毛细管与电子膨胀阀的节流特性对比.

最大运行，毛细管热泵系统
72
27 24
最大运行，电子膨胀阀热泵系统
4
0
150
300
450
600
750
900
600
时间步数/5s
时间步数/5s
图 9 最大运行条件下毛细管热泵系统的排气温度 和排气过热度变化趋势
80 70 100
图 12 最大运行条件下电子膨胀阀热泵系统的排气温度 和排气过热度变化趋势
演讲主题
毛细管与电子膨胀阀的节流特性对比
演讲人：王菲
空气能热泵热水器 2014年11月6日
技术背景
节流部件作为热泵系统中循环工质流量的调节部件，它对 系统是否稳定运行有着重要的影响。
流量控制特性
毛细管流量特性
电子膨胀阀流量特性
由线圈上施加的电压控制针阀开度的大小，从而调节膨胀 阀的流量，两端压差越高，开度越大，流量也就越大。
排气温度/℃
结论
1、在标况和最大运行条件下，电子膨胀阀热泵系统的吸气过热度、 排气过热度和排气温度都是小于毛细管热泵系统的，而且前者的 吸气过热度和排气过热度是较后者稳定的，说明电子膨胀阀的节 流特性是优于毛细管的。 2、在标况条件下，电子膨胀阀热泵系统与毛细管热泵系统相比， 前者具有较高的COP值，说明其系统充分利用了蒸发器的换热面 积。 3、在最小运行条件下，毛细管热泵系统的压缩机存在带液压缩的 可能，这主要是由毛细管的节流控制能力弱造成的；相反电子膨 胀阀热泵系统中的吸气过热度和排气过热度都能保持者较为稳定 的值，说明其恶劣工作条件下也能保持着良好的节流能力。
不同工况下的排气温度和排气过热度变 化趋势
定义：排气过热度为压缩机排气出口处的温度与排气压力所对应饱和冷凝 温度的差值
作为节流元件，节流的稳定与否，也会影响到压缩 机的排气温度和排气过热度；排气温度过高，使压 缩机中的润滑油的粘度急剧下降，这很容易引起轴 承产生异常磨损。一般来讲，排气过热度反映压缩 机内电机冷却的充分与否。
空气能热泵热水器运行原理
热泵热水器需 要一年四季运 行，运行的环 境温度范围宽， 而水温由低温 加热到高温变 化区间也很大。 毛细管系统运 行范围窄，电 子膨胀阀系统 运行范围宽。
不同工况下的吸气过热度变化趋势
定义：吸气过热度为压缩机吸气口处的温度与蒸发器入口处温度的差值
实验运行工 况 水箱水温加 热区间范围 标况（20℃） （15±0.5℃）~（55±0.5℃） 最大运行（45℃） （29±1℃）~（65±1℃） 最小低温运行（-7&7℃） （10±1℃）~（50±1℃）
100 90 140
最小运行，毛细管热泵系统
80
最小运行，电子膨胀阀热泵系统
120
排气温度/℃
排气过热度/℃
50 40 30 20 10 800 1600 2400 3200 4000 4800
60 40 20 0 5600
70 60 50 40 30 20 0 500
80 60 40 20 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
时间步数/5s
时间步数/5s
图 10 最小运行条件下毛细管热泵系统的排气温度 和排气过热度变化趋势
图 13 最小运行条件下电子膨胀阀热泵系统的排气温度 和排气过热度变化趋势
排气过热度/℃
60
排气温度/℃
80
100
排气过热度/℃
36
排气温度/℃
80
从图中可以看出，电 子膨胀阀热泵系统中 的排气过热度较毛细 管热泵系统中的排气 过热度稳定，且前者 的排气过热度是小于 后者的；而在最小运 行工况条件下，相反 毛细管热泵系统的排 气过热度反而较为稳 定同时其值是低于电 子膨胀阀热泵系统的， 这主要是由于压缩机 带液压缩造成的，此 时带液压缩会使得压 缩机电机充分冷却， 造成排气温度和排气 过热度都相对较低。
20 15 10 5 0
电子膨胀阀热泵系统
吸气过热度/5s
吸气过热度/℃
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
吸气过热度/℃
0
0来自百度文库
100
200
300
400
500
600
时间步数/5s
时间步数/5s
图 3 最大运行条件下毛细管热泵系统的吸气过热度变 化趋势
48 42 36
图 6 最大运行条件下电子膨胀阀热泵系统的吸气过 热度变化趋势
排气温度/℃
60
电子膨胀阀热泵系统，标况
3
时间步数/5s
时间步数/5s
图 8 标况下毛细管系统的排气温度和排气过热度 变化趋势
图 11 标况下电子膨胀阀热泵系统的排气温度和排气过 热度变化趋势
100 20 16 12 8
104 96 88 80
39
90
排气过热度/℃
33 30
70 60 50 40 0 100 200 300 400 500
48
最小运行，毛细管热泵系统
42
最小运行，电子膨胀阀热泵系统
吸气过热度/℃
30 24 18 12 6 0 -6 0 1000 2000 3000 4000 5000
吸气过热度/℃
36 30 24 18 12 6 0 -6 0 500 1000 1500 2000 2500 3000
时间步数/5s
时间步数/5s
图 4 最小运行条件下毛细管热泵系统的吸气过热度变 化趋势
图 7 最小运行条件下电子膨胀阀热泵系统的吸气过 热度变化趋势
在这里值得指出的是， 电子膨胀阀热泵系统 具有较高的COP值， 这主要是因为膨胀阀 具有自动调节流量的 能力，使得系统中的 冷媒充分利用了蒸发 器。一般来讲，膨胀 阀系统所充注的冷媒 量也会比毛细管系统 要多20%~40左右。
最大运行，毛细管热泵系统
从图中可以看出，毛细 管热泵系统的吸气过热 度与环境温度有着紧密 的联系，环境温度越高， 吸气过热度也相应越高。 电子膨胀阀热泵系统的 时间步数/5s 吸气过热度与运行工况 图 5 标况下电子膨胀阀热泵系统的吸气过热度变化 趋势 没有多大联系；在标况 36 和最小运行条件下，其 32 吸气过热度始终维持在 28 最大运行，电子膨胀阀热泵系统 24 3~5℃左右；而在最大 20 运行条件下，其吸气过 16 12 热度稳定维持在8~10℃ 8 左右。 4
25 20
25
毛细管热泵系统
15 10 5 0
0
200
400
600
800
1000 1200 1400 1600
时间步数/5s
图 2 标况下毛细管热泵系统的吸气过热度变化趋势
36 32 28
吸气过热度/5s
24 20 16 12 8 4 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
90 80 70 18 15
80 70
15 12 9 6
排气温度/℃
排气过热度/℃
50 40 30 20 10 0 0 300 600 900 1200 1500
12
60 50 40 30 20 0 200 400 600 800 1000 1200 1400
毛细管热泵系统，标况
9 6 3 0
排气过热度/℃