制冷技术课件10第五章节流机构

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用; 使蒸发器最大限度地加以利用,并
使蒸发器始终和热负荷匹配。 一般选配时膨胀阀制冷量大于蒸发器
制冷量。
2、热力膨胀阀与系统不匹配时的现象
热力膨胀阀与系统不匹配时,会使系统的制 冷剂流量时多时少,导致热力膨胀阀的制冷量 时大时小。
当制冷量过小时,会使蒸发器供液不足,产 生过大热度,对系统性能会造成不利的影响;
(7)膨胀阀前应装过滤器;
图5-10 感温包的安装方法
四、电子膨胀阀
电子式膨胀阀是近年国内外新开发的产品。 电子膨胀阀利用被调节参数产生的电信号,控制施加于
膨胀阀上的电压或电流,进而达到调节供液量目的。
电子膨胀阀的优点是: 流量调节范围大; 控制精度高; 适用于智能控制; 能适用于高效率的制冷剂流量的快速变化。
当制冷量过大时,会引起震荡,间歇性的使 蒸发器供液过量,导致压缩机的吸气压力出现 剧烈波动,甚至有液态制冷剂进入压缩机,引起 液击(湿冲程)现象。
3、热力膨胀阀选择的依据
热力膨胀阀的选择根据制冷系统的制冷剂种 类、蒸发温度范围和蒸发器过热负荷的大 小来进行。
热力膨胀阀选择方法及一般步骤如下: 1) 确定系统的制冷剂型号。 2) 确定蒸发器的蒸发温度,冷凝温度及
二 浮球式膨胀阀
三. 热力膨胀阀
① 原理:利用蒸发器出口处制冷剂蒸汽过热度 的变化调节供液量。
② 结构:金属膜片、阀座、阀芯、旋转弹簧座 ③ 应用:氟利昂系统中广泛使用(与非满液式
蒸发器配合使用)。
热力膨胀阀
热力膨胀阀
(一 )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
(二)外平衡式热力膨胀阀
外平衡式热力膨胀阀
a) 外平衡式热力膨胀阀结构
b) 膨胀阀的安装
与工作原理
1-平衡管接头 2-薄膜外室 3-感温包 4
-薄膜内室 5-膜片 6-毛细管 7-上阀体
8-弹簧 9-调节杆 10-阀杆 11-下阀体 12-阀

外平衡式热力膨胀阀
外平衡式热力膨胀阀工作特点:
金属膜片两侧工质来自感温包和蒸发器出 口。
(三)感温包的充注
充注形式:
充注工质 :可与制冷工质相同,也可以 不同。
液体充注:
要求感温包内始终有液体存在,即保证膜片上方压力始 终为饱和压力。
P1+P2 P3感温包压力
过热度控制示意图
气体充注
同种工质, 但 限量。当 低于
规定值时,温 包内有液体存 在,工作与液 体充注相同。 但当 超过时,
电子膨胀阀吸气过热度控制系统
由电子膨胀阀、压力传感器、温度传感器、控制 器组成
初设:工作时,压力传感器将蒸发器出口压力P1、 温度传感器将压缩机吸气过热度传给控制器,控 制器将信号处理后,随后输出指令作用于电子膨 胀主阀的步进电机,将阀开源自文库需要的位置。以保 持蒸发器需要的供液量。
调节:根据蒸发器出口压力P1变化、压缩机吸气 过热度变化,电子膨胀阀的步进电机实时输出变 化的动力,这个实时输出变化的动力能及时克服 各种工况和各种负荷情况下主膨胀阀变化的弹簧 力,使阀的开度满足蒸发器供液量的需求,进而 蒸发器的供液量能实时与蒸发负荷相匹配,即电 子膨胀阀可通过控制器人为设定,有效的控制过 热度。
电子膨胀阀有日本鹭工DKV型、美国艾柯EX2型、国产DPF18A型等。
电磁式电子膨胀阀
1 2 3
100
4
开 度,%
7
进口
6
5 出口
0
0 .5
1
电压,V
图5-12 电磁式电子膨胀阀
(a)结构图;(b)开度-电压关系图 1-柱塞弹簧;2-线圈;3-柱塞;4-阀座;5-弹簧;6-针阀;7-阀杆
电动式电子膨胀阀
3、热力膨胀阀选择方法
b、确定阀的形式:选择内平衡还是外平衡,由蒸发器中 的压力降而定。例如:对R22系统,当压力降超过相应 蒸发温度1℃,均宜采用外平衡式热力膨胀阀。
c、选择阀的型号和规格:根据φ0和计算的膨胀阀前后 的中Δ查P得与阀蒸的发型温号度和t0由阀计的算容决量定。(5-1、5-2式)或有关表
电动式电子膨胀阀 电动式电子膨胀阀是依靠步进电机驱动针阀,
分直动型和减速型两种。 (1)直动型 (2)减速型
电动式电子膨胀阀--直动型
1
100
2
,量 %

进口 4
3 出口
0
0
50 100 150 200 250
脉冲数
图5-13 直动型电动式电子膨胀阀 (a)结构图; (b)流量-脉冲数关系图 1-转子;2-线圈;3-针阀;4-阀杆
二. 浮球式膨胀阀
① 原理:根据满液式蒸发器的液面变化来控制蒸发器的供 液量,可控制蒸发器的液面高度,同时节流降压。
② 应用:广泛使用于满液式蒸发器的氨制冷系统中 ③ 分类: 直通式:工质先进入浮球室再由阀门控制进入蒸发器的
流量 特点:结构简单,但液面波动较大,调节阀稳定性较
差 非直通式:工质直接进入蒸发器,盈亏由浮球室调节控
所选择的热力膨胀阀的容量比蒸发器的实际热负荷大20 -30%;
4、热力膨胀阀安装
(1)安装前检查其是 否完好,特别是感 温机构部分;
(2)安装位置,必须 在靠近蒸发器的地 方,阀体应垂直安 装,不能倾斜或颠 倒安装;
(3)安装时,应注意 使感温机构内的液 体始终保持在感温 包内,因此感温包 应比阀体装得低一 些;
制冷技术课件10第五章节流机构
第5章 节流机构-节流机构类型
1. 手动节流阀 2. 浮球节流阀 3. 热力膨胀阀 4. 毛细管
一. 手动节流阀(膨胀阀、调节阀)
结构:阀芯、阀座、手轮 ① 工作原理:利用阀芯与阀座间隙变化调节工质通过量 ② 应用:只有氨制冷系统或试验装置中使用。作为备用阀
装在旁通管路上,以备应急或检修自动膨胀阀时使用。
(一 )内平衡式热力膨胀阀
内平衡式热力膨胀阀
内平衡式热力膨胀阀工作特点:
金属膜片两侧工质来自感温包和阀出口。 原理:膜片两侧力平衡决定开度 金属膜片受力:P1+P2=P3 P1-阀后制冷剂蒸发压力 P2-弹簧力(按要求过热度调节)
P3-感温包内工质压力 适用:蒸发器流程短及阻力小的制冷系统
内平衡式热力膨胀阀的工作原理
原理:膜片两侧力平衡决定开度 金属膜片受力:P1+P2=P3 P1-蒸发器出口制冷剂蒸发压力 P2-弹簧力(按要求过热度调节)
P3-感温包内工质压力 适用:蒸发器流程长及阻力大的制冷系统
外平衡式热力膨胀阀的工作原理
工作时,弹性金属膜片上部受感温包内工质的压力P3作用,下面受蒸 发器出口压力P1与弹簧力P2的作用。膜片在三个力的作用下,向上或向 下鼓起,从而使阀孔关下或开大,用以调节蒸发器的供液量。当进入蒸发器 的液量小于蒸发器热负荷的需要时,则蒸发器出口蒸气的过热度增大,膜 片上方的压力大于下方的压力,这样就迫使膜片向下鼓出,通过顶杆压缩 弹簧,并把阀针顶开,使阀孔开大,则供液量增大。反之则出口处蒸气的 过热度减小,感温系统中的压力降低,膜片上方的作用力小于下方的作用 力时,使膜片向上鼓出,弹簧伸长,顶杆上移并使阀孔关小,对蒸发器的 供液量也就随之减少。热力膨胀阀的过热度由开启过热度和有效过热度组 成,开启过热度与弹簧的预紧力有关,有效过热度与弹簧的强度及阀针的 行程有关。膨胀阀的弹簧是按标准工况设计的,机组在标准工况下,机组 满负荷或变负荷运行均维持较高的COP值。但在大压差工况下,蒸发压力 降低,蒸发器负荷需求的液量减少,但实际情况相反,在吸气过热度不变 的情况下,由于蒸发压力降低,蒸发器出口压力P1相应降低,膜片上下的 压差变大,使主阀开度增大,供液量增加;但在小压差工况下,蒸发压力 上升,蒸发器负荷需求的液量增多,但实际情况是在吸气过热度不变的情 况下,由于蒸发压力上升,蒸发器出口压力P1相应提高,膜片上下的压差 变小,使主阀开度减小,供液量减少;在变负荷下亦如此。因此热力膨胀 阀在变工况下供液量的调节方面需进一步改进。
工作时,弹性金属膜片上部受感温包内工质的压力P3作用,下面受蒸 发器入口压力P1与弹簧力P2的作用。膜片在三个力的作用下,向上或向 下鼓起,从而使阀孔关下或开大,用以调节蒸发器的供液量。当进入蒸发器 的液量小于蒸发器热负荷的需要时,则蒸发器出口蒸气的过热度增大,膜 片上方的压力大于下方的压力,这样就迫使膜片向下鼓出,通过顶杆压缩 弹簧,并把阀针顶开,使阀孔开大,则供液量增大。反之则出口处蒸气的 过热度减小,感温系统中的压力降低,膜片上方的作用力小于下方的作用 力时,使膜片向上鼓出,弹簧伸长,顶杆上移并使阀孔关小,对蒸发器的 供液量也就随之减少。热力膨胀阀的过热度由开启过热度和有效过热度组 成,开启过热度与弹簧的预紧力有关,有效过热度与弹簧的强度及阀针的 行程有关。膨胀阀的弹簧是按标准工况设计的,机组在标准工况下,机组 满负荷或变负荷运行均维持较高的COP值。但在大压差工况下,蒸发压力 降低,蒸发器负荷需求的液量减少,但实际情况相反,在吸气过热度不变 的情况下,由于蒸发压力降低,蒸发器出口压力P1相应降低,膜片上下的 压差变大,使主阀开度增大,供液量增加;但在小压差工况下,蒸发压力 上升,蒸发器负荷需求的液量增多,但实际情况是在吸气过热度不变的情 况下,由于蒸发压力上升,蒸发器出口压力P1相应提高,膜片上下的压差 变小,使主阀开度减小,供液量减少;在变负荷下亦如此。因此热力膨胀 阀在变工况下供液量的调节方面需进一步改进。
电动式电子膨胀阀--减速型
5 出口
1
压 差 , 1 .5 M P a
1 .0 M P a
2
mm mm
/h
100
3
0 .3 M P a mm
,k 量 g

4
50
进口 阀 口 径 ф 1 .6 m m
0
0
1000
2000
脉冲数
图5-14 减速型电动式电子膨胀阀 (a)结构图; (b)流量-脉冲数关系图 1-转子;2-线圈;3-针阀;4-阀杆;5-减速齿轮组
图5-11 感温包的安装位置
(4)感温包尽可能安装在蒸发器 的出口水平回气管上,一般应远 离压缩机吸气口1.5m以上;并且 要用没有吸湿性的材料充分隔热; 感温包绝不能置于有积液的管路 上;
4、热力膨胀阀安装
(5)若蒸发器出口带有气液交换 器时,一般将感温包装在蒸发 器的出口处,即热交换器之前;
(6)感温包安置于蒸发器回气管 紧贴管壁包扎紧密,接触处应 将氧化皮清除干净,露出金属 本色;当回气管直径小于25mm 时,感温包可扎在回气管的顶 部;当直径大于25mm时,可扎 在回气管的下侧45° 处,以防 管子底部积油等因素,影响感 温包的正确感温。阀体应尽量 接近蒸发器,以及调节和拆修 都比较方便的部位;
制冷量。 3) 热力膨胀阀进出口的压力差。
3、热力膨胀阀选择方法
两种:1)计算法; 2)查图表选择。 基本步骤: a、确定膨胀阀两端的压力差;
ΔP=PK-∑ΔPi-Po (1)
式中Δ得ρ为ɡP:0阻h4.;(5P力bKΔΔa―损PPr)―失41为为;冷;P分液凝Δo液—体P压3头蒸管为力及发路液,分压阻体∑液力力Δ管P毛,损升i―细K失高P―管;得a为。得Δ压ΔP阻力P2为力1损+弯损失Δ头失P,2、,Δ+阀P通Δ3件常P=3等各+
制 特点:液面稳定,调节工作稳定,但构造及安装复

浮球阀工作过程
用于具有自由液面的蒸发器,如卧式满液式 蒸发器的供液量的自动调节。通过浮球调节 阀的调节作用,在蒸发器中可以保持大致恒 定的液面。浮球阀有一个铸铁的外壳,用液 体连接管与气体连接管分别与被控制的蒸发 器的液体和蒸气两部分相连接,因而浮球阀 壳体的液面与蒸发器内的液面一致。当蒸发 器内的液面降低时,壳体内的液面也随之降 低,浮子落下,阀针便将孔口开大,则浮球 阀出液量增大。
电子膨胀阀从全闭到全开状态其用时仅需 几秒钟,反应和动作速度快,开闭特性和 速度均可人为设定;电子膨胀阀可在 10%--100%的范围内进行精确调节,且 调节范围可根据不同产品的特性进行设定。 选用电子膨胀阀——吸气过热度控制,机 组无论在标准工况下、变工况、满负荷、 变负荷运行维持较高的COP值水平。
温包内全部汽 化,压力几乎 不再随温度变 化,因此阀的 开度不变。
图5-8 充气热力膨胀阀感温包内制冷剂特性曲线
交叉充注
感温包内充注不同工质。
压力
a
p 1+ p 2
b
c
e f
感温包
d
压 力 p3
温度
图5-9 交叉充液式热力膨胀阀的特性曲线
(四) 热力膨胀阀选配与安装
1、热力膨胀阀选择的目的 对整个系统的性能发挥起着重要作
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