空调的膨胀阀

diandao999

  在大、中型家用空调中，蒸发器之前往往不用毛细管而是用膨胀阀进行节流。，它一般安装于储液筒和蒸发器之间。将感温管与膨胀阀配合使用，可准确感知蒸发器上的温度，实现温度的精确控制。膨胀阀可使中温高压的液体制冷剂通过其节流成为低温低压的湿蒸汽，然后制冷剂在蒸发器中吸收热量达到制冷效果，膨胀阀通过蒸发器末端的热度变化来控制阀门流量，防止出现蒸发器面积利用不足和敲缸现象，同时它还有防止湿压缩和异常过热的功能。
    膨胀阀节流作用，高温高压的液态制冷剂经过膨胀阀的节流孔节流后，成为低温低压的雾状的液压制冷剂，为制冷剂的蒸发创造条件；进入蒸发器的液态制冷剂，经过蒸发器后，制冷剂由液态蒸发为气态，吸收热量，降低室内的温度。膨胀阀控制制冷剂的流量，保证蒸发器的出口完全为气态制冷剂，若流量过大，出口含有液态制冷剂，可能进入压缩机产生液击；若制冷剂流量过小，提前蒸发完毕，造成制冷不足； 质量好的膨胀阀工作状态应该是随着蒸发器负荷的变化，实时改变开度，控制流量。但实际上，由于感温包感受的温度在热传递上存在迟滞，造成膨胀阀的反应总是慢半拍。假如描绘一幅膨胀阀的时间流量图，会发现它并不是圆滑的曲线，而是波折线。膨胀阀的好坏反映在波折的幅度上，幅度越大说明该阀反应越慢，质量越差。

  膨胀阀由阀体、感温包、平衡管三大部分组成。感温包内充注的是处于气液平衡饱和状态的制冷剂，这部分制冷剂与系统内的制冷剂是不相通的。它一般是绑在蒸发器出气管上，与管子紧密接触以感受蒸发器出口的过热蒸气温度，由于它内部的制冷剂是饱和的，所以就根据温度传递温度下饱和状态的压力给阀体。平衡管的一端接在蒸发器出口稍远离感温包的位置上，通过毛细管直接与阀体连接。作用是传递蒸发器出口的实际压力给阀体。阀体内有二膜片，膜片在压力作用下向上移动使通过膨胀阀的制冷剂流量减小，在动态中寻求平衡。
    从过热度的调节结构来看，膨胀阀分为内调式和外调式的。内调式只能在空调系统安装之前调整，它的优点是尺寸较小，结构紧凑，适合于批量的定型产品。外调式的可在空调系统上根据情况随时调节，具有很大的灵活性，但零件的增加使得尺寸和重量都要大些。

  外平衡式热力膨胀阀主要应用于盘管长、容量大的蒸发器。它的工作原理是建立在力平衡的基础上。工作时，弹性金属膜片上部受感温包内工质的压力作用，下面受蒸发器出口压力与弹簧力的作用。膜片在三个力的作用下，向上或向下鼓起，从而使阀孔关下或开大，用以调节蒸发器的供液量。当进入蒸发器的液量小于蒸发器热负荷的需要时，则蒸发器出口蒸气的过热度增大，膜片上方的压力大于下方的压力，这样就迫使膜片向下鼓出，通过顶杆压缩弹簧，并把阀针顶开，使阀孔开大，则供液量增大。反之当供液量大于蒸发器热负荷的需要时，则出口处蒸气的过热度减小，感温系统中的压力降低，膜片上方的作用力小于下方的作用力时，使膜片向上鼓出，弹簧伸长，顶杆上移并使阀孔关小，对蒸发器的供液量也就随之减少。热力膨胀阀的过热度由开启过热度和有效过热度组成，开启过热度与弹簧的预紧力有关，有效过热度与弹簧的强度及阀针的行程有关。膨胀阀的弹簧是按标准工况设计的，机组在标准工况下，机组满负荷或变负荷运行均维持较高的COP值（热泵的循环性能系数）。但在大压差工况下，蒸发压力降低，蒸发器负荷需求的液量减少，但实际情况相反，在吸气过热度不变的情况下，由于蒸发压力降低，蒸发器出口压力相应降低，膜片上下的压差变大，使主阀开度增大，供液量增加；但在小压差工况下，蒸发压力上升，蒸发器负荷需求的液量增多，但实际情况是在吸气过热度不变的情况下，由于蒸发压力上升，蒸发器出口压力相应提高，膜片上下的压差变小，使主阀开度减小，供液量减少；在变负荷下亦如此。
    内平衡式的平衡压力在蒸发器入口处取，外平衡式的则在蒸发器的出口处取平衡压力。内平衡式膨胀阀一般用在家用空调上，汽车空调的冷量一般比较大，制冷剂在蒸发器里的压力损失也较大，因此只用外平衡式的。内平衡式热力膨胀阀感温包内充注制冷剂，放置在蒸发器出口管道上，感温包和膜片上部通过毛细管相连，感受蒸发器出口制冷剂温度，膜片下面感受到的是蒸发器入口压力。如果空调负荷增加，液压制冷剂在蒸发器提前蒸发完毕，则蒸发器出口制冷剂温度将升高，膜片上压力增大，推动阀杆使膨胀阀开度增大，进入到蒸发器中的制冷剂流量增加，制冷量增大；如果空调负荷减小，则蒸发器出口制冷剂温度减小，以同样的作用原理使得阀开度减小，从而控制制冷剂的流量。


   膨胀阀分为热力式和电子式两种。热力膨胀阀既可控制蒸发器供液量，又可节流饱和液态制冷剂。根据热力膨胀阀结构上的不同，分为内平衡式和外平衡式两种。考虑到制冷剂流经蒸发器产生一定的压力损失，为降低开启过热度，提高蒸发器传热面积的利用率，一般自膨胀阀出口至蒸发器出口，制冷剂的压力降所对应的蒸发温度降超过二至三摄氏度，应选用外平衡式热力膨胀阀。
    电子膨胀阀主要用于变频空调系统中，它是按照预设程序调节蒸发器供液量，它适应了制冷机电一体化的发展要求，具有热力膨胀阀无法比拟的优良特性，为制冷系统的智能化控制提供了条件。电子膨胀阀与热膨胀阀的基本用途相同，结构上多种多样，但在性能上，两者却存在较大的差异。从控制实现的角度来看，电子膨胀阀由控制器、执行器和传感器三部分构成，通常所说的电子膨胀阀大多仅指执行器，即可控驱动装置和阀体，实际上仅有这一部分是无法完成控制功能的。电子膨胀阀控制器的核心硬件为单片机，如控制器同时要完成压缩机及风机的变频等控制功能，一般采用多机级连的形式。电子膨胀阀的传感器通常采用热电偶或热电阻。

  电子膨胀阀实现了制冷剂流量的自动调节，从而使空调系统始终保持在最佳的运行状态下，达到快速制冷、温度精确控制、省电等目的。它是也是制冷系统优化得以真正实现的重要手段和保证，由于电子膨胀阀的采用，膨胀阀能够及时达到除霜所需的开启度，提高除霜性能，更好地控制吸气过热度，以适应更大的制冷范围。