第六章 节流装置

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。
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。
一、常见类型
1、膨胀阀 2、毛细管 3、电动膨胀阀 4、活球阀
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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，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， 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，调整进入蒸发器的 制冷剂液体的流量。
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。
（2）阻力过大时，G ，使高压侧制冷剂聚集，排气压力特别高， 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。
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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，使
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：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
可拆连接（法兰或螺丝连接） 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，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：
排气管、吸气管、高压液管、低压液管
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八、其它部件
的流量，实现自动调节。 初步设定P2 ，自我调节P1’——感温包。 蒸发器t0 阀针孔开度 t01 流量 P1’ Q0 （P0’+ P2 ）
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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：因蒸发器存 在压力损失，导致内平 衡式膨胀阀开启过热度 增大，使蒸发器传热面 积的利用率降低，制冷 能力相应减小。
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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
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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
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。 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℃
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 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
二、内平衡式热力膨胀阀的结构
主要由感温包、
毛细导管、感温
膜片、传动杆、 阀座、阀针及调 节机构组成。
6
热力膨胀阀实物图
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三、工作原理
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。 感温系统：指由感 温包、毛细导管及膜盒 （膜片上的空间）构成 的密闭空间。 节流：将入口压力Pk 调整为出口压力P0。
（1）有一个专用的外平衡管接头，为引入外平衡压力所用 （2）调节杆的形式等也有所不同
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四、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；
2、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；
4、冷凝器至阀前的液管肯定有压力降。
蒸发温度对膨胀阀容量的影响
蒸发温度/℃
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。
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图 气液分离器结构示意图 25
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Δp
高差/m R12 Δp /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
R502
0.036
0.072
BP145
六、工作过程
压力变化 P1 设计长度L 2
P3 大部分1
Pk
P0 2
3两相区
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R22、R12毛细管初步选择曲线图
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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；直径则 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 ，在毛细管中极易混入热蒸气而使制
(b)
热力膨胀阀的工作原理
调节：针阀开度的大小将影响P0、流量Q。 P1’——膜片上方推力（来自感温包） P0’——经阀门节流后制冷剂的压力 P2 ——弹簧力 注意：P0’、P2 均在膜片的下方。
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平衡状态：P1’= P0’+ P2 。此时，阀针不动，阀针孔开启 度不变。 工作原理：
利用P1’力的变化来改变阀针孔的开启度，从而改变制冷剂
0.107
0.143
0.179
0.215
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第二节
毛细管节流
应用
冰箱 冷柜 空调器 简单 便宜 便于大批量生产
长处
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。
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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，
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，这种流
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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； 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。 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 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。 (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， 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。 (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 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 3 以防止压缩机出现液击冲缸现象。
动称为节流。
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二、结构
小内径Φ0.6-Φ2、L=6m（紫铜管）
三、作用
节流（无调节作用）。
四、特点
1、无运动件、结构简单； 2、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； 4、工作的准确程度差； 5、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。
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五、注意
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，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进行控制。 温度、湿度、 压力、流量、液位
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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
过热度控制原理
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一、按平衡方式不同分类
内平衡式和外平衡式。