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制冷膨胀阀的种类、安装、选型与故障分析

制冷膨胀阀是制冷系统中的一个重要部件,适用各种制冷系统的自动调节。常用的节流机构有以下几种:手动式膨胀阀、浮球式膨胀阀、热力式膨胀阀等。

 

1、手动式膨胀阀

手动式膨胀阀的结构和普通截止阀相似,只是它的阀芯为针形锥体或具有形缺口的锥体。阀杆采用细牙螺纹,在旋转手轮时,可使阀门的开启度缓慢地增大或碱小,保证良好的调节性能。

 


 

 

手动式膨胀阀它的显著特点是不易坏。管理人员要根据蒸发器的热负荷的变化和其它因素的影响,手动调整膨胀阀的开度,因此操作管理麻烦,且需要较高的经验,现在多采用自动膨胀阀,而手动膨胀阀只用在旁通管上,作为辅助作用。

 

2、浮球式膨胀阀

浮球式膨胀阀多用于满液式蒸发器,这种蒸发器要求液面保持一定的高度,正符合浮球式膨胀阀的特点。浮球式膨胀阀可以分为直通式和非直通式两种。

 

 

 

直通式膨胀阀供给蒸发器的液体,首先全部经过浮球室,然后通过液体平衡管进入蒸发器,所以它有结构简单的特点,但是浮球室的液面波动较大,对阀芯的冲击力也较大,阀芯容易损坏;处次之外,还需要较大口径的平衡管。

 

非直通式浮球膨胀阀:阀门机构在浮球室外,节流后的制冷剂不经过浮球室,而是沿管道直接进入蒸发器,所以浮球室液面平稳,但在构造和安装上复杂。

 

3、热力式膨胀

热力式膨胀阀因平衡方式不同分为:内平衡式和外平衡式两种。蒸发器压降较小阻力小的场合的使用内平衡式热力膨胀阀使用内平衡的好处是,不需要连接为平衡管,减少机组安装工艺,减少机组使用过程中故障点,价格较便宜。

 

内平衡式热力膨胀阀所采集的压力为膨胀阀出口压力,而外平衡式热力膨胀阀采集的压力为蒸发器出口压力,所以在同等条件下,内平衡较外平衡过热度大,这样就减少了蒸发器的利用率,降低了系统的能效。

 

 

热力膨胀阀的工作原理:

工作时,固定在蒸发器出口管道上的感温包感应蒸发器出口的过热温度,使感温包内产生压力,并由毛细管传到膜片上部的空间,在压力的作用下膜片以弹性变形的方式把信号传递给顶针(执行机构),从而调节阀们的开度,控制制冷剂的流量。

 


 

 

热力膨胀阀故障分析

 

制冷系统中热力膨胀阀的堵塞故障是经常发生的,包括脏堵和冰堵以及感温包故障。脏堵的主要原因系统中存在杂质,例如焊渣,铜屑,铁屑,纤维等。脏堵塞发生在干燥过滤器上,系统中的杂质被过滤器拦截住,造成脏堵现象。

 

冰堵的主要原因系统中含有过多的水分(湿气)。冰堵塞一般发生在膨胀阀的节流孔处如,这里是整个系统中温度低,孔径小的地方。

另外当系统中出现膨胀阀供液时多时少或膨胀阀关不小,过热度,过冷度不正确等现象时,原因可能就是感温包出了故障。感温包故障包括毛细管断裂,使感温包内的充注物漏掉,导致不能把正确的信号传给热力膨胀阀的执机构,以及感温包包扎位置不正确。

 

感温包正确安装方法:

 

一般情况感温包尽量装在蒸发器出口水平段的回气管上,应远离压缩机吸气口而靠近蒸发器,而且不宜垂直安装。当水平回气管直径小于22mm时,感温包宜安装在回气管的顶上端,即吸气管的“1点钟位置。

 

当水平回气管直径大于22mm时,感温包要安装在回气管轴线以下与水平轴线成45度左右,即吸气管的“3点钟位置。

 


 

 

安装时,感温包需用铜片包扎好,回气管表面要除锈,如果是钢管,表面除锈后涂银漆,以保证感温包与回气管的良好接触。感温包必须低于阀顶膜片上腔,而且感温包的头部要水平放置或朝下,当相对位置高于膜片上腔时,毛细管应向上弯成U形,以免液体进入膜片上腔。

 

热力膨胀阀具体的调整步骤:

 

1)、停机:将数字温度表的探头插入到蒸发器回气口处(对应感温包位置)的保温层内。将压力表与压缩机低压阀的三通相连。

 

2)、开机:让压缩机运行15分钟以上,进入稳定运行状态,使压力指示和温度显示达到稳定值。

 

3)、读值:读出数字温度表温度T1与压力表测得压力所对应的温度T2,过热度为两读数之差T1-T2

 

注意:必须同时读出这两个读数。热力膨胀阀过热度应在5-8℃之间,如果不是,则进行适当的调整。调整步骤是:首先拆下热力膨胀阀的防护盖,然后转动调整螺杆2-4圈,等系统运行稳定,重新读数,计算过热度,是否在正常范围,不是的话,重复前面的操作,直至符合要求,调节过程必须小心仔细。

 

热力膨胀阀与系统不匹配时,会使系统的制冷剂流量时多时少,导致热力膨胀阀的制冷量时大时小,当制冷量过小时,会使蒸发器供液不足,产生过大热度,对系统性能会造成不利的影响.当制冷量过大时,会引起震荡,间歇性的使蒸发器供液过量,导致压缩机的吸气压力出现剧烈波动,甚至有液态制冷剂进入压缩机,引起液击(湿冲程)现象。

 

选择时,要根据制冷系统的制冷剂种类,蒸发温度范围和蒸发器过热负荷的大小选择。

一般步骤如下:

1)、确定系统的制冷剂型号。

2)、确定蒸发器的蒸发温度,冷凝温度及制冷量。

3)、热力膨胀阀进出口的压力差。

 

举例:(本文以丹佛斯产品为例)

有一台蒸发盘管(4DW4/10F-50x50.3A),制冷剂采用R407C,制冷量为96KW,蒸发温度为8℃,冷凝温度为50℃,选择什么型号的热力膨胀阀(以丹佛斯公司产品为例)。首先确定膨胀阀进出口两端的压力差

 

公式中:

Pk为冷凝压力。

P0为蒸发压力。

1PΔ为供液铜管的压力降。

2PΔ为分液器和分液毛细管的压力降。

Pk(冷凝压力),P0(蒸发压力)由参数可在焓湿图中查得。

 

Pk=17.5510×PaP0=6.5510×PaA)而供液铜管的压力降,由于所用的盘管选型软件,在所计算的数据中已有了供液管的压力降。故已知1PΔ=0.0031510×Pa

 

再分液器分液铜管的压力降取经验值2PΔ=1510×Pa"g当制冷剂采用R407C,制冷量为96KW,蒸发温度为8℃,冷凝温度为50℃1PΔ10bar,选择型号为TDEZ26热力膨胀阀。

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