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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、帶步進電機的執(zhí)行機構(gòu),使制造復雜,成本提高。
與膨脹閥有關(guān)的幾個慨念
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)進入蒸發(fā)器的制冷劑流量,以適應(yīng)制冷負荷不斷變化的需要。
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)制冷劑進入壓縮機引起液擊;同時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P1<P2+F,閥口開度減?。粴庀漕^溫度升高時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zui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、毛細管共同組成氣箱頭(有的產(chǎn)品沒有感溫包和毛細管),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
在調(diào)整熱力膨脹閥之前,必須確認制冷異常是由于熱力膨脹閥偏離*工作點引起的,而不是因為氟利昂少、干燥過濾器堵塞、濾網(wǎng)、風機、皮帶等其他原因所引起的。同時,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、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)。將壓力表與壓縮機低壓閥的三通相連。
2)開機、讓壓縮機運行15 分鐘以上,進入穩(wěn)定運行狀態(tài),使壓力指示和溫度顯示達到穩(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:必須同時讀出這兩個讀數(shù)。熱力膨脹閥過熱度應(yīng)在5-8℃之間,如果不是,則進行適當?shù)恼{(diào)整。
與系統(tǒng)不匹配時可能發(fā)生的現(xiàn)象
不匹配時、會使系統(tǒng)的制冷劑流量時多時少,導致熱力膨脹閥的制冷量時大時小。
當制冷量過小時,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。
當制冷量過大時,會引起震蕩,間歇性的使蒸發(fā)器供液過量,導致壓縮機的吸氣壓力出現(xiàn)劇烈波動,甚至有液態(tài)制冷劑進入壓縮機,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),因此及時準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(預冷箱)(預熱箱)(測試箱) | |||||
氣門裝置 | 強制的空氣裝置氣門 | |||||
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) | 機械壓縮二元式 復疊制冷方式 | |||||
轉(zhuǎn)換時間 | <10Sec | |||||
溫度恢復時間 | <5min | |||||
溫度偏差 | ±2℃ | |||||
冷卻方式 | 水冷 | |||||
駐留時間 | 30 min | |||||
溫度范圍 | 預熱溫度 | +60~200℃(40min) | ||||
高溫沖擊 | +60~150℃ | |||||
預冷溫度 | +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 | |||||
標準配置 | 附照明玻璃窗口1套、試品架2個、測試引線孔1個 | |||||
安全保護 | 漏電、短路、超溫、缺水、電機過熱、壓縮機超壓、超載、過電流保護 | |||||
電源電壓 | AC380V 50Hz三相四線+接地線 |
高低溫沖擊試驗箱 選 型: