热力膨胀阀的分类及有什么区别_热力膨胀阀怎么

  • 时间:2020-07-06 00:08
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  摘要:本文以热力膨胀阀为中心,主要介绍了什么是热力膨胀阀,热力膨胀阀的结构、作用与工作原理。详细的说明了热力膨胀阀的分类及区别分析。最后说明了热力膨胀阀的调节技巧与禁忌。

  热力膨胀阀是组成制冷装置的重要部件,通过控制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是制冷系统中四个基本设备之一。

  热力膨胀阀由温度传感元件、执行机构和调节机构3部分组成。下图所示是内平衡式热力膨胀阀的外形与内部结构。

  热力膨胀阀又称温度调节阀,在制冷系统中,热力膨胀阀装在蒸发器进液口的供液管道上,具有三个方面的作用:

  将冷凝器冷凝后的高温高压制冷剂节流降压,成为容易蒸发的低温低压的汽液混合物,进入蒸发器蒸发,吸收外界热量。

  根据感温包或气箱头得到的温度信号,膨胀阀能自动调节进入蒸发器的制冷剂流量,以适应制冷负荷不断变化的需要。

  膨胀阀通过流量的调节使蒸发器具有一定的过热度,保证蒸发器总容积的有效利用,避免液态制冷剂进入压缩机引起液击;同时又能控制过热度在一定范围,防止异常过热现象的发生。

  热力膨胀阀按照平衡方式不同,分内平衡式和外平衡式;外平衡式热力膨胀阀分F型和H型两种结构型式。

  1)内平衡式膨胀阀结构和工作原理:感温包内充注制冷剂,放置在蒸发器出口管道上,感温包和膜片上部通过毛细管相连,感受蒸发器出口制冷剂温度,膜片下面感受到的是蒸发器入口压力。如果空调负荷增加,液压制冷剂在蒸发器提前蒸发完毕,则蒸发器出口制冷剂温度将升高,膜片上压力增大,推动阀杆使膨胀阀开度增大,进入到蒸发器中的制冷剂流量增加,制冷量增大;如果空调负荷减小,则蒸发器出口制冷剂温度减小,以同样的作用原理使得阀开度减小,从而控制制冷剂的流量。

  2)外平衡式膨胀阀结构和工作原理:外平衡式膨胀阀与平衡式膨胀阀原理基本相同,区别是:内平衡式膨胀阀膜片下面感受到的是蒸发器入口压力;而外平衡式膨胀阀膜片下面感受到的是蒸发器出口压力。

  3)H型膨胀阀H型热力膨胀阀有四个接口与制冷系统连接,其中两个接口与普通热力膨胀阀相同,一个连接储液干燥器,一个连接蒸发器进口;另外两个接口,一个连接蒸发器出口,一个连接压缩机进口。感温包直接处在蒸发器出口的制冷剂气流中。该膨胀阀由于取消了F型热力膨胀阀中的感温包、毛细管和外平衡接管,提高了调节灵敏度,结构紧凑,抗振可靠。

  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。

  以温包中感温介质的压力提供阀打开方向的驱动力P1(开阀力);以蒸发压力P0。和弹簧力P3,作为阀关闭方向的平衡力。温包感受蒸发器出口管的温度t1,开阀力P1随温度t1的变化称为开阀压力曲线,它由温包中充注的感温介质的压力-温度属性所决定。在关阀时,蒸发压力随蒸发温度的变化关系是确定的(由制冷剂的热力特性决定);弹簧力在阀处于关闭时最小,由设定的预紧力决定,在工作中由弹性系数和弹性变形决定,阀在全开位置时达到最大。因此,最小关阀压力线,是已知的。通过在温包中充人适当的感温介质,使在压力不温度平面上开阀压力曲线汕巳)处于最小关阀压力线,的下方。

  那么,当阀上的作用力平衡时,开阀压力对应的温度必然高于关阀压力对应的温度2。二者之差(t1-t0)便是蒸发器出口过热度们。该过热度是打开阀必须具有的最小过热度,称为静态过热度。阀达到全开时,对应更高的温度t1和过热度△t,这时的过热度称为全开过热度。当蒸发器出口过热度在静态与全开过热度之间变化时,热力膨胀阀的开度成比例变化。这两个过热度之差称为可变过热度,可变过热度是热力膨胀阀比例调节的比例带,其大小反映了调节的灵敏度。

  将节流后的制冷剂压力近似作为蒸发压力,因而可以直接从阀内提供关阀的流体平衡力,结构简单,安装方便,主要用于低压侧流动阻力不大的场合。外平衡式热力膨胀阀

  有一个外平衡管,将蒸发器出口的压力直接引入阀内,保证关阀的流体平衡力是蒸发压力。这种结构考虑了蒸发器的流动损失,主要用于制冷剂流量变化幅度大、低压侧流动阻力大的场合,如低蒸发温度或有分液器、多路并联盘管的蒸发器。

  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。

  要使热力膨胀阀在其一工况下执行自动调节功能,必须在制冷系统调试时予以调整,这样才能保证热力膨胀阀在系统运行中能够正确地执行自动调节。

  对热力膨胀阀的调整是通过调节杆来实现的。对调节杆的旋迸或旋出,实质上就是对弹簧的压紧或放松,也就是调整热力膨胀阀的静装配过热度的大小,以适应制冷工况的需要。一般顺旋为进,反旋为退。当要调整蒸发压力时,可取下帽罩,用扳手顺旋调节杆,使弹簧的压缩增大,迫使膜片上移而关小阀门,蒸发压力就会逐渐下降。同理,反旋调节杆就会开大阀门,调高蒸发压力。

  调整热力膨胀阀时,应在压缩机吸气截止阀上装一只低压表,以观察蒸发压力的变化情况。正常的蒸发压力是白霜或凝露结至吸气管道(中、低温设备结白霜;空调设备结露)。若白霜或凝露结至吸气截止阀,甚至半个压缩机,说明阀门过大,应该调小些,若白霜或凝露只结到蒸发器出口或结不到出口端,说明阀过小,应调大一些。

  热力膨胀阀的调试,一般可分两步进行。开始是粗调,即每次调节时可旋转一圈左右。当设备接近其运行工况时,要进行细调,每次旋转1/4~1/2圈。每调节一次后,应使系统运转几分钟或十几分钟,并观察低压表的变化情况,再来决定下一次的调整。膨胀阀调试结束时,应将帽罩旋上并用扳手扳紧,以防制冷剂泄漏。

  调整热力膨胀阀是一个细致的工作,调整过程中切忌性急。调整好的热力膨胀阀不得因其他原因进行调节,除非制冷机改变运行工况。一般整机出厂的机组,热力膨胀阀在出厂前已经调好,机组在现场调试时不应再行调整。

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