电子膨胀阀与热力膨胀阀比较
热力膨胀阀与电子膨胀阀的控制原理1. 概述节能和环保是人类亟待解决的两大问题。
2002年8月26日至9月4日在南非约翰内斯堡举行了可持续发展世界峰会。
在该次会议上国际制冷学会发表了《制冷业对于可持续发展和减缓大气变化的承诺》,在此文件中阐明制冷业主要的挑战来自全球气候变暖。
造成制冷业影响全球气候变暖的80%的原因是二氧化碳的排放。
这些间接的排放是部分是由制冷装置运行所需能量的生产引起的。
制冷、空调和热泵这些设备所消耗的电能约占全世界生产电能的15%,这表明间接排放的影响是非常的严重。
此文件还提出在下一个20年制冷业必须树立雄心去达到目标之一:每个制冷设备耗能减少30~50%。
制冷业者为保护环境,应把节能贯穿到制冷设备的使用周期中去。
作为制冷循环的四大部件之一,节流装置在系统中起着非常关键的作用,通过选择应用合适的节流机构与制冷系统匹配是整个制冷设备降低能耗的重要一环。
本文将对节流机构的工作原理和运行能量匹配进行分析,重点对电子膨胀阀的工作原理进行分析。
2. 传统节流机构的工作原理及匹配节流的工作原理是制冷工质流过阀门时流动截面突然收缩,流体流速加快,压力下降,压力下降的大小取决于流动截面收缩的比例。
节流机构的作用:1、节流降压。
当常温高压的制冷剂饱和液体流过节流阀,变成低温低压的制冷剂液体并产生少许闪发气体。
进而实现向外界吸热的目的。
2、调节流量:节流阀通过感温包感受蒸发器出口处制冷剂过热度的变化来控制阀的开度,调节进入蒸发器的制冷剂流量,使其流量与蒸发器的热负荷相匹配。
当蒸发器热负荷增加时阀开度也增大,制冷剂流量随之增加,反之,制冷剂流量减少。
3、控制过热度:节流机构具有控制蒸发器出口制冷剂过热度的功能,既保持蒸发器传热面积的充分利用,又防止吸气带液损坏压缩机的事故发生。
4、控制蒸发液位:带液位控制的节流机构具有控制蒸发器液位的功能,既保持蒸发器传热面积的充分利用,又防止吸气带液降低吸气过热度。
若节流机构向蒸发器的供液量与蒸发负荷相比过大,部分液态制冷剂一起进入压缩机,引起湿压缩或冲缸事故。
相反若供液量与蒸发器负荷相比太少,则蒸发器部分传热面积未能充分发挥其效能,甚至会造成蒸发压力降低,而且使制冷系统的制冷量降低,制冷系数减小,制冷装置能耗增大。
节流机构流量的调节对制冷装置节能降耗起着非常重要的作用。
大型中央空调冷水机组常用的节流机构有手动节流阀、孔板、热力膨胀阀、浮球+主节流阀。
手动节流阀是最老式的节流阀,其外形与普通截止阀相似。
它由阀体、阀芯、阀杆、填料压盖、上盖、手轮和螺栓等零件组成。
与截止阀不同之处在于它的阀芯为针型或具有V形缺口的锥体,而且阀杆采用细牙螺纹。
当旋转手轮时,可使阀门的开启度缓慢地增大或减小,以保证良好的调节性能。
手动节流阀开启的大小,需要操作人员频繁地调节,以适应负荷的变化。
通常开启度为1/8~1/4圈,一般不超过一圈,开启度过大就起不到节流(膨胀)的作用。
这种节流阀现在已被自动节流机构取代。
2.2孔板孔板节流机构由两块孔板组成,采用两级节流。
制冷工质通过第一级孔板时,制冷工质刚好到达饱和液体线,并产生少许闪发气体;由于闪发气体占据一部分空间,其流量也在波动,致使工质进入第二级孔板时流体的流量在一定范围(约20%)内变动,进而达到自动调节制冷剂循环量的功能,第二级孔板因变动的流量造成不同的压降变化,与系统高低压差进行调节,于动态平衡后,稳定发挥制冷工质膨胀功能而完成整个制冷循环。
一二级孔板设计依据:1、流量公式:q= a x Α x(2 x Δp x ρ)1/22、冷水机组标准工况:12℃/7℃;30℃/35℃。
冷水机组在标准工况满负荷运行时,孔板向蒸发器的供液量与蒸发负荷相匹配。
但机组实际运行经常处于变工况、变负荷运行。
在大压差工况下,蒸发器负荷需求减小(幅度大于20%),孔板最大调节余量20%,由于压差增大,孔板实际供液量比蒸发器负荷需要的液量大,吸气过热度降低,引起湿压缩;在小压差工况下,蒸发器负荷需求增大(幅度大于20%),由于压差减小,蒸发器实际存液量比蒸发器负荷需要的液量小,吸气过热度升高,制冷量降低,制冷系数减小,制冷装置能耗增大;在由低负荷转为高负荷情况下(幅度大于20%),蒸发器负荷需求增大,由于制冷剂质量流量增大,短时间内蒸发器实际存液量比蒸发器负荷需要的液量小,吸气过热度升高,制冷量降低,制冷系数减小,制冷装置能耗增大;在由高负荷转为低负荷情况下(幅度大于20%),蒸发器负荷需求减小,由于制冷剂质量流量减小,短时间内蒸发器实际存液量比蒸发器负荷需要的液量大,吸气过热度降低,引起湿压缩,极端情况即机组满负荷运行突然停机,蒸发器负荷需求减小75%,由于制冷剂质量流量突然减小75%,短时间蒸发器实际存液量比蒸发器负荷需要的液量大55%,吸气过热度急速降低,进而降低排气过热度,油分效果下降,甚至导致压缩机奔油。
虽然一二级孔板在一定范围可自动调节,但其应付变工况、变负荷能力差,且制冷系数减小,制冷装置能耗增大,一般不宜采用。
热力膨胀阀广泛应用于中央空调冷水机组。
它既可控制蒸发器供液量,又可节流饱和液态制冷剂。
根据热力膨胀阀结构上的不同,分为内平衡式和外平衡式两种。
考虑到制冷剂流经蒸发器产生一定的压力损失,为降低开启过热度,提高蒸发器传热面积的利用率,一般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℃,应选用外平衡式热力膨胀阀。
外平衡式热力膨胀阀的工作原理是建立在力平衡的基础上。
工作时,弹性金属膜片上部受感温包内工质的压力P3作用,下面受蒸发器出口压力P1与弹簧力P2的作用。
膜片在三个力的作用下,向上或向下鼓起,从而使阀孔关下或开大,用以调节蒸发器的供液量。
当进入蒸发器的液量小于蒸发器热负荷的需要时,则蒸发器出口蒸气的过热度增大,膜片上方的压力大于下方的压力,这样就迫使膜片向下鼓出,通过顶杆压缩弹簧,并把阀针顶开,使阀孔开大,则供液量增大。
反之当供液量大于蒸发器热负荷的需要时,则出口处蒸气的过热度减小,感温系统中的压力降低,膜片上方的作用力小于下方的作用力时,使膜片向上鼓出,弹簧伸长,顶杆上移并使阀孔关小,对蒸发器的供液量也就随之减少。
热力膨胀阀的过热度由开启过热度和有效过热度组成,开启过热度与弹簧的预紧力有关,有效过热度与弹簧的强度及阀针的行程有关。
膨胀阀的弹簧是按标准工况设计的,机组在标准工况下,机组满负荷或变负荷运行均维持较高的COP值。
但在大压差工况下,蒸发压力降低,蒸发器负荷需求的液量减少,但实际情况相反,在吸气过热度不变的情况下,由于蒸发压力降低,蒸发器出口压力P1相应降低,膜片上下的压差变大,使主阀开度增大,供液量增加;但在小压差工况下,蒸发压力上升,蒸发器负荷需求的液量增多,但实际情况是在吸气过热度不变的情况下,由于蒸发压力上升,蒸发器出口压力P1相应提高,膜片上下的压差变小,使主阀开度减小,供液量减少;在变负荷下亦如此。
因此热力膨胀阀在变工况下供液量的调节方面需进一步改进。
热力膨胀阀原理简图如图一所示:图1 热力膨胀阀原理简图2.4浮球+主节流阀浮球+主节流阀是用于具有自由液面的蒸发器,如卧式满液式蒸发器的供液量的自动调节。
通过浮球调节阀的调节作用,在蒸发器中可以保持大致恒定的液面。
浮球阀有一个铸铁的外壳,用液体连接管与气体连接管分别与被控制的蒸发器的液体和蒸气两部分相连接,因而浮球阀壳体的液面与蒸发器内的液面一致。
当蒸发器内的液面降低时,壳体内的液面也随之降低,浮子落下,阀针便将孔口开大,则浮球阀出液量增大,浮球阀出液量形成的阀芯上部压力P4减小,主膨胀阀芯上部压力Ps (包括主膨胀阀芯上部弹簧力P5和浮球阀出液量形成的压力P4)减小,当主膨胀阀芯下部高压P1大于Ps时,则推动主阀芯向上移动,增大阀的开启量,主膨胀阀供液量增大;反之主膨胀阀供液量减小。
浮球阀出液量与主膨胀阀芯上下的压差(ΔP= P1-Ps)形成比例关系,调节供液量的大小,当壳体内的液面上升到浮子上限位时,阀针便将孔口关闭,Ps >P1,主膨胀阀关闭且停止供液,此时蒸发器液位不再上升,这既可以防止蒸发液位过高引起湿压缩,又保证蒸发器的供液量与蒸发负荷相匹配。
由于的主膨胀阀芯上部弹簧是按标准工况设计的,因此机组在标准工况下,机组满负荷或变负荷运行均维持较高的COP值。
但在小压差工况下,冷凝压力降低,P1降低,P1相对于阀芯上部弹簧力偏小,使主阀开度偏小,供液量偏少,导致达到需要的蒸发液位要有一段滞后的时间,系统制冷系数减小,制冷装置能耗增大,在变负荷下同样如此。
浮球+主节流阀在变工况下供液量的调节有待进一步完善。
浮球+主节流阀原理简图如图二所示:图2 浮球+主节流阀原理简图3. 电子膨胀阀的工作原理及控制3.1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,、温度传感器将压缩机吸气过热度传给工作时,压力传感器将蒸发器出口压力P1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。
以保持蒸发器需要的供液量。
电子膨胀阀的步进电机是根变化、压缩机吸气过热度变化实时输出变化的动力,这个据蒸发器出口压力P1实时输出变化的动力能及时克服各种工况和各种负荷情况下主膨胀阀变化的弹簧力,使阀的开度满足蒸发器供液量的需求,进而蒸发器的供液量能实时与蒸发负荷相匹配,即电子膨胀阀可通过控制器人为设定,有效的控制过热度。
另外,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,开闭特性和速度均可人为设定;电子膨胀阀可在10%--100%的范围内进行精确调节,且调节范围可根据不同产品的特性进行设定。
选用电子膨胀阀——吸气过热度控制,机组无论在标准工况下、变工况、满负荷、变负荷运行维持较高的COP值水平。
电子膨胀阀——吸气过热度控制制冷系统原理图如图三所示:图3 电子膨胀阀——吸气过热度控制制冷系统原理图3.2电子膨胀阀——液位控制液位控制系统由电子膨胀阀、液位传感器、液位控制器组成。
当蒸发器内的液面上下变化时,蒸发器内的液位传感器将液位变动的比例关系用4-20mA信号传给液位控制器, 液位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,使其开度增大、减小,以保持制冷剂液位在限定的范围内。
电子膨胀阀的步进电机是根据制冷剂液位变化实时输出变化的动力,这个实时输出变化的动力能及时克服各种工况和各种负荷情况下主膨胀阀变化的弹簧力,使阀的开度满足蒸发器供液量的需求,进而蒸发器的供液量能实时与蒸发负荷相匹配,即电子膨胀阀可通过控制器人为设定,有效的控制蒸发液位。
选用电子膨胀阀——液位控制,机组无论在标准工况下、变工况、满负荷、变负荷运行均维持较高的COP值水平。
电子膨胀阀与热力膨胀阀的比较
电子膨胀阀与热力膨胀阀的比较1 热力膨胀阀目前氟利昂冷藏库中采用的节流装置是热力膨胀阀,热力膨胀阀的工作原理是通过感受蒸发器出口制冷剂蒸气过热度的大小,来调节制冷剂的流量,以维持恒定的过热度,在控制原理上属于比例调节器。
虽然热力膨胀阀可以自动调节制冷剂的流量,但是它的缺点也是很显著的: (1)对过热度响应的延迟时间长,特别是容积延迟。
蒸发器出口处的过热蒸气先把热量传给感温包外壳,感温包外壳本身就具有较大的热惰性,造成了一定的容积延迟,感温包外壳把热量传给感温介质,这又产生了进一步的延迟。
延迟的结果会导致热力膨胀阀交替地开大或关小,即产生振荡现象。
当膨胀阀开得过大时,蒸发器出口过热度偏低,吸气压力上升;当阀开得过小时,蒸发器供液不足,吸气压力降低.这对整个系统的经济性和安全性都会产生不利影响。
实验表明,热力膨胀阀调节效果对小型装置要十几分钟,大型装置要30 min~40 min 才稳定。
(2)调节范围有限.因为与阀针连接的膜片的变形量有限,使得阀针的运动位移较小,故流量调节范围小.这对于负荷变化较大的冷藏库或者采用变频压缩机的系统,热力膨胀阀便无法满足要求.(3)调节精度低.热力膨胀阀的执行机构膜片由于加工精度和安装等因素,会产生的变形及影响变形灵敏度,故难以达到较高的调节精度。
为了克服上述缺点,制冷系统中热力膨胀阀的替代问题越来越引起了人们的关注。
2 电子膨胀阀电子膨胀阀是按照预设程序调节蒸发器供液量,因属于电子式调节模式,故称为电子膨胀阀。
它适应了制冷机电一体化的发展要求,具有热力膨胀阀无法比拟的优良特性,为制冷系统的智能化控制提供了条件,是一种很有发展前途的自控节能元件。
电子膨胀阀与热膨胀阀的基本用途相同,结构上多种多样,但在性能上,两者却存在较大的差异。
从控制实现的角度来看,电子膨胀阀由控制器、执行器和传感器3 部分构成,通常所说的电子膨胀阀大多仅指执行器,即可控驱动装置和阀体,实际上仅有这一部分是无法完成控制功能的。
两种膨胀阀在自携式冷柜的能效影响因素研究
制冷技术 Chinese Journal of Refrigeration Technology
doi: 10.3969/j.issn.2095-4468.2019.03.206
Vol.39, No.3 Jun. 2019
பைடு நூலகம்
两种膨胀阀在自携式冷柜的能效影响因素研究
黄凯达
(开利空调冷冻研发管理(上海)有限公司,上海 200130)
[Abstract] Two kinds of expansion valves, i.e., electronic expansion valve (EXV) and thermal expansion valve (TEV) in a self-carried display cabinet are analyzed in this paper. The superheat regulating speed, evaporation temperature, cooling speed and power consumption are compared and analyzed, and the main factors affecting higher energy efficiency of EXV are also studied. The results show that at the target temperature of 25 ℃ and minimum steady state superheat (MSS) are 9 ℃, the maximum evaporation temperatures for the two systems are –31 ℃. The total power consumption of the EXV is 44% lower than that of the TEV. The maximum difference of the input power in the cooling process is 341 W, and the difference after stabilization is 65 W. The TEV generates 0.784 kWꞏh more power consumption than that of EXV, accounting for 40% of the total power consumption of the TEV. The TEV is approaching the target superheat 80% faster than EXV, but the stable time of superheat is 49% longer than the EXV, and the EXV approaches the target temperature faster than the TEV by 44%. The main factor of high energy efficiency of EXV is its higher cooling speed. [Keywords] Expansion valve; Superheat; Display cabinet; Cooling speed; Power consumption
热力膨胀阀和电子膨胀阀的区别
热力膨胀阀热力膨胀阀是通过蒸发器出口气态制冷剂的过热度控制膨胀阀开度的,故广泛地应用于非满液式蒸发器。
按照平衡方式的不同,热力膨胀阀可分内平衡式和外平衡式两种。
热力膨胀阀感温系统中可采用不同物质和方式进行充注,主要方式有充液式、充气式、交叉充液式、混合充注式和吸附充注式。
热力膨胀阀和电子膨胀阀的区别电子膨胀阀电子膨胀阀利用被调节参数产生的电信号,控制施加于膨胀阀上的电压或电流,进而达到调节供液量的目的。
无级变容量制冷系统制冷供液量调节范围宽,要求调节反应快,传统的节流装置(如热力膨胀阀)难以良好胜任,而电子膨胀阀可以很好地满足要求。
电子膨胀阀是一种可按预设程序进入制冷装置的制冷剂流量的节流元件。
在一些负荷变化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。
目前对电子膨胀阀的研究大致包括应用研究、流量特性、控制策略及算法3个方向。
电子膨胀阀作为一种新型的控制元件,已成为制冷系统智能化的重要环节,也是制冷系统优化得以真正实现重要手段和保证,被应用在越来越多的领域中。
电子膨胀阀的应用必将随着技术的进步和发展而日趋成熟。
热力膨胀阀和电子膨胀阀的区别热力膨胀阀和电子膨胀阀的区别热力膨胀阀与电子膨胀阀的比较:1、调节范围:热力膨胀阀调节范围比较窄,一般在60%至90%之间调节,制冷剂流量变化不是很大;电子膨胀阀调节范围广,可以在10%至100%之间调节,制冷剂流量变化可以很大。
2、过热度控制:热力膨胀阀过热度一般在制造时设定为5-6℃;电子膨胀阀过热度可以人为调节。
3、反应速度:热力膨胀阀反应不灵敏,调节时需要慢慢调节;电子膨胀阀反应速度快,调节就可以看到效果。
4、价格:热力膨胀阀价格远低于电子膨胀阀综上所述:从性能上来看电子膨胀阀优于热量膨胀阀。
电子膨胀阀介绍
95%RH以下 DC12V±10%,矩形波
1~2相励磁 正反皆可 不小于10万次
8
2、电子膨胀阀选型
2.1 电子膨胀阀参数(续)
型号
DPF1.3C DPF1.65C DPF1.8C DPF2.0C DPF2.2C DPF2.4C DPF2.8C DPF3.0C
Ⅰ
0
全关无流量-抛物线型
500 脉冲数(P)
3.29 0.4
Ⅰ 8:1
(60°)
φ1.615±0.005 7°±0.2° 70°
10
2、电子膨胀阀选型
2.3 基本外形尺寸
尺寸 A
B CDE F
G
推荐1 88.5 40 40 / 30 /
Φ6.35
推荐2 推荐3
103 88.5
53 45 10 30 IDΦ6.2
90±2
系列代号
2、适用介质:R410A及其冷冻油;
3、适用环境温度和湿度:-30°C~+60°C,95%RH以下
阀口通径(mm)4、适用制冷剂温度:-30°C~+70°C;
电子膨胀阀代号5、驱动电源:DC12V±10%,1~2相励磁,
6、励磁速度:30~90PPs;
7、开阀脉冲:25±15脉冲;
8、使用压力:0~4.2MPa;
1.4 电子膨胀阀命名规则
A9向旋转
流量(L/min)
.9以下
DPFX
12V)
03-010( DC
DunAn
公司标识
DPF2.2C-001
阀体型号
01 01 01
电子膨胀阀简介演示
控制系统
包括传感器、控制器、执行器 等,用于控制阀瓣的开启度。
04
电子膨胀阀的控制系统
电子膨胀阀控制系统的组成
温度传感器
用于检测蒸发器出口的气体温度 ,将温度信号转换为电信号输出
。
电子膨胀阀控制器
接收温度传感器输出的电信号, 根据设定的温度控制算法,输出 控制信号给电子膨胀阀执行器。
电子膨胀阀执行器
以确保良好的制冷效果。
电子膨胀阀的调试与维护
检查泄漏
安装完成后,需要检查电子膨胀阀及其连接部位是否存在泄漏现 象,如有泄漏应及时处理。
调试
根据制冷设备的要求,对电子膨胀阀进行调试,确保其工作正常且 制冷效果良好。
定期维护
定期对电子膨胀阀进行检查和维护,包括清洗、润滑、更换密封件 等,以确保其正常运行和使用寿命。
热力膨胀阀
根据蒸发器出口制冷剂蒸汽的压 力和温度来控制阀门开启度,主 要用于制冷系统中。
电子膨胀阀
采用电子控制方式来调节阀门开 启度,具有更高的控制精度和响 应速度,常用于空调、制冷等系 统中。
电子膨胀阀的结构
阀体
膨胀阀的主体部分,包括 进出口接口、阀座、阀瓣 等。
驱动机构
包括电机、减速器、传动 杆等,用于驱动阀瓣运动 。
接收控制器输出的控制信号,驱 动电子膨胀阀的开启或关闭,以
调节蒸发器的制冷剂流量。
电子膨胀阀控制系统的原理
温度传感器检测蒸发器出口的气体温度,将温度信号转换为电信号输出给电子膨胀 阀控制器。
控制器根据设定的温度控制算法,计算出需要调节的制冷剂流量,输出控制信号给 电子膨胀阀执行器。
执行器根据控制信号驱动电子膨胀阀的开启或关闭,从而调节蒸发器的制冷剂流量 ,使蒸发器出口的气体温度稳定在设定值范围内。
空调4大件:膨胀阀的原理、结构、调整、故障
空调4大件:膨胀阀的原理、结构、调整、故障热力膨胀阀1、热力膨胀阀的原理结构:热力膨胀阀能控制液态制冷剂从冷凝器注入蒸发器。
膨胀阀能让蒸发器出口处的过热度保持在一定水平,防止液态制冷剂离开蒸发器进入压缩机。
一旦液态制冷剂进入压缩机,便会发生液击。
必须防止这种状况发生,以免压缩机损坏。
Pb-感温包压力Pe-蒸发压力Ps-弹簧压力Pb = Ps+Pe, 膜片不移动。
当感温包压力上升,导致Pb > Ps+Pe 时,膜片向下移动,阀门打开,更多制冷剂流入蒸发器。
当感温包压力下降,导致Pb < Ps+Pe 时,膜片向上移动,阀门关闭,流入蒸发器的制冷剂减少。
2、热力膨胀阀的调整调整原则:(1)调节时候不可采取大起大落的方式;(2)散型齿轮式是用一个小齿轮带动一个大齿轮,调节的圈数比较多,一般可以调2-4圈(一般外调节杆转动4圈,内散型齿轮才转一圈)(3)压杆式可调圈数比较少,每次按照二分之一,三分之一,四分之一试着调整。
(4)没调动膨胀阀一次,一般需要15-30分钟时间;调整注意项:膨胀阀调试必须仔细耐心地进行,调节压力必须经过蒸发器与库温产生热交换沸腾(蒸发)后再通过管路进入压缩机吸气腔反映到压力表上的,需要一个时间过程。
每调动膨胀阀一次,一般需10~15分钟的时间后才能将膨胀阀的调节压力稳定在吸气压力表上,调节不能操之过急。
压缩机的吸气压力是膨胀阀调节压力的主要依据参数。
具体操作:(1)如果膨胀阀阀体出口侧以及下部呈现45度斜状结霜,入口侧不应结霜,表明调整准确合适。
(2)如果调大时结霜形状没有变化,则可能膨胀阀节流孔被部分堵塞,必须清洗。
清洗时不能有任何水分,否则可能造成冰堵。
(3)如果膨胀阀只有出口侧结霜,表明流量过大,应调小,也就是说要往放松弹簧的逆时针方向调整。
(4)如果膨胀阀阀体全部结霜,表明流量过小,应调大,也就是说要往压紧弹簧的顺时针方向调整。
(5)如果膨胀阀阀体只有入口侧结霜,表明阀体入口处过滤网部分被堵塞应清洗。
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。
电子膨胀阀工作原理
电子膨胀阀工作原理
电子膨胀阀的工作原理:
电子膨胀阀通过内部的预设程序来进行蒸发器供液量的调节,因为较为符合制冷电机一体的要求,电子膨胀阀逐渐替代了热力膨胀阀。
目前电子膨胀阀主要有电磁式膨胀阀和电动式膨胀阀两种,两者的工作原理有些不同。
电磁式膨胀阀内部具有电磁线圈,通过电磁线圈作为媒介来控制系统流量。
在电磁线圈通电之前,阀针处于开启状态,在电磁线圈通电之后,阀针的开启程度由电磁线圈上的电压来控制,由此,电磁线圈的电压就控制了膨胀阀的流量,电磁式膨胀阀的响应动作较快,通常该制冷系统在工作时一直处于通电状态。
电动式膨胀阀是一种通过步进电机驱动的装置,该装置通过给步进电机提供的逻辑数字信号来控制进内部的螺纹驱动阀针运动,由此实现阀门流量与面积的控制。
电子膨胀阀与热力膨胀阀比较
电⼦膨胀阀与热⼒膨胀阀⽐较热⼒膨胀阀与电⼦膨胀阀的控制原理1. 概述节能和环保是⼈类亟待解决的两⼤问题。
2002年8⽉26⽇⾄9⽉4⽇在南⾮约翰内斯堡举⾏了可持续发展世界峰会。
在该次会议上国际制冷学会发表了《制冷业对于可持续发展和减缓⼤⽓变化的承诺》,在此⽂件中阐明制冷业主要的挑战来⾃全球⽓候变暖。
造成制冷业影响全球⽓候变暖的80%的原因是⼆氧化碳的排放。
这些间接的排放是部分是由制冷装置运⾏所需能量的⽣产引起的。
制冷、空调和热泵这些设备所消耗的电能约占全世界⽣产电能的15%,这表明间接排放的影响是⾮常的严重。
此⽂件还提出在下⼀个20年制冷业必须树⽴雄⼼去达到⽬标之⼀:每个制冷设备耗能减少30~50%。
制冷业者为保护环境,应把节能贯穿到制冷设备的使⽤周期中去。
作为制冷循环的四⼤部件之⼀,节流装置在系统中起着⾮常关键的作⽤,通过选择应⽤合适的节流机构与制冷系统匹配是整个制冷设备降低能耗的重要⼀环。
本⽂将对节流机构的⼯作原理和运⾏能量匹配进⾏分析,重点对电⼦膨胀阀的⼯作原理进⾏分析。
2. 传统节流机构的⼯作原理及匹配节流的⼯作原理是制冷⼯质流过阀门时流动截⾯突然收缩,流体流速加快,压⼒下降,压⼒下降的⼤⼩取决于流动截⾯收缩的⽐例。
节流机构的作⽤:1、节流降压。
当常温⾼压的制冷剂饱和液体流过节流阀,变成低温低压的制冷剂液体并产⽣少许闪发⽓体。
进⽽实现向外界吸热的⽬的。
2、调节流量:节流阀通过感温包感受蒸发器出⼝处制冷剂过热度的变化来控制阀的开度,调节进⼊蒸发器的制冷剂流量,使其流量与蒸发器的热负荷相匹配。
当蒸发器热负荷增加时阀开度也增⼤,制冷剂流量随之增加,反之,制冷剂流量减少。
3、控制过热度:节流机构具有控制蒸发器出⼝制冷剂过热度的功能,既保持蒸发器传热⾯积的充分利⽤,⼜防⽌吸⽓带液损坏压缩机的事故发⽣。
4、控制蒸发液位:带液位控制的节流机构具有控制蒸发器液位的功能,既保持蒸发器传热⾯积的充分利⽤,⼜防⽌吸⽓带液降低吸⽓过热度。
制冷循环四大部件之四 节流机构
其原理是:根据满液式蒸发器的液面变化来控制蒸发 器的供液量,可控制蒸发器的液面高度,同时节流降 压。
应用:广泛使用于满液式蒸发器的氨制冷系统中
分类:
直通式:供给蒸发器的液体,首先全部通过浮球室, 然后由液体平衡管流入蒸发器。
在装有回热器的系统中,回热器的回气管出口处 不应结露;相反,蒸发器出口处如果不结露,则说明 阀口过小,供液不足,应调大一些。调试工作要细致 认真,一般分粗调和细调两段进行。粗调每次可旋转 调节螺钉(即调节螺杆)一周左右,当接近需要的调整 状态时,再进行细调。细调时每次旋转1/4周,调整 一次后观察20min左右,直到符合要求为止。调节螺 钉转动的周数不宜过多(调节螺杆转动一周),过热度 变化约改变1~2℃。
(即蒸发压力p0)低于临界压力 pcr,管出口截面的压 力p2等于临界压力pcr,通过毛细管的流量保持不变, 其压力的进一步降低将在毛细管外进行;
只有当毛细管出口的背压(即蒸发压力p0)高于临 界压力pcr,管出口截面的压力p2等于蒸发压力 p0, 通过毛细管的流量随出口压力的降低而增加。
毛细管的供液能力与其几何尺寸有关,长度增加 或内径减小,供液能力减少。据有关试验介绍,工况 相同、流量相同条件下,毛细管的长度近似与其内径 的4.6次方成正比,即
也就是说,若毛细管的内径比额定尺寸大5%,为 了保证供液能力不变,其长度应为原定长度的1.25倍, 因此,毛细管内径的偏差影响显著。
毛细管的优点是结构简单,无运动部件,价格低 廉;使用时,系统不需装设储液器,制冷剂充注量少, 而且压缩机停止运转后,冷凝器与蒸发器内的压力可 较快地自动达到平衡,减轻电动机的启动负荷。
