1、热力膨胀阀工作原理
热力膨胀阀是通过感受蒸发器出口气态制冷剂的过热度来控制进入蒸发器的制冷剂流量。按照平衡方式不同,热力膨胀阀分为外平衡式和内平衡式。在工业冷却设备中,一般采用外平衡式热力膨胀阀。热力膨胀阀由感应机构、执行机构、调整机构和阀体组成。感应机构中充注氟利昂工质,感温包设置在蒸发器出口处,其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Pb。该压力将通过膜片传给顶杆直到阀芯。在压力腔上部的膜片仅有Pb存在,膜片的下方有调整弹簧的弹簧力Pt和蒸发压力P0,三者处于平衡时有Pb=Pt+Po 。当蒸发器热负荷增大时,出口过热度偏高,Pb增大,Pb>Pt+Po,合力使顶杆、阀芯下移,热力膨胀阀开启增大,制冷剂流量按比例增加。反之,热力膨胀阀开启变小,制冷剂流量按比例减小。因此,制冷设备是由热力膨胀阀通过控制过热度实现制冷系统的自我调整。
2、确定正确的过热度
要保证热力膨胀阀工作在最佳匹配点,就必须保证热力膨胀阀有合适的过热度。热力膨胀阀的过热度由静装配过热度与有效过热度组成。使阀门开始开启所需要的过热度称为开启过热度,又叫静装配过热度,一般的静装配过热度约为3℃。从热力膨胀阀开始开启至额定开度所需要的过热度增量,称为热力膨胀阀的有效过热度或可变过热度。其数值的大小与弹簧的刚度及阀芯的行程有关,一般有效过热度约为2~5℃,通常把热力膨胀阀的静装配过热度与有效过热度之和称为工作过热度,即平时所说的过热度。因此,我们只有保证过热度在合适的范围内,制冷系统才能达到最大冷量,又不会引起湿冲程。工业油冷却机过热度都要求在5~8℃之间。如果发现过热度不在该范围内,就要进行调整。
膨胀阀在制冷系统中的作用
① 节流降压
将冷凝器冷凝后的高温高压液态制冷剂节流降压,成为容易蒸发的低温低压的汽液混合物,进入蒸发器蒸发,吸收外界热量;
② 调节流量
根据感温包或气箱头得到的温度信号,膨胀阀能自动调节进入蒸发器的制冷剂流量,以适应制冷负荷不断变化的需要。
③ 保持一定过热度、防止液击和异常过热膨胀阀通过流量的调节使蒸发器具有一定的过热度,保证蒸发器总容积的有效利用,避免液态制冷剂进入压缩机引起液击;同时又能控制过热度在一定范围,防止异常过热现象的发生。