膨脹閥的合理維護

膨脹閥的合理維護摘要膨脹閥工作狀況的好壞，直接決定專業(yè)空調(diào)運行狀況的好壞。本文介紹了膨脹閥的工作原理，并對膨脹閥的運行進行了具體分析，從增大制冷量、節(jié)約能源的角度，提出要對膨脹閥進行定期檢查和調(diào)整。關鍵詞膨脹閥MSS線匹配過熱度概述熱力膨脹閥是組成制冷裝置的重要部件，是制冷系統(tǒng)中四個基本設備之一。它實現(xiàn)冷凝壓力至蒸發(fā)壓力的節(jié)流，同時控制制冷劑的流量；它的體積雖小，但作用巨大，它的工作好壞，直接決定整個系統(tǒng)的工作質(zhì)量。但是在實際中，膨脹閥的運行情況往往被忽視，使膨脹閥成為空調(diào)運行與維護中的一個死角。而定期檢查和調(diào)整膨脹閥，對空調(diào)的運行壽命，節(jié)約能源，降低運行成本，卻有著重要的意義。膨脹閥的工作過程分析2.1.膨脹閥工作原理：熱力膨脹閥是控制蒸發(fā)器出口氣態(tài)制冷劑的過熱度來控制進入蒸發(fā)器的制冷劑流量。按照平衡方式不同，膨脹閥分為外平衡式和內(nèi)平衡式。在專用空調(diào)空調(diào)中，由于蒸發(fā)器有分路并采用蓮蓬頭分液器，壓降比較大，造成蒸發(fā)器進出口溫度各不相同。在這種情況下，使用內(nèi)平衡式膨脹閥會因蒸發(fā)器出口溫度過低而造成熱力膨脹閥過度關閉，以至膨脹閥喪失對蒸發(fā)器的供液調(diào)節(jié)功能。所以專用空調(diào)均采用外平衡式膨脹閥，目前所使用的風冷式專用空調(diào)，如HIROSS、STULZ、ISOVEL、AIREDELE和法亞均采用這種結構。采用外平衡式可以避免膨脹閥過度關閉的情況，保證有壓降的蒸發(fā)器也得到正常的供液。膨脹閥的結構如圖一所示：熱力膨脹閥由感應機構、執(zhí)行機構、調(diào)整機構和閥體組成。感應機構中充注氟利昂工質(zhì)，感溫包設置在蒸發(fā)器出口處。由于過熱度的影響，其出口處溫度與蒸發(fā)溫度之間存在溫差，通常稱為過熱度。感溫包感受到蒸發(fā)器出口溫度后，使整個感應系統(tǒng)處于對應的飽和壓力Pb。如圖一，該壓力將通過膜片傳給頂桿直到閥芯。在壓力腔上部的膜片僅有Pb存在，膜片的下方有調(diào)整彈簧的彈簧力Pt和蒸發(fā)壓力P0，三者處于平衡時有Pb=Pt+Po，當Pb>Pt+Po時，表示蒸發(fā)器熱負荷偏大，出口過熱度偏高，通過膜片到頂桿傳遞這一壓力信號，使閥芯下移，膨脹閥開啟變大，制冷劑流量按比例增加。反之，膨脹閥開啟變小，制冷劑流量按比例減小。2.2膨脹閥的最佳“匹配”專業(yè)空調(diào)的膨脹在出廠后，已經(jīng)與蒸發(fā)器進行最佳“匹配”?！捌ヅ洹本褪且笈蛎涢y和蒸發(fā)

器一起工作能夠穩(wěn)定運行的同時，產(chǎn)生最大的能量。每臺蒸發(fā)器均存在一條最小的穩(wěn)定信號線（MSS線），如圖二。從圖可知，在蒸發(fā)器的MSS線上，不同的制冷劑均對應一臨界過熱度；當蒸發(fā)器工作在MSS線左側，則制冷系統(tǒng)將不穩(wěn)定，若工作在MSS線右側，系統(tǒng)工作穩(wěn)定但過熱度太大而蒸發(fā)器的利用率不高；斜線為熱力膨脹閥的靜態(tài)線，理論上，工作點A應該是最佳匹配點，此時蒸發(fā)器過熱度處于臨界狀態(tài)，制冷量最大且處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)。坎力死脹歸與莎戲匹■已淪卒□FS為工作過W建.SS'為齡餐配過珂皮2.3.2.3.確定正確的過熱度顫定開度要保證膨脹閥工作在最佳匹配點，就必須保證膨脹閥合適的過熱度。專用空調(diào)的膨脹閥合適的過熱度是5?8°C，它由靜裝配過熱度與有效過熱度組成。圖四顯示了專用空調(diào)膨脹閥的典型靜態(tài)性能曲線，它的靜態(tài)特性指出了其容量和蒸發(fā)器出口氣態(tài)制冷劑過熱度的關系。使閥門開始開啟所需要的過熱度稱為開啟過熱度（A點），又叫靜裝配過熱度，一般的靜裝配過熱度約為3C。從熱力膨脹閥開始開啟至額定開度所需要的過熱度增量（即線段AB），稱為膨脹閥的有效過熱度或可變過熱度。其數(shù)值的大小與彈簧的剛度及閥芯的行程有關，一般有效過熱度約為2?5C，通常把熱力膨脹閥的靜裝配過熱度與有效過熱度之和稱為工作過熱度，即平時所說的過熱度。因此，我們只有保證過熱度在A.B兩點之間，膨脹閥才能達到最大冷量，又不會引起濕沖程。專業(yè)空調(diào)過熱度都要求在5?8C之間。如果發(fā)現(xiàn)過熱度不在該范圍內(nèi)，就要進行調(diào)整。定期檢查調(diào)整膨脹閥的原因?qū)I(yè)空調(diào)剛投入運行，膨脹閥是不用調(diào)整，但是在空調(diào)連續(xù)使用幾年后，由于閥針的磨損、系統(tǒng)有雜質(zhì)、閥孔部分有堵塞及彈簧彈力減弱等原因，影響了膨脹閥的開啟度，使得膨脹閥偏離了它的工作點，表現(xiàn)為膨脹閥開啟度偏小或過大。膨脹閥開啟度太小的話，就會造成供液不足（見圖四曲線3），使得沒有足夠的氟利昂在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)，制冷劑在蒸發(fā)管內(nèi)流動的途中就已經(jīng)蒸發(fā)完了，在這以后的一段蒸發(fā)器管中沒有液體制冷劑可供蒸發(fā)，只有蒸汽被過熱，因此，相當?shù)囊徊糠止苈吩趥鳠嵘衔茨艹浞职l(fā)揮其效能，造成制冷量不足，降低了空調(diào)的制冷效果。專業(yè)空調(diào)的壓縮機大多采用蒸發(fā)器回來的蒸汽來冷卻壓縮機，如果膨脹閥開啟不夠，就造成蒸汽過熱度過大，冷卻作用減小，壓縮機的排氣溫度增高，潤滑油質(zhì)量降低；壓縮機長時間高溫，會嚴重影響壓縮機的工作壽命，和睦模塊ISOVEL空調(diào)就曾發(fā)生壓縮機長時間高溫造成燒機現(xiàn)象。另外由于機房溫度降不下來，又增加了壓縮機的開啟臺數(shù)，增加了耗電量。與此相反，如果膨脹閥開啟過大，即膨脹閥向蒸發(fā)器的供液量大于蒸發(fā)器負荷，會造成部分制冷劑來不及在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)，同氣態(tài)制冷劑一起進入壓縮機，引起濕沖程，甚至沖缸事故，損壞壓縮機。99年，杭州市電信分公司景芳二樓程控機房一臺ISOPAK專業(yè)空調(diào)就因為膨脹閥開啟過大，造成一個壓縮機閥片擊穿。因此，有必要定期檢查調(diào)整膨脹閥。定期檢查調(diào)整膨脹閥，就是盡量讓膨脹閥工作在最佳匹配點。膨脹閥的調(diào)整4.1.膨脹閥調(diào)整前的檢查在調(diào)整膨脹閥之前，必須確認空調(diào)制冷異常是由于膨脹閥偏離最佳工作點引起的，而不是因為氟利昂少、干燥過濾器堵塞、濾網(wǎng)、風機皮帶等原因所引起的。同時，必須保證感溫包采樣信號的正確性，專用空調(diào)的感溫包必須水平安裝在管的下側方45度的位置，絕對不可安裝在管道的正下方，以防管子底部積油等因素影響感溫包正確感溫。更不能安裝在立管上。檢查冷凝器風機控制方式是否是調(diào)速，只有調(diào)速風機才能保證冷凝壓力恒定，如果是壓力開關控制，則冷凝壓力必須高于14kg/cm2，以防壓力開關頻繁動作造成壓力波動，影響調(diào)試的準確性。4.2.膨脹閥調(diào)整時注意事項熱力膨脹閥的調(diào)整工作，必須在制冷裝置正常運行狀態(tài)下進行，由于蒸發(fā)器出口處無法放置溫度計，可以利用壓縮機的吸氣壓力作為蒸發(fā)器內(nèi)的飽和壓力來校核過熱度。調(diào)整中，如果感到過熱度太小，即流量太大，則可把調(diào)節(jié)螺桿按順時針方向轉動半圈或一圈（即增大彈簧力，減小膨脹閥開啟度），使流量減小，反之，若感到過熱度太大，即供液不足，則可把調(diào)節(jié)螺桿朝相反方向（逆時針）轉動，使流量增大。由于實際工作中的熱力膨脹閥感溫系統(tǒng)存在在著一定的熱惰性，形成信號傳遞滯后，因此整個調(diào)整過程必須耐心細致，調(diào)節(jié)螺桿轉動的圈數(shù)一次不宜過多（直桿式膨脹閥的調(diào)節(jié)螺桿轉動一圈，過熱度變化大概改變1?2。0，兩次調(diào)整膨脹閥之間必須間隔15分鐘以上。耐心地經(jīng)多次調(diào)整直至滿足要求為止。壓露機外平衡腎用壓力志測杰澄器圖五過熱度測試兩次調(diào)整膨脹閥之間必須間隔15分鐘以上。耐心地經(jīng)多次調(diào)整直至滿足要求為止。壓露機外平衡腎用壓力志測杰澄器圖五過熱度測試用數(shù)子溫度震剖藪發(fā)器出口溫度°備*外平衡膨脹圈4.3.膨脹閥具體的調(diào)整步驟4.3.1膨脹閥過熱度的測量過熱度如圖五所示測量，步驟如下：1） 停機。將數(shù)字溫度表的探頭插入到蒸發(fā)器回氣口處的保溫層內(nèi)，準備讀出蒸發(fā)器回氣的溫度T1。將壓力表與壓縮機低壓閥的三通相連（HIROSS40UA等沒有低壓閥的空調(diào)，則將壓力表與蒸發(fā)器上的接頭相連），準備讀出蒸發(fā)器出口壓力所對應的溫度T2。2） 開機，讓壓縮機運行15分鐘以上，進入正常運行狀態(tài)，使系統(tǒng)壓力和溫度達到一恒定值?，F(xiàn)場測得高壓壓力為18Kg/cm2，高壓開關始終處于閉合運行狀態(tài)，故對系統(tǒng)影響不大，不用作特別處理。3） 讀出蒸發(fā)器出口溫度T1與蒸發(fā)器出口壓力所對應的溫度T2,過熱度為兩讀數(shù)之差。注意，必須同時讀出這兩個讀數(shù)，因為膨脹閥是一個機械結構，它的動作會同時引起T1和T2的改變。膨脹閥過熱度應在5-8r之間，如果不是，則進行調(diào)整。3.2具體調(diào)整步驟1） 拆下膨脹閥的防護蓋；2） 轉動調(diào)整螺桿2—4圈；（專業(yè)空調(diào)的膨脹閥一般采用壓桿式和散型齒輪式，散型齒輪式是用一個小齒輪帶動一個大齒輪，調(diào)節(jié)的圈數(shù)比較多，一般可以調(diào)2~4圈；壓桿式可調(diào)圈數(shù)比較少，每次調(diào)1/4圈；O65空調(diào)的膨脹閥采用散型齒輪式）3） 等10分鐘后，從新測量過熱度，是否在正常范圍，不是的話，重復上述操作。調(diào)節(jié)過程必須小心仔細。（如果膨脹閥油堵嚴重，應用無水乙醇進行清洗，再從重新裝上；失去調(diào)節(jié)功能的膨脹閥應更換；更換時，注意安裝位置和做好保溫）膨脹閥調(diào)整實例現(xiàn)根據(jù)上述步驟對杭州市電信分公司惠興路七局程控機房的HIROSS空調(diào)膨脹閥進行了調(diào)整，具體過程如下?；菖d路七局程控機房市話容量6萬門，裝有三臺HIROSS，二臺為O55型（94年安裝），一臺為40UA型（99年安裝），能滿足制冷量要求。當時室外溫度34.8°C，在檢查中發(fā)現(xiàn)一臺94年安裝的HIROSS055型空調(diào)在兩個壓縮機都運行的情況下，進回風溫差偏?。ɑ仫L22.5C，送風16.8C）空調(diào)制冷效果不明顯。觀察視液鏡和干燥過濾器，發(fā)現(xiàn)氟利昂充足，

排除少氟和過濾器堵塞，進一步檢查，發(fā)現(xiàn)兩臺空調(diào)壓縮機回氣有過熱、膨脹閥出口處溫度偏低現(xiàn)象，用數(shù)字式溫度計測得其中蒸發(fā)器出口溫度為 18°C,壓力表測得回氣壓力為3.2kg/cm2，對應的溫度為-5C，過熱度為23C，明顯偏離正常的過熱度，從而診斷為膨脹閥開啟度不夠，決定調(diào)整膨脹閥開啟度。進行正確調(diào)整后，蒸發(fā)器出口溫度為12C，用壓力表測得回氣壓力為4.8kg/cm2，對應的溫度為4.5C，相減后過熱度為7.5C?，F(xiàn)場調(diào)整前后的具體數(shù)據(jù)如下:HIR0SS055空調(diào)數(shù)值蒸發(fā)器出口溫度（度）壓縮機回氣壓力慎備皿2）壓縮機回氣壓力對應的溫度（度）過熱度（度）過熱度是否符合要求廠家調(diào)試標準值率=144.5-62.5-11妄8標準值1#系統(tǒng)本次調(diào)整前21.03.2--5.0區(qū)6.0否本次調(diào)整后13.45.05..S7.卷是2#系統(tǒng)本次調(diào)整前20.54.00.050.5否本次調(diào)整后13.Q：5.見"6.07.9是女宜：廠家調(diào)試標準值由KIRCI愁空調(diào)上海辦事處提供）本次調(diào)整中，1#、2#系統(tǒng)過熱度分別為7.6C和7.9C，進一步向下調(diào)整，系統(tǒng)壓力開始出現(xiàn)波動，表明膨脹閥工作超出了MSS線，進入不穩(wěn)定區(qū)，故本次調(diào)整，最佳過熱度分別為7.6C和7.9CO膨脹閥調(diào)整前后的進回風溫、濕度如下：空調(diào)回風空調(diào)送風溫度回送旦溫差（度）溫度（度）濕度（即）溫度酒）濕度（RH）調(diào)整前22.554.,;?；；16.875.45.7調(diào)整后■22.554.814.3'84.3■8/21）查濕空氣的焓濕圖，可以知道22.5C、54.8%時，濕空氣的含濕量X=9.4g/kg，濕空氣的密度可用下例公式計算p=P（1+x）/461.5*（273.15+t）（0.622+x），kg/m3（該公式引自于《空調(diào)與制冷手冊》p22）空氣壓力P=101325Pa。x為空氣的含濕量?？照{(diào)的空氣質(zhì)量循環(huán)量為G=p*風量循環(huán)量，HIROSSO55空調(diào)的風量循環(huán)量為19800M3/S，折算為5.5M3/S，故空氣質(zhì)量循環(huán)量G=101325（1+0.0094）/[461.5*（273.15+22.5）（0.622+0.0094）]*5.5=6.41kg/s根據(jù)h=1.005t+x（2500+1.84t）,kJ/kg （該公式引自于《空調(diào)與制冷手冊》P6）分別算出：h1=1.005*22.5+0.0094(2500+1.84*22.5)=45.50kJ/kgh2=1.005*16.8+0.0094(2500+1.84*16.8)=40.67kJ/kgh’2=1.005*14.3+0.0094(2500+1.84*14.3)=38.11kJ/kg故調(diào)整前制冷量Q=G(h1-h2)=6.41*(45.50-40.67)=30.96KJ/S=30.96KW調(diào)整后的制冷量Q’=G(h1-h’2)=6.41*(45.50-38.11)=47.31KW非常接近HIROSSO55空調(diào)的標準制冷量(回風溫度22、濕度50%時，標準制冷量為51.5KW)。調(diào)整后制冷量比調(diào)整前增大了47.31-30.96=16.35kw。2)通過電流表檢測，壓縮機調(diào)整后電流如下：(壓縮機額定電流為14A)壓縮機1壓縮機噎調(diào)整前電流0)調(diào)整后電流(A)調(diào)整前電流(￡調(diào)整后電流以)A相B相。?相.A相B相。相A相..日相?。?相.A相?.日相.C相10.2-1O.：39..911.511.610.410.510.311.81：..1.8'1.1.9膨脹閥調(diào)整前后，壓縮機電流每相只增加了1個多安培，不到1/10,但制冷量卻增加了近1/3，故增加制冷量的同時，起到了節(jié)能的目的。同時，壓縮機殼體中部的表面溫度從調(diào)整前的52°C降低到29°C，表明壓縮機冷卻良好，從而延長了壓縮機的壽命。膨脹閥檢查的周期經(jīng)過對杭州市電信分公司近二百多臺專用空調(diào)的運行情況統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)膨脹閥偏離工作點的情況通常發(fā)生在使用壽命的中后期，因此，決定對膨脹閥的檢查調(diào)整重點放在空調(diào)壽命的中后期上，下面是根據(jù)實際統(tǒng)計確立的膨脹閥檢查周期。膨脹閥檢查調(diào)整周期膨脹閥檢查調(diào)整周期使用前4年5-8年中第9年以后1次/年