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教你如何使用熱力膨脹閥

日期：2025-05-12 23:54

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摘要：

什么是熱力膨脹閥

熱力膨脹閥是制冷系統(tǒng)的重要自控元件，一般安裝于儲液筒和蒸發(fā)器之間。利用氣箱頭（感溫包）的溫度變化作為信號，調(diào)節(jié)閥開度，改變制冷劑流量，使中溫高壓的制冷劑通過其節(jié)流成為低溫低壓的濕蒸汽，然后制冷劑在蒸發(fā)器中吸收熱量達(dá)到制冷效果

制冷系統(tǒng)不一定用熱力膨脹閥作節(jié)流元件可以采用毛細(xì)管、節(jié)流短管（CCOT)作為節(jié)流元件，成本低，可靠性好；

??可以采用電子膨脹閥，使控制更**，由于要采用傳感器、控制線路板、帶步進(jìn)電機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使制造復(fù)雜，成本提高。

與膨脹閥有關(guān)的幾個(gè)慨念

過熱度：在系統(tǒng)中是指蒸發(fā)溫度和蒸發(fā)器出口溫度的溫度差。對膨脹閥是指感溫包溫度和膜片下方壓力對應(yīng)的溫度差，總過熱度也稱過熱度范圍，靜裝配過熱度也稱靜止過熱度，是指剛剛使閥開啟的過熱度，梯度過熱度也稱過熱度變化，是指閥從開啟到達(dá)到額定容量的開度所需的過熱度，總過熱度＝靜裝配過熱度+梯度過熱度；

靜裝配過熱度調(diào)節(jié)范圍：靜裝配過熱度在一定范圍內(nèi)是可調(diào)節(jié)的，對一般膨脹閥為5－8℃，對汽車空調(diào)膨脹閥約為1－10℃；

? 蒸發(fā)器的面積不是100％被利用的，總是有一部分處于過熱狀態(tài)；

? 正常情況下，離開蒸發(fā)器的氣體是過熱氣體；

? 蒸發(fā)器的入口端和出口端存在阻力損失，有一定的壓差；

進(jìn)入膨脹閥的制冷劑液體溫度與冷凝溫度不一樣，有一定的溫度降，稱之為過冷度。

膨脹閥在制冷系統(tǒng)中的作用

① 節(jié)流降壓

??將冷凝器冷凝后的高溫高壓制冷劑節(jié)流降壓，成為容易蒸發(fā)的低溫低壓的汽液混合物，進(jìn)入蒸發(fā)器蒸發(fā)，吸收外界熱量；

② 調(diào)節(jié)流量

??根據(jù)感溫包或氣箱頭得到的溫度信號，膨脹閥能自動調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑流量，以適應(yīng)制冷負(fù)荷不斷變化的需要。

③ 保持一定過熱度、防止液擊和異常過熱

??膨脹閥通過流量的調(diào)節(jié)使蒸發(fā)器具有一定的過熱度，保證蒸發(fā)器總?cè)莘e的有效利用，避免液態(tài)制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)引起液擊；同時(shí)又能控制過熱度在一定范圍，防止異常過熱現(xiàn)象的發(fā)生。

膨脹閥三力平衡控制原理

P1＝P2 + F

P1:氣箱頭內(nèi)充注介質(zhì)對應(yīng)于溫度產(chǎn)生的壓力，作用在膜片上方；

P2：蒸發(fā)壓力（對內(nèi)平衡為閥出口壓力，對外平衡為蒸發(fā)器出口壓力），作用在膜片下方；

F：彈簧力，作用在膜片下方。

??氣箱頭溫度降低時(shí)P1＜P2+F，閥口開度減??；氣箱頭溫度升高時(shí)P1＞P2+F，閥口開度增大；其它力：如膜片剛度、傳動部件摩擦阻力、流體對閥芯的作用力等，在分析時(shí)暫不考慮。

內(nèi)平衡膨脹閥與外平衡膨脹閥

內(nèi)平衡和外平衡膨脹閥的區(qū)別在哪？內(nèi)平衡式膨脹閥膜片下面感受到的是蒸發(fā)器入口壓力；而外平衡式膨脹閥膜片下面感受到的是蒸發(fā)器出口壓力。

膜片下方的壓力取自蒸發(fā)器出口；避免了蒸發(fā)器壓力降對閥開度的影響，克服了內(nèi)平衡閥的。

膨脹閥的零件及作用

閥體：提供制冷劑流通通道、與系統(tǒng)的連接接口、閥內(nèi)零件的安裝位置，材質(zhì)為鋁或黃銅；

膜片：隔膜的作用。以*小的阻力，將氣箱頭的力傳遞給傳動片，其特性由材質(zhì)、狀態(tài)、厚度、波紋形狀等決定，一般由不銹鋼或銅合金制作；

氣箱蓋：與氣箱座、膜片、感溫包、毛細(xì)管共同組成氣箱頭（有的產(chǎn)品沒有感溫包和毛細(xì)管），材質(zhì)為不銹鋼或黃銅；

感溫包：感受外界溫度，把溫度轉(zhuǎn)換的壓力傳遞給氣箱頭，材料為紫銅；

毛細(xì)管：傳遞感溫包的壓力，或提供充注的通道，材料為紫銅；

傳動片：把膜片的力傳遞給傳動桿，并起到軸向和徑向的限位作用，材料為鋁或黃銅；

氣箱座：連接閥體，容納傳動片，與氣箱蓋、膜片、感溫包、毛細(xì)管共同組成氣箱頭，材質(zhì)為不銹鋼；

傳動桿：把膜片的力傳遞給閥芯。分上傳動桿和下傳動桿，有的產(chǎn)品在下傳動桿上點(diǎn)焊有鋼球；

O型圈：使傳動桿和閥體間密封，但又不產(chǎn)生過大的摩擦阻力；閥芯：在氣箱頭和彈簧力的作用下，控制閥口流通面積的大小，材料為不銹鋼或黃銅；

調(diào)節(jié)彈簧：根據(jù)靜裝配過熱度要求提供一定的預(yù)緊力，并提供與氣箱頭平衡的力，注意彈簧的剛度、節(jié)距、兩端面平行度都對產(chǎn)品有很大影響，材料為不銹鋼或彈簧鋼；

調(diào)節(jié)螺絲：調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)緊力；O形圈：使調(diào)節(jié)螺絲與閥體間密封，但又不影響調(diào)節(jié)性能。

膨脹閥的正確調(diào)整方法與注意事項(xiàng)

在調(diào)整熱力膨脹閥之前，必須確認(rèn)制冷異常是由于熱力膨脹閥偏離*佳工作點(diǎn)引起的，而不是因?yàn)榉荷?、干燥過濾器堵塞、濾網(wǎng)、風(fēng)機(jī)、皮帶等其他原因所引起的。同時(shí)，必須保證感溫包采樣信號的正確性，感溫安裝位置必須正確，**不可安裝在管道的正下方，以防管子底部積油等因素影響感溫包正確感溫。
1)停機(jī)、將數(shù)字溫度表的探頭插入到蒸發(fā)器回氣口處（對應(yīng)感溫包位置）的保溫層內(nèi)。將壓力表與壓縮機(jī)低壓閥的三通相連。
2)開機(jī)、讓壓縮機(jī)運(yùn)行15 分鐘以上，進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，使壓力指示和溫度顯示達(dá)到穩(wěn)定值。
3)讀值、讀出數(shù)字溫度表溫度T1 與壓力表測得壓力所對應(yīng)的溫度T2，過熱度為兩讀數(shù)之差T1- T2。

注意：必須同時(shí)讀出這兩個(gè)讀數(shù)。熱力膨脹閥過熱度應(yīng)在5-8℃之間，如果不是，則進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
與系統(tǒng)不匹配時(shí)可能發(fā)生的現(xiàn)象
不匹配時(shí)、會使系統(tǒng)的制冷劑流量時(shí)多時(shí)少，導(dǎo)致熱力膨脹閥的制冷量時(shí)大時(shí)小。
當(dāng)制冷量過小時(shí)，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，甚至有液態(tài)制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)，引起液擊(濕沖程)現(xiàn)象。
熱力膨脹閥一般選擇方法
1) 確定系統(tǒng)的制冷劑型號。2) 確定蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度，冷凝溫度及制冷量。3) 熱力膨脹閥進(jìn)出口的壓力差。

制冷系統(tǒng)的穩(wěn)定性與蒸發(fā)器出口端制冷劑過熱度有關(guān)，因此及時(shí)準(zhǔn)確的排除熱力膨脹閥的故障及正確的選擇與系統(tǒng)匹配的熱力膨脹閥是很重要。

高低溫沖擊試驗(yàn)箱：技術(shù)規(guī)格

型號(CM)		SET-A	SET-B	SET-C	SET-D	SET-G
內(nèi)部尺寸		40×35×35	50×50×40	60×50×50	70×60×60	80×70×60
外部尺寸		140×165×165	150×190×175	160×190×185	170×240×195	180×260×200
結(jié)構(gòu)		三箱式（預(yù)冷箱）（預(yù)熱箱）（測試箱）
氣門裝置		強(qiáng)制的空氣裝置氣門
內(nèi)箱材質(zhì)		SUS#304不銹鋼
外箱材質(zhì)		冷軋鋼板靜電噴塑
冷凍系統(tǒng)		機(jī)械壓縮二元式復(fù)疊制冷方式
轉(zhuǎn)換時(shí)間		＜10Sec
溫度恢復(fù)時(shí)間		＜5min
溫度偏差		±2℃
冷卻方式		水冷
駐留時(shí)間		30 min
溫度范圍	預(yù)熱溫度	+60～200℃（40min）
	高溫沖擊	+60～150℃
	預(yù)冷溫度	+20℃～-80℃（70min）
	低溫沖擊	-10℃～-40℃/-55℃/-65℃
	溫度傳感器	JIS RTD PT100Ω × 3 (白金傳感器)
	控制器	液晶顯示觸摸屏PLC控制器
	控制方式	靠積分飽和PID，模糊算法平衡式調(diào)溫P.I.D + P.W.M + S.S.R
標(biāo)準(zhǔn)配置		附照明玻璃窗口1套、試品架2個(gè)、測試引線孔1個(gè)
**保護(hù)		漏電、短路、超溫、缺水、電機(jī)過熱、壓縮機(jī)超壓、超載、過電流保護(hù)
電源電壓		AC380V?50Hz三相四線+接地線

高低溫沖擊試驗(yàn)箱?選型：

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