課程大綱

完成本單元后，您將

· 了解膨脹裝置的功能,。 

· 了解膨脹裝置的不同類型,。

·  了解過熱度和過冷度在膨脹裝置中的作用。

· 了解熱力膨脹閥的功能,。

· 熟悉閥門感溫包的充注類型,。

1膨脹裝置—功能概述

膨脹裝置能限制液態(tài)制冷劑流出冷凝器，產(chǎn)生從高冷凝壓力至低蒸發(fā)器壓力的壓降,，從而使溫度下降,。

膨脹裝置可控制液態(tài)制冷劑注入蒸發(fā)器。

2膨脹裝置—類型

制冷系統(tǒng)使用的膨脹裝置分為固定流口和可變流口兩種,。

固定流口的流道橫截面積是固定不變的,，而可變流口的流道橫截面積隨著質(zhì)量流量的變化而變。

固定和可變流口的膨脹閥有：

3膨脹裝置—毛細管 

毛細管是一條細長的管子,，整條管子的直徑相同,，用于 1：1 制冷系統(tǒng)（即一臺壓縮機和一個蒸發(fā)器）。

“毛細管”一詞其實并不準確,，因為在毛細管的制冷應(yīng)用中,，表面張力并不重要。

制冷劑毛細管的內(nèi)管直徑通常為 0.5 mm 至 3 mm,，長度為 1.0 m 至 6 米,。

降低壓力

壓力下降毛細管內(nèi)部壓力下降的原因是：

摩擦導(dǎo)致的壓降使液態(tài)制冷劑開始蒸發(fā)，因而形成液體和蒸 氣的混合物,。

液體-蒸氣混合物的增加會進一步限制流量 ——從而控制流經(jīng)毛細管的制冷劑的量,。對于給定的管長和 管徑，摩擦力是恒定的，因此液體是在毛細管壓差的作用下 流經(jīng)毛細管,。

優(yōu)點

1,、價格低廉，不含活動零件,，因而無需維護。

2,、毛細管能在冷凝器和蒸發(fā)器之間達成壓力平衡,，使壓縮機可以軟啟動。

3,、非常適用于采用密封式壓縮機的系統(tǒng)——此類系統(tǒng)采用精確充注和工廠裝配,。 

缺點

1、無法根據(jù)流動狀況的變化自行調(diào)節(jié),，因而無法對環(huán)境溫度及負荷的每天變化和季節(jié)性變化做出響應(yīng),。因此其系統(tǒng)效率通常低 于設(shè)計工況。

2,、管孔狹小,，容易阻塞，裝配時需要倍加小心,。應(yīng)當在毛細管前端裝一個干燥過濾器,，以防止水汽或其他固體顆粒進入。

3,、停機期間,，蒸發(fā)器可能被注滿，液體可能流向壓縮機,，使壓縮機在啟動時受損,。因此對于毛細管系統(tǒng)來說，充注量必須非常精確,。此外,，它只適用于密封式壓縮機，因為此類壓縮機不會泄漏,，所以能精確充注,。一般會在蒸發(fā)器后端裝一個儲液器，以防壓縮機發(fā)生液擊,。

4,、只適用于僅有一臺壓縮機和一個蒸發(fā)器的小型系統(tǒng)。

4膨脹裝置—自動膨脹裝置 

自動膨脹閥（AEV）又名恒壓膨脹閥,，其作用是維持恒定壓 力,，從而維持蒸發(fā)器溫度恒定。

通過噴嘴降低壓力。

 Pa - 大氣壓力

Ps - 彈簧壓力

 Pfs - 隨動彈簧壓力（取決于設(shè)計）

Pe - 蒸發(fā)器壓力

 Pa Ps = Pfs Pe, 膜片不移動,。

 當蒸發(fā)器壓力下降,，Pa Ps > Pfs Pe 時，膜片向下移動,，閥門打開,，讓更多制冷劑流入蒸發(fā)器。

 當蒸發(fā)器壓力升高,，Pa Ps < Pfs Pe 時,，膜片向上移動，閥門關(guān)閉,，流入蒸發(fā)器的制冷劑減少,。

5膨脹裝置—熱力膨脹閥

熱力膨脹閥是最通用的膨脹閥，也是商用制冷系統(tǒng)最常用的膨脹閥,。

熱力膨脹閥在蒸發(fā)器出口處維持一定水平的過熱度,，從而防止壓縮機發(fā)生液擊——一旦液態(tài)制冷劑流經(jīng)感 溫包所在的位置，它會試著關(guān)閉,。

 Pb - 感溫包壓力

Ps - 彈簧壓力

 Pe - 蒸發(fā)器壓力

6膨脹裝置—電子膨脹閥

1,、工作原理

1、溫度傳感器用于測量離開蒸發(fā)器的過熱蒸氣的溫度,。

2,、壓力變送器用于測量蒸發(fā)器出口處的蒸發(fā)器壓力?？?/span> 制器將壓力信號轉(zhuǎn)換成制冷劑的飽和溫度測量值,。

3、然后用過熱蒸汽溫度減去飽和溫度,，以求得過熱度,。

4、控制器通過調(diào)節(jié) PWM（脈寬調(diào)制）來打開或關(guān)閉閥門,，以便精確控制制冷劑流量,，達到過熱度的預(yù)設(shè)值。

7詳解熱力膨脹閥

熱力膨脹閥的核心是一個感溫元件（1）,，它通過一個膜片與閥體（2）隔開,。

 閥體內(nèi)的其他主要元件有過濾器（3）、彈簧（4）和流口組件（5）,。

一條毛細管將元件和感溫包（6）連接起來,。

工作原理

熱力膨脹閥在三種基本壓力的作用下工作：

P1：感溫包壓力，它作用于膜片上側(cè),，方向與閥的開啟方 向一致,。

P2：蒸發(fā)壓力,，它作用于膜片下側(cè)，方向與閥的關(guān)閉方向 一致,。

P3：彈簧壓力,，它同樣作用于膜片下側(cè)，方向與閥的關(guān)閉 方向一致,。

膨脹閥發(fā)揮調(diào)節(jié)作用時,，膜片一側(cè)的感溫包壓力（P1）等 于另一側(cè)蒸氣壓力（P2）與彈簧力（P3）之和。彈簧的作用是設(shè)定流口開啟前感溫包壓力需要克服的最小阻力,。主彈簧的作用是設(shè)定感溫包壓力為了打開閥門而需要克 服的最小阻力/壓力,。

8內(nèi)平衡與外平衡

正如我們在前面幾頁看到的那樣，膨脹閥在三種基本壓力的作 用下工作：感溫包壓力（Pb）,、平衡口壓力（Pe）和彈簧壓力（Ps）,。

平衡口壓力是閥門感應(yīng)到的蒸發(fā)器壓力,。這適用于壓力及壓力/溫度可變的膨脹裝置,。

將蒸發(fā)壓力傳遞到閥膜片的方法有兩種：

1. 內(nèi)平衡。

2. 外平衡,。

內(nèi)平衡——在內(nèi)部將蒸發(fā)器壓力傳遞到膜片,。

外平衡——蒸發(fā)器壓力從蒸發(fā)器出口經(jīng)外部連接傳遞到膜片。

*注意：delta t 為 10 k（介質(zhì)溫度 – 蒸發(fā)溫度）,。若蒸發(fā)器的壓降較高,，應(yīng)當使用帶外平衡的膨脹閥。也就是說,，帶有分液頭的系統(tǒng)必須使用外平衡的膨脹閥,。

9過熱度與過冷度

1、過熱度

所謂過熱度,，是指在感溫包處測得的制冷劑蒸氣溫度 高出其露點溫度的度數(shù),。

 過熱度的測量方法：在盡可能靠近感溫包的位置測量 蒸發(fā)壓力,，并將讀數(shù)換算成溫度，然后用感溫包處測 得的實際溫度減去該溫度,。

過熱度的單位是 Kelvin（K）或 °C,。

過熱度對于膨脹閥的正常工作起著舉足輕重的作用。 閥門的作用就是讓過熱度保持恒定,。TEV 的主要作 用是控制過熱度，而過熱度也會調(diào)節(jié) TEV 的開度,， 從而實現(xiàn)閉合回路控制,。

2、過冷度

所謂過冷度,，是指在液體管路中同一位置測得的泡點溫度與液體溫度之差,。

 過冷度的單位是 Kelvin（K）或 °C,。

膨脹閥入口處的過冷度至少要達到2 K，以確保 熱力膨脹閥無故障地工作,。

為了防止膨脹閥前端的制冷劑中出現(xiàn)氣泡,，制冷劑的過冷度必不可少。

制冷劑中的氣泡會降低膨脹閥的性能,，從而減少供給蒸發(fā)器的液體。

10熱力膨脹閥充注

熱力膨脹閥使用的充注有四種：

1,、通用充注

(標準反應(yīng)時間)

2、MOP 充注

(反應(yīng)時間非?？?/span>)

3,、 帶壓載物的 MOP 充注

(較通用充注稍慢)

4,、吸附充注

(反應(yīng)時間慢)

11其他膨脹裝置

文  /   小泥巴