热力膨胀阀工作原理及选型

一、实物图

二、工作原理图

三、热力膨胀阀安装：

1.2.3.4.

阀体安装位置应靠近蒸发器入口；阀体应垂直，不能倾斜或颠倒；

感温包安装位置应靠近蒸发器出口；

感温包的位置应比阀体低些，使感温液体始终保持在感温包内；

5.若在蒸发器出口回气管路上装有气液交换器，应将感温包安装在蒸发器与交换器之间靠近蒸发器出口的位置，避免过热度受交换器的影响；

6.应将感温包安装处的回气管壁氧化皮清除干净，最好涂上导热胶，并用铜箍将感温包与管壁包扎紧密，以保证导热效率；7.当回气管直径<25mm时，感温包应扎在管的中心线以上45º与顶部之间，>25mm时，感温包可扎在管的中心线与下侧45 º之间，以防止回气管内底部积油、或积液等影响过热度的真实性。四、热力膨胀阀选型：

首先，确定阀两端的压力差ΔP=PK-PO-（ΔP1+ΔP2+ΔP3+ΔP4）其中：ΔP是由流体经过阀门的节流作用引起的压力降 PK为冷凝压力 PO为蒸发压力

ΔP1为液体在阀前管路中的阻力损失内径(mm)810132025303850管长为30m时的压力损失ΔP1（bar）与冷量（KW）关系0.050.10.20.30.51.82.653.834.886.275.938.7112.5515.6820.2111.1516.3823.3529.2738.3422.6533.1147.9159.2580.1645.366.4794.1121.98156.8376.67111.52163.8202.14264.87128.94188.20271.84334.57453.06261.38365.94540.19679.59906.130.88.0226.1448.79101.07170.77341.54575.041150.11.09.0629.254.60115.01231.07383.36644.741324.3ΔP2为弯头、阀件等的阻力损失，按下表折算为直管长度m再参照ΔP1确定配管直径(mm)球阀、电磁阀角阀弯头90 º三通104.32.10.30.9134.92.80.61.2206.73.70.61.5258.54.60.91.83011.05.51.22.43812.86.41.22.75017.28.51.53.76321.010.42.14.3ΔP3为分液头及分液毛细管的阻力损失，通常各取0.5bar。也可按下表根据负荷比来确定选用负荷/标准负荷(%)阻力损失bar250.3300.330.252400.420.51.43500.52600.620.751.16700.721.01.0800.821.250.89900.921.50.811001.041101.151201.281301.421401.581501.75当分液毛细管长度不同时，可按下表进一步修正分液管长(m)修正系数1.750.752.00.72.250.662.500.62ΔP4=ρgh，为液体管升高的压力损失。其次，根据蒸发器中的压力降，选择内平衡式、还是外平衡式。对R22系统，当压力降使相应蒸发温度降低超过1℃时，宜采用外平衡式膨胀阀。

最后，根据制冷剂种类、蒸发器的热负荷Q、ΔP、蒸发温度范围，由阀的设计参数中选择阀的型号规格。通常所选择的阀容量应比蒸发器的热负荷大20%~30%，当冷凝压力PK较低时，阀容量应比蒸发器的热负荷大70%~80%。五、热力膨胀阀工作原理：1.简述

热力膨胀阀感温包内的制冷剂随所感受到的温度变化而产生不同的膨胀压力Pb，Pb作用于阀体膜片的上方，与膜片下方的弹簧力Pt及平衡压力Po共同作用，使膜片带动阀杆上下移动来调节进入蒸发器的制冷剂流量。2.平衡压力Po

外平衡式阀的平衡压力Po是通过在感温包附近的回气管壁顶部开旁通支管，将回气与膜片下方的密封腔连通而产生；内平衡式阀的平衡压力Po则是将膜片下方的密封腔作为阀出气腔，由出气压力产生。两者的差别在于蒸发器的压力降。如果不考虑蒸发器的

压力降，则外平衡式阀和内平衡式阀的平衡压力相同，且Po是蒸发压力；如果再不考虑从感温包到压缩机吸气口的管道压力降，则Po也就是吸气口处的压力表测得的吸气压力。3.过热度（t2-t1 ）

PK压力下的液态制冷剂经管路、管件产生一定的压力损失ΣΔP，到达膨胀阀入口时成为（PK -ΣΔP）压力下的液态制冷剂，经过膨胀阀节流后，在膨胀阀出口则成为Po（忽略蒸发器压力损失）压力下的气液混合制冷剂，该气液混合体在蒸发器中流动，液体在恒定压力Po下不断蒸发气化，蒸发温度t1不变，气体则会在流动过程中进一步吸收热负荷而不断升温，直到蒸发器出口之后制冷剂气体的温度上升到t2，（t2-t1 ）即是过热度，它是指蒸发器出口制冷剂气体的温度t2超过蒸发器内制冷剂液体的蒸发温度t1的差值。

4.适当的过热度范围

在相同的管路及PK条件下，Po仅与膨胀阀的开度大小有关，开度越小，膨胀阀的压降越大，Po越小，对应的蒸发温度t1也越低。在相同的热负荷条件下，t2也仅与膨胀阀的开度大小有关，开度越小，制冷剂的流量越少，制冷剂液体蒸发吸收的环境热量越少，环境对制冷剂气体传递的热量越多，t2越高。因此，综合来讲，膨胀阀的开度越小，进入蒸发器的制冷剂流量越少，过热度越大。按经验值，对热力膨胀阀而言，过热度为5~8℃是最佳范围。过大，则表明制冷剂流量太少，制冷剂会过早地全部由液体蒸发为气体，并在蒸发器的后段被热负荷加热升温太多，这可能导致3个问题：蒸发器的换热效率低、对环境降温的速度慢、达到相同的降温目标所需的压缩机运行时间长、能耗大；达不到希望的降温目标；使压缩机的吸气温度过高、压缩机部件得不到有效冷却、进而排气温度过高、使润滑油变稀、压缩机运动部件磨损加剧、使用寿命下降。过小，则表明制冷剂流量太多，制冷剂直到流出蒸发器都没有完全被气化，甚至部分液态制冷剂还需在进入压缩机吸气阀前的管路上进一步蒸发气化，这可能导致2个问题：压缩机做功提供的冷量没有全部用于需要的环境、能量浪费；没有气化的液体进入到压缩机内、在压缩升温时才气化使体积突然膨胀即产生液击现象、损坏压缩机。所以过热度小的危害更大。5.过热度设定

过热度大小的设定是通过调整膨胀阀膜片下方的弹簧压力Pt来实现。Pb与t2之间的关系曲线是由膨胀阀的结构、膨胀介质特性确定的；Po与t1逐之间的关系是由制冷剂的特性确定的，且Po是由制冷系统设计时的额定工况确定的。所以在安装使用热力膨胀阀之前就可以根据需要的过热度设定好Pt。

使用过程中，随热负荷、制冷系统的运行条件等的变化，实际过热度会在一定范围内波动，并自动实现系统平衡。例如：热负荷突然增加，t2逐渐上升，立即引起Pb相应增大，使阀杆同步下移增大阀的开度，使弹簧压缩Pt上升，且流体经过阀门的节流损耗

也略有减少使Po上升，Pt、Po与Pb始终保持动态的瞬间平衡，同时进入蒸发器的制冷剂量增多，使t2上升的速度减缓，直至最后趋向平稳。达到新的平衡时，Po相对旧的平衡状态已上升，使t1上升，但因Pt的存在，使Po上升的量小于Pb上升的量，即Δt1<Δt2，所以过热度（t2-t1 ）会增加。热负荷下降、冷凝因素使Pk升降等都会引起过热度的波动并形成新的平衡。6.过热度的调整

热力膨胀阀连续使用几年后，由于阀针的磨损、系统有杂质、阀孔部分有堵塞及弹簧弹力减弱等原因，会影响热力膨胀阀的开启度，表现为热力膨胀阀开启度偏小或过大，使过热度偏离最佳范围。此时需适当调整弹簧压力。

先将温度传感器置于感温包附近，测得温度t2，同时记录压缩机吸气压力Po，查制冷剂的特性表，得到与Po对应的蒸发温度t1。若（t2-t1 ）>8℃，则调松弹簧；相反，则调紧弹簧。由于热传导的延迟，制冷剂流量的变化并不能瞬时反映到t2的变化，所以调节弹簧压紧螺栓时一次拧转不超过1/4圈，并观察t2的变化，通常需要10min左右t2才能趋于稳定，此时再判断（t2-t1 ）的范围并调节弹簧压紧螺栓，直至（t2-t1 ）在5~8℃范围内。