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熱力膨脹閥是制冷裝置中的四大部件之一,在系統(tǒng)中起到節(jié)流降壓作用,也叫節(jié)流閥。在冷柜、冷庫系統(tǒng)中,常用膨脹閥作為節(jié)流元件。
在制冷系統(tǒng)中,膨脹閥負(fù)責(zé)把高壓的制冷劑液體降低壓力后進(jìn)入蒸發(fā)器,也就是從冷凝壓力降到蒸發(fā)壓力。根據(jù)飽和壓力與飽和溫度的對應(yīng)原理,制冷劑的溫度也同時(shí)降低。膨脹閥同時(shí)還起到控制制冷劑流量的作用。系統(tǒng)中熱力膨脹閥的好壞會直接影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行性能,所以,正確地選擇熱力膨脹閥將使蒸發(fā)器充分利用,使蒸發(fā)器始終和熱負(fù)荷匹配,對制冷系統(tǒng)的運(yùn)行壽命、制冷效果、運(yùn)行成本具有重要的意義。
熱力膨脹閥的選型與系統(tǒng)不匹配時(shí),會使系統(tǒng)的制冷劑流量時(shí)多時(shí)少,導(dǎo)致制冷量時(shí)大時(shí)小。如果制冷量過小,會使蒸發(fā)器供液不足,產(chǎn)生過大熱度,對系統(tǒng)性能會造成不利的影響;當(dāng)制冷量過大時(shí),會引起震蕩,間歇性的使蒸發(fā)器供液過量,導(dǎo)致壓縮機(jī)的吸氣壓力出現(xiàn)劇烈波動,甚至造成液態(tài)制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī),引起壓縮機(jī)液擊(濕沖程)現(xiàn)象。
選擇熱力膨脹閥時(shí),需考慮制冷劑類型、蒸發(fā)溫度、冷凝溫度、蒸發(fā)負(fù)荷等因素。一般通過以下的步驟進(jìn)行選型。
1、計(jì)算閥的壓力降。
首先,計(jì)算冷凝壓力減去蒸發(fā)壓力所得的差值,再從這一差值減去所有其他壓力損失,得出閥的凈壓力降。同時(shí),還應(yīng)考慮下列所有可能的壓力降來源:
a.流過包括冷凝器和蒸發(fā)器在內(nèi)的制冷劑管路時(shí)的摩擦損失;
b.流過電磁閥和過濾干燥器之類的液管配件時(shí)的壓力降;
c.液管垂直提升(下降)所導(dǎo)致的靜壓力降(升)值;
d. 若采用分配器的話,還要考慮流過制冷劑分配器時(shí)的壓力降;
2、確定進(jìn)入閥的制冷劑的溫度。
3、從各系列閥的制冷量參照表選擇閥。根據(jù)設(shè)計(jì)蒸發(fā)溫度和閥的壓力降來選擇閥,如有可能,閥的制冷量應(yīng)等于或略大于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)額定值。對于多個(gè)蒸發(fā)器的系統(tǒng),則應(yīng)根據(jù)每個(gè)蒸發(fā)器的制冷量來選擇每只閥。
4、確定是否需要外平衡管。通過閥出口和溫包所在的部位之間的壓力降,確定是否需要外平衡管。
5、選擇閥體。根據(jù)所要求的連接形式選擇閥體形式。
膨脹閥與蒸發(fā)器的連接方式:
熱力膨脹閥須安裝在位于蒸發(fā)器之前的液體管路,位置應(yīng)靠近蒸發(fā)器,閥體應(yīng)垂直放置,不可傾斜,更不可顛倒安裝。膨脹閥的感溫包應(yīng)固定在盡可能靠近蒸發(fā)器的吸氣管路上,且須安裝在任何U型回油彎之前。感溫包在吸氣管上的安裝位置:溫包安裝在水平吸氣管上的方位應(yīng)是時(shí)鐘12點(diǎn)到4點(diǎn)間的位置。當(dāng)水平回氣管直徑小于22mm,溫包宜安裝在回氣管的上端,即吸氣管的“12點(diǎn)到2點(diǎn)位置”。當(dāng)水平回氣管直徑大于22mm,感溫包要安裝在回氣管軸線以下大約30度角度,即吸氣管的“3點(diǎn)到4 點(diǎn)鐘”位置。
熱力膨脹閥是通過感溫包感知蒸發(fā)器出口處的溫度,將此訊號轉(zhuǎn)換成感溫包內(nèi)蒸氣的壓力,進(jìn)而控制膨脹閥閥針的開度,達(dá)到反饋調(diào)節(jié)之目的。所以感溫包應(yīng)緊貼吸氣管管壁,同時(shí)為了防止膨脹閥的感溫包受外界溫度影響,感溫包固定后需要用不吸水絕熱材料與外界進(jìn)行保溫隔絕。
系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),一般可通過觀察閥體外部的結(jié)霜情況來判斷熱力膨脹閥的調(diào)節(jié)大小是否適當(dāng):
A、若膨脹閥體全部結(jié)霜,表明流量過小,應(yīng)適當(dāng)調(diào)大;若調(diào)大了后,結(jié)霜形狀依然沒有變化,則可能是膨脹閥節(jié)流孔被部分堵塞,應(yīng)進(jìn)行清洗;
C、若膨脹閥體只有出口側(cè)結(jié)霜,表明流量過大,應(yīng)調(diào)??;
D、若膨脹閥體內(nèi)出口側(cè)及下部呈45℃斜狀結(jié)霜,入口側(cè)不結(jié)霜,表明調(diào)節(jié)準(zhǔn)確合適;
E、若膨脹閥體只有入口側(cè)結(jié)霜,表明閥體入口處過濾網(wǎng)部分被堵塞,應(yīng)進(jìn)行清洗;
F、若膨脹閥體完全無霜,表明無流量,可能是系統(tǒng)制冷劑泄漏或管路中截止閥沒打開,或膨脹閥的感溫探頭毛細(xì)管漏氣或膨脹閥的節(jié)流孔被堵塞,或閥體入口處過濾網(wǎng)被堵塞應(yīng)清洗。
4、通過壓縮機(jī)吸氣管處的結(jié)霜情況來判斷調(diào)節(jié)大小是否恰當(dāng)。
A、若白霜結(jié)到吸氣截止閥處,表明流量過大,應(yīng)調(diào)小;
B、若白霜結(jié)不到吸氣管,表明流量過小,應(yīng)調(diào)大。
另外,還可以通過低壓側(cè)壓力值的大小來判斷調(diào)節(jié)大小是否恰當(dāng)。
熱力膨脹閥不像電子膨脹閥反應(yīng)速度快,故調(diào)節(jié)時(shí)需要緩慢操作,慢慢調(diào)節(jié)。進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)先將熱力膨脹閥下方的閥帽擰下,順時(shí)針旋轉(zhuǎn)閥桿,會使閥體的針孔開啟度關(guān)小,即供液流量減少;逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)閥桿,則針孔會開大,即供液流量加大。由于實(shí)際工作中的熱力膨脹閥的感溫存在著一定的滯后,需要等運(yùn)行基本穩(wěn)定后(一般需15~30分鐘的時(shí)間)才能進(jìn)行再次調(diào)整。在制冷系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),看到壓縮機(jī)吸氣閥處一會兒有霜,一會兒融霜,則表明膨脹閥在正常起作用。