热力膨胀阀工作原理及调节

热力膨胀阀工作原理及调节

2010-10-18 09:15:57| 分类：空调制冷| 标签：|字号大中小订阅

水环热泵/空气源热泵热水器的中宇

□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

◇避免过热度偏小时产生湿压缩

◇避免过热度过大，蒸发器相变面积减小，蒸发器效率降低，回气过热造成压缩机排气温度过高

内平衡热力膨胀原理：

感温包压力=弹簧压力+蒸发器进口压力

外平衡热力膨胀原理：

感温包压力=弹簧压力+蒸发器出口压力

当蒸发器的阻力较大时，蒸发器进口压力远大于蒸发器出口压力，内平衡热力膨胀阀较外平衡热力膨胀阀需更大的开阀压力，即增加了过热度，影响蒸发器传热效果。因此外平衡热力膨胀用于蒸发器阻力

较大的系统。

感温包的位置

◇一般建议感温包安装在水平方向的回气管上

管径小于等于22mm，感温包位于12点时钟位置

管径大于22mm，感温包位于4点或8点时钟位置

热力膨胀阀的调节

当过热度偏大或偏小，需要对过热度进行调整时，可通过热力膨胀阀静态过热度调整杆进行调整。

通过对调整杆的扭转可对弹簧压力进行调整，进而调整静态过热度调整过热度时，要先取下保护帽

顺时针扭转调整杆，制冷剂流量减小过热度增大

逆时针扭转调整杆，制冷剂流量增大热度减小过

调整杆旋转一周过热度变化大约1℃~2℃

热力膨胀阀调整时应耐心，细致，当调整后可能需要30分钟系统才能稳定

调整完后，应将保护帽上好

9.2 热力膨胀阀

热力膨胀阀普遍用于氟利昂制冷系统中，这种阀的开启度通过感温机构的作用，可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。热力式膨胀阀主要由阀体、感温包和毛细管组成。热力式膨胀阀按膜片平衡方式不同有内平衡式和外平衡式两种类型。

在密闭容器内液体蒸发或沸腾而汽化为气体分子，同时由于气体分子之间以及气体分子与容器壁之间发生碰撞，其中一部分又返回到液体中去，当在同一时间内两者数量相等，即汽化的分子数与返回液体中的分子数相平衡时，这一状态称为饱和状态，饱和状态的温度就称为饱和温度，饱和温度时的压力称为饱和压力。

在制冷工程中，制冷剂在蒸发器和冷凝器内的状态，我们在宏观上视为饱和状态。也就是说蒸发器内的蒸发温度及冷凝器的冷凝温度均视为饱和温度，因此蒸发压力和冷凝压力也就视为饱和压力。

在饱和压力的条件下，继续使饱和蒸气加热，使其温度高于饱和温度，这种状态称为过热。这种蒸气称为过热蒸气。此时的温度称为过热温度，过热温度与饱和温度的差为过热度。在制冷系统中，压缩机的吸气往往是过热蒸气，若忽略管道的微波压力损失，那么压缩机吸气温度与蒸发温度的差值就是在蒸发压力下制冷剂蒸气的过热度。例如R12，当蒸发压力为0.15MPa时，蒸发温度为－20℃，若吸气温度为－13℃，那么过热度为7℃。

制冷压缩机排气管内的蒸气均为在冷凝压力下的过热蒸气，排气温度与冷凝温度的差值也是蒸气的过热度。

饱和液体在饱和压力不变的条件下，继续冷却到饱和温度以下称为过冷。这种液体称为过冷液体。过冷液体的温度称为过冷温度，过冷温度与饱和温度的差值称之为过冷度。例如R717在1.19MPa压力下，其饱和温度为30℃，若此氨液仍在1.19MPa压力下继续放热被降温，就形成过冷氨液，如果降低了5℃，则过冷氨液温度为25℃，其过冷度为5℃。

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。

当制冷剂流经蒸发器的阻力较小时，最好采用内平衡式热力膨胀阀；反之，当蒸发器阻力较大时，一般为超过0.03MPa时，应采用外平衡式热力膨胀阀。

9.2.1 内平衡式热力膨胀阀

内平衡式热力膨胀阀由阀体、推杆、阀座、阀针、弹簧、调节杆、感温包、联接管、感应膜片等部件组成，如图9-2a所示。热力膨胀阀对制冷剂流量的调节，是通过膜片上的三

个作用力的变化而自动进行的。作用在膜片上方的是感温包内感温工质的气体压力P g，膜片下方作用着制冷剂的蒸发压力P o和弹簧当量压力P w，在平衡状态下，P g=P o+P w。如果制冷剂出蒸发器时的过热度升高，P g随之升高，三力失去平衡，P g＞P o+P w，使膜片向下弯曲，通过推杆推动阀针增大开启度，供液量增加；反之，阀逐渐关闭，供液量减少，如图9-2b所示。内平衡式膨胀阀适合管内流动阻力相对较小的蒸发器。当蒸发器采用盘管且管路较长、管内流动阻力较大及带有分液器的场合，宜采用外平衡式热力膨胀阀。

内平衡式热力膨胀阀中蒸发压力是怎么作用到膜片下方的，对照结构图和实物不容易找到传递蒸发压力的通道，应该注意到传动杆（推杆）与滑体之间有间隙，此间隙正好沟通了阀的出口端与膜片下腔，把蒸发压力传递到膜片下方。

外平衡式热力膨胀阀如图9-3所示，在结构上和安装上与内平衡式的区别是：外平衡式阀膜片下方的空间与阀的出口不连通，而是用一根小直径的平衡管与蒸发器出口相连，这样，作用于膜片下方的制冷剂压力就不是节流后蒸发器进口处的P o，而是蒸发器出口处的压力Pc，膜片受力平衡时为P g=P c+P w，可见，阀的开启度不受蒸发器盘管管内流动阻力的影响，从而克服了内平衡式的缺点，外平衡式多用于蒸发器盘管阻力较大的场合。

通常，把膨胀阀关闭时的蒸汽过热度称为关闭过热度，关闭过热度也等于阀孔开始开启时的开启过热度。关闭过热度与弹簧的预紧力有关，其大小可由调节杆调节。当弹簧调至最松时的过热度称最小关闭过热度；相反，调至最紧时的过热度称为最大关闭过热度。一般膨胀阀的最小关闭过热度不大于2℃，最大关闭过热度不小于8℃。

对于内平衡式热力膨胀阀，作用在膜片下方的是蒸发压力，如果蒸发器的阻力比较大，制冷剂在某些蒸发器内流动时存在较大的流阻损失，将严重影响热力膨胀阀的工作性能，造成蒸发器出口过热度增大，过热度提高，对蒸发器传热面积的利用不合理。对外平衡式热力膨胀阀，作用在膜片下的压力是蒸发器的出口压力，不再是蒸发压力，情况就得到了改善