第六章 节流装置

（a）内平衡 ）
（b）外平衡 ）
热力膨胀阀开启过热度的变化
四、选择热力膨胀阀时，主要考虑下列因素： 选择热力膨胀阀时，主要考虑下列因素：
1、按系统采用的制冷剂； 、按系统采用的制冷剂； 2、要考虑系统的蒸发温度； 、要考虑系统的蒸发温度； 3、阀前制冷剂过冷度会影响阀后两相制冷剂的干度； 、阀前制冷剂过冷度会影响阀后两相制冷剂的干度； 4、冷凝器至阀前的液管肯定有压力降。 、冷凝器至阀前的液管肯定有压力降。
引子部分
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。 之一。 作用：对制冷剂的流动起扼制作用， 作用：对制冷剂的流动起扼制作用，使来自冷凝器的高压液 态制冷剂压力降低；控制进入蒸发器的制冷剂质流率。 态制冷剂压力降低；控制进入蒸发器的制冷剂质流率。
一、常见类型
1、膨胀阀 、 2、毛细管 、 3、电动膨胀阀 、 4、活球阀 、
平衡状态： 此时，阀针不动， 平衡状态：P1’= P0’+ P2 。此时，阀针不动，阀针孔开启度 不变。 不变。 工作原理： 工作原理： 利用P 力的变化来改变阀针孔的开启度 力的变化来改变阀针孔的开启度， 利用 1’力的变化来改变阀针孔的开启度，从而改变制冷剂的 流量，实现自动调节。 流量，实现自动调节。 初步设定P 自我调节P 感温包。 初步设定 2 ，自我调节 1’——感温包。 感温包 蒸发器t 蒸发器 0 阀针孔开度 t01 流量 P1’ Q0 （P0’+ P2 ）
(b)
热力膨胀阀的工作原理
调节：针阀开度的大小将影响 流量Q。 调节：针阀开度的大小将影响P0、流量 。 P1’——膜片上方推力（来自感温包） 膜片上方推力（ 膜片上方推力 来自感温包） P0’——经阀门节流后制冷剂的压力 经阀门节流后制冷剂的压力 P2 ——弹簧力 弹簧力 注意： 、 均在膜片的下方。 注意：P0’、P2 均在膜片的下方。
蒸发温度对膨胀阀容量的影响
蒸发温度/℃
5
0
-5
-10
-15
-20
-25
-30
-35
-40
相对容量
1.0
0.9
0.8
0.75
0.66
0.57
0.49
0.41
0.39
0.38
阀前液体过冷对膨胀阀容量的影响
过冷度/℃ R12,R22,R502 R717 4 1.0 1.0 8.35 1.14 1.12 11.1 1.17 1.23 16.7 1.24 1.39 22.2 1.31 1.48 27.8 1.37 1.5 33.4 1.42 1.6
热力膨胀阀结构原理图
(a)
(b)
(c)
阀结构示意图
阀与蒸发器连接图
过热来自百度文库控制原理
一、按平衡方式不同分类
内平衡式和外平衡式。 内平衡式和外平衡式。
二、内平衡式热力膨胀阀的结构
主要由感温包、 主要由感温包、 毛细导管、 毛细导管、感温 膜片、传动杆、 膜片、传动杆、 阀座、 阀座、阀针及调 节机构组成。 节机构组成。
第一节 热力膨胀阀
热力膨胀阀又称为自动膨胀阀或节流阀。 热力膨胀阀又称为自动膨胀阀或节流阀。 自动膨胀阀或节流阀 广泛用于干式蒸发器的供液量调节 以蒸发器出口处制冷剂的过热度为控制参数 通过弹簧力设定静态过热度 设定范围一般为2～8℃ 设定范围一般为 ～ ℃ 基本原理： 基本原理： 蒸发器出口制冷剂的过热度低于静态过热度时，阀处于关闭状 蒸发器出口制冷剂的过热度低于静态过热度时， 态；过热度高于静态过热度时，阀才打开。并按二者之偏差成比例 过热度高于静态过热度时，阀才打开。 地改变阀开度，即成比例地调节送入蒸发器的制冷剂质流率。 地改变阀开度，即成比例地调节送入蒸发器的制冷剂质流率。 要确保制冷空调系统能够正常运行， 要确保制冷空调系统能够正常运行，并达到要求的运行参数指 标，就要对制冷空调系统许多热工参数（温度、湿度、压力、流量、 就要对制冷空调系统许多热工参数（温度、湿度、压力、流量、 液位）进行控制。 液位）进行控制。
八、其它部件
干燥器、 过滤器 、干燥器、贮液器 、集油器 、油分离器 压缩机 冷凝器 不可缺少 四个主要部件 管道 节流件 蒸发器
净化 附加 贮集 分离设备
图 干燥过滤器 1-进液管接头；2-压盖；3-滤网；4-干燥剂；5-出液管接头；6-壳体；7-连接螺栓。 进液管接头； 压盖 压盖； 滤网 滤网； 干燥剂 干燥剂； 出液管接头 出液管接头； 壳体 壳体； 连接螺栓 连接螺栓。 进液管接头
四、外平衡热力膨胀阀与内平衡热力膨胀阀的主要区别
外平衡热力膨胀阀的安装
使用理由： 使用理由：因蒸发器存 在压力损失， 在压力损失，导致内平 衡式膨胀阀开启过热度 增大， 增大，使蒸发器传热面 积的利用率降低， 积的利用率降低，制冷 能力相应减小。 能力相应减小。
（1）有一个专用的外平衡管接头，为引入外平衡压力所用 ）有一个专用的外平衡管接头， （2）调节杆的形式等也有所不同 调节杆的形式等也有所不同
R502
0.036
0.072
0.107
0.143
0.179
0.215
第二节
毛细管节流
冰箱
应用
冷柜 空调器 简单
长处
便宜 便于大批量生产
应用场合： 应用场合：毛细管用在小型而且不需要精确调节流量的 制冷装置。 制冷装置。
一、原理
当流体沿管内流动时，由于管道摩擦阻力而产生压降， 当流体沿管内流动时，由于管道摩擦阻力而产生压降， 管径越小或管子越长则流动阻力就越大，流量就越小。 管径越小或管子越长则流动阻力就越大，流量就越小。 工质流过阀门时流动截面突然收缩，压力下降， 工质流过阀门时流动截面突然收缩，压力下降，这种流 动称为节流。 动称为节流。 节流
图 气液分离器结构示意图
二、结构
小内径Φ0.6-Φ2、L=6m（紫铜管） 、 小内径 （紫铜管）
三、作用
节流（无调节作用） 节流（无调节作用）。
四、特点
1、无运动件、结构简单； 、无运动件、结构简单； 2、无储液器，充入的制冷剂量小； 、无储液器，充入的制冷剂量小； 3、停机后的高低压基本相同，便于启动； 、停机后的高低压基本相同，便于启动； 4、工作的准确程度差； 、工作的准确程度差； 5、小型空调或冰箱上运用。 、小型空调或冰箱上运用。 缺点：供液量不能随工况变动而调节。 缺点：供液量不能随工况变动而调节。
三、热力膨胀阀的作用
利用蒸发器出口处制冷剂蒸气的过热度来调节制冷剂流量； 利用蒸发器出口处制冷剂蒸气的过热度来调节制冷剂流量； 对高压制冷剂液体节流降压， 对高压制冷剂液体节流降压，使制冷剂一出阀孔就沸腾膨胀成为 低温湿蒸气，再进入蒸发器。 低温湿蒸气，再进入蒸发器。 它在制冷装置中的作用主要包括： 它在制冷装置中的作用主要包括： (1)使高压常温的制冷剂液体在经热力膨胀阀时节流降压，变 使高压常温的制冷剂液体在经热力膨胀阀时节流降压， 使高压常温的制冷剂液体在经热力膨胀阀时节流降压 为低压低温的制冷剂湿蒸汽，进入蒸发器，在蒸发器内蒸发吸热， 为低压低温的制冷剂湿蒸汽，进入蒸发器，在蒸发器内蒸发吸热， 从而达到制冷降温的目的。 从而达到制冷降温的目的。 (2)按照感温包感受到的蒸发器出口制冷剂蒸汽过热度的变化， 按照感温包感受到的蒸发器出口制冷剂蒸汽过热度的变化， 按照感温包感受到的蒸发器出口制冷剂蒸汽过热度的变化 来改变膨胀阀的开启度，自动调整流入蒸发器的制冷剂流量， 来改变膨胀阀的开启度，自动调整流入蒸发器的制冷剂流量，使 制冷剂流量始终与蒸发器的热负荷相匹配。 制冷剂流量始终与蒸发器的热负荷相匹配。 (3)通过热力膨胀阀的控制，使蒸发器出口的制冷剂蒸汽保持 通过热力膨胀阀的控制， 通过热力膨胀阀的控制 一定的过热度，这样既能保证蒸发器传热面积的充分利用， 一定的过热度，这样既能保证蒸发器传热面积的充分利用，又可 以防止压缩机出现液击冲缸现象 液击冲缸现象。 以防止压缩机出现液击冲缸现象。
二、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， 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， 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。 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： 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， 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 制冷剂液体的流量。 制冷剂液体的流量。
冷却空间达不到指定温度，或使运转时间增加， 冷能力 ，冷却空间达不到指定温度，或使运转时间增加，另外 易产生液击事故。 易产生液击事故。 使高压侧制冷剂聚集，排气压力特别高， （2）阻力过大时，G ，使高压侧制冷剂聚集，排气压力特别高， ）阻力过大时， 同时流入蒸发器的制冷剂也不够，而使蒸发压力比正常的低。 同时流入蒸发器的制冷剂也不够，而使蒸发压力比正常的低。
五、注意
BP145
六、工作过程
压力变化 P1 Pk 设计长度L 设计长度 2
P3 大部分 大部分1 P0 2
3两相区 两相区
R22、R12毛细管初步选择曲线图 R22、R12毛细管初步选择曲线图
六、毛细管的选择
1、考虑因素 长度、直径：长度一定是为获得足够的回热热交换； 长度、直径：长度一定是为获得足够的回热热交换；直径则 考虑到流速、噪声和污垢。 考虑到流速、噪声和污垢。 2、毛细管阻力大小的影响 （1）阻力太小时，G ）阻力太小时， ，在毛细管中极易混入热蒸气而使制
热力膨胀阀实物图
三、工作原理
从调节特性来分析， 从调节特性来分析， 热力膨胀阀属于直接作 用式比例调节器。 用式比例调节器。 感温系统： 感温系统：指由感 温包、 温包、毛细导管及膜盒 膜片上的空间） （膜片上的空间）构成 的密闭空间。 的密闭空间。 节流：将入口压力 节流：将入口压力Pk 调整为出口压力P 调整为出口压力 0。
七、管道
用管道将制冷机各组成部件连接成一个完整的制冷系统， 用管道将制冷机各组成部件连接成一个完整的制冷系统，使 制冷剂在封闭的系统中循环。 制冷剂在封闭的系统中循环。 关于制冷剂管道应考虑的问题是： 关于制冷剂管道应考虑的问题是：管道的材质应与制冷剂相 容，管道与管道、管道与设备连接处必须可靠密封，采用焊接或 管道与管道、管道与设备连接处必须可靠密封， 可拆连接（法兰或螺丝连接） 可拆连接（法兰或螺丝连接） 连接处采用密封材料时， 连接处采用密封材料时，密封材料也必须与制冷剂相容 管道与外界环境接触， 管道与外界环境接触，将与管内制冷剂发生热交换 制冷剂在管道中流动会产生管道压降 按制冷剂的四个主要组成部件分割，制冷剂管道有： 按制冷剂的四个主要组成部件分割，制冷剂管道有： 排气管、吸气管、高压液管、 排气管、吸气管、高压液管、低压液管
相对 容量
冷凝器/储液器与蒸发器之间的高差引起的静压损失 冷凝器 储液器与蒸发器之间的高差引起的静压损失∆p 储液器与蒸发器之间的高差引起的静压损失
高差/m R12 ∆p /MPa R22 3 0.039 0.035 6 0.077 0.07 9 0.116 0.106 12 0.155 0.141 15 0.194 0.176 18 0.232 0.211