艾默生丹佛斯膨胀阀工作原理

1楼

1 概述
热力膨胀阀是组成制冷装置的重要部件，是制冷系统中四个基本设备之一。
它实现从冷凝压力至蒸发压力的压降，同时控制制冷剂的流量；它的体积虽小，
但作用巨大，它的工作好坏，直接决定整个系统的运行性能。但是在实际工作中，
热力膨胀阀的运行情况往往被忽视，使热力膨胀阀成为设备维护中的一个死角。
而定期检查和调整热力膨胀阀，对制冷设备的运行寿命，节约能源，降低运行成本，
却有着重要的意义。
2 热力膨胀阀的工作过程分析
2.1 热力膨胀阀工作原理
热力膨胀阀是通过感受蒸发器出口气态制冷剂的过热度来控制进入蒸发器的制冷剂流量。
按照平衡方式不同，热力膨胀阀分为外平衡式和内平衡式。在工业冷却设备中，
一般采用外平衡式热力膨胀阀。热力膨胀阀由感应机构、执行机构、调整机构和阀体组成。
感应机构中充注氟利昂工质，感温包设置在蒸发器出口处，
其出口处温度与蒸发温度之间存在温差，通常称为过热度。感温包感受到蒸发器出口温度后，
使整个感应系统处于对应的饱和压力Pb。该压力将通过膜片传给顶杆直到阀芯。
在压力腔上部的膜片仅有Pb存在，膜片的下方有调整弹簧的弹簧力Pt和蒸发压力P0，
三者处于平衡时有Pb=Pt+Po 。当蒸发器热负荷增大时，
出口过热度偏高，Pb增大，Pb>Pt+Po，合力使顶杆、阀芯下移，热力膨胀阀开启增大，
制冷剂流量按比例增加。反之，热力膨胀阀开启变小，制冷剂流量按比例减小。因此，
制冷设备是由热力膨胀阀通过控制过热度实现制冷系统的自我调整。
2.2 确定正确的过热度
要保证热力膨胀阀工作在最佳匹配点，就必须保证热力膨胀阀有合适的过热度。
热力膨胀阀的过热度由静装配过热度与有效过热度组成。使阀门开始开启所需要的
过热度称为开启过热度，又叫静装配过热度，一般的静装配过热度约为3℃。
从热力膨胀阀开始开启至额定开度所需要的过热度增量，称为热力膨胀阀的
有效过热度或可变过热度。其数值的大小与弹簧的刚度及阀芯的行程有关，
一般有效过热度约为2~5℃，通常把热力膨胀阀的静装配过热度与有效过热度之和
称为工作过热度，即平时所说的过热度。因此，我们只有保证过热度在合适的范围内，
制冷系统才能达到最大冷量，又不会引起湿冲程。工业油冷却机过热度都要求在5~8℃之间。
如果发现过热度不在该范围内，就要进行调整。
3 检查调整热力膨胀阀的必要性
制冷设备刚投入运行，热力膨胀阀是不用调整，但是在设备连续使用几年后，
由于阀针的磨损、系统有杂质、阀孔部分有堵塞及

弹簧弹力减弱等原因，
影响了热力膨胀阀的开启度，使得热力膨胀阀偏离了它的工作点，表现为热力膨胀阀开启度偏小或过大。
热力膨胀阀开启度太小的话，就会造成供液不足，使得没有足够的氟利昂在蒸发器内蒸发，
制冷剂在蒸发管内流动的途中就已经蒸发完了，在这以后的一段，蒸发器管中没有液体制冷剂可供蒸发，
只有蒸汽被过热。因此，相当一部分的蒸发器未能充分发挥其效能，造成制冷量不足，
降低了设备的制冷效果。工业油冷却机的压缩机大多采用蒸发器回来的蒸汽来冷却压缩机，
如果热力膨胀阀开启不够，就造成蒸汽过热度过大，对压缩机冷却作用减小，
压缩机的排气温度会增高，润滑油变稀，润滑质量降低，压缩机的工作环境恶化，
会严重影响压缩机的工作寿命甚至烧毁压缩机。据分析与过热度过大有关。
另外由于被冷却介质温度降不下来，又增加了压缩机的运行时间,也增加了耗电量。
与此相反，如果热力膨胀阀开启过大，即热力膨胀阀向蒸发器的供液量大于蒸发器负荷，
会造成部分制冷剂来不及在蒸发器内蒸发，同气态制冷剂一起进入压缩机，
引起湿冲程，甚至冲缸事故，损坏压缩机。同时，热力膨胀阀开启过大，
使蒸发温度升高，制冷量下降，压缩机功耗增加，增加了耗电量。因此，
有必要定期检查调整热力膨胀阀，尽量让热力膨胀阀工作在最佳匹配点。