节流机构是制冷装置中不可或缺的关键部件,其主要功能是将冷凝器或贮液器中处于冷凝压力下的饱和液体(或过冷液体)进行节流,使其压力降至蒸发压力和蒸发温度。同时,它还能根据负荷变化,灵活调节进入蒸发器的制冷剂流量。
若节流机构向蒸发器的供液量远超蒸发器负荷,部分制冷剂液体会与气态制冷剂一同进入压缩机,从而引发湿压缩或液击事故。反之,若供液量不足,蒸发器部分换热面积将无法充分发挥作用,甚至导致蒸发压力下降。这不仅会降低系统的制冷量,还会使制冷系数降低,压缩机排气温度升高,进而影响压缩机的正常润滑。
一、热力膨胀阀
热力膨胀阀工作时,固定在蒸发器出口管道上的感温包会感应蒸发器出口的过热温度,并在感温包内产生压力。这一压力通过毛细管传递至膜片上部的空间,使膜片发生弹性变形,进而将信号传递给顶针(执行机构),以调节阀门的开度,控制制冷剂的流量。
热力式膨胀阀根据平衡方式的不同,可分为内平衡式和外平衡式两种。内平衡式热力膨胀阀采集的是膨胀阀出口压力,而外平衡式则采集蒸发器出口压力。
热力膨胀阀的正确安装方法:
一般情况下,感温包应尽量安装在蒸发器出口水平段的回气管上,远离压缩机吸气口而靠近蒸发器。具体安装位置需根据吸气管管径来确定:
对于12~16mm的管径,安装在“1点钟”位置;
对于18~22mm的管径,安装在“2点钟”位置;
对于25~28mm的管径,安装在“3点钟”位置;
对于32~35mm的管径,安装在“4点半”位置。
热力膨胀阀常见故障分析:若热力膨胀阀提供的制冷剂流量不足,可能的原因包括:
冰堵;
脏堵;
感温包充注介质泄漏;
感温包安装位置不正确;
感温包未能准确感受温度;
充注介质迁移(带MOP功能);
阀芯卡死;
选用的膨胀阀容量过小或过热度调整不当。

二、毛细管
毛细管是最简单的节流装置,它是一根有规定长度的直径很细的紫铜管,内径一般为0.5~2mm。当制冷剂流体通过毛细管时,一部分静压力会转变为动压力,流速急剧增大,成为湍流流动。流体发生扰动,摩擦阻力增加,静压下降,从而达到降压调节流量的目的。
节流机构的作用主要体现在两点:一是对从冷凝器中出来的高压液体制冷剂进行节流降压,使其达到蒸发压力;二是根据系统负荷变化,调整进入蒸发器的制冷剂液体的数量。
毛细管因其价廉、选用灵活,故广泛用于小型制冷装置中,甚至在稍大制冷量的机组和更大的单冷系统中也有应用。
毛细管作节流装置的特点:
制造方便,价格低廉;
无运动部件,不易产生故障和泄漏;
具有自补偿特点,制冷压缩机停止运转后,系统内的高低压侧压力可迅速平衡,再次起动时电动机易于启动。
毛细管长度对系统的影响:
吸、排气压力:充注量一定时,随毛细管长度的增加(阻力增大),吸气压力降低,排气压力升高。
吸、排气温度:毛细管长度增加,吸气过热度减小,排气温度也随之降低。
过冷度、吸气过热度:同样的充注量下,毛细管长度增加,制冷剂循环流量减小,冷凝器出口过冷度增加;毛细管长度减小,蒸发器内制冷剂量增加,吸气过热度减小。
系统功耗:同样的充注量下,毛细管长度减小,循环流量增大,冷凝压力下降,蒸发压力升高,压比减小,但功率上升。

三、电子膨胀阀
电子膨胀阀按照预设程序调节蒸发器供液量,因其采用电子式调节模式而得名。使用电子膨胀阀可以提高变频压缩机的能量效率,实现10%~100%范围内的精确调节,从而提高系统的季节能效比。对于大功率变频空调而言,电子膨胀阀是必不可少的节流元件。

电子膨胀阀吸气过热度控制:该系统由电子膨胀阀、压力传感器、温度传感器和控制器组成。工作时,压力传感器将蒸发器出口压力P1、温度传感器将压缩机吸气过热度传给控制器,控制器处理信号后输出指令作用于电子膨胀主阀的步进电机,将阀开到所需位置。
安装与焊接注意事项:
安装电子膨胀阀时,应以阀体及线圈的断面中心线为轴,将线圈朝上;
焊接电子膨胀阀与过滤网时,需对阀体进行冷却保护,确保阀主体温度不超过120℃,并防止杂质进入阀体内;
火焰不要直对阀体,同时需向阀体内部充入氮气以防止产生氧化物;
控制器的输出电压必须与线圈的指定电压一致,否则可能出现线圈烧毁或阀针动作异常等故障。

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