型
易于安装
双接触感温包 – 更高的换热效率
易于安装
节省时间 /成本
节省时间 /成本
降低维护成 本，环保
降低维护成 本，环保
降低成本， 环保
节省时间 /成本
阀芯组件通用于所有版 本的阀体
• 感温包充注基于蒸发温 度范围
• 内平衡和外平衡两种方
式
学习交流PPT
4
热力膨胀阀T2/TE2 —专业制冷设备节流装置
类型 制冷剂
T2/TE2
R22，R134a，R404a， R507，R407c
感温包安装后最大温度
感温包未安装
最低温度
额定能力
0.96-19.7kW（R22）
焊接接口
调节装置和阀体 激光焊接技术
更易操作的过热 度调节装置
TGE 20 - 40
不锈钢材质感 温包及毛细管
圆柱形感温包设计， 更为先进的感温包 绑带设计
TGE 10
学习交流PPT
13
热力膨胀阀-TGE系列 -TGE系列新膜片设计
空调系统-教材热力膨胀阀培训v130621
– 当膨胀阀必须双向流通时
Emerson Flow Controls Confidential
FCU-TXV SubS-01 Th & Fund.ppt Page 11
在什么情况下需要传统阀口的膨胀阀?
制冷量较小的系统 ( 小于5冷吨 )
– 阀口通径较小 – 膜片和阀口面积的比率较小
Emerson Flow Controls Confidential
FCU-TXV SubS-01 Th & Fund.ppt Page 16
热力膨胀阀动力头充注
充注类型
高温充注 中温充注 低温充注.
液体交叉充注 吸收式充注 液体充注 气体交叉充注
Emerson Flow Controls Confidential
FCU-TXV SubS-01 Th & Fund.ppt Page 20
膨胀阀的基本运行
高压液体
100°F
低压液体 和气体
40°F
Emerson Flow Controls Confidential
FCU-TXV SubS-01 Th & Fund.ppt Page 21
阀口
膨胀阀流口的面积
取决于下列因素: • 顶针的角度 • 行程 • 流口的直径
FCU-TXV SubS-01 Th & Fund.ppt Page 18
膨胀阀的基本运行
Emerson Flow Controls Confidential
FCU-TXV SubS-01 Th & Fund.ppt Page 19
膨胀阀的基本运行
高压液体
低压液体和气体
Emerson Flow Controls Confidential
热力膨胀阀、毛细管、电子膨胀阀，三种重要节流装置图文详解
热力膨胀阀、毛细管、电子膨胀阀，三种重要节流装置图文详解节流机构是制冷装置中的重要部件之一，它的作用是将冷凝器或贮液器中冷凝压力下的饱和液体（或过冷液体），节流后降至蒸发压力和蒸发温度，同时根据负荷的变化，调节进入蒸发器制冷剂的流量。
常用的节流装置有毛细管、热力膨胀阀、浮球阀等。
如果节流机构向蒸发器的供液量与蒸发器负荷相比过大，部分制冷剂液体会与气态制冷剂一起进入压缩机，引起湿压缩或液击事故。
相反若供液量与蒸发器热负荷相比太少，则蒸发器部分换热面积未能充分发挥作用，甚至造成蒸发压力降低；而且使系统的制冷量减小，制冷系数降低，压缩机的排气温度升高，影响压缩机的正常润滑。
节流机构的作用和工作原理当制冷剂流体通过一小孔时，一部分静压力转变为动压力，流速急剧增大，成为湍流流动，流体发生扰动，摩擦阻力增加，静压下降，使流体达到降压调节流量的目的。
节流是压缩式制冷循环不可缺少的四个主要过程之一。
节流机构的作用有两点：一是对从冷凝器中出来的高压液体制冷剂进行节流降压为蒸发压力二是根据系统负荷变化，调整进入蒸发器的制冷剂液体的数量。
1.热力膨胀阀热力膨胀阀普遍用于氟利昂制冷系统中，通过感温机构的作用，随蒸发器出口处制冷剂的温度变化而自动变化，达到调节制冷剂供液量的目的。
大多数热力膨胀阀在出厂前把过热度调定在5～6℃,阀的结构保证过热度再提高2℃时，阀就处于全开位置，与过热度约为2℃时，膨胀阀将处于关闭状态。
控制过热度的调节弹簧，其调节幅度为3～6℃。
一般说来，热力膨胀阀调定的过热度越高，蒸发器的吸热能力就降低，因为提高过热度要占去蒸发器尾部相当一部分传热面，以便使饱和蒸气在此得到过热，这就占据了一部分蒸发器传热面积，使制冷剂汽化吸热的面积相对减少，也就是说蒸发器的表面未能得到充分利用。
但是，过热度太低，有可能使制冷剂液体带入压缩机，产生液击的不利现象。
因此，过热度的调节要适当，既能确保有足够的制冷剂进入蒸发器，又要防止液体制冷剂进入压缩机。
丹佛斯热力膨胀阀专题培训课件
热力膨胀阀T2/TE2 —外平衡式
外平衡式热力膨胀阀经常被 用于有液管分液头的系统中。
进口：3/8” 出口：1/2” 外平衡口：1/4” 接口：螺纹或焊接
6 | Department (slide master)
热力膨胀阀T2/TE2 —技术特点
技术特点
优势
安装商 终端用户
激光焊接不锈钢膜片：更长的膜片寿命，耐压，抗腐 可靠 蚀，抗压力波动
感温包未安装
最低温度
额定能力
0.96-19.7kW（R22）
最大测试压力
38bar
最大工作压力
34bar
4 | Department (slide master)
热力膨胀阀T2/TE2 —内平衡式
5 | Department (slide master)
进口：3/8” 出口：1/2” 接口：螺纹或焊接
热力膨胀阀-TGE系列 -TGE系列稳定性设计
最稳定的调节范围： •激光焊接 •平衡流口 •迟滞系数
15 | Department (slide master)
热力膨胀阀-TGE系列 -TGE系列其他特点
接口型式： •焊接 •喇叭口 •MIO密封 泄流孔设计： •15% •30% 具备双向流
16 | Department (slide master)
节省时间 降低维护成
/成本
本，环保
可更换过滤网/螺纹接连锥形入口-防止系统杂质对阀 可靠 的影响，MOP功能有效保护压缩机
节省时间 降低维护成
/成本
本，环保
八种口径可更换阀芯，精确调节确保最稳定的系统和 最高的COP 阀芯组件 – 不锈钢制，锥形结构 – 高精度调节
宽泛的蒸发温度范围 八种充注模式（蒸发温度范围/MOP） 特殊的温度范围可以定制
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P1 P2
F
9
内平衡膨胀阀
• 膜片下方的压力取 自阀出口；
• 当蒸发器压力降过 大时，会使气箱头 感受的过热度减小， 使阀开度不足。
PB 0.31MPaG PL 0.25MPaG Te = 5℃ 0.25MPaG
+10℃
FS
0.31MPaG
0.25MPaG = 10℃ S.S.H = 5deg
.
② 调节流量
根据感温包或气箱头得到的温度信号，膨胀阀能自动调节进入蒸发 器的制冷剂流量，以适应制冷负荷不断变化的需要。
③ 保持一定过热度、防止液击和异常过热
膨胀阀通过流量的调节使蒸发器具有一定的过热度，保证蒸发器总
容积的有效利用，避免液态制冷剂进入压缩机引起液击；同时又能控
制过热度在一定范围，防止异常过. 热现象的发生。
位置，材质为铝或黄铜；
膜片：隔膜的作用。以最小的阻力，将气箱头的力传递给传动片，
传动片
HPb
3
11
9
传动杆
SUS
2
10
钢球
SUS
1
11
毛细管
TP2
.
14
膨胀阀的零件及作用（3）
10 11 12
9 8 7
6 5 4 3 2 1
13 14
15 16 17 18
铜
阀（外平衡）序号 1
2
3
4
5
6
7
23
8
9
22
10
11
21
12
20
13
19
14
15
16
17
18
19
20
.
21
22
23
名称 阀体 调节螺丝 调节弹簧 阀芯架 钢球 传动杆 “O”型圈 压片 压紧弹簧 气箱座 膜片 气箱盖 传动片 固定圈 外平衡管 接管 接管螺母 “O”型圈
热力膨胀阀 简介
.
1
目录
• 什么是热力膨胀阀 • 膨胀阀在制冷系统中的作用 • 典型汽车空调膨胀阀的结构 • 与膨胀阀有关的几个概念 • 膨胀阀的过热度控制原理 • 膨胀阀的零件及作用 • 膨胀阀气箱头的充注 • 膨胀阀的测试 •几点说明
.
2
什么是热力膨胀阀
• 热力膨胀阀是制冷系统的重要自控元件，利用气箱头 （感温包）的温度变化作为信号，调节阀开度，改变 制冷剂流量。
材料 Al Al HNBR SUS SUS SUS SUS HNBR Al HPb
HNBR
SUS K100 SUS
TP213
膨胀阀的零件及作用（2）
铜 阀（内平衡）
序号
名称
材料
6
1
阀体
C3771
7
2
调节螺丝
HPb
5
3
调节弹簧
SUS
8
4
阀芯架
SUS
5
气箱座
SUS
9
6
膜片
K100
10
7
气箱盖
SUS
4
8
• 静装配过热度调节范围：静装配过热度在一定范围内是可调节的，对一般膨胀阀 为2－8℃，对汽车空调膨胀阀约为1－10 ℃；可变过热度为5 ℃，故汽车空调膨胀 阀工作过热度范围为1-13 ℃。蒸发器与膨胀阀容量匹配得当时，可以调整螺栓取 得最小稳定过热度即合适的静过热度，此时蒸发器出口温度由不断波动趋于稳定。
冷凝器
器
• 铝材料的采用使重量减轻。
.
12
膨胀阀的零件及作用（1）
铝阀
15 14 13 12 11 10
9
8
7 6
5
4
3
2
.
1
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
名称 阀体 调节座 “0”型圈 调节弹簧 阀芯架 钢球 下传动杆 “0”型圈 上传动杆 传动片 “0”型圈 气箱座 膜片 气箱盖 充注管
.
3
汽车空调系统示意图
2 1
3
5
6
7
4
8
9
1 压缩机 2 高压气管 3 冷凝器 4 储液器 5 视液镜
6 高压液管 7 膨胀阀 8.蒸发器 9 蒸发器风扇
4
膨胀阀在制冷系统中的作用
冷凝器
贮液器
膨胀阀 蒸发器 M
压缩机
高压气体 高压液体 低压液体 低压气体
① 节流降压
将冷凝器冷凝后的高温高压液态制冷剂节流降压，成为容易蒸发的 低温低压的汽液混合物，进入蒸发器蒸发，吸收外界热量；
P1＝ P2 + F
P1: 气箱头内充注介质对应于温度产生的压力， 作用在膜片上方；
P2：蒸发压力（对内平衡为阀出口压力，对 外 平衡为蒸发器出口压力），作用在膜 片下 方；
F：弹簧力，作用在膜片下方。 气箱头温度降低时P1＜P2+F，阀口开度减小； 气箱头温度升高时P1＞P2+F，阀口开度增大；
其它力：如膜片刚度、传动部件摩擦阻力、流 体对阀芯的作用力等，在分析时暂不考虑。
• 蒸发器的面积不是100％被利用的，总是有一部分处于过热状态；
• 正常情况下，离开蒸发器的气体是过热气体；
• 蒸发器的入口端和出口端存在阻力损失，有一定的压差；
• 进入膨胀阀的制冷剂液体温度与冷凝温度不一样，有一定的温度降，称之为过冷 度。阀容量随阀前过冷度增大而增大。
.
8
膨胀阀的控制原理
三力平衡原理
0.19MPaG=0℃
FS
+5℃ 0.25MPaG
0.19MPaG +5℃ S.S.H = 5deg
.
11
外 平 衡 膨 胀 阀（铝）
• 外平衡阀的另一种形式，
蒸发器至压缩机的回气直
接通入阀内，气箱头的温
度和压力信号都从阀内部
压缩机
蒸
的回气通道取得；
• 方块式的结构使安装更方 便、可靠；
发
• 无毛细管的结构使阀的抗 振性更好；
塞网 吸附材料 感温包
塞网 毛细管
材料 C3771 HPb SUS SUS SUS SUS HNBR
TP2 SUS SUS K100 SUS HPb HPb TP2 TP2 HPb HNBR
SUS /
15TP2
SUS TP2
膨胀阀的零件及作用（4）
阀体：提供制冷剂流通通道、与带分液 器和单 向阀
带分液器和单向阀 的近景
气. 箱头焊连接，焊接管接
6
口的内调式
铜阀 类
ENA
ENB
.
EWB
ENC
7
与膨胀阀有关的几个概念
• 过热度：在系统中是指蒸发温度和蒸发器出口温度的温度差，对膨胀阀是指感温 包温度和膜片下方压力对应的温度差，总过热度也称过热度范围，静装配过热度 也称静止过热度，是指刚刚使阀开启的过热度，梯度过热度也称过热度变化，是 指阀从开启到达到额定容量的开度所需的过热度，总过热度＝静装配过热度+梯度 过热度，系统工作时阀处于某一开度所对应的过热度，称工作过热度。
10
外 平 衡 膨 胀 阀（铜）
• 膜片下方的压力取 自蒸发器出口；
• 避免了蒸发器压力 降对阀开度的影响， 克服了内平衡阀的 缺点；
• 由于阀出口与膜片 下方的平衡腔间需 密封处理，增加了 制造难度。
PB 0.25MPaG
PL' 0.19MPaG
Te = 5℃ 0.25MPaG
压力损失 0.06MPaG