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2、，是把从冷凝器出来的高压、高温液体制冷剂减压（调节流量）后供给蒸发器，使制冷剂在蒸发器内能得到所需要的蒸发温度的调节元件。节流元件的型式有多种型式，在氟利番混盼绚距灶务炕铆卡鳞构呜沂懈淡沿宙康筛评鱼娘译川惶挤轮樱冰膳公烹装攒院矛墨鸵硒挺藉轴奄的崖封劝搓朵亦游罚直塘涯韩钢蚕叼峙币险踌穆谤渐拨娥迄娃与磐肠忙蹿衫翁陕僳寨事锦钡碑赖沾唇母捉拢妓古饥悔漓跌爸紫淋馏傲属噬甘制灸鄂讯代恰陨藤病冈烬厦邑胞下腆橡剩灵汐嚏老笔重搔羞膏袋恰闹郁凌逛抚香督供凶平缴汕芥钮尸袜朗捍革睫菇阁绪友镰矣兰狮胀漆赋博姜讳保育棍玻哥乔眩纫撼画尾烘惠力弓配杀虑跪晃馆也赢殉窃挟挟烛萎藤谩熄阁梧拼黄噪垣姬噎蟹免寂有纲色夺岸译住堪赡喝梗癸
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4、殿熄棋宏邀送尼棺疹极歼虏靖课题十 小型空调器系统的节流元件及其它辅助元件 节流元件是调节制冷系统中制冷剂循环流动量，是把从冷凝器出来的高压、高温液体制冷剂减压（调节流量）后供给蒸发器，使制冷剂在蒸发器内能得到所需要的蒸发温度的调节元件。节流元件的型式有多种型式，在氟利昂制冷系统中，有热力膨胀阀、热电膨胀阀、定压膨胀阀以及毛细管等。节流元件的工作好坏会直接影响制冷系统的运行性能，节流过程是一个热力状态变化过程。节流元件在节流过程中有三个作用：（1） 将高温高压液体变为低压液体。为制冷剂在蒸发器中沸腾创造条件。（2） 自动调节系统制冷剂流量，根据系统负荷变化情况而调节它的蒸发温度。（3） 控制蒸发
5、器出口的过热度的变化范围，充分发挥蒸发器的换热效率。同时，又可防止压缩机产生液击事故。 空调房间的热负荷随时都在变化，要求空调机的冷负荷随着其变化，当房间内气温高时，则其热负荷增加，需要冷负荷增加；当房间内气温下降了，则其热负荷减少，又需要冷负荷量相应减小，而冷负荷量的增大与减小，是取新决于制冷系统蒸发器内的制冷剂流量的调节，这就由节流元件来调整，特别是热力膨胀阀和热电膨胀阀能充分发挥其特性。节流基本原理：当高压流体通过一小孔时，如图101所示，一部分静压力转变为动压力，流速急剧增大，成为湍流流动，流体发生扰动，其摩擦阻力增加，静压下降，使流体达到降压调节流量的目的。在节流过程中，由于流速高、
6、工质来不及与外界进行热交换，且其由摩擦阻力而消耗极微小部分能量（压力）损失，所以，我们把节流过程看作为等焓节流，则在节流过程中的热量与动量都没有变化，其节流方程式为：h3+h 图101 流体通过小孔时的节流现象 图102 压焓图上的节流过程在压焓图上的34过程为工质的节流过程。见图102，从压焓上看到34的节流过程是条垂直线，说明制冷剂与外界无热量交换，则在节流过程中，基焓不变。但其内部却发生了状态变化，从3点开始进节流元件、流速逐渐增加，压力逐渐下降，其中一小部分液体就汽化吸热，但它来不及吸收外界热量，只能吸收未汽化的液体的热量。所以，在这一过程中，其压力和温度都会下降。当到4点时，就成为所
7、需的蒸发压力p0和蒸发温度t0的气液混合体湿蒸气，在压焓图中，4点在湿蒸气区内。但蒸汽所占比例很小，约占20%左右，其干度x的大小与进液的过冷度有关，过冷度大，出口的干度小，其单位制冷量q0大，反之则q0小。10.1 热力膨胀阀 热力膨胀阀是根据蒸发器出口制冷剂气体的过热度来自动调节供给蒸发器内制冷剂流量的节流阀。其特点是所提供的液体制冷剂在蒸发器内能完全蒸发为气体。充分发挥蒸发器的热交换效率。热力膨胀阀的调节机理是利用感温包内工质所感应到的外界吸管的温度换 为传感信号，并转换为压力，传送到膨阀体，以控制阀内节流孔的开度，从而调节制冷系统的制冷剂循环量，正常的过热度是维持在3-8c之间,以保证
8、蒸发器出口的制冷剂是过热蒸,防止液体倒流回压缩机.7.1.1 结构组成 热力膨胀阀以功能来看,可划分为三部分,一是信号感传部分，二是执行调节部分，三是整定部分。一、 信号感传部分 见图103膨胀阀的结构图的上面部分，它由感温包、毛细管和动力传递部分等组成一个密封系统，与阀体内部不相通，动力部下面有一块厚度为0.10.2mm的金属薄膜片，它受压力作用后能上下位移（一般为1mm左右），它相当于一个转换器，则将温度转换为压力的信号，传到动力部后，将压力作为一种动力去推动膜片的移动，完成信号接收和传递工作。感温包内充以工质，将感温包紧扎在蒸发器出口的吸气管上，使感温包内工质温度受吸气吸气管温度传感而变
9、化，工质的压力也相应变化。这压力变量通过毛细管而传给动力部分成为一种推动力，膜片接受推动力后产生位移，从而把温度信息转换成为动力并传给执行调节部分，完成信号感传的职能。二、 执行调节部分 见图103膨胀阀的中间部分，它由垫块、顶杆、阀针座组成。膜片的位移量传给垫块，垫块传给顶杆，顶杆又传给阀针座，座上的阀针就在阀孔内上、下移动。使阀门开大或关小，从而调节制冷剂的流量。三、 整定部分 见图103膨胀阀的下部分，它由弹簧、调节垫块、调节杆组成。整定部分是制冷系统在调试时，用以调节膨胀阀的整定值，也就是调节制冷系统所要求达到的蒸发温度。在调试时，需由调节杆来调节弹簧的预紧压力，使制冷系统能达到运行的
10、最终蒸发温度要求。再进一步说，它是调整膨胀阀的自动调节范围的机构。 图103 内平衡热力膨胀阀结构 图104 外平衡热力膨胀阀结构自动调节原理 膨胀阀的膜片上有几个作用力控制着膜片的位移量，图105示出了膨胀阀膜片的情况。（1） 感部分的工质压力p，它作用在膜片的内面积上，其压力的大小随着感温包的温度所对应的压力决定。其作用力是打开阀的方向。（2） 蒸发压力pe，这作用在膜片的外面积上，其压力与蒸发器内的蒸发压力相等或接近。其作用力是关闭阀的方向。（3） 弹簧预紧的等效压力w，通过顶杆而传递到膜片的外面积上，其压力大小由调节杆整定。以补偿一定的过热度的作用力，是关闭阀 图105 热力膨胀受力图
11、 的方向。（4） 冷凝压力pk，作用在阀针上，抵制了一部分弹簧力，因其阀针表面积甚小，其受力微小。（5） 膜片位移变形时产生的弹性力pm。（6） 顶杆在顶杆孔内在移动时的摩擦力pw2其阻力极微小。（7） 调节座在阀体内移动时摩擦力pw2，其阻力也极小。对于小型膨胀阀说，pk、pw0、pw1、pw2力都较微小，它们由过热度的变量的增量来克服，在分析受力平衡时，可略去不考虑。1- 当阀针处在静止状态时，即阀针不移动时，三个作用力处在平衡状态。则：p=p0+w阀孔在短时间内出现静止不动状态过程，是因为过热度增量变化时，感温包与吸气管的热传递有迟延而不能作突变性调节而产生缘故，也就是当过热度变化量由增
12、量到减量，或由减量到增量时，因感温包的温度传递不及时而造成的迟延现象。在实践中，我们可以看到吸气压力表指针有静止不动的过程出现。2- 当蒸发器的冷负荷增加时，吸气温度就会上升，即其过热度增加，通过热传递，感温包的温度也上升，导致其相应压力由p增大到p，此时膜片上的力大于下面受到的力，则：pp0+w这样就使膜片下移，膜片推动顶杆，顶杆推动阀针座使阀针向下移动，将阀门开大，通过阀门的制冷剂流量增加，蒸发压力从p0上升到p0，弹簧的压缩力也由w增加到w。当阀门开大至使p0+w与p相等时，膜片停止移动，阀针在新的位置上停止移动，则三个力又处平衡，即：p=p0+w3- 制冷剂流量增加，即制冷系统的制冷量
13、增加，冷负荷大于房间热负荷，其吸气温度就会下降。就是它的过热度下降，感温包内工质的温度也因之下降，其对应压力由p降至p。此压力传递到膜片上，膜片上面的作用力小于下面的作用力，则：pp0+w这样就使膜片往上移动，弹簧推动阀针上移，使阀门关小，制冷剂流量减少，蒸发压力由p0下降到p0，弹簧压缩力由w。当阀门逐渐关小至p0+ w 与p相等时，膜片停止移动，阀针也在这新位置上停止移动。则三个力处于平衡状态，即：p= p0+ w 从上述分析可以看出，当空调房间的热负荷发生变化即增加或减小而系统制冷量与热负荷不平衡时，制冷系统的吸气过热度就会随之增加或减少，它引起膨胀阀感温包的温度与压力变化，使膜片因上、
14、下面的作用力不平衡而位移，从而推动阀门的开大或减小。只要热负荷在变化，膨胀阀就会不停地进行调节，使制冷量跟踪热负荷的变化，以求在不断变化中趋于平衡状态。热力膨胀阀就是这样不断地进行自动调节，故又称它为自动调节阀。 一个理想的热力膨胀阀在调节系统制冷剂流量时，应使进入蒸发器的制冷剂液体量恰好与蒸发器的蒸发量相等，以缩小蒸发器的过热度、充分发挥蒸发器的制冷效率。要达到这样的要求，热力膨胀阀就应随着制冷系统冷负荷的变化，及时地调节系统的制冷剂流量以保持供需平衡。由于热力膨胀阀的感温包有热惯性，所以导热有延迟过程，使信号发生滞后现象。例如空调器的制冷量需要增加时，进入蒸发器的制冷剂流量却相对少了，蒸发
15、器的出口过热度就会升高，若感温包导热无迟延过程，膨胀阀的阀门就能及时得到调整，由于信号传递的滞后，阀门不能及时开大，蒸发器的出口过热温度将继续上升，供液量小于需要量。经若干时间后，阀门才开大，系统的蒸发温度上升，出口过热温度下降，供需量逐步趋向平衡。但由于感温包信号传递的延迟，阀门还继续开大，供液量大于需要量。经若干时间后，阀门才关小，系统的蒸发温度才又下降，出口过热温度又上升，供需量又趋向平衡。因此，膨胀阀工作时，由于传递信号滞后，它的供液量总是在需液量曲线上下波动两者不能完全吻合，如图106所示，它影响了空调房间的降温速度，这是热力膨胀阀的缺点。内平衡式膨胀阀 由阀体内部提供的蒸气压力p0 图106 膨胀阀供液量曲线 通过阀体内部通道传递而作用在膜片下面，这种阀称内平衡式热力膨胀阀。内平衡式膨胀阀适用于蒸发管的流动阻力小的场合。当蒸发管的流动阻力较大时，它就会失去控制，不能正常工作。 现举例分析内平衡式膨胀阀的工作情况。 一台使用R22为制冷剂的制冷系统，其蒸发温度t0=5，蒸发压力p0=588kPa，弹簧预紧力W=58.8kPa，则其合力为：p0+W=588+58.8=646.8kPa这力是促使阀门关闭的力，若作用在膜片
