第四节阀
4.1 热力膨胀阀
热力膨胀阀的原理
热力膨胀阀是一种比较精确的节流装置，用来调节流入蒸发器制冷剂的流量，其动作的幅度与离开蒸发器的制冷剂温度和压力有关。由于膨胀阀能较好地控制回气过热度，因此可以有效地防止压缩机的液击。 如图1，膨胀阀的动作与三个力有关：
② 蒸发器的压力P2；
③ 过热度设定弹簧的弹力P3；
由图中可以看出，当力平衡时
P1=P2+P3
当离开蒸发器的制冷剂热度增大，感温包内的气体升温，使得P1
＞P2+P3，这样将推致力阀开向下移动，阀的开度加大，更多的制冷剂
将流入蒸发器，离开蒸发器的过热度将减小，再影响感温包内的压力，
直至最好整个系统平衡。
膨胀阀的静态过热度
热力膨胀阀出厂时工厂会对阀的过热度进行一个设定，这个设定的过热度称之为静态过热度。实际运
行时膨胀阀的过热度会大于静态过热度，一般为2~4℃。这部分过热度称之为附加过热度。例如膨胀阀出厂时静态过热度3.5℃，实际上的过热度5.5~7.8℃。膨胀阀出厂时静态过热度一般为3~6℃。
当使用不可调的热力膨胀阀时，必须确保正确的过热度。可以用可调的膨胀阀在实验室测好以后，再交给膨胀阀生产厂家转换成不可调的膨胀阀。
外平衡管
如果通过蒸发器阻力过大，就必须考虑用外平衡管的膨胀阀。一般来说阻力不要超过1.7℃，对于低温制冷的阻力要求更小。举一个例子就能很好说明有无外平衡管对膨胀阀的影响。如图4，系统使用内平衡式。
膨胀阀，蒸发器的阻力为69kPa(10Psi)，这样C点的压力为
4.07bar(59Psig)；A点的压力为4.76bar(69Psig)。弹簧设定的过热度
5.6
℃（10°F）或者弹簧力为75.9kPa(16Psig)，所以在膜片上的平衡力为
85 Psig（16+69）。这个力对应的饱和温度为10℃。很明显如果阀要平C
点温度必须是10℃（50°F），但59 Psig对应的饱和温度是0.6℃（33°
F），因此必须有9.3℃(5-33)的过热度，为了增加过热度从5.6℃(10°F)
增加到9.3（17°F），必须使用更多的蒸发器面积。
如果采用外平衡管，将平衡管连接到蒸发器出口或压缩机回气管靠
近感温包处，就可以避免上述问题。
可以看到，使用外平衡管可以将过热度由17°减到11°F。当蒸发
器的阻力损失超过上述推荐值，或者系统中存在分配器，则必须使用外平衡式膨胀阀。
外平衡管的连接位置
外平衡管的连接口必须位于最大压降点之后，一般来说将连接管接在蒸发器的出口位置（见图5、6）。当平衡管接在水平管上时，记住保持平衡管的接口位于水平管的顶部，避免油积存在平衡管中。当蒸发器的阴力小于前面所提到数值，可以将外平衡管连接到蒸发器的中部。特别是在蒸发器出口装有蒸发压力调节阀的系统，
这样做可以使得热力膨胀阀控制比较平衡。不管是什么情况，外平衡管尽量靠近蒸发器侧。
在多蒸发器系统中，膨胀阀的外平衡管接口位置不要受其他阀的影响。千万不要将所有的外平衡管连接在一起，过热度的调整。
膨胀阀的功能就是保持回气过热度。良好的热度控制是判断膨胀阀是否适合主要参数。因此必须精确记录平衡管口的压力及感温包处的温度，其他间接的方法都不太可靠。
将测得过热度与希望得到的过热度进行比较，参照膨胀阀生产厂家调节指南进行调整。
膨胀阀选型要考虑的因素
要对膨胀阀选型，下述设计因素必须考虑：最大蒸发器负荷；蒸发温度；最大和最小的冷凝温度和制冷剂。任何时候，膨胀阀的选型按实际工况进行而不要按膨胀阀的标称冷量进行，同时必须考虑下述因素。
1．压降
用最大和最小的冷凝压力，减去蒸发压力，得到一个压降范围。同时也必须考虑管道，分配器等的阻力，特别是分配器的阻力，必须仔细检查。
2．仔细考虑进入阀体的最大和最小的液体温度，选择合适的修正系数。
M、O、P
M、O、P是指最大最作压力，当吸气压力到达伤害系统的情况下，有M、Q、P的膨胀阀可以关闭，压缩机有机会将回气压力减少，防止伤害压缩机。
有M、O、P功能的膨胀阀的感温包中通常是气体充注，（“g”充注），但必须注意，M、O、P充注的感温包易受环境影响。`
感温包的充注
膨胀阀的充注一般可分为：液体充注；气体充注；液体交叉充注；气体交叉充注；吸附式充注等。
液体充注
通常感温包使用与系统相同的制冷剂，膨胀阀感温包在生产时充入完全的液态的制冷剂，感温包在运
行时一直处于饱和温度状态，液体充注有优点，也有缺点，启动时过热度很小或没有；蒸发温度低时过热增大；启动以后的吸气压力下降很慢等。
液体交叉充注
液体交叉充注是指感温包的液体制冷剂与系统所用的制冷剂不同，所以感温包制冷剂的压力与温度对应曲线会与系统制冷剂的压力与温度曲线交叉。
液体交叉充注的好处是：
老婆饼机Ÿ启动时吸气压力下降平稳。
Ÿ受外界环境影响小。
Ÿ对吸气管温度变化反应不会过于敏捷
l特殊应用情况下过热可以定做。
气体和气体交叉充注
由于气体可以变成液体，因此用气体充注可以更变操作特性。在一些预先决定的温度，感温包内的气
体将变得过热，限制了其作用力的增加，这种情况称为MOP。
任何一种 MOP 温度点取决于感温包的充注和安装位置，所有的气体充注受环境的影响较大。
热力膨胀阀的应用
通常为更好的使用效果，膨胀阀安装位置要便于维护及调整，对于装有压损较大的分配器的系统；膨胀阀尽可能靠近分配器（见图8）
对于气体充注的膨胀阀，必须保证阀体的温度大于感温包的温度，否
则须在阀体加上加热丝，感温包的毛细管不要碰到比感温包感温处的温度
更低的管路。
感温包安装位置
既然蒸发器的表现很大程度依赖于膨胀阀的控制，因此必须仔细考虑
感温包的充注安装位置，通常感温包平行地安放在蒸发器出品管上。
在安装感温包前，仔细地清理回气管，如果回气管采用的是钢管，在
清理完后必须刷上银灰粉漆，对于小于7/8”的管，感温包必须安装在4
点或8点位置（见图9）。
为防止受外界空气影响，在安装好感温
包好后必须防水保温材料将感温包保温好。
感温套管
对于一些大的回气管（2-1/8”或更大），
可以使用感温套管（见图10），避免将感温
包放置在回气管弯头低部，因为弯头处容易
聚集油和制冷剂，会使感温包的动作不稳
定，过热
度将波
动很大。
要保证感温包与套管接触良好，如果需要焊接；一定要将感温包拿走。
膨胀阀的“波动”
膨胀阀的“波动”是指蒸发器的供液量过大或过小，直接影响回气过热
度及压力。调整吸气器的布置或调整感温包的位置及感温包的充注都可
以消除或减小这种“波动”。
控制得比较好的膨胀阀可以做到动态平衡较好，对于蒸发器的制冷
剂的流量变化敏感，防止控制时太大惯性存在。膨胀阀控制经验表明膨
胀阀的“波动”受低负荷影响较大，因为在阀关小，作用在膜片上的力
比较难平衡。
平衡阀口
在一般膨胀阀中，当通过阀口的压降发生变化时，很容易造成“不
平衡”现象，这种“不平衡”易造成压缩机液态或过热，所以新的膨胀
阀都采用“平衡阀口”的设计，见图12。
停机平衡孔
在很多情况下，系统停机时希望能尽快平衡系统高/低压侧的压力，这时候就需要在膨胀阀内部有一个平衡孔。见图14。平衡孔的大小测试确定，添加了平衡孔可能会影响阀的大小选型。
膨胀阀的焊接及调整
当采用焊接形式的膨胀阀时，记住将感温包移开，同时将阀体冷却。对于可拆卸式的膨胀阀，在焊接前将阀体不需要焊接的部分拆除（见图15、16）。调整膨胀阀的过热度很简单，
把调节杆向“松”的方向转动，则减
小过热度，反之则增加过热度。每转1
圈大概调整过热度1.5~2℃，但最多调
动不能超过10圈。对“W-MOP”；“G”
和“GS”充注的阀，调整过热度将改
变其MOP值。过热度增加，MOP值
将减小，反之则反。
使用膨胀阀常见现象及其解决方法
1．低吸气压力，高过热度
A 原因是膨胀阀限制了制冷剂流量。
可能原因
a、大的高度差，过小的液管或过低的冷凝温度。通过阀压降大小。
b、液管中有气泡，有可能是充注量不够造成的。如果在液管中没有视液镜，可在膨胀阀处听到吹口哨的声音。
c、外平衡管堵住。
d、在阀座中结冰或有水份，这可以关机时回气压力迅速增大多判断。
e、阀口太小。
阻尼电机f、过热度设定过大。
g、气体充注的感温包失去控制，可能因为毛细管或阀体的温度比感温包低。解决方法
a、增加高压，如果液管太小，则增大其直径。
b、到有气泡的原因，可以用下述方法：
1）增加充注量；
2）清洗过滤器，换干焊过滤器芯；
3）确定管直径是否合适；
4）增大高压或减小液体温度。
d、在液管增加干燥过滤器。
B 除膨胀阀外其他地方的阻力
可能原因
a、过滤器阻塞或太小。
b、电磁阀不正常工作或太小。
c、贮液器的角阀太小或没完全打开，排气阀或回气阀阻塞式没有完全打开。
d、液管太小或回气管太小。
2．低回气压力……低过热度
可能原因
a．蒸发器的分配太差，造成短回路；
程控电压衰减器b．压缩过大或空气流动不合理；
c．蒸发器太小；盐酸储存罐
d．蒸发器中积存过多油；
3．高吸气压力……高过热度
可能原因
a．过大的蒸发器，或过小压缩机，或蒸发器负荷过大；
b．压缩机排气阀泄漏。
4．高吸气压力……低过热度
可能原因
a．阀的过热度设度过小；
b．过大膨胀阀并且液管中有气泡存在；
c．阀杆或座被腐蚀，异物卡住，造成回液；d．膜片破裂；
e．外平衡管被堵住；
f．阀在开启位置处被冰卡住。
5．吸气压力波动
可能原因
a．过热度设置不正确；
b．回气管回油弯影响，或感温包放置位置不当；c．蒸发器分本不合理或与负荷不平衡；
美颜棒d．冷凝水阀的影响（水冷式）；
e．外平衡管阻塞或太小。
6．排气压力波动
可能原因
a．冷凝水阀的影响；
b．充注量不够，通常伴随有回气压力波动；c．冷凝水供应波动；
d．冷凝风扇工作不正常；
e．在低温制冷情况下，排气压力控制阀波动。7．高排气压力可能原因
解决方法
a．确定过滤器大小是不合适。
解决方法
竹炭颈椎枕a．将感温包固定好，并且清洁放置感温包的管路；
d．确保回气管回油顺畅或安装油分离器。
解决方法
解决方法
c．修理膨胀阀，并且安装干燥过滤器。
解决方法
b．将感温包放置比较合理的地方，见图17、18、19、20。
解决方法
a．冷凝器或储液罐太小；
b．冷凝器风量或水量太小；
c．过充；
d．冷凝器脏。
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