制冷系统四大件原理（制冷系统膨胀装置解析）

1 膨胀装置—功能概述

膨胀装置能限制液态制冷剂流出冷凝器，产生从高冷凝压力至低蒸发器压力的压降，从而使温度下降。

膨胀装置可控制液态制冷剂注入蒸发器。

2 膨胀装置—类型

制冷系统使用的膨胀装置分为固定流口和可变流口两种。

固定流口的流道横截面积是固定不变的，而可变流口的流道横截面积随着质量流量的变化而变。

固定和可变流口的膨胀阀有：

3 膨胀装置—毛细管

毛细管是一条细长的管子，整条管子的直径相同，用于 1：1 制冷系统（即一台压缩机和一个蒸发器）。

“毛细管”一词其实并不准确，因为在毛细管的制冷应用中，表面张力并不重要。

制冷剂毛细管的内管直径通常为 0.5 mm 至 3 mm，长度为 1.0 m 至 6 米。

降低压力

优点

1、价格低廉，不含活动零件，因而无需维护。

2、毛细管能在冷凝器和蒸发器之间达成压力平衡，使压缩机可以软启动。

3、非常适用于采用密封式压缩机的系统——此类系统采用精确充注和工厂装配。

缺点

1、无法根据流动状况的变化自行调节，因而无法对环境温度及负荷的每天变化和季节性变化做出响应。因此其系统效率通常低 于设计工况。

2、管孔狭小，容易阻塞，装配时需要倍加小心。应当在毛细管前端装一个干燥过滤器，以防止水汽或其他固体颗粒进入。

3、停机期间，蒸发器可能被注满，液体可能流向压缩机，使压缩机在启动时受损。因此对于毛细管系统来说，充注量必须非常精确。此外，它只适用于密封式压缩机，因为此类压缩机不会泄漏，所以能精确充注。一般会在蒸发器后端装一个储液器，以防压缩机发生液击。

4、只适用于仅有一台压缩机和一个蒸发器的小型系统。

4 膨胀装置—自动膨胀装置

自动膨胀阀（AEV）又名恒压膨胀阀，其作用是维持恒定压 力，从而维持蒸发器温度恒定。

通过喷嘴降低压力。

Pa - 大气压力

Ps - 弹簧压力

Pfs - 随动弹簧压力（取决于设计）

Pe - 蒸发器压力

Pa Ps = Pfs Pe, 膜片不移动。

当蒸发器压力下降，Pa Ps > Pfs Pe时，膜片向下移动，阀门打开，让更多制冷剂流入蒸发器。

当蒸发器压力升高，Pa Ps < Pfs Pe 时，膜片向上移动，阀门关闭，流入蒸发器的制冷剂减少。

5 膨胀装置—热力膨胀阀

热力膨胀阀是最通用的膨胀阀，也是商用制冷系统最常用的膨胀阀。

热力膨胀阀在蒸发器出口处维持一定水平的过热度，从而防止压缩机发生液击——一旦液态制冷剂流经感 温包所在的位置，它会试着关闭。

Pb - 感温包压力

Ps - 弹簧压力

Pe - 蒸发器压力

6 膨胀装置—电子膨胀阀

工作原理

1、温度传感器用于测量离开蒸发器的过热蒸气的温度。

2、压力变送器用于测量蒸发器出口处的蒸发器压力。控 制器将压力信号转换成制冷剂的饱和温度测量值。

3、然后用过热蒸汽温度减去饱和温度，以求得过热度。

4、控制器通过调节 PWM（脉宽调制）来打开或关闭阀门，以便精确控制制冷剂流量，达到过热度的预设值。

7 详解热力膨胀阀

热力膨胀阀的核心是一个感温元件（1），它通过一个膜片与阀体（2）隔开。

阀体内的其他主要元件有过滤器（3）、弹簧（4）和流口组件（5）。

一条毛细管将元件和感温包（6）连接起来。

工作原理

热力膨胀阀在三种基本压力的作用下工作：

P1：感温包压力，它作用于膜片上侧，方向与阀的开启方 向一致。

P2：蒸发压力，它作用于膜片下侧，方向与阀的关闭方向 一致。

P3：弹簧压力，它同样作用于膜片下侧，方向与阀的关闭 方向一致。

膨胀阀发挥调节作用时，膜片一侧的感温包压力（P1）等 于另一侧蒸气压力（P2）与弹簧力（P3）之和。弹簧的作用是设定流口开启前感温包压力需要克服的最小阻力。主弹簧的作用是设定感温包压力为了打开阀门而需要克 服的最小阻力/压力。

8 内平衡与外平衡

正如我们在前面几页看到的那样，膨胀阀在三种基本压力的作 用下工作：感温包压力（Pb）、平衡口压力（Pe）和弹簧压力（Ps）。

平衡口压力是阀门感应到的蒸发器压力。这适用于压力及压力/温度可变的膨胀装置。

将蒸发压力传递到阀膜片的方法有两种：

1. 内平衡。

2. 外平衡。

内平衡——在内部将蒸发器压力传递到膜片。

外平衡——蒸发器压力从蒸发器出口经外部连接传递到膜片。

*注意：delta t 为 10 k（介质温度 – 蒸发温度）。若蒸发器的压降较高，应当使用带外平衡的膨胀阀。也就是说，带有分液头的系统必须使用外平衡的膨胀阀。

9 过热度与过冷度

2、过冷度

10热力膨胀阀充注

热力膨胀阀使用的充注有四种：

1、通用充注

(标准反应时间)

2、MOP 充注

(反应时间非常快)

3、 带压载物的 MOP 充注

(较通用充注稍慢)

4、吸附充注

(反应时间慢)

11 其他膨胀装置

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