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制冷膨脹閥的種類(lèi)、安裝、選型與故障分析

制冷膨脹閥是制冷系統(tǒng)中的一個(gè)重要部件,適用各種制冷系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)。常用的節(jié)流機(jī)構(gòu)有以下幾種:手動(dòng)式膨脹閥、浮球式膨脹閥、熱力式膨脹閥等。

 

1、手動(dòng)式膨脹閥

手動(dòng)式膨脹閥的結(jié)構(gòu)和普通截止閥相似,只是它的閥芯為針形錐體或具有形缺口的錐體。閥桿采用細(xì)牙螺紋,在旋轉(zhuǎn)手輪時(shí),可使閥門(mén)的開(kāi)啟度緩慢地增大或堿小,保證良好的調(diào)節(jié)性能。

 

 

 

手動(dòng)式膨脹閥它的顯著特點(diǎn)是不易壞。管理人員要根據(jù)蒸發(fā)器的熱負(fù)荷的變化和其它因素的影響,手動(dòng)調(diào)整膨脹閥的開(kāi)度,因此操作管理麻煩,且需要較高的經(jīng)驗(yàn),現(xiàn)在多采用自動(dòng)膨脹閥,而手動(dòng)膨脹閥只用在旁通管上,作為輔助作用。

 

2、浮球式膨脹閥

浮球式膨脹閥多用于滿液式蒸發(fā)器,這種蒸發(fā)器要求液面保持一定的高度,正符合浮球式膨脹閥的特點(diǎn)。浮球式膨脹閥可以分為直通式和非直通式兩種。

 

 

 

直通式膨脹閥供給蒸發(fā)器的液體,首先全部經(jīng)過(guò)浮球室,然后通過(guò)液體平衡管進(jìn)入蒸發(fā)器,所以它有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn),但是浮球室的液面波動(dòng)較大,對(duì)閥芯的沖擊力也較大,閥芯容易損壞;處次之外,還需要較大口徑的平衡管。

 

非直通式浮球膨脹閥:閥門(mén)機(jī)構(gòu)在浮球室外,節(jié)流后的制冷劑不經(jīng)過(guò)浮球室,而是沿管道直接進(jìn)入蒸發(fā)器,所以浮球室液面平穩(wěn),但在構(gòu)造和安裝上復(fù)雜。

 

3、熱力式膨脹

熱力式膨脹閥因平衡方式不同分為:內(nèi)平衡式和外平衡式兩種。蒸發(fā)器壓降較小阻力小的場(chǎng)合的使用內(nèi)平衡式熱力膨脹閥使用內(nèi)平衡的好處是,不需要連接為平衡管,減少機(jī)組安裝工藝,減少機(jī)組使用過(guò)程中故障點(diǎn),價(jià)格較便宜。

 

內(nèi)平衡式熱力膨脹閥所采集的壓力為膨脹閥出口壓力,而外平衡式熱力膨脹閥采集的壓力為蒸發(fā)器出口壓力,所以在同等條件下,內(nèi)平衡較外平衡過(guò)熱度大,這樣就減少了蒸發(fā)器的利用率,降低了系統(tǒng)的能效。

 

 

熱力膨脹閥的工作原理:

工作時(shí),固定在蒸發(fā)器出口管道上的感溫包感應(yīng)蒸發(fā)器出口的過(guò)熱溫度,使感溫包內(nèi)產(chǎn)生壓力,并由毛細(xì)管傳到膜片上部的空間,在壓力的作用下膜片以彈性變形的方式把信號(hào)傳遞給頂針(執(zhí)行機(jī)構(gòu)),從而調(diào)節(jié)閥們的開(kāi)度,控制制冷劑的流量。

 

 

 

熱力膨脹閥故障分析

 

制冷系統(tǒng)中熱力膨脹閥的堵塞故障是經(jīng)常發(fā)生的,包括臟堵和冰堵以及感溫包故障。臟堵的主要原因系統(tǒng)中存在雜質(zhì),例如焊渣,銅屑,鐵屑,纖維等。臟堵塞發(fā)生在干燥過(guò)濾器上,系統(tǒng)中的雜質(zhì)被過(guò)濾器攔截住,造成臟堵現(xiàn)象。

 

冰堵的主要原因系統(tǒng)中含有過(guò)多的水分(濕氣)。冰堵塞一般發(fā)生在膨脹閥的節(jié)流孔處如,這里是整個(gè)系統(tǒng)中溫度低,孔徑小的地方。

另外當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)膨脹閥供液時(shí)多時(shí)少或膨脹閥關(guān)不小,過(guò)熱度,過(guò)冷度不正確等現(xiàn)象時(shí),原因可能就是感溫包出了故障。感溫包故障包括毛細(xì)管斷裂,使感溫包內(nèi)的充注物漏掉,導(dǎo)致不能把正確的信號(hào)傳給熱力膨脹閥的執(zhí)機(jī)構(gòu),以及感溫包包扎位置不正確。

 

感溫包正確安裝方法:

 

一般情況感溫包盡量裝在蒸發(fā)器出口水平段的回氣管上,應(yīng)遠(yuǎn)離壓縮機(jī)吸氣口而靠近蒸發(fā)器,而且不宜垂直安裝。當(dāng)水平回氣管直徑小于22mm時(shí),感溫包宜安裝在回氣管的頂上端,即吸氣管的“1點(diǎn)鐘位置。

 

當(dāng)水平回氣管直徑大于22mm時(shí),感溫包要安裝在回氣管軸線以下與水平軸線成45度左右,即吸氣管的“3點(diǎn)鐘位置。

 

 

 

安裝時(shí),感溫包需用銅片包扎好,回氣管表面要除銹,如果是鋼管,表面除銹后涂銀漆,以保證感溫包與回氣管的良好接觸。感溫包必須低于閥頂膜片上腔,而且感溫包的頭部要水平放置或朝下,當(dāng)相對(duì)位置高于膜片上腔時(shí),毛細(xì)管應(yīng)向上彎成U形,以免液體進(jìn)入膜片上腔。

 

熱力膨脹閥具體的調(diào)整步驟:

 

1)、停機(jī):將數(shù)字溫度表的探頭插入到蒸發(fā)器回氣口處(對(duì)應(yīng)感溫包位置)的保溫層內(nèi)。將壓力表與壓縮機(jī)低壓閥的三通相連。

 

2)、開(kāi)機(jī):讓壓縮機(jī)運(yùn)行15分鐘以上,進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài),使壓力指示和溫度顯示達(dá)到穩(wěn)定值。

 

3)、讀值:讀出數(shù)字溫度表溫度T1與壓力表測(cè)得壓力所對(duì)應(yīng)的溫度T2,過(guò)熱度為兩讀數(shù)之差T1-T2。

 

注意:必須同時(shí)讀出這兩個(gè)讀數(shù)。熱力膨脹閥過(guò)熱度應(yīng)在5-8℃之間,如果不是,則進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。調(diào)整步驟是:首先拆下熱力膨脹閥的防護(hù)蓋,然后轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整螺桿2-4圈,等系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,重新讀數(shù),計(jì)算過(guò)熱度,是否在正常范圍,不是的話,重復(fù)前面的操作,直至符合要求,調(diào)節(jié)過(guò)程必須小心仔細(xì)。

 

熱力膨脹閥與系統(tǒng)不匹配時(shí),會(huì)使系統(tǒng)的制冷劑流量時(shí)多時(shí)少,導(dǎo)致熱力膨脹閥的制冷量時(shí)大時(shí)小,當(dāng)制冷量過(guò)小時(shí),會(huì)使蒸發(fā)器供液不足,產(chǎn)生過(guò)大熱度,對(duì)系統(tǒng)性能會(huì)造成不利的影響.當(dāng)制冷量過(guò)大時(shí),會(huì)引起震蕩,間歇性的使蒸發(fā)器供液過(guò)量,導(dǎo)致壓縮機(jī)的吸氣壓力出現(xiàn)劇烈波動(dòng),甚至有液態(tài)制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī),引起液擊(濕沖程)現(xiàn)象。

 

選擇時(shí),要根據(jù)制冷系統(tǒng)的制冷劑種類(lèi),蒸發(fā)溫度范圍和蒸發(fā)器過(guò)熱負(fù)荷的大小選擇。

一般步驟如下:

1)、確定系統(tǒng)的制冷劑型號(hào)。

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(jìn)出口的壓力差。

 

舉例:(本文以丹佛斯產(chǎn)品為例)

有一臺(tái)蒸發(fā)盤(pán)管(4DW4/10F-50x50.3A),制冷劑采用R407C,制冷量為96KW,蒸發(fā)溫度為8℃,冷凝溫度為50℃,選擇什么型號(hào)的熱力膨脹閥(以丹佛斯公司產(chǎn)品為例)。首先確定膨脹閥進(jìn)出口兩端的壓力差。

 

公式中:

Pk為冷凝壓力。

P0為蒸發(fā)壓力。

1PΔ為供液銅管的壓力降。

2PΔ為分液器和分液毛細(xì)管的壓力降。

Pk(冷凝壓力),P0(蒸發(fā)壓力)由參數(shù)可在焓濕圖中查得。

 

Pk=17.5510×PaP0=6.5510×PaA)而供液銅管的壓力降,由于所用的盤(pán)管選型軟件,在所計(jì)算的數(shù)據(jù)中已有了供液管的壓力降。故已知1PΔ=0.0031510×Pa。

 

再分液器分液銅管的壓力降取經(jīng)驗(yàn)值2PΔ=1510×Pa。"g當(dāng)制冷劑采用R407C,制冷量為96KW,蒸發(fā)溫度為8℃,冷凝溫度為50℃,1PΔ10bar,選擇型號(hào)為TDEZ26熱力膨脹閥。

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