熱力膨脹閥的作用及其工作原理? 1 熱力膨脹閥的作用:
熱力膨脹閥安裝在蒸發器入口,常稱為膨脹閥,主要作用有兩個:
1) 節流做用:高溫高壓的液態制冷劑經過膨脹閥的節流孔節流后,成為低溫低壓的霧狀的液壓制冷劑,為制冷劑的蒸發創造條件;
2) 控制制冷劑的流量:進入蒸發器的液態制冷劑,經過蒸發器后,制冷劑由液態蒸發為氣態,吸收熱量,降低車內的溫度。膨脹閥控制制冷劑的流量,保證蒸發器的出口完全為氣態制冷劑,若流量過大,出口含有液態制冷劑,可能進入壓縮機產生液擊;若制冷劑流量過小,提前蒸發完畢,造成制冷不足; 2 熱力膨脹閥的種類:
熱力膨脹閥按照平衡方式不同,分內平衡式和外平衡式;外平衡式熱力膨脹閥分F型和H型兩種結構型式。
1) 內平衡式膨脹閥結構和工作原理:
感溫包內充注制冷劑,放置在蒸發器出口管道上,感溫包和膜片上部通過毛細管相連,感受蒸發器出口制冷劑溫度,膜片下面感受到的是蒸發器入口壓力。如果空調負荷增加,液壓制冷劑在蒸發器提前蒸發完畢,則蒸發器出口制冷劑溫度將升高,膜片上壓力增大,推動閥桿使膨脹閥開度增大,進入到蒸發器中的制冷劑流量增加,制冷量增大;如果空調負荷減小,則蒸發器出口制冷劑溫度減小,以同樣的作用原理使得閥開度減小,從而控制制冷劑的流量。 2) 外平衡式膨脹閥結構和工作原理:外平衡式膨脹閥與平衡式膨脹閥原理基本相同,區別是:
內平衡式膨脹閥膜片下面感受到的是蒸發器入口壓力;而外平衡式膨脹閥膜片下面感受到的是蒸發器出口壓力。
3) H型膨脹閥 H型熱力膨脹閥有四個接口與制冷系統連接,其中兩個接口與普通熱力膨脹閥相同,一個連接儲液干燥器,一個連接蒸發器進口;另外兩個接口,一個連接蒸發器出口,一個連接壓縮機進口。感溫包直接處在蒸發器出口的制冷劑氣流中。該膨脹閥由于取消了F型熱力膨脹閥中的感溫包、毛細管和外平衡接管,提高了調節靈敏度,結構緊湊,抗振可靠。
熱力膨脹閥廣泛應用于中央空調冷水機組。它既可控制蒸發器供液量,又可節流飽和液態制冷劑。根據熱力膨脹閥結構上的不同,分為內平衡式和外平衡式兩種?紤]到制冷劑流經蒸發器產生一定的壓力損失,為降低開啟過熱度,提高蒸發器傳熱面積的利用率,一般自膨脹閥出口至蒸發器出口,制冷劑的壓力降所對應的蒸發溫度降超過2~3℃,應選用外平衡式熱力膨脹閥。
外平衡式熱力膨脹閥的工作原理是建立在力平衡的基礎上。工作時,彈性金屬膜片上部受感溫包內工質的壓力作用,下面受蒸發器出口壓力與彈簧力的作用。膜片在三個力的作用下,向上或向下鼓起,從而使閥孔關下或開大,用以調節蒸發器的供液量。當進入蒸發器的液量小于蒸發器熱負荷的需要時,則蒸發器出口蒸氣的過熱度增大,膜片上方的壓力大于下方的壓力,這樣就迫使膜片向下鼓出,通過頂桿壓縮彈簧,并把閥針頂開,使閥孔開大,則供液量增大。反之當供液量大于蒸發器熱負荷的需要時,則出口處蒸氣的過熱度減小,感溫系統中的壓力降低,膜片上方的作用力小于下方的作用力時,使膜片向上鼓出,彈簧伸長,頂桿上移并使閥孔關小,對蒸發器的供液量也就隨之減少。熱力膨脹閥的過熱度由開啟過熱度和有效過熱度組成,開啟過熱度與彈簧的預緊力有關,有效過熱度與彈簧的強度及閥針的行程有關。膨脹閥的彈簧是按標準工況設計的,機組在標準工況下,機組滿負荷或變負荷運行均維持較高的COP值。但在大壓差工況下,蒸發壓力降低,蒸發器負荷需求的液量減少,但實際情況相反,在吸氣過熱度不變的情況下,由于蒸發壓力降低,蒸發器出口壓力相應降低,膜片上下的壓差變大,使主閥開度增大,供液量增加;但在小壓差工況下,蒸發壓力上升,蒸發器負荷需求的液量增多,但實際情況是在吸氣過熱度不變的情況下,由于蒸發壓力上升,蒸發器出口壓力相應提高,膜片上下的壓差變小,使主閥開度減小,供液量減少;在變負荷下亦如此。因此熱力膨脹閥在變工況下供液量的調節方面需進一步改