课程大纲
完成本单元后，您将
· 了解膨胀装置的功能。
· 了解膨胀装置的不同类型。
· 了解过热度和过冷度在膨胀装置中的作用。
· 了解热力膨胀阀的功能。
· 熟悉阀门感温包的充注类型。
膨胀装置能限制液态制冷剂流出冷凝器，产生从高冷凝压力至低蒸发器压力的压降，从而使温度下降。
膨胀装置可控制液态制冷剂注入蒸发器。
制冷系统使用的膨胀装置分为固定流口和可变流口两种。
固定流口的流道横截面积是固定不变的，而可变流口的流道横截面积随着质量流量的变化而变。
固定和可变流口的膨胀阀有：
毛细管是一条细长的管子，整条管子的直径相同，用于 1：1 制冷系统（即一台压缩机和一个蒸发器）。
“毛细管”一词其实并不准确，因为在毛细管的制冷应用中，表面张力并不重要。
制冷剂毛细管的内管直径通常为 0.5 mm 至 3 mm，长度为 1.0 m 至 6 米。
压力下降毛细管内部压力下降的原因是：
摩擦导致的压降使液态制冷剂开始蒸发，因而形成液体和蒸 气的混合物。
液体-蒸气混合物的增加会进一步限制流量 ——从而控制流经毛细管的制冷剂的量。对于给定的管长和 管径，摩擦力是恒定的，因此液体是在毛细管压差的作用下 流经毛细管。
优点
1、价格低廉，不含活动零件，因而无需维护。
2、毛细管能在冷凝器和蒸发器之间达成压力平衡，使压缩机可以软启动。
3、非常适用于采用密封式压缩机的系统——此类系统采用精确充注和工厂装配。
缺点
1、无法根据流动状况的变化自行调节，因而无法对环境温度及负荷的每天变化和季节性变化做出响应。因此其系统效率通常低 于设计工况。
2、管孔狭小，容易阻塞，装配时需要倍加小心。应当在毛细管前端装一个干燥过滤器，以防止水汽或其他固体颗粒进入。
3、停机期间，蒸发器可能被注满，液体可能流向压缩机，使压缩机在启动时受损。因此对于毛细管系统来说，充注量必须非常精确。此外，它只适用于密封式压缩机，因为此类压缩机不会泄漏，所以能精确充注。一般会在蒸发器后端装一个储液器，以防压缩机发生液击。
4、只适用于仅有一台压缩机和一个蒸发器的小型系统。
自动膨胀阀（AEV）又名恒压膨胀阀，其作用是维持恒定压 力，从而维持蒸发器温度恒定。
通过喷嘴降低压力。
Ps - 弹簧压力
Pfs - 随动弹簧压力（取决于设计）
Pe - 蒸发器压力
Pa Ps = Pfs Pe, 膜片不移动。
当蒸发器压力下降，Pa Ps > Pfs Pe 时，膜片向下移动，阀门打开，让更多制冷剂流入蒸发器。
当蒸发器压力升高，Pa Ps < Pfs Pe 时，膜片向上移动，阀门关闭，流入蒸发器的制冷剂减少。
热力膨胀阀是最通用的膨胀阀，也是商用制冷系统最常用的膨胀阀。
热力膨胀阀在蒸发器出口处维持一定水平的过热度，从而防止压缩机发生液击——一旦液态制冷剂流经感 温包所在的位置，它会试着关闭。
Pb - 感温包压力
Ps - 弹簧压力
Pe - 蒸发器压力
1、工作原理
1、温度传感器用于测量离开蒸发器的过热蒸气的温度。
2、压力变送器用于测量蒸发器出口处的蒸发器压力。控 制器将压力信号转换成制冷剂的饱和温度测量值。
3、然后用过热蒸汽温度减去饱和温度，以求得过热度。
4、控制器通过调节 PWM（脉宽调制）来打开或关闭阀门，以便精确控制制冷剂流量，达到过热度的预设值。
热力膨胀阀的核心是一个感温元件（1），它通过一个膜片与阀体（2）隔开。
阀体内的其他主要元件有过滤器（3）、弹簧（4）和流口组件（5）。
一条毛细管将元件和感温包（6）连接起来。
工作原理
热力膨胀阀在三种基本压力的作用下工作：
P1：感温包压力，它作用于膜片上侧，方向与阀的开启方 向一致。
P2：蒸发压力，它作用于膜片下侧，方向与阀的关闭方向 一致。
P3：弹簧压力，它同样作用于膜片下侧，方向与阀的关闭 方向一致。
膨胀阀发挥调节作用时，膜片一侧的感温包压力（P1）等 于另一侧蒸气压力（P2）与弹簧力（P3）之和。弹簧的作用是设定流口开启前感温包压力需要克服的最小阻力。主弹簧的作用是设定感温包压力为了打开阀门而需要克 服的最小阻力/压力。
正如我们在前面几页看到的那样，膨胀阀在三种基本压力的作 用下工作：感温包压力（Pb）、平衡口压力（Pe）和弹簧压力（Ps）。
平衡口压力是阀门感应到的蒸发器压力。这适用于压力及压力/温度可变的膨胀装置。
将蒸发压力传递到阀膜片的方法有两种：
1. 内平衡。
2. 外平衡。
内平衡——在内部将蒸发器压力传递到膜片。
外平衡——蒸发器压力从蒸发器出口经外部连接传递到膜片。
*注意：delta t 为 10 k（介质温度 – 蒸发温度）。若蒸发器的压降较高，应当使用带外平衡的膨胀阀。也就是说，带有分液头的系统必须使用外平衡的膨胀阀。
1、过热度
所谓过热度，是指在感温包处测得的制冷剂蒸气温度 高出其露点温度的度数。
过热度的测量方法：在尽可能靠近感温包的位置测量 蒸发压力，并将读数换算成温度，然后用感温包处测 得的实际温度减去该温度。
过热度的单位是 Kelvin（K）或 °C。
过热度对于膨胀阀的正常工作起着举足轻重的作用。 阀门的作用就是让过热度保持恒定。TEV 的主要作 用是控制过热度，而过热度也会调节 TEV 的开度， 从而实现闭合回路控制。
2、过冷度
所谓过冷度，是指在液体管路中同一位置测得的泡点温度与液体温度之差。
过冷度的单位是 Kelvin（K）或 °C。
膨胀阀入口处的过冷度至少要达到2 K，以确保 热力膨胀阀无故障地工作。
为了防止膨胀阀前端的制冷剂中出现气泡，制冷剂的过冷度必不可少。
制冷剂中的气泡会降低膨胀阀的性能，从而减少供给蒸发器的液体。
热力膨胀阀使用的充注有四种：
1、通用充注
(标准反应时间)
2、MOP 充注
(反应时间非常快)
3、 带压载物的 MOP 充注
(较通用充注稍慢)
4、吸附充注
(反应时间慢)
文 / 小泥巴
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