电子膨胀阀失步的实例分析与解决

电子膨胀阀失步的实例分析与解决
[摘要]空调是改善居民生活环境的重要工具，已成为人民生活不可或缺的一部分，电子膨胀阀作为调节空调系统运行状态的重要装置，但是在实际运用过程中，由于节流的程度较为苛刻，使得电子膨胀阀发生失步。

本文从实际案例中对此现象进行分析，发现阀前后的压差较大是导致转子没有到达预订位置的主要原因。

基于此，通过在电子膨胀阀前增加毛细管的方法对失步现象进行改善，提高了阀开度与排气温度的一致性。

[关键词] 电子膨胀阀；失步；毛细管；空调系统
[Abstract] air conditioning is an important tool to improve the living environment of residents, and has become an indispensable part of people's life. As an important device to regulate the operating state of the air conditioning system, the electronic expansion valve is out of step due to the harsh throttling degree in the actual application process. This paper analyzes this phenomenon from the actual case and finds that the large pressure difference between the front and back of the valve is the main reason why the rotor does not reach the predetermined position. Based on this, the out of step phenomenon was improved by adding capillary in front of the electronic expansion valve, and the consistency between the valve opening and the exhaust temperature was improved.
[Key words] electronic expansion valve; Out of step; Capillary;
air conditioning system
自从家电下乡政策出台后，在国家的补助下，农村的生活条件得到了快速的提升。

其中，由于人们对生活舒适度的强烈需求，使得空调在总销量中占据着大的比例。

尤其是近些年人民的收入得到了明显提高，他们更有意愿通过
购买空调是自己的生活更加舒适。

对于空调，其主要有冷凝器、蒸发器、压缩机、节流装置四大部件组成，利用冷媒冷凝散热、蒸发吸热的原理对室内温湿度进行
调节。

冷凝器和蒸发器为冷媒提供了热量交换的场所，压缩机作为空调的心脏，
将冷媒压缩成高温高压的气体，节流装置则将高压的液体节流降压成低温低压的
气液混合物，从而达到吸收热量的目的。

电子膨胀阀正是节流装置的一种，由转子、线圈、针阀和阀杆组成，常被一级能效空调所使用。

1. 电子膨胀阀失步现象与分析
失步是电子膨胀阀出现的一种异常情况，表现为输入的脉冲信号不能使得转
子移动到预定的位置，导致空调的运行状态不能达到预期效果，常表现为排气温
度与阀开度的调节不匹配。

在变频空调器的性能测试中，全年能源消耗效率（APF）已经成为能效等级的重要评定标准[1-3]。

本文在一台1.5HP三级空调的
APF测试中，使用电子膨胀阀调试额定制冷量时，观察到排气温度随阀开度的变
化存在一定滞后的现象[4]。

此时，阀开度在100步左右，考虑到电子膨胀阀的调
节范围在500步以内，因此阀的节流程度比较重，稍微偏离一点就会导致节流不同。

通过对测试数据进行分析，得出的猜想如下：
1.压差较高，导致负载加重，高速流体的冲击使转子偏离原设定位置，产生
失步；
2.阀开度较小，失步对系统运行状态的影响程度较大。

即相同的偏离误差，
在阀开度较小时对系统的影响要大于在阀开度较大时。

3.通过在电子膨胀阀前增加毛细管的方式，使得阀前后的压差减小，并且因
为压差的减小，使得阀开度增加，从而达到解决失步对系统运行状态造成影响的
目的。

2. 试验方案
在1.5HP三级能效空调系统中，使用热电偶布置吸气、排气等温度测点，冷
媒灌注量为R32/550g，运行频率60HZ，测试额定制冷量。

随机调试阀开度，使
得排气温度为85℃-91℃之间。

寻找最佳的节流组件，使用方案1：1.37*350 mm毛细管+1.3电子膨胀阀、
方案2：1.63*350 mm毛细管+1.3电子膨胀阀、方案3：2.1*350 mm毛细管+1.3
电子膨胀阀进行测试，记录阀开度与排气温度的关系，选取排温与电子膨胀阀开
度协同性高的节流组件为最终改善方案。

3. 阀前毛细管的选择
调试阀开度，使排气温度在范围内随机出现，对比三种节流组件对电子膨胀
阀失步的改善效果，结果如表1所示。

从表中可以看出，方案1节流组件的阀开
度在160-180步之间，排温从89℃升高到92℃的开度变化为6步，排温从86℃
升高到89℃的开度变化为3步，阀开度与排气温度的一致性较差。

方案2的阀开
度在230-250步之间，且随着电子膨胀阀开度不断变化，排气温度的变化趋势与
其保持一致，大约2开度增加1℃排气温度。

方案3的阀开度在240-250步之间，但是两个相同阀步的排气温度相差3℃，说明具有一定的滞后效应。

因此方案2
为最终的改善方案。

表2.不同节流方案下开度与排温的关系
4 结语
针对电子膨胀阀失步的现象，在1.5HP三级能效空调系统中进行试验验证。

通过分析，发现导致失步的原因主要为阀前后压差较大，负载加重，导致转子与预定位置产生偏离，从而造成失步。

且失步现象在阀开度较小时，对系统的运行状态影响更大。

因此通过在电子膨胀阀前增加毛细管的方式对其进行改善，发现1.63*350mm毛细管+1.3电子膨胀阀组件的排气温度与开度具有更高的一致性，大约每2开度增加1℃排气温度，从而解决了由失步导致的异常问题。

参考文献：
[1] 谭成斌,陈焕新.房间空气调节器季节能效比的优化方法研究[J].家电科技,2015 (3):26-29.
[2] 张海云,徐定华,杭晨哲,等.房间空调器 APF影响因素分析[J].制冷与空调(北京),2017, 17(11): 21-25.
[3] 李皖皖,王飞,王海霞,等.变频空调器全年能效系数APF提升的理论研究[J].低温与超导, 2020,48(6): 66-71.
[4] 国家市场监督管理总局，国家标准化管理委员会. GB21455-2019房间空气调节器能效限定值及能效等级[S].北京:中国标准出版社,2019.。