課題十小型空調(diào)器系統(tǒng)的節(jié)流元件及其它輔助元件

1、.課題十 小型空調(diào)器系統(tǒng)的節(jié)流元件及其它輔助元件 節(jié)流元件是調(diào)節(jié)制冷系統(tǒng)中制冷劑循環(huán)流動(dòng)量，是把從冷凝器出來(lái)的高壓、高溫液體制冷劑減壓（調(diào)節(jié)流量）后供給蒸發(fā)器，使制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)能得到所需要的蒸發(fā)溫度的調(diào)節(jié)元件。節(jié)流元件的型式有多種型式，在氟利昂制冷系統(tǒng)中，有熱力膨脹閥、熱電膨脹閥、定壓膨脹閥以及毛細(xì)管等。節(jié)流元件的工作好壞會(huì)直接影響制冷系統(tǒng)的運(yùn)行性能，節(jié)流過(guò)程是一個(gè)熱力狀態(tài)變化過(guò)程。節(jié)流元件在節(jié)流過(guò)程中有三個(gè)作用：（1） 將高溫高壓液體變?yōu)榈蛪阂后w。為制冷劑在蒸發(fā)器中沸騰創(chuàng)造條件。（2） 自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)制冷劑流量，根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷變化情況而調(diào)節(jié)它的蒸發(fā)溫度。（3） 控制蒸發(fā)器出口的過(guò)熱度的變化范圍

2、，充分發(fā)揮蒸發(fā)器的換熱效率。同時(shí)，又可防止壓縮機(jī)產(chǎn)生液擊事故。 空調(diào)房間的熱負(fù)荷隨時(shí)都在變化，要求空調(diào)機(jī)的冷負(fù)荷隨著其變化，當(dāng)房間內(nèi)氣溫高時(shí)，則其熱負(fù)荷增加，需要冷負(fù)荷增加；當(dāng)房間內(nèi)氣溫下降了，則其熱負(fù)荷減少，又需要冷負(fù)荷量相應(yīng)減小，而冷負(fù)荷量的增大與減小，是取新決于制冷系統(tǒng)蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑流量的調(diào)節(jié)，這就由節(jié)流元件來(lái)調(diào)整，特別是熱力膨脹閥和熱電膨脹閥能充分發(fā)揮其特性。節(jié)流基本原理：當(dāng)高壓流體通過(guò)一小孔時(shí)，如圖101所示，一部分靜壓力轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)壓力，流速急劇增大，成為湍流流動(dòng)，流體發(fā)生擾動(dòng)，其摩擦阻力增加，靜壓下降，使流體達(dá)到降壓調(diào)節(jié)流量的目的。在節(jié)流過(guò)程中，由于流速高、工質(zhì)來(lái)不及與外界進(jìn)行熱交

3、換，且其由摩擦阻力而消耗極微小部分能量（壓力）損失，所以，我們把節(jié)流過(guò)程看作為等焓節(jié)流，則在節(jié)流過(guò)程中的熱量與動(dòng)量都沒(méi)有變化，其節(jié)流方程式為：h3+h 圖101 流體通過(guò)小孔時(shí)的節(jié)流現(xiàn)象 圖102 壓焓圖上的節(jié)流過(guò)程在壓焓圖上的34過(guò)程為工質(zhì)的節(jié)流過(guò)程。見(jiàn)圖102，從壓焓上看到34的節(jié)流過(guò)程是條垂直線，說(shuō)明制冷劑與外界無(wú)熱量交換，則在節(jié)流過(guò)程中，基焓不變。但其內(nèi)部卻發(fā)生了狀態(tài)變化，從3點(diǎn)開(kāi)始進(jìn)節(jié)流元件、流速逐漸增加，壓力逐漸下降，其中一小部分液體就汽化吸熱，但它來(lái)不及吸收外界熱量，只能吸收未汽化的液體的熱量。所以，在這一過(guò)程中，其壓力和溫度都會(huì)下降。當(dāng)?shù)?點(diǎn)時(shí)，就成為所需的蒸發(fā)壓力p0和蒸發(fā)溫

4、度t0的氣液混合體濕蒸氣，在壓焓圖中，4點(diǎn)在濕蒸氣區(qū)內(nèi)。但蒸汽所占比例很小，約占20%左右，其干度x的大小與進(jìn)液的過(guò)冷度有關(guān)，過(guò)冷度大，出口的干度小，其單位制冷量q0大，反之則q0小。10.1 熱力膨脹閥 熱力膨脹閥是根據(jù)蒸發(fā)器出口制冷劑氣體的過(guò)熱度來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)供給蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑流量的節(jié)流閥。其特點(diǎn)是所提供的液體制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)能完全蒸發(fā)為氣體。充分發(fā)揮蒸發(fā)器的熱交換效率。熱力膨脹閥的調(diào)節(jié)機(jī)理是利用感溫包內(nèi)工質(zhì)所感應(yīng)到的外界吸管的溫度換 為傳感信號(hào)，并轉(zhuǎn)換為壓力，傳送到膨閥體，以控制閥內(nèi)節(jié)流孔的開(kāi)度，從而調(diào)節(jié)制冷系統(tǒng)的制冷劑循環(huán)量，正常的過(guò)熱度是維持在3-8c之間,以保證蒸發(fā)器出口的制冷劑是過(guò)熱

5、蒸,防止液體倒流回壓縮機(jī).7.1.1 結(jié)構(gòu)組成 熱力膨脹閥以功能來(lái)看,可劃分為三部分,一是信號(hào)感傳部分，二是執(zhí)行調(diào)節(jié)部分，三是整定部分。一、 信號(hào)感傳部分 見(jiàn)圖103膨脹閥的結(jié)構(gòu)圖的上面部分，它由感溫包、毛細(xì)管和動(dòng)力傳遞部分等組成一個(gè)密封系統(tǒng)，與閥體內(nèi)部不相通，動(dòng)力部下面有一塊厚度為0.10.2mm的金屬薄膜片，它受壓力作用后能上下位移（一般為1mm左右），它相當(dāng)于一個(gè)轉(zhuǎn)換器，則將溫度轉(zhuǎn)換為壓力的信號(hào)，傳到動(dòng)力部后，將壓力作為一種動(dòng)力去推動(dòng)膜片的移動(dòng)，完成信號(hào)接收和傳遞工作。感溫包內(nèi)充以工質(zhì)，將感溫包緊扎在蒸發(fā)器出口的吸氣管上，使感溫包內(nèi)工質(zhì)溫度受吸氣吸氣管溫度傳感而變化，工質(zhì)的壓力也相應(yīng)變化

6、。這壓力變量通過(guò)毛細(xì)管而傳給動(dòng)力部分成為一種推動(dòng)力，膜片接受推動(dòng)力后產(chǎn)生位移，從而把溫度信息轉(zhuǎn)換成為動(dòng)力并傳給執(zhí)行調(diào)節(jié)部分，完成信號(hào)感傳的職能。二、 執(zhí)行調(diào)節(jié)部分 見(jiàn)圖103膨脹閥的中間部分，它由墊塊、頂桿、閥針座組成。膜片的位移量傳給墊塊，墊塊傳給頂桿，頂桿又傳給閥針座，座上的閥針就在閥孔內(nèi)上、下移動(dòng)。使閥門開(kāi)大或關(guān)小，從而調(diào)節(jié)制冷劑的流量。三、 整定部分 見(jiàn)圖103膨脹閥的下部分，它由彈簧、調(diào)節(jié)墊塊、調(diào)節(jié)桿組成。整定部分是制冷系統(tǒng)在調(diào)試時(shí)，用以調(diào)節(jié)膨脹閥的整定值，也就是調(diào)節(jié)制冷系統(tǒng)所要求達(dá)到的蒸發(fā)溫度。在調(diào)試時(shí)，需由調(diào)節(jié)桿來(lái)調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)緊壓力，使制冷系統(tǒng)能達(dá)到運(yùn)行的最終蒸發(fā)溫度要求。再進(jìn)一

7、步說(shuō)，它是調(diào)整膨脹閥的自動(dòng)調(diào)節(jié)范圍的機(jī)構(gòu)。 圖103 內(nèi)平衡熱力膨脹閥結(jié)構(gòu) 圖104 外平衡熱力膨脹閥結(jié)構(gòu)自動(dòng)調(diào)節(jié)原理 膨脹閥的膜片上有幾個(gè)作用力控制著膜片的位移量，圖105示出了膨脹閥膜片的情況。（1） 感部分的工質(zhì)壓力p，它作用在膜片的內(nèi)面積上，其壓力的大小隨著感溫包的溫度所對(duì)應(yīng)的壓力決定。其作用力是打開(kāi)閥的方向。（2） 蒸發(fā)壓力pe，這作用在膜片的外面積上，其壓力與蒸發(fā)器內(nèi)的蒸發(fā)壓力相等或接近。其作用力是關(guān)閉閥的方向。（3） 彈簧預(yù)緊的等效壓力w，通過(guò)頂桿而傳遞到膜片的外面積上，其壓力大小由調(diào)節(jié)桿整定。以補(bǔ)償一定的過(guò)熱度的作用力，是關(guān)閉閥 圖105 熱力膨脹受力圖 的方向。（4） 冷凝壓

8、力pk，作用在閥針上，抵制了一部分彈簧力，因其閥針表面積甚小，其受力微小。（5） 膜片位移變形時(shí)產(chǎn)生的彈性力pm。（6） 頂桿在頂桿孔內(nèi)在移動(dòng)時(shí)的摩擦力pw2其阻力極微小。（7） 調(diào)節(jié)座在閥體內(nèi)移動(dòng)時(shí)摩擦力pw2，其阻力也極小。對(duì)于小型膨脹閥說(shuō)，pk、pw0、pw1、pw2力都較微小，它們由過(guò)熱度的變量的增量來(lái)克服，在分析受力平衡時(shí)，可略去不考慮。1- 當(dāng)閥針處在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，即閥針不移動(dòng)時(shí)，三個(gè)作用力處在平衡狀態(tài)。則：p=p0+w閥孔在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)靜止不動(dòng)狀態(tài)過(guò)程，是因?yàn)檫^(guò)熱度增量變化時(shí)，感溫包與吸氣管的熱傳遞有遲延而不能作突變性調(diào)節(jié)而產(chǎn)生緣故，也就是當(dāng)過(guò)熱度變化量由增量到減量，或由減量到增量

9、時(shí)，因感溫包的溫度傳遞不及時(shí)而造成的遲延現(xiàn)象。在實(shí)踐中，我們可以看到吸氣壓力表指針有靜止不動(dòng)的過(guò)程出現(xiàn)。2- 當(dāng)蒸發(fā)器的冷負(fù)荷增加時(shí)，吸氣溫度就會(huì)上升，即其過(guò)熱度增加，通過(guò)熱傳遞，感溫包的溫度也上升，導(dǎo)致其相應(yīng)壓力由p增大到p，此時(shí)膜片上的力大于下面受到的力，則：pp0+w這樣就使膜片下移，膜片推動(dòng)頂桿，頂桿推動(dòng)閥針座使閥針向下移動(dòng)，將閥門開(kāi)大，通過(guò)閥門的制冷劑流量增加，蒸發(fā)壓力從p0上升到p0，彈簧的壓縮力也由w增加到w。當(dāng)閥門開(kāi)大至使p0+w與p相等時(shí)，膜片停止移動(dòng)，閥針在新的位置上停止移動(dòng)，則三個(gè)力又處平衡，即：p=p0+w3- 制冷劑流量增加，即制冷系統(tǒng)的制冷量增加，冷負(fù)荷大于房間熱負(fù)

10、荷，其吸氣溫度就會(huì)下降。就是它的過(guò)熱度下降，感溫包內(nèi)工質(zhì)的溫度也因之下降，其對(duì)應(yīng)壓力由p降至p。此壓力傳遞到膜片上，膜片上面的作用力小于下面的作用力，則：p648.8Mpa，它就能克服靜摩擦力，將閥門開(kāi)大，使系統(tǒng)流量增大，P0和W和合力將上升，待升至680.7Mpa時(shí)，閥門又停止移動(dòng)，保持短暫的平衡，然后，吸氣管溫度開(kāi)始下落，使P下降，當(dāng)P下降到小于P0+W某一定值時(shí)，閥門又開(kāi)始關(guān)小。膨脹閥就是如此示斷調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥門開(kāi)度，以維持系統(tǒng)的供需平衡。受力情況見(jiàn)圖107。從上述情況可以看出，彈簧的預(yù)緊力就是膨脹閥的靜裝配過(guò)熱度，稱靜止過(guò)熱度。以這內(nèi)蓄力來(lái)配合感溫包壓力變化，而調(diào)節(jié)閥門開(kāi)度，與過(guò)熱度大體成

11、比例關(guān)系，因此熱力膨脹閥從某種意義上說(shuō)是一種比例式調(diào)節(jié)器。 靜止過(guò)熱度是膨脹閥針靜止到將可以動(dòng)作所需要的過(guò)熱度。它由制造廠調(diào)整或在調(diào)試時(shí)調(diào)整，一般需要3左右。膨脹閥開(kāi)始移動(dòng)到最終位置還需要一過(guò)熱度增量，這就是膨脹閥的梯度過(guò)熱度，也稱閥開(kāi)啟度變化過(guò)熱度，一般需要2以上。膨脹閥的總過(guò)熱度稱為工作過(guò)熱度，一般約為5其關(guān)系為：工作過(guò)熱度靜止過(guò)熱度梯度過(guò)熱度 圖107 熱力膨脹閥自動(dòng)調(diào)節(jié)示例靜止過(guò)熱度調(diào)整（彈簧預(yù)緊力）要適當(dāng)，若調(diào)得過(guò)小，閥門開(kāi)不大，制冷劑的供應(yīng)量不夠，蒸發(fā)器不能充分發(fā)揮效率，制冷量下降。若調(diào)得太大，制冷劑供應(yīng)量過(guò)多，蒸發(fā)器蒸發(fā)不了，濕蒸氣進(jìn)入壓縮機(jī)而造成液擊而很可能引起操作事故。 內(nèi)平

12、衡式膨脹閥膜片下面的作用力P0（蒸發(fā)壓力）一般是從閥門出口（節(jié)流），處檢漏測(cè)得到數(shù)值，很難檢測(cè)出真正準(zhǔn)確的蒸發(fā)壓力。蒸發(fā)器中產(chǎn)生的壓力損失表現(xiàn)為總過(guò)熱度的增加，使蒸發(fā)器的制冷量減少。這是內(nèi)平衡式膨脹閥的不足之處，而外平衡式膨脹閥能改善這種狀況。外平衡熱力膨脹閥 外平衡熱力膨脹閥作用在膜片的下表面的蒸發(fā)壓力P0是通過(guò)接管從蒸發(fā)器出口處（扎感溫包附近）檢測(cè)，這樣就消除了影響蒸發(fā)器內(nèi)液體流動(dòng)的阻力因素。而那些對(duì)蒸發(fā)器內(nèi)流體流動(dòng)阻力大及膨脹閥出口壓力降式分配器的制冷系統(tǒng)，其蒸發(fā)器的出口壓力降低比較多，如用內(nèi)平衡膨脹閥，將增加膨脹閥的裝配過(guò)熱度，減少了梯度（開(kāi)度）過(guò)熱度，將導(dǎo)致膨脹閥供液量不足，降低了蒸

13、發(fā)器的熱交換效率，使制冷量下降。一、 外平衡熱力膨脹閥的工作情況 為了讓讀者更好地了解外平衡膨脹閥的工作情況，現(xiàn)舉例分析。1、 蒸發(fā)器內(nèi)的流動(dòng)阻力較大而用內(nèi)平衡膨脹閥的工作情況設(shè)系統(tǒng)使用制冷劑為R-22,t0=5，p0=583kPa，蒸發(fā)器的流動(dòng)阻力為p=59kPa（t3）；彈簧的預(yù)緊力W=59kPa。如圖108所示，則制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器A點(diǎn)時(shí)，其t0=5，p0=583kPa；當(dāng)制冷劑流動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，因有流動(dòng)阻力，其蒸發(fā)壓力為p0=p0p=58359=524kPa；其飽和溫度為2，當(dāng)制冷劑流到C點(diǎn)時(shí)，若其過(guò)熱度為5，則其過(guò)熱溫度為7，若傳給感溫包也為7時(shí)，感溫包內(nèi)工質(zhì)的飽和壓力P=602kPa，而

14、膜片下面的壓力為：P0+W=583+59=642（kPa）要開(kāi)啟閥門，必須P642kPa才會(huì)動(dòng)作。而現(xiàn)在P=602kPa故閥門尚打不開(kāi)，若要啟動(dòng)閥門，就需增加蒸發(fā)器的出口過(guò)熱度，這樣會(huì)降低蒸發(fā)器的換熱效率，制冷量下降，同時(shí)會(huì)引起蒸發(fā)溫度的大幅度波動(dòng)，影響制冷系統(tǒng)的正常工作。若調(diào)小彈簧預(yù)緊力（降低靜裝配過(guò)熱度）來(lái)提高閥門的梯度（調(diào)節(jié)）過(guò)熱度，其調(diào)節(jié)范圍很小，還會(huì)使閥針跳躍地開(kāi)、關(guān)閥門，使膨脹閥工作不穩(wěn)定，也將造成制冷系統(tǒng)工作不正常而影響降溫。 圖108 內(nèi)平衡膨脹閥工作情況從上例分析情況可以看出，當(dāng)蒸發(fā)器的流動(dòng)阻力比較大時(shí)，使用平衡膨脹閥是不適宜的。2、 蒸發(fā)器的流動(dòng)阻力比較大，而采用外平衡膨脹

15、閥的工作情況 設(shè)參數(shù)與上例相同，則即制冷劑為R22，t0=5，p0=583kPa；p=59kPa，W=59kPa。參見(jiàn)圖109，在A點(diǎn)，p0=583kPa；B點(diǎn)的p0=p0p0=58359=524kPa，其飽和溫度為2；C點(diǎn)的過(guò)熱溫度t0=5+2=7，感溫包內(nèi)工質(zhì)為7時(shí)，其飽和壓力P=602kPa，而膜片下面的p0壓力是從蒸發(fā)器出器出口處輸入，則p0=524kPa，膜片下面的壓力為：p0 +w=524+59=583kPa，而P=602kPaP0=583kPa，它能打開(kāi)閥門。外平衡膨脹閥在過(guò)熱度為56時(shí)，就能保證閥門啟動(dòng)。所以，在蒸發(fā)器流動(dòng)阻力大的制冷系統(tǒng)，采用外平衡膨脹閥才能使系統(tǒng)正常工作，確

16、保應(yīng)有的制冷量。 圖109 外平衡膨脹閥工作情況據(jù)有關(guān)資料介紹，蒸發(fā)器的流動(dòng)壓力降超過(guò)表101數(shù)值，就應(yīng)采用外平衡式膨脹閥。表101 蒸發(fā)管內(nèi)流動(dòng)阻力界限值二液體過(guò)冷與膨脹閥容量的關(guān)系 制冷劑在制冷系統(tǒng)中流動(dòng)，不但會(huì)在蒸發(fā)器內(nèi)產(chǎn)生壓力降，而且會(huì)在輸液管中流動(dòng)也要產(chǎn)生壓力降。當(dāng)液體制冷劑從儲(chǔ)液器流到膨脹閥進(jìn)口的過(guò)程中，也有壓力損失，如果不給與適當(dāng)過(guò)冷，液體就會(huì)產(chǎn)生“閃氣”現(xiàn)象，造成制冷量損失。為防止“閃氣”，要使液體過(guò)冷。715 感溫包工質(zhì)的充注 膨脹閥的感溫包充注的工質(zhì)種類與形式比較多，一般有充注R12、R22、R13、co2等，其充注形式有液體充注、液體交叉充注、氣體充注，吸附充以及混合充注

17、等。各種充注有其特點(diǎn)及一定的使用條件。一、 液體充注式 對(duì)感溫包注與制冷系統(tǒng)相同的液態(tài)工質(zhì)，目前較多為R12、R22，注入量原則是膨脹閥在任何工況工作中，感溫包內(nèi)均存在一定的液態(tài)工質(zhì)，以使溫包內(nèi)始終保持飽和蒸氣的壓力。為達(dá)到這一要求，感溫包容積應(yīng)大于動(dòng)力部分和毛細(xì)管內(nèi)容積之和。 液充式的優(yōu)點(diǎn)是閥體及毛細(xì)管所在的環(huán)境溫度可以低于或高于感溫包的溫度，對(duì)膨脹閥的調(diào)節(jié)沒(méi)有任何影響。由于感溫包內(nèi)始終有液體存在，在初啟動(dòng)時(shí)，感溫包溫度高對(duì)應(yīng)的壓力也高，閥門開(kāi)度大，流量大，而降溫迅速。 液充式適用于高蒸發(fā)溫度的設(shè)備，如空調(diào)器，冷水機(jī)組、廚房冰箱等。它不適用于低蒸發(fā)溫度的低溫設(shè)備，如30以下低溫柜及速凍庫(kù)等。

18、若用于這類設(shè)備上時(shí)，其過(guò)熱度較大，將使蒸發(fā)器的制冷效率下降、降溫慢，不能控制壓縮機(jī)的起動(dòng)負(fù)荷，使電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后的運(yùn)轉(zhuǎn)初如階段有超負(fù)荷動(dòng)運(yùn)的弊病。二、液體交叉充注式 感溫包充注與制冷系統(tǒng)中不相同的制冷工質(zhì)，注入量要求與液充式相同。它適用于低溫設(shè)備液交充注式。一般分二種交叉充注方法：一種適用于蒸發(fā)溫度為20左右的設(shè)備，其過(guò)熱度曲線比較平坦，在t0=020范圍中，過(guò)熱度幾乎不變，運(yùn)行比較平衡；另一種適用于蒸發(fā)溫度在20以下的制冷設(shè)備，當(dāng)蒸發(fā)溫度高時(shí)（初運(yùn)行時(shí)），膨脹閥在大的過(guò)熱度下工作，隨溫度的下降至設(shè)置的蒸發(fā)溫度，過(guò)熱度也逐漸減到正常值。液體交叉充注式的特點(diǎn)是高溫時(shí)降溫快速，吸氣壓力降低迅速，使低溫

19、設(shè)備迅速進(jìn)入低溫區(qū)域，適應(yīng)低溫箱的降溫要求，并可防止壓縮機(jī)液擊事故。四、 氣體充注式 感溫包內(nèi)充注與制冷系統(tǒng)相同的工質(zhì)液體，其充入量是當(dāng)膨脹閥感溫包超過(guò)最高工作溫度（即最高蒸發(fā)溫度加最大工作過(guò)熱度）時(shí)，溫包工質(zhì)全部汽化為過(guò)熱蒸氣。因此，高于這溫度時(shí)，溫包內(nèi)的壓力幾乎不再升高，閥門也開(kāi)不大了，使閥門的開(kāi)度有一定的限制，把這壓力稱為最大操作壓力。圖1011的A點(diǎn)代表感溫包的最高工作溫度。當(dāng)感溫包的溫度低于B點(diǎn)時(shí)，感溫包內(nèi)是飽和狀態(tài)，它存有一部分液態(tài)工質(zhì)，當(dāng)感溫包內(nèi)的溫度高于B點(diǎn)時(shí)，雖然溫度上升很快，但其壓力增中微小。它是用于高蒸發(fā)溫度的熱泵型空調(diào)機(jī)，它可限制因壓縮機(jī)起動(dòng)或溶霜時(shí)感溫包傳感溫度過(guò)高，

20、使蒸發(fā)器內(nèi)供液過(guò)大，引起壓縮機(jī)超過(guò)負(fù)荷或引起液擊事故。 當(dāng)膜片盒及毛細(xì)管的溫度比感溫包溫度低時(shí)，則充入的氣體全部凝結(jié)，并聚積在這里，使感溫包失去控制作用。這時(shí)，膨脹閥或僅起一點(diǎn)節(jié)流作用（閥門開(kāi)度很?。┗蛞验_(kāi)閉。要注意防止感溫包的失控的出現(xiàn)。 圖1010 液體和液體交叉充注 圖1011 R22氣體的充注四、 氣體交叉充注式 氣交式是氣體充入與液體交叉的組合，充入的工質(zhì)量是限定的，故也存在著一個(gè)最大操作壓力，而充入的工質(zhì)與制冷系統(tǒng)的工質(zhì)不同，所以能得到與液體交叉充入相同的過(guò)熱特性。也就是，它同時(shí)具有液交叉充入的過(guò)熱特性和氣體充入的最大操作壓力特性。它的適用性較廣，可以用于高溫設(shè)備也可以用于低溫設(shè)備

21、。五、 混合充注式 感溫包內(nèi)充入可凝結(jié)的工質(zhì)與不凝結(jié)的氣體。它具有一個(gè)在較寬的蒸發(fā)溫度范圍內(nèi)過(guò)熱度不變的特性。它的特性及充注方法與氣體交叉式充注類似，但其特性比氣體交叉式優(yōu)越。它有如下兩個(gè)特點(diǎn)：（1） 由于不凝結(jié)氣體產(chǎn)生分壓力，在系統(tǒng)的低蒸發(fā)溫度下，感溫包還能保持一定的所要求的壓力，以維持一定的過(guò)熱度、保持閥門所必須的開(kāi)度。（2） 防止感溫包內(nèi)在低蒸發(fā)溫度下而產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽，產(chǎn)生膨脹閥誤操作。這種充注的膨脹閥的傳感很靈敏，是一種比較好的充注形式。六、 吸附式充注 感溫包內(nèi)裝入適量的固體吸附材料活性炭，分了篩、硅膠，活性鋁等，因這些材料的微孔具有吸附氣體的性能，再注入能被大量吸收的二氧化碳?xì)怏w，當(dāng)

22、感溫包溫度發(fā)生變化時(shí)，這些物質(zhì)的吸附能力隨溫度變化，則由于吸附量的變化，造成溫包內(nèi)氣體壓力的變化，以調(diào)節(jié)閥上。吸附充入式膨脹閥的動(dòng)作，僅受吸附材料溫度變化的控制，不受溫包外的溫度影響。吸附式充注的特點(diǎn)是：一個(gè)較大蒸發(fā)溫度范圍內(nèi)有較小的過(guò)熱度，溫度高時(shí)，放出一部分氣體，溫度低時(shí)吸收一部分氣體；啟動(dòng)負(fù)荷小，當(dāng)壓縮機(jī)啟動(dòng)后至吸氣壓力下降至適當(dāng)?shù)臄?shù)值后，膨脹閥才開(kāi)始供液，這是由于吸附材料反應(yīng)時(shí)間有滯后現(xiàn)象，使壓縮機(jī)安全運(yùn)行；膨脹閥對(duì)低溫設(shè)備在接近名義蒸發(fā)溫度時(shí)的過(guò)熱度較高，要影響降溫效率。7-2 熱電膨脹閥 近幾年來(lái)，空調(diào)裝置的主要部件壓縮機(jī)、熱交換器、風(fēng)機(jī)、電器控制等有了很多的改進(jìn)，使空調(diào)裝置的運(yùn)行

23、效率不斷提高，在節(jié)約能源省電方面也有了很大收效；同樣重要的制冷循環(huán)部件節(jié)流裝置也在不斷改進(jìn)與提高。而一直使用的毛細(xì)管及熱力膨脹閥，對(duì)使用的負(fù)荷范圍范圍變化大和壓縮機(jī)性能的改變，維持最佳的制冷循環(huán)，以謀求高效率這一點(diǎn)，一直不能適應(yīng)。為此，為獲得比以往控制范圍更寬廣，調(diào)節(jié)反應(yīng)快的高精度的節(jié)流裝置，近年來(lái)研制出了使用電子控制的膨脹閥。 熱電膨脹閥有多種型式，下面扼要介紹電熱控制雙金屬片驅(qū)動(dòng)的膨脹閥和柱塞式電子膨脹閥兩種。7-2-1 電熱控制雙金屬片驅(qū)動(dòng)膨脹閥一、 結(jié)構(gòu)與工作原理 熱電膨脹閥是由閥體和溫度傳感器以及電熱調(diào)節(jié)器組成的節(jié)流閥。它以電加熱量的大小來(lái)調(diào)節(jié)雙金屬片的變形量，以推動(dòng)閥針移動(dòng)，控制閥

24、門的開(kāi)度。圖1012示出了熱電膨脹閥的結(jié)構(gòu)。其下部分是閥體。其上部分是動(dòng)力源室，它由雙金屬征與電加熱器組成。電源由調(diào)節(jié)器（微電腦）供給，調(diào)節(jié)信號(hào)從傳感器反饋給調(diào)節(jié)器。傳感器是電熱的轉(zhuǎn)換器，即將溫度的變化轉(zhuǎn)換為電參數(shù)的變化，如電阻或電勢(shì)變化等。通常用熱敏電阻作為傳感器。當(dāng)傳感器受到溫度降低時(shí)，加熱器的加熱量增大，使金屬片向閥門關(guān)小方向移動(dòng)，從而關(guān)小閥門；反之，則開(kāi)大閥門。閥門受傳感器溫度瞬間變化而頻繁地調(diào)節(jié)閥門的開(kāi)度大小，使膨脹閥及時(shí)地隨制冷系統(tǒng)負(fù)荷量的變化而調(diào)節(jié)流量。雙金屬片分驅(qū)動(dòng)用與補(bǔ)償用兩種，它們用傳熱小的材料作連接板連接在一起。驅(qū)動(dòng)雙金屬片為主動(dòng)片，加熱器緊貼在驅(qū)動(dòng)雙金屬片上，對(duì)其進(jìn)行加

25、熱，加熱量大小受傳感器控制；補(bǔ)償雙金屬片是被動(dòng)片。當(dāng)驅(qū)動(dòng)雙金屬片受熱后，雙金屬片就形向上彎，補(bǔ)償雙金屬片就向下壓推動(dòng)閥芯向下移動(dòng)，把閥門關(guān)小，反之就開(kāi)大。二、主要優(yōu)點(diǎn)與熱力膨脹閥相比較，電熱控制雙金屬片驅(qū)動(dòng)膨脹閥有以下幾點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：（） 傳感件反應(yīng)靈敏，延滯時(shí)間極短，調(diào)節(jié)效率可提高10%。（） 調(diào)節(jié)范圍大，無(wú)論是高溫系統(tǒng)或低溫系統(tǒng)，都可用同一型號(hào)規(guī)格的此種膨脹閥，且其過(guò)熱度可以自由選擇，而熱力膨脹閥的過(guò)熱度是固定的。（） 傳感件安裝方便，不需用均壓管，安裝制約少。（） 周圍溫度要求幾乎沒(méi)有限制。7-2-2 柱塞式電子膨脹閥 柱塞式電子膨脹閥以電磁力為驅(qū)動(dòng)源、傳感器感受信號(hào)并傳遞給微電腦、微電腦發(fā)出

26、指令以調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)力，從而控制閥門的開(kāi)度。 圖1012 熱電膨脹閥結(jié)構(gòu) 圖1013 電子膨脹閥結(jié)構(gòu)圖1013所示為柱塞式電子膨脹閥的結(jié)構(gòu)圖。管子1為進(jìn)液管，它來(lái)自冷凝器的高壓液體。管子2為流出的低壓氣液混合體的通道。低壓氣液混合體是經(jīng)過(guò)閥門節(jié)流后，通過(guò)管子2流向蒸發(fā)器的。閥芯與電磁線圈中的柱塞相連接，以往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)閥口的開(kāi)度。電磁閥接通電源后，其電磁力與通電電流成正比，作為柱塞驅(qū)動(dòng)力的電磁力在克服了彈簧的壓縮力后將柱塞移至新的位置而處于新的平衡，從而控制節(jié)流口的開(kāi)口面積。如電磁線圈通電停止，則電磁力消失，彈簧壓迫柱塞移動(dòng)而關(guān)閉閥門。這樣便可由電磁閥的電磁力來(lái)控制膨脹閥的開(kāi)與關(guān)，從全開(kāi)到全閉時(shí)間為

27、20ms。 柱塞式電子膨脹閥有兩個(gè)傳感器，一個(gè)貼在蒸發(fā)器進(jìn)口管道上，一個(gè)貼在蒸發(fā)管的出口管道上。這兩個(gè)傳感器都將溫度信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)送到微電腦進(jìn)行處理，然后發(fā)出適當(dāng)?shù)目刂菩盘?hào)給電子膨脹閥，以調(diào)節(jié)閥門開(kāi)度。 柱塞式電子膨脹閥具有與熱電膨脹閥同樣的優(yōu)點(diǎn)，其反應(yīng)更敏捷，從全開(kāi)到全閉的時(shí)間更短，過(guò)熱度控制可通過(guò)微電腦的自由選擇。這種膨脹閥目前正在開(kāi)發(fā)階段，還未普遍使用，且其價(jià)格也很高。7-3 膨脹閥的選擇和安裝7-3-1 膨脹閥的能力 按部頒標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，膨脹閥的標(biāo)準(zhǔn)工況為：tk=40；tr=+38（液體溫度）；t0=5，靜止過(guò)熱度為3.5，過(guò)熱度變化為4。通常，膨脹閥的額定能力只占它的滿負(fù)荷能力（即閥門

28、全并時(shí)）的一定百分比，以提供一定的儲(chǔ)備量。因?yàn)槊恳慌_(tái)空調(diào)設(shè)備在開(kāi)始運(yùn)行時(shí)或房間內(nèi)熱負(fù)荷突增時(shí)，膨脹閥可以超過(guò)它的額定能力短期運(yùn)行，將熱負(fù)荷迅速排除，膨脹閥的額定能力到底為滿負(fù)荷能力的百分之幾，則是由廠家在設(shè)計(jì)制造時(shí)所決定的，而且不同用途的膨脹閥有不同的能力儲(chǔ)備量。7-3-2 膨脹閥選擇 膨脹閥的額定能力一般都有富余量，在選閥時(shí)不應(yīng)把閥的富余功率考慮進(jìn)去。如果閥是經(jīng)精心挑選和正確使用的話，在大多數(shù)情況下，不需使用潛在能力（富余能力），但潛在能力對(duì)任何一種設(shè)計(jì)良好的閥來(lái)說(shuō)都是重要和必須的。潛在能力使閥能在過(guò)熱情況下處于輕負(fù)荷，以適應(yīng)臨時(shí)性的負(fù)荷增高。一段時(shí)間內(nèi)的蒸發(fā)壓力降低、液流管內(nèi)適量的溢出的氣

29、體、制冷劑不足及常規(guī)估計(jì)系統(tǒng)能力輕微誤差等各種情況。閥的額定能力應(yīng)等于或稍微超過(guò)系統(tǒng)的額定能力。在多路蒸發(fā)器系統(tǒng)上，選擇每一個(gè)閥應(yīng)根據(jù)各自的蒸發(fā)負(fù)荷。要考慮進(jìn)入閥的制冷劑的液體溫度。膨脹閥的額定容量時(shí)的液體溫度一般定為38，若不是38就應(yīng)查表修正，修正系數(shù)列于表102。表102 液體溫度修正系數(shù) 要根據(jù)蒸發(fā)管的流動(dòng)阻力大小而決定采用內(nèi)平衡閥或處平衡閥，流動(dòng)阻力較大者應(yīng)選用外平衡膨脹閥，對(duì)使用分液器的蒸發(fā)器也應(yīng)采用外平衡膨脹閥。 還要根據(jù)已定的連接形式喇叭口連接或法蘭連接來(lái)選擇閥型號(hào)。 當(dāng)部分制冷劑在輸液管內(nèi)蒸發(fā)時(shí)，這就是輸液管“閃氣”。這是造成嚴(yán)重降低膨脹閥能力的原因，是由過(guò)量壓降引起的，應(yīng)盡

30、量避免，液體過(guò)冷可避免液體管內(nèi)蒸發(fā)?？筛鶕?jù)總壓力降，參考表103進(jìn)行過(guò)冷度彌補(bǔ)。表103 壓力降值與需要的過(guò)冷度7-3-3 膨脹閥安裝一、 膨脹閥安裝注意事項(xiàng)（） 膨脹閥應(yīng)安裝在冷凝器（或儲(chǔ)液器）與蒸發(fā)器之間的管道上，閥體以垂直放置為好，不宜傾斜安裝，更不要顛倒安放。（） 為達(dá)到最佳性能，應(yīng)將分液器直接裝到膨脹閥出口上。分液器可以與熱力膨脹閥分離開(kāi)，分開(kāi)時(shí)在熱力膨脹閥和分液器中間沒(méi)有阻塞現(xiàn)象。一般來(lái)說(shuō)。當(dāng)膨脹閥和分液器間隔不超過(guò)600mm時(shí)，分液器的作用不會(huì)消弱，超過(guò)這個(gè)距離，應(yīng)對(duì)分液器的使用作專門考慮。 當(dāng)分液器和膨脹閥間隔開(kāi)時(shí)，建議將分液器垂直安裝朝上或下饋給，在分液器和膨脹閥之間宜用彎管

31、接頭，在必須將旁管安裝在熱力膨脹閥周圍時(shí)，分液器可以與閥分開(kāi)，并在它們之間用旁管連接。在選用與分液器一起使用的膨脹閥時(shí)，必須使用外平衡式膨脹閥，以便在分液器和蒸發(fā)器壓力下降時(shí)起均衡作用。（） 使用兩個(gè)或兩個(gè)以上分液器時(shí)，每小分液器必須由它單獨(dú)使用的熱力膨脹閥供給，如果一個(gè)膨脹閥供給兩個(gè)分液器，當(dāng)液體和蒸汽離開(kāi)閥門時(shí)會(huì)造成分液不均。（） 感溫包應(yīng)安裝在蒸發(fā)器出口的一段水平的吸氣管道上，并應(yīng)遠(yuǎn)離壓縮機(jī)吸氣口1.5m以上。（） 感溫包應(yīng)合理包扎（參看圖1014）。若包扎不當(dāng)，會(huì)使信號(hào)傳遞失真，膨脹閥產(chǎn)生誤動(dòng)作，供液產(chǎn)生波動(dòng)。感溫包不應(yīng)扎在積液部位，以免信號(hào)傳遞失真。感溫包應(yīng)用隔熱材料包裹，一般用軟性

32、泡沫塑料。（） 外平衡管應(yīng)接在感溫包安裝部位后面100mm處，如圖1015所示，以避免制冷劑在蒸發(fā)管內(nèi)的流動(dòng)阻力對(duì)膨脹閥產(chǎn)生誤動(dòng)作。（） 吸氣管上的外平衡管應(yīng)由水平上面引起，不可在吸氣管集液彎頭下游接平衡管，以免冷凍油帶入膨脹閥內(nèi)。二、釬焊焊接及極漏試驗(yàn)1、 焊接管子和分液器 連接分液管和分液頭體時(shí)，建議采用銀針焊（含銀量45%）。為達(dá)到最佳焊接效果，要求整個(gè)分液加熱均勻。對(duì)大尺寸的分液頭體要適當(dāng)進(jìn)行預(yù)加熱。應(yīng)該使分液器緩慢冷卻，無(wú)論焊接過(guò)程中還是焊接完畢，都不得使熱的分液頭體淬冷，否則會(huì)使它破裂。連接分液管時(shí)，應(yīng)將分液器噴管從分液器內(nèi)移去。這樣，可以檢驗(yàn)測(cè)定焊接后管子或分液器內(nèi)是否有任何阻塞

33、現(xiàn)象。 圖1014 感溫包安裝位置 2、 焊接管子和蒸發(fā)器管子應(yīng)伸入盤管足夠長(zhǎng)度，以防止過(guò)量焊接塞住管子和盤管。全面檢漏試驗(yàn)結(jié)果，應(yīng)無(wú)一根據(jù)管路阻塞，并對(duì)每一焊接點(diǎn)進(jìn)行檢漏，應(yīng)沒(méi)有任何滲漏現(xiàn)象。 圖1015 外平衡安裝位置 3、 焊接熱力膨脹閥和分液器 應(yīng)采用銀釬焊，要保證熔焊；應(yīng)遠(yuǎn)離閥體和分液管接頭處。4、 蒸發(fā)器和分液器檢漏試驗(yàn)管子與蒸發(fā)器、分液器等焊接好以后，應(yīng)該進(jìn)行檢漏試驗(yàn)。最簡(jiǎn)便的方法是水箱壓力空氣檢漏法。大多數(shù)裝配件都采用這種將試驗(yàn)部件置于水中并給部件內(nèi)部充入加壓氣體進(jìn)行檢漏試驗(yàn)的方法。（） 未裝上膨脹閥的檢漏：在分液器進(jìn)口裝上一只控制閥，以控制充氣量，然后浸在水中檢漏。（） 裝上

34、膨脹閥的檢漏：要防止過(guò)量壓力而損壞膜片，試漏壓力應(yīng)不超過(guò)制造廠的限制壓力。7-4 膨脹閥的調(diào)試 熱力膨脹閥要在某工況范圍內(nèi)執(zhí)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，需要在制冷系統(tǒng)調(diào)試時(shí)對(duì)它予以調(diào)整。當(dāng)膨脹閥進(jìn)入正常運(yùn)行后，它就能正確地自動(dòng)調(diào)節(jié)。熱力膨脹閥的調(diào)整，是通過(guò)調(diào)節(jié)桿來(lái)調(diào)整彈簧的壓縮力（參見(jiàn)圖104），也就是調(diào)節(jié)膨脹閥的靜裝配過(guò)熱度。調(diào)節(jié)桿向里旋進(jìn)是壓彈簧；調(diào)節(jié)桿向外旋出是放松彈簧。順時(shí)針旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)桿是往里旋進(jìn)，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)調(diào)整桿是往外旋出。 在制冷系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)試時(shí)，可以從蒸發(fā)壓力值的高低來(lái)判斷膨脹閥調(diào)整方向和范圍。蒸發(fā)壓力高于設(shè)定值，即膨脹閥的流量偏大時(shí)，應(yīng)適當(dāng)調(diào)?。槙r(shí)針?lè)较蛐{(diào)節(jié)桿）；蒸發(fā)壓力低于設(shè)定值，即膨脹閥

35、的流量偏低時(shí)，應(yīng)適當(dāng)調(diào)大（逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)調(diào)節(jié)桿）。 調(diào)整膨脹閥時(shí)，可在壓縮機(jī)吸氣管道上裝一只低壓力表以觀察吸氣壓力（相當(dāng)于蒸發(fā)壓力）變化情況。 判斷蒸發(fā)壓力的高或低，可以從二方面來(lái)確定：一是與設(shè)定值相比較，前面已經(jīng)敘述；二是觀察吸氣管的結(jié)露情況。若壓縮機(jī)結(jié)露，則膨脹閥的流量大于系統(tǒng)所需要的流量，其蒸發(fā)壓力是高的，應(yīng)調(diào)小閥門；若吸氣管末端不結(jié)露，則膨脹閥流量小于系統(tǒng)設(shè)定值，其蒸發(fā)壓力是低的，應(yīng)調(diào)大閥門；只有吸氣管結(jié)露、而壓縮機(jī)上不結(jié)露，才是膨脹閥流量與系統(tǒng)需要量相匹配狀態(tài)。流量的過(guò)大或過(guò)小都會(huì)降低制冷系統(tǒng)的制冷效率，我們應(yīng)避免和糾正這種不正常的運(yùn)行情況。 調(diào)整膨脹閥的整定范圍，一般可分兩步進(jìn)行；

36、開(kāi)始運(yùn)行時(shí)為粗調(diào)，每調(diào)一次可旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)桿一圈（360）左右；當(dāng)制冷系統(tǒng)的工作溫度接近給定值而又達(dá)不到給定值時(shí)，應(yīng)進(jìn)行細(xì)調(diào)，則每調(diào)一次可旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)桿1/21/4圈（18090）。由于感溫包的傳遞延遲，每調(diào)一次后，應(yīng)使系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)分鐘以至十幾分鐘（具體時(shí)間應(yīng)以制冷系統(tǒng)的大容量大小而定），并觀察吸氣壓力的變化情況來(lái)確定下一次的調(diào)整方向?？傊?，膨脹閥的調(diào)整是一項(xiàng)比較細(xì)致的工作，需要耐心的觀察與分析，才能做好膨脹閥的調(diào)試工作。7-5 分配器 空調(diào)器所使用的蒸發(fā)器，在用熱力膨脹閥為節(jié)流器場(chǎng)合，大多是把制冷劑分成多路進(jìn)入蒸發(fā)器。然而向盤管中分配制冷劑是一個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題，不象水、鹽水和蒸汽的分配那樣簡(jiǎn)單。要把由膨脹

37、閥流出來(lái)的液體和氣體均勻地分配地各條通路，用簡(jiǎn)單地進(jìn)行集管分配是達(dá)不同均勻分配要求的，必須用特制的分配器。 分配器的型式很多，有離心式、節(jié)流式、文丘里式。由于節(jié)流式分配比較均勻，比較容易加工，目前大多空調(diào)系統(tǒng)都使用這種型式的分配器。本節(jié)只扼要介紹這種結(jié)構(gòu)的分配器。7-5-1 節(jié)流式分配器結(jié)構(gòu) 節(jié)流式分配器是由一個(gè)分配本體和一個(gè)可裝折的節(jié)流噴嘴環(huán)組成，見(jiàn)圖1016所示。節(jié)流環(huán)的出口有一圓錐體，各條流路的液體沿圓錐分開(kāi)流出，圓錐的底部，有許多均勻分布的孔用于連接蒸發(fā)器。制冷劑由入口經(jīng)節(jié)流噴嘴環(huán)而進(jìn)入分配體，再經(jīng)圓錐體分別進(jìn)入各分路孔，而后進(jìn)入蒸發(fā)器各分路蒸發(fā)管中。節(jié)流噴嘴環(huán)孔的尺寸，按分配頭的容量

38、不同而確定，所以，應(yīng)按容量需要來(lái)選擇或更換節(jié)流噴嘴環(huán)。 7-5-2 分配器的作用當(dāng)高壓制冷劑液體經(jīng)膨脹閥節(jié)流后，流出膨脹閥的是氣液混合體濕蒸氣。雖然液體的質(zhì)量占約80%以上，但蒸氣卻占有較大的面積，液體和蒸氣以不同的速度流動(dòng)，并且分成不同的層次。由 圖1016 節(jié)流式分配器結(jié)構(gòu) 于重力作用，液體在管子底部流動(dòng)，而蒸氣在上部流動(dòng)。若用一般的分液管時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)氣液分配不均勻，使一部分分液管收入的液體多蒸氣少，而另一部分分液管收入的液體少蒸氣多，造成一部分蒸發(fā)管內(nèi)液體過(guò)多而汽化不了，另一部分蒸發(fā)管內(nèi)液體卻過(guò)少而不夠汽經(jīng)，使整個(gè)蒸發(fā)器面積不能充分發(fā)揮，從而減少了有效的蒸發(fā)面積，達(dá)不到應(yīng)有的制冷量。當(dāng)使

39、用了分配器以后，就可避免上述情況發(fā)生。分配器可以起到如下兩個(gè)作用：（） 充分混合液體和蒸氣。（） 把均勻氣液混合體等量地輸送給蒸發(fā)器的每一根支管，使每 一條蒸發(fā)管路得到質(zhì)量相等的制冷劑，保證蒸發(fā)器達(dá)到應(yīng)有的制冷量。7-5-3濕蒸氣進(jìn)入分配器通過(guò)節(jié)流噴咀孔時(shí)，將產(chǎn)生較大的壓力降而使其流速增加，從而出現(xiàn)湍流，加劇了制冷劑的擾動(dòng)，使氣液制冷劑充分混合。流出節(jié)流孔后，就碰到一個(gè)錐缽，錐體的園周就均布許多流出孔通路，保證了液體等量地流向各分路管。一、 節(jié)流式分配器壓力降的意義 制冷劑流過(guò)節(jié)流噴嘴孔時(shí)，由于孔徑小，流體經(jīng)過(guò)時(shí)就產(chǎn)生節(jié)流作用，分配器內(nèi)的損失的一部分壓力而轉(zhuǎn)換為制冷劑的速度，流速上升，從而保證

40、其是湍流流動(dòng)。這樣便增加了制冷劑的擾動(dòng)力，使制冷劑劇烈擾動(dòng)。這就是分配器能使氣液充分混合的關(guān)鍵因素。因此，分配器的壓力降是有利于分配器均勻地向各分路管分配制冷劑的因素之一。二、分配器不會(huì)降低系統(tǒng)的制冷能力 在任何制冷系統(tǒng)內(nèi)，不管有無(wú)分配器，制冷劑液體必須從高壓降為低壓。在沒(méi)有分配器的系統(tǒng)內(nèi)，壓力降只是通過(guò)膨脹閥來(lái)達(dá)到。當(dāng)使用分配器后，一部分壓力降產(chǎn)生在分配器內(nèi)，其余的壓力降通過(guò)膨脹閥獲得。無(wú)論是哪種情況，整個(gè)壓力降和制冷效果是相同的，所以，只要知道膨脹閥的容量規(guī)格，就能滿足系統(tǒng)相應(yīng)要求，不需考慮分配器產(chǎn)生壓力降的影響。三、空調(diào)器膨脹閥使用中壓力減小的意義 空調(diào)器一般使用具有空氣和調(diào)節(jié)充氣能力的

41、元件的熱力膨脹閥。因?yàn)樵谐錃饬渴窍拗频?，其目的是要限制閥門的最大開(kāi)度，因此，為了正確控制系統(tǒng)，傳感動(dòng)力室的溫度要高于感溫包的溫度。這點(diǎn)是很重要的。制冷劑通過(guò)分配器后的壓力降低，就保證了這個(gè)條件。因?yàn)樵陂y的出口處壓力和溫度以及閥體的溫度都大大高于吸入氣體的溫度，這樣便保證了蒸發(fā)器的出口過(guò)熱度受感溫包的控制。五、 要正確選用分配器 分配器是一種用于提高制冷效率的裝置。如果選用不當(dāng)會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效果。（） 熱力膨脹閥工作時(shí)，分液差會(huì)造成過(guò)量的閥振蕩或不規(guī)則振蕩。（） 分液差或不相等的蒸發(fā)負(fù)荷都會(huì)減小蒸發(fā)器的能力。（） 分液差會(huì)促使制冷劑液溢回壓縮機(jī)因此，要注意到分配器的選擇和影響分配器性能

42、的許多因素。7-5-3 通用型節(jié)流噴嘴特點(diǎn) 通用型節(jié)流噴嘴可保證必須要的壓力降梯度，以保證制冷劑擾動(dòng)而充分混合，達(dá)到良好的分配效果。通用型節(jié)流噴嘴能提供理想噴射性能，以適應(yīng)蒸發(fā)器使用中負(fù)載范圍、蒸發(fā)溫度和不同制冷劑的變化情況。當(dāng)使用R12、R22、R502等制冷劑時(shí)，在最大負(fù)載情況下，分液器噴嘴可被加載超過(guò)額定值的100%，最小負(fù)載時(shí)不得小于50%。即其負(fù)載范圍可達(dá)額定值的50%200%。7-5-5分配器的特點(diǎn)（） 占有空間小，小分體頭容易釬焊或焊接。（） 可更換噴嘴，可選擇任何一種制冷劑或能量。（） 可安裝在各種裝置上。（） 可選用各種裝置的膨脹閥。（） 可用于任何方法制造的蒸發(fā)器。（） 可

43、與盤管一起用水箱加壓空氣檢漏法檢漏。7-5-6 使用注意事項(xiàng)（） 用相等長(zhǎng)度的管子連接分液器。（） 分液器輸送給所有出口處的制冷劑相等，所以，每條蒸發(fā)管路上的負(fù)荷應(yīng)基本相等。（） 分液器的方位在克服了重力影響情況下，分液器提供給蒸發(fā)器的濕蒸氣，允許有較寬的縱距，允許取任何方位，即垂直、水平、上饋或下饋。因?yàn)樨?fù)荷變化度寬，在這種情況下，不能準(zhǔn)確地選擇噴嘴節(jié)流孔孔徑，為達(dá)到最佳性能，建議安裝分液器時(shí)取垂直方位。7-6 毛細(xì)管 毛細(xì)管是根經(jīng)細(xì)長(zhǎng)的紫銅管，其內(nèi)徑在0.62.5mm之間，長(zhǎng)度為0.55m左右，制冷行業(yè)中稱它為毛細(xì)管。毛細(xì)管在制冷系統(tǒng)中作為一種節(jié)流元件使用，它接在冷凝器（或儲(chǔ)液器）輸液管與

44、蒸發(fā)器進(jìn)口之間，起降壓節(jié)流作用。毛細(xì)管能起節(jié)流作用，是靠其內(nèi)孔小而管長(zhǎng)的特點(diǎn)，當(dāng)高壓氟利昂液體進(jìn)入毛細(xì)管后，其流速突然劇增，流動(dòng)阻力也急速增加，而使壓力逐漸下降。當(dāng)?shù)竭_(dá)毛細(xì)管出口時(shí)，其壓力就已接近蒸發(fā)壓力，這些濕蒸氣（液體占極大部分（進(jìn)入蒸發(fā)器就開(kāi)始吸熱膨脹而汽化（沸騰）。毛細(xì)管一般用在冰箱、房間空調(diào)器以及柜式空調(diào)器中，在冷凝器與蒸發(fā)器之間，要求保持一定的壓力差，而且制冷劑在注入量一定，故不需特別對(duì)制冷劑的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，在這種情況下，一般可用毛細(xì)管代替膨脹閥，既經(jīng)濟(jì)又簡(jiǎn)單。 毛細(xì)管的另一特點(diǎn)是在小型制冷設(shè)備中，壓縮機(jī)停機(jī)時(shí)，高低壓區(qū)段的壓力通過(guò)毛細(xì)管很快就平衡，壓縮機(jī)在無(wú)壓差下啟動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)矩小，

45、電動(dòng)機(jī)瞬間就能達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，制冷系統(tǒng)很快就能在設(shè)定的條件下運(yùn)行，快速發(fā)揮制冷效果。 在制冷系統(tǒng)中的毛細(xì)管的孔徑與長(zhǎng)度是固定，只能保持一定的高低壓力差，基調(diào)節(jié)范圍很狹，不象熱力膨脹閥那樣有寬廣的調(diào)節(jié)范圍。而冰箱、小型空調(diào)機(jī)的運(yùn)行工況比較固定，不需要寬廣的調(diào)節(jié)范圍，用毛細(xì)管作節(jié)流元件是較理想的選擇。7-6-1 毛細(xì)管的流動(dòng)原理 作為制冷劑節(jié)流元件的毛細(xì)管是內(nèi)徑為0.62.5mm范圍管子，雖然很小，但還不是物理意義上的“毛細(xì)管”。因?yàn)榧词故沁@類管子中最小的，內(nèi)徑也比物質(zhì)分子的平均自由行程要大百倍，所以這些管子的流動(dòng)規(guī)律應(yīng)當(dāng)符合連接流體特性，即應(yīng)當(dāng)服從正常的流體力學(xué)的流動(dòng)理論。毛細(xì)管內(nèi)制冷劑流動(dòng)過(guò)程是

46、部分或全部地氣液二相流動(dòng)。這二者的區(qū)別是按進(jìn)口前制冷劑的狀態(tài)而定。當(dāng)進(jìn)口前是過(guò)冷液體時(shí)，即毛細(xì)管的上游是液體流動(dòng)，而下游是氣液二相流動(dòng)。當(dāng)進(jìn)口前制冷劑為飽和液體或有少量液體氣化時(shí)，即毛細(xì)管的整個(gè)流動(dòng)過(guò)程是氣液二相流動(dòng)。無(wú)論上述哪種情況流動(dòng)，對(duì)毛細(xì)管內(nèi)部流動(dòng)過(guò)程起決定作用的是氣液二相流動(dòng)。所以，我們以討論二相流動(dòng)為重點(diǎn)。一、 毛細(xì)管進(jìn)口前為飽和液體的流動(dòng)情況 制冷劑在毛細(xì)管進(jìn)口前為飽和液體或有少量液體汽化時(shí)的流動(dòng)，其整個(gè)過(guò)程是氣液二相流動(dòng)。這種流動(dòng)過(guò)程的阻力損失大、流量減少，將會(huì)降低制冷系統(tǒng)的制冷量及經(jīng)濟(jì)性，且其流動(dòng)也不穩(wěn)定。一般不采用這種流動(dòng)方式。實(shí)際上，每種制冷系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，制冷劑在冷凝器末端

47、（出口）都會(huì)是過(guò)冷液體，而其過(guò)冷度大小不一，視冷凝器的冷凝效果而定。所以，這是一種不現(xiàn)實(shí)的流動(dòng)。二、毛細(xì)管進(jìn)口前為過(guò)冷液的流動(dòng)情況 制冷劑在毛細(xì)管進(jìn)口前為過(guò)冷液體的流動(dòng)過(guò)程，對(duì)討論制冷劑在毛細(xì)管內(nèi)的流動(dòng)情況有很在意義，下面較詳細(xì)地進(jìn)行分析。進(jìn)入毛細(xì)管的制冷劑過(guò)冷液體是由單相（液體）流動(dòng)及氣液二相流動(dòng)兩部分組成，實(shí)際上在過(guò)冷液體流動(dòng)與氣液二相流動(dòng)之間還存在一段亞穩(wěn)態(tài)流動(dòng)（即制冷劑已達(dá)到飽和狀態(tài)而不產(chǎn)生汽化），但它出現(xiàn)的時(shí)間很短，在毛細(xì)管內(nèi)流動(dòng)的全過(guò)程中所占的比重不大，且不會(huì)影響后段的氣液二相流動(dòng)的特性。在分析時(shí)可不考慮這一過(guò)程。 液體段內(nèi)的流動(dòng)過(guò)程中液體的比容不變，其流速在液體段內(nèi)也基本無(wú)變化，

48、故是一個(gè)等焓過(guò)程，也可近似地看作等溫過(guò)程。由于高速流動(dòng)的摩擦阻力及靜、動(dòng)壓的轉(zhuǎn)換、其壓力在流動(dòng)中不斷下降，制冷劑的進(jìn)口截面壓力與液體段端截面壓力就形成一壓力差P。液體段流動(dòng)時(shí)制冷劑不會(huì)汽化的原因就是，制冷劑處在過(guò)冷狀態(tài)，其溫度低于壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度，雖然其壓力在逐漸下降而液體也不會(huì)汽化；當(dāng)壓力降到與其溫度相對(duì)應(yīng)時(shí)，即其過(guò)冷溫度已成為與壓力相對(duì)應(yīng)的飽和溫度（實(shí)際溫度沒(méi)有變化）時(shí)，制冷劑再成為飽和液體，這一點(diǎn)就是液體制冷劑的流動(dòng)終端，這段就是單相液體流動(dòng)過(guò)程。這時(shí)，制冷劑再繼續(xù)流動(dòng)而壓力繼續(xù)降低，其壓力就低于制冷劑飽和溫度對(duì)應(yīng)的壓力，制冷劑成為非飽和液體，一小部分液體就會(huì)吸熱汽化，就進(jìn)入氣液二相流

49、動(dòng)段，這一點(diǎn)是氣液二相流動(dòng)進(jìn)口段。 在氣液二相區(qū)流動(dòng)過(guò)程中，一小部分制冷劑液體隨著壓力的下降而汽化，因而其混合體的比容逐漸增大，其流速也隨之增大流動(dòng)阻力也逐漸增加，促使制冷劑的流速愈來(lái)愈高，以至高到相當(dāng)于地音速。所以，對(duì)毛細(xì)管管內(nèi)制冷劑的流動(dòng)過(guò)程特性主要在于氣液二相流動(dòng)，且其又是絕熱流動(dòng)。 對(duì)于等截面管內(nèi)氣液二相絕熱流動(dòng)，在管徑、管長(zhǎng)及制冷劑在進(jìn)口前的狀態(tài)均已給定的情況下，管內(nèi)流動(dòng)情況及制冷劑流量是隨管道出口之背壓力pb而變化。當(dāng)pb比較高時(shí)，管道出口處壓力p2始終與pb相等，制冷劑的流量是隨著背壓力的降低而增大，但當(dāng)pb降低到某一數(shù)值以下時(shí)，大管道出口處將出現(xiàn)臨界狀態(tài)。此時(shí)，管道出口處的制冷

50、劑的參數(shù)保持不變（p2pb），流速等于當(dāng)?shù)匾羲?，而制冷劑的流量達(dá)到最大值，不再隨背壓力的降低而變化。此后制冷劑將在蒸發(fā)器中繼續(xù)膨脹到背壓力pb。氣液混合物二相絕熱流動(dòng)的這種現(xiàn)象與理想氣體在等截面管中的單相絕熱流動(dòng)相似。 毛細(xì)管的管徑小，氣液不易分離，流速較大，氣液間容易產(chǎn)生擾動(dòng)，易趨于熱力學(xué)平衡，制冷劑的流動(dòng)基本上是均勻的霧狀流動(dòng)。它基本符合等截面管內(nèi)的氣液二相絕熱流動(dòng)的分析假定，則：（） 工質(zhì)的氣液二相在管道的任一截面上均處于熱力學(xué)平衡狀態(tài)。（） 工質(zhì)為均勻混合物，汽液二相同速流動(dòng)，彼此間無(wú)滑移現(xiàn)象。這是毛細(xì)管內(nèi)二相流動(dòng)的特性。三、管內(nèi)流動(dòng)的極限臨界狀態(tài)問(wèn)題 當(dāng)毛細(xì)管內(nèi)壓力不斷限低時(shí)，工質(zhì)的

51、比容不斷擴(kuò)大，以至當(dāng)壓力趨于零時(shí)比容趨于無(wú)窮大。這顯然是不可能的。因此，管道出口處達(dá)到某一極限壓力時(shí)，就不再繼續(xù)下降。由此可知，當(dāng)背壓力很低時(shí)，在管道出口截面上必然存在一種臨界狀態(tài)，此時(shí)，出口截面上的壓力要高于背壓力（蒸發(fā)壓力p0），不管背壓力怎樣降低，毛細(xì)管的流量將維持不變，當(dāng)工質(zhì)流出管口后，將在蒸發(fā)器中繼續(xù)膨脹。臨界狀態(tài)下的壓力為臨界壓力，其流速、溫度分別為臨界流速和臨界溫度。這已經(jīng)試驗(yàn)加以驗(yàn)證。四、二相流動(dòng)中的阻塞流現(xiàn)象 理論和實(shí)驗(yàn)都證明在有氣體流動(dòng)的情況下：當(dāng)這一極限質(zhì)量流量率發(fā)生時(shí)，管子出口處就達(dá)到音速，而此后管內(nèi)的膨脹將不受背壓繼續(xù)降低的影響而保持不變，這就是它的臨界狀態(tài)，就是一種阻塞流現(xiàn)象。氣液混合物從毛細(xì)管出口流出時(shí)的臨界速度可達(dá)2050m/s，它不僅與進(jìn)口處氟利昂的壓力及狀態(tài)有關(guān)，還與管子的相對(duì)長(zhǎng)度有關(guān)。 試驗(yàn)表明，當(dāng)保持冷溫度和液體過(guò)冷度不變時(shí)，蒸發(fā)溫度的改變幾乎對(duì)毛細(xì)管輸液能力沒(méi)有影響。例如，當(dāng)t0從+5變到25時(shí)，毛細(xì)管輸液能力