第六章节流装置与辅助设备XX542

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手动节流阀又称手动调节阀或膨胀阀，是最老式的 节流机构，其外形与普通截止阀相似。全凭管理员 的经验进行操作。 通常与其它控制元 件配合使用，一般 只在短时期内使用， 例如在冷冻初期辅 助送液，或者在自 动膨胀阀出故障时 作为旁路备用阀。
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2. 用液位调节的节流机构 Liquid location adjust throttle • 通常称浮球调节阀
从热力膨胀阀的工作原理可以看出，其阀
芯的调节动作来源于p3=ps+p0。而在膜片上下 侧的压力平衡是以蒸发器内压力p0作为稳定条
件，所以称之为内平衡式热力膨胀阀
（1） 内平衡式热力膨胀阀 Within the balanced thermal expansion valve
m 感温元件内的感温介质一般都采用相同的制冷剂工质。
则不变，呈稳定状态。
m ∴ 膨胀阀的工作就是利用感温压
力 p 的大小控制开启程度。
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3
s
P 01
P3
Ps
P0
Leabharlann Baidut1
P3
t3
（1） 内平衡式热力膨胀阀
由于过热度的影响，其出口处温度t3与蒸发温度 t0之间存在着温差Δtg，通常称做过热度。感温 包感受到t3后，使整个感应系统处于t3对应的饱 和压力p3。该压力通过毛细管传到膜片上侧，在 膜片下侧面施有调整弹簧力ps和蒸发压力p0，三 者处于平衡时有p3=ps+p0
因为蒸发压力逐渐降低后，饱和压力降低，而一定过热度的过 热温度也降低，若仍要推动阀针，只有更高的温度（相对此时 的饱和温度）感于感温件。
m 但其结构简单，适宜于压力损失小的蒸发器采用。
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（2） 外平衡式热力膨胀阀 External balanced thermal expansion valve
e. 感温包绝对不可随意安装在管的底部，也要避免在立管或 多个蒸发器的公共回气管上安装感温包。
f. 感温包与吸气管的接触部分应平直、清洁，并用绑带扎紧 ，使两者之间有良好的传热性能，然后外包绝热材料。
g. 外平衡式的外平衡管应接于感温包后约100mm 处，接口 一般位于水平管顶部，以保证调节动作的可靠性。
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（1） 内平衡式热力膨胀阀 Within the balanced thermal expansion valve
m 膜片受力主要是感温件感温压力p 、
蒸发压力（理想情况，即无蒸发压力 损失时的蒸发压力，由传动缝隙传入）
p0及弹簧压力ps 。其中也受到 冷凝 压力pk的影响，但由于针阀面积较小，
• 包括热力膨胀阀、电热膨胀阀。 • 它通过蒸发器出口蒸汽过热度的大小调整热负荷与供 液量的匹配关系，以此控制节流孔的开度大小，实现蒸 发器供液量随热负荷变化而改变的调节机构。 • 主要用于氟利昂制冷系统及中间冷却器的供液量调节 • 在汽车空调中主要用热力膨胀阀。
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4. 用电子脉冲进行调节的节流机构 Adjust throttle with electron impulse
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安装图示： Install icon
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分液器： Despensers
m 为使热力膨胀阀节流后的制冷剂液体均匀地分配到蒸 发器的各个管组，通常是在膨胀阀的出口管和进口管 之间设置一种分液器接头。
m 它仅有一个进液口，却有几个甚至十几个出液口，将 膨胀阀节流后的制冷剂均匀地分配到各个管组中（或 各蒸发器中）。
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非直通式浮球阀的结构示意
1一液体进口 2一针阀 3一支点 4一液体连接管 5一浮球6一气体连接管 7一液体出7 口
非直通式管路系统
非直通式浮球阀的管路系统
1一液体进口 5一液体连接管 6一气体连接管 7一液体出口 8一过滤
器 9一手动节流阀 10一蒸发器或中间冷却器
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3. 用蒸汽过热度调节的节流机构 Adjust throttle with steam excessive heat temperature
m 在安装分液器接头时各分液管必须具有相同的管径和 长度，以保证各路管组压降相等。
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三、毛细管 Capillary m 毛细管又叫节流管，其内径常为 0.5 ~ 5mm 、长度不等、
材料为铜或不锈钢。 m 它是根据液体在一定几何尺寸（内径、长度）的管道内流
动产生的摩阻压降来改变其流量的。
m 目前，毛细管作为节流机构在家用冰箱、窗式空调器、中 小型空调机及去湿机中广泛使用。
第六章节流装置与辅助 设备XXX542
2020/11/28
第六章节流装置与辅助设备XX542
一、节流机构的作用与分类
Effects and classification of throttle 节流机构的作用:
将高压液体制冷剂节流降压; 调节进入蒸发器的制冷剂流量. 节流机构的分类： 按其供液量调节方式可把节流机构分为以下五类 1. 手动调节的节流机构 Manual adjust throttle • 一般称作手动节流阀、手动调节阀 • 以手动方式调整阀孔的流通面积来改变流量，因为频繁操作、 工况稳定性差，故障几率大。 • 多用于氨制冷装置中。
• 它利用浮球位置随液面高度变化而变化的特性控制阀芯 开闭，达到稳定蒸发器内制冷剂液量的目的。
• 它可单独作为节流机构使用，也可作为感应元件与其它 执行元件配合使用。
• 分为高压浮球阀与低压浮球阀。
• 适用于中型及大型氨制冷装置中。
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浮球调节阀供液控制
直通式低压浮球阀的结构示意
1一液体进口 2一针阀 3一支点 4一液体连接管 5一浮球 6一气体连接管5
定阀孔的开启程度。）
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（1） 内平衡式热力膨胀阀 Within the balanced thermal expansion valve
m 内平衡式的主要缺点：
由于从蒸发器入口到出口会有压力损失（流阻），使进、出的 压力不一致，而内平衡式从蒸发器的入口导入蒸发压力时并没 反应这一影响，这会影响调节的精度，使之实际增加蒸发器的 过热度和供量不足（实际增加了过热度）。
1. 主要作用：节流降压（无调节作用）
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2. 主要特点
Main features
a. 制造简单、成本低，没有运动部件，工作可靠。
m 即外平衡式热膨胀阀以蒸发器
的出口压力 p0* 替代内平式压 力 p0 （入口压力）。
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P3
Ps
Pw
P3 Ps
P3
（2） 外平衡式热力膨胀阀
由于pw=p0-Δp0(p0蒸发压力)，膜片力 系变成为p3=ps+(p0-Δp0)，即p3=ps+pw时， 仍然能保证在允许的装配过热度范围内达到 平衡。在这个范围内，当p3>ps+pw时，表示 蒸发器热负荷偏大，出口过热度偏高，膨胀 阀流通面积增大，使制冷剂供液量按比例增 大。反之按比例减小。
m 故适用于没有自由液面的蒸发器，如干式蒸发器、蛇形管 式中间冷却器等。
m 分为内平衡式热力膨胀阀与外平衡式热力膨胀阀。
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（1） 内平衡式热力膨胀阀 Within the balanced thermal expansion valve
m 热力膨胀阀的开启主要决定于感 受蒸发压力膜片的受力情况，并 由推杆传动针阀运动。
m 弹簧压力主要调节蒸发器的过热度、并保证一定的过热度。
通常蒸发器出口具有一定的过热度，
m 可看出，针阀的调节动作来源于
这一存在于热力膨
胀阀内部的力由不平衡到平衡的全过程。
m 因此，在膜片上下侧的压力平衡以蒸发器内的压力 p0 作为 稳定条件，并且 p0 是从蒸发器入口导入的，所以称为内平
衡式热力膨胀阀。（由依靠膨胀阀内部膜片上下的力平衡决
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2. 热力膨胀阀的选择与使用 Selection and use of thermal expansion valve
m 正常（理想）情况下，热力膨胀阀应： a.控制进入蒸发器的液态制冷剂量刚好等于在蒸发器中吸
热蒸发的制冷剂量，使蒸发器中min= mout 。
b.使在工作温度下蒸发器出口过热度适中，蒸发器的传热 面积得到充分利用。
c.在工作过程中能随着蒸发器热负荷的变化，迅速地改变向 蒸发器的供液量，使之随时保持系统的平衡。
m 实际中，热力膨胀阀感温系统存在一定的热惰性、形成信 号传递滞后，往往使蒸发器供液量过大或过小。
m ∴ 热力膨胀阀的实际过程一直处于波动调节状态。 m 反应灵敏度是热力膨胀阀的重要技术指标。
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热力膨胀阀的选择 valve
m 分液器接头的形式很多，以降压型分液器接头的使用 效果最好。
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降压型分液器接头的结构型式： Figure for the buck dispensers several joint structure type.
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分液器的特点 Features of despensers
m 降压型分液器接头的特点是通道尺寸较小，制冷剂流 过时要发生节流、产生约 50kPa 的压差，同时，在分 液器中也约有相等的压差，以致使蒸发器各通路管组 总压降大致相等，使制冷剂均匀分配到蒸发器中，各 部分传热面积得到充分利用。
• 如电子脉冲膨胀阀（电动膨胀阀）。 • 采集空调室的数据，由压缩机变频脉冲控制阀孔开度， 向蒸发器提供与压缩机变频条件相应的制冷剂量，时刻保 持在蒸发器和压缩机之间的能量和质量的平衡性，以满足 高舒适性空调的要求。 • 是制冷技术中出现机电一体化的产物。
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5. 不进行调节的节流机构 No adjust throttle
直通式浮球阀比较简单，但阀体内因液体进入时 的冲击作用往往引起液面波动较大，使浮球阀的工 作不稳定（制冷剂通过节流阀后，制冷剂压力比浮 球室压力大，喷出的冲力大，从而使液面波动大）， 而且液体从阀体流入蒸发器(或中间冷却器)是依靠 液位差，因而只能供液到液面以下。
非直通式浮球阀工作较稳定，因节流后的压力 高于蒸发器(或中间冷却器)压力，可以供液到任 何地点。
该受力可忽略不计。所以，针阀的开
启并不决定于冷凝压力pk，关键取决 于感温压力 p 及蒸发压力p0。
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（1） 内平衡式热力膨胀阀 Within the balanced thermal expansion valve
m若
，
弹性膜片变形，推动阀针使阀孔开
大或开小，从而调节流量。
m若
，弹
性膜片保持原来状态，阀孔不变，
• 如毛细管、恒压膨胀阀、节流短管及节流孔等。 • 结构简单、维护方便。 • 一般在工况比较稳定的小型制冷装置（如家用冰箱 、空调器等）量使用。
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二、热力膨胀阀 Expand valve
1. 热力膨胀阀的工作原理 Working principle of expand valve
m 热力膨胀阀属于一种自动膨胀阀，它是利用蒸发器出口制 冷剂蒸汽的过热度调节阀孔开度以调节供液量的。
m 外平衡式与内平衡式工作原理基
本相同，只是弹性膜片下的平衡
压力由蒸发器出口引入，将蒸发
器工作过程的压降反应到膨胀阀
的调节中，减小了工作过热度，
消除了流阻引起的压降对阀门开
启的影响。
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（2） 外平衡式热力膨胀阀 External balanced thermal expansion valve
m 过热程度如何只决定于此时此 刻当地压力，即应是出口处压 力的饱和温度和当地介质温度 比较。
（2） 外平衡式热力膨胀阀 External balanced thermal expansion valve
m 外平衡式主要特点: Features of external balanced thermal expansion
valve a. 改善了蒸发器的工作性能，使换热性能得到充分利用，
准确地保证过热度要求。 b. 结构复杂、制造、安装、使用略显不便。 c. 通常在蒸发器压力损失较大时或大型制冷空调中采用。
b. 如果吸气管上装有液 – 气回热器，则感温包应当安装在 流出回热器的吸气管上。
c. 当蒸发器出口吸气管管径小于22mm时，感温包可水平 安装在管的顶部。
d. 当管径大于22mm时，则应将感温包水平安装在管的下 侧方45°的位置。
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热力膨胀阀的使用 Use of thermal expansion valve
Selection of thermal expansion
m 为削弱波动调节的影响、稳定蒸发器的工作，在确定容量 时，一般应取蒸发器热负荷的 1.2 ~ 1.3 倍。
热力膨胀阀的使用 Use of thermal expansion valve
a. 为保证感温包采样信号的准确性，应当安装在不易积液 的蒸发器出口的吸气管上。