热力膨胀阀的控制原理及选择
- 发布时间：2013/1/4 15:29:48
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控制原理
热力膨胀阀是通过蒸发器出口的过热度来控制进入蒸发器的制冷剂流量。信易冷水机采用外平衡热力膨胀阀，可避免膨胀阀过度关闭，保证蒸发器得到正常供液。感应机构中充注氟利昂或其它工质，感温包设置在蒸发器出口处。因回气须保证无液，所以蒸发器出口处温度与蒸发温度之间存在温差，通常称为过热度。感温包感受到蒸发器出口温度后，使整个感应系统处于对应的饱和压力P1，该压力将通过膜片传给顶杆直到阀芯，压力腔上部的膜片仅有P1存在，膜片的下方有调整弹簧的弹簧力P2和蒸发压力P3，三者处于平衡时有P1=P2+P3，当P1>P2+P3时，表示蒸发器热负荷偏大，出口过热度偏高，通过膜片到顶杆传递这一压力信号，使阀芯下移，膨胀阀开启变大，制冷剂流量按比例增加。反之，膨胀阀开启变小，制冷剂流量按比例减小。
感温包
为了准确感应压缩机回气温度，感温包必须与回气管接触良好并进行隔热，以免外界温度影响膨胀阀的准确性。避免安装在回气管底部，以免受回油温度影响。感温包通常充注着与制冷系统内部相同的制冷剂，从而实现通过感温包回馈回来的压力即是压缩机吸气温度对应的该种类型制冷剂的饱和压力，热力膨胀阀可保证在运行环境发生变化时（比如热负荷变化），实现蒸发器*的供液。
膨胀阀的调节
从图1中可以看出，弹簧力P2可以通过调节D部位的上下来决定力的大小，因此，可调节的膨胀阀可通过调节弹力的大小控制回气的过热度，从而控制阀门开启的大小。例如，当标准机使用冷水温度超过28℃时，吸气压力就有可能超过6.2bar的表压，压缩机的工作点就不安全了，这时就需要在标准机上对膨胀阀进行整改，增大回气过热度让吸气压力控制在合理范围，与此同时仍需注意回气过热度不能超过12℃，回气过热度太大也会导致压缩机运行工况超界，当两者皆不能保证的时候，选用合适的蒸发器可以达到工况合适的效果。膨胀阀调节方式为，顺时针调节为增大回气过热度，会降低蒸发压力。逆时针调节为减少回气过热度，将增加蒸发压力。在保证足够大过热度的情况下，通过逆时针调节膨胀阀可以提高制冷量。
什么是MOP
MOP表示“zui大工作压力”，是蒸发器/吸入管路中允许的zui大吸入压力/蒸发压力。对于没有压力限制要求、以及感温包可以安装在位置高于感温组件的地方、或蒸发温度/蒸发压力比较高的大多数制冷系统，均使用的是始终充注的膨胀阀。始终充注表示在感应球中始终有液体充注。由于液体充注量很大，因此无论感温组件的位置是比感应球低还是高，感应球内均会留有充注液体。MOP充注的膨胀阀通常用于工厂预制设备，这些设备中需要限制启动时的吸入压力，例如在运输领域和空调系统中。所有带MOP的膨胀阀在感应球中都只有少量的充注液体。这意味着阀门或感温组件必须位于位置高于感应球所在的位置，否则充注液体可能会从感应球中灌入感温组件，从而导致膨胀阀无法正常工作。当温度达到MOP点时充注液体将会蒸发。随着吸入压力的逐渐升高，膨胀阀在低于MOP点大约0.3~0.4bar时开始缓慢停止开度。当吸入压力等于MOP点时膨胀阀开启度将停止增大。
膨胀阀的选择
明确系统使用的制冷剂，选定针对该制冷剂的膨胀阀。确定设计制冷量、冷凝压力、蒸发压力、沿程压力损失，冷凝压力减去蒸发压力再减去沿程压力得出阀门压降。根据蒸发温度及阀门压降对应表格选择合适阀的能力，这里我们将这种能力表示为Q1。
通过系膨胀阀前制冷剂的温度选定下表修正系数，用Q1乘以对应的系数即为膨胀阀在该系统的实际能力。膨胀阀的实际能力需大于设计制冷量。