制冷装置自动化第三章

二、热力膨胀阀
1.热力膨胀阀流量调节系统 2.热力膨胀阀的温包充注 3.热力膨胀阀静态过热度的最佳整定 4.热力膨胀阀的选配
1.热力膨胀阀流量调节系统
1)热力膨胀阀从机械结构设计上保证由温包压力p1提供开阀力，由蒸发压 力和调节弹簧力提供关阀力，即(p0+p3)。 2)热力膨胀阀处于即将开启位置时，调节弹簧力p3最小(预先调整的给定弹 簧预紧力)，这时热力膨胀阀控制的过热度最小，称之为静态过热度SS；热 力膨胀阀从开始开启到全开，弹簧受压缩，p3逐渐由预紧力增到最大，相 应的过热度也增到最大，这段过程对应的过热度变化值称为打开过热度OS (又叫可变过热度)；装置工作时，热力膨胀阀处于某一开度所对应的过热 度，称为工作过热度OPS。 3)在蒸发温度、冷凝温度和阀前液体温度(或过冷度)一定的条件下，绘制出 热力膨胀阀的静态特性曲线，如图3- 6所示。
第三章
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节 第九节 第十节
制冷剂流量调节 电磁阀 压缩机能量调节 冷凝压力调节 蒸发压力调节 吸气压力调节 活塞式制冷装置的安全保护系统及附件 典型制冷装置的自动控制系统 溴化锂吸收式机组的自动控制 制冷空调系统的节能控制策略与措施
第一节 制冷剂流量调节
3.毛细管节流的制冷系统特点
1)毛细管通流截面固定，不能按工况变化调整通流截面。 2)毛细管对流量变化有自补偿能力，只适合工况变化不大时对流量作微小 调整。 3)系统中对制冷剂充灌量有严格的控制范围。 4)压缩机停机时，系统高低压侧贯通，压力很快平衡，因而配用低起动转 矩的廉价电动机。 5)毛细管流道细长、易堵，故对系统清洁度要求高。 6)毛细管焊接时，注意防止端口变形。
1.热力膨胀阀流量调节系统
图3- 4 热力膨胀阀流量调节系统 —蒸发压力 —温包压力 —调节弹簧的折合压力 (简称调节弹簧力) —蒸发器出口处制冷剂温度 A—蒸发器入口
E—蒸发终了点 F—温包安装位置 EF—过热段
图3-5 热力膨胀阀过热度控制原理
图3- 6 热力膨胀阀的静态特性曲线
表3-1 使用内平衡式热力膨胀阀时蒸发器阻力Δ
1.热力膨胀阀流量调节系统
4)当蒸发器阻力小到可以忽略时，关阀力中的蒸发压力由节流后的制冷剂 压力代替(两者近似相等)，从而使热力膨胀阀的结构和安装简单，这样结 构的热力膨胀阀为内平衡式(图3- 4中所示意的即为内平衡式热力膨胀阀)； 当蒸发器阻力不容忽略时，若用节流后压力代替蒸发压力将引起过热度明 显增大。
(单位：kPa)
2.热力膨胀阀的温包充注
(1)同工质液体充注 温包中充注的感温介质与制冷系统中使用的制冷剂为 同种物质，且充注量较多，保证在工作温度范围内，温包中始终有液体。 (2)液体交叉充注 温包为液体充注，但充注物与系统中使用的制冷剂不是 同一物质，二者的饱和压力曲线在工作温度范围呈如图3-7b所示的交叉特 性。 (3)气体充注 上述两种充注中如果对充注量加以限制，则构成气体充注。 (4)混合充注 温包中注入液体感温剂和不凝性气体。 (5)吸附充注 温包中充入固体吸附剂(例如活性炭)和被吸附气体(例如CO2 气体)，获得希望的温包压力-温度曲线，使热力膨胀阀的过热度控制特性 得到改善，如图3-7e所示。
(2)液体交叉充注 温包为液体充注，但充注物与系统中使用的制冷剂不是同一物质， 二者的饱和压力曲线在工作温度范围呈如图3-7b所示的交叉特性。
(3)气体充注
1)停机时，维持热力膨胀阀关闭的压力差较大，故热力膨胀阀关闭较严。 2)开机时，只有当吸气压力降低到MOP值以下后，热力膨胀阀才逐渐打开， 于是可以防止起动超载。 3)由于温包内的液体量少、惯性小和感温迟后小，故热力膨胀阀的调节反 应较快。 4)环境温度对热力膨胀阀的工作有影响，使用中必须保持温包处于热力头 系统中的最低温度，否则，感温液体向温包以外迁移，将影响热力膨胀阀 的正确动作。
(4)混合充注 温包中注入液体感温剂和不凝性气体。
(5)吸附充注 温获包得中希充望入的固温体包吸压附力剂-温(例度如曲活线性，炭使)热和力被膨吸胀附阀气的体过(例热如度C控O2制气特体性)，
得到改善，如图3-7e所示。
3.热力膨胀阀静态过热度的最佳整定
图3-8 蒸发器负荷Q 与过热度Δt的关系
2.热力膨胀阀的温包充注
图3-7 各种温包充注的热力膨胀阀过热度控制特性 a)同工质液体充注 b)液体交叉充注 c)气体充注 d)混合充注 e)吸附充注
(1)同工质液体充注
1)随蒸发温度t0降低，静态过热度增大，这说明阀的低温工作特性较差，故 使用中蒸发温度一般不低于-40℃。 2)装置停机时，维持热力膨胀阀关闭的压力差仅为弹簧预紧力，故热力膨 胀阀关闭不严；开机时，阀将迅速开大，蒸发器充分供液，其结果是起动 降温快，但系统持续长时间在高吸气压力下工作，容易造成电动机超载(特 别是在低温制冷装置中)。 3)温包中液体量较多，温包感温滞后，造成调节过程中产生较大的流量波 动。 4)热力头内的压力p1只取决于温包处的温度t1，故热力膨胀阀的工作不受环 境温度的影响。
4.热力膨胀阀的选配
热力膨胀阀的设计选配是指根据制冷系统设计的制冷量、工况、制冷剂及 系统的实际结构布置情况，选择合适容量和形式的热力膨胀阀。 每只热力膨胀阀只能用于它规定的制冷剂系统中。相同开度下热力膨胀阀 前后的压力差影响制冷剂流经热力膨胀阀的流速乃至流量。随着蒸发温度 的降低，热力膨胀阀相对容量变小，见表3-2。阀前液体的过冷度影响到节 流后两相制冷剂的干度，对热力膨胀阀的流量系数产生影响。热力膨胀阀 相对容量随阀前液体过冷度增大而增大，见表3-3。热力膨胀阀入口处必须 避免制冷剂液体中有气体闪发，否则严重影响阀容量。冷凝器至热力膨胀 阀前的液管有阻力降时，必须增加液体过冷度，以防止阀前汽化，表3-4和 表3-5给出与此有关的数据。
一、毛细管 二、热力膨胀阀 三、电子膨胀阀 四、浮球调节阀
一、毛细管
1.毛细管的节流特性 2.毛细管尺寸估算 3.毛细管节流的制冷系统特点
1.毛细管的节流Βιβλιοθήκη Baidu性
图3-1 制冷剂沿毛细管流动的状态变化过程
2.毛细管尺寸估算
图3-2 毛细管估算线图 a)R12用 b)R22用
2.毛细管尺寸估算
图3-3 R12、R22毛细管 长度修正系数