船舶制冷装置11-7讲解.ppt

§11—7.制冷的自动化元件 一、热力膨胀阀 位置： 作用： 1）节流降压 2）自动调节冷剂流量 3）使蒸发器出口有合适的过热度[大致稳定],既避免供液过多，又能使蒸发面得以充分利用； 感受信号：蒸发器出口处冷剂的过热度 分类：内平衡式、外平衡式 1、内平衡式热力膨胀阀结构和原理 （1）结构[课件] ?热力头[温包.毛细管.动力头----膜片/波纹管] ?节流元件[阀芯/座.顶杆.节流管---防冲刷] ?过热度调整机构 ?阀体。其中： 温包：安装在蒸发器出口管路上； 顶杆穿过分隔处不密封，且另有一通孔作平衡孔，使阀后冷剂压力直接作用于波纹管下——内平衡式 （2）工作原理 假设冷剂从A处至E处气化完毕，成为干饱和蒸汽，从E处至F处为过热段，当蒸发器流动阻力不大时，则E处t`o ? to, p`o ? po； F处由于距E处近，故压力仍为 p`o ? po ，而 t1to, 出口过热度?t = t1-t`o ? t1-to ，即：（ t1-to ）近似反映出口过热度（ t1-t`o ） ； 膜片的受力p1＝ p0＋ psP1：t1对应的感温介质的饱和压力p0：蒸发压力，即t0所对应的冷剂的饱和压力 Ps：弹簧张力 要使阀开启并维持一定开度，必须p1 -p0 ＞ pS，即t1＞tO 。 Δt↑→ t1↑→ p1↑→阀开大→供液量↑； Δt↓→阀关小。 ?过热度Δt＝ t1—tO（流阻不大时） 当蒸发器流动阻力大 时，由于冷剂在蒸发 器中有压降，即 Δp0 = po – p`o ， 则膜片p1＝ p0＋ ps ＝ p’0＋ Δp0 ＋ ps ， 此时p1 - p’0 ＝ Δp0 ＋ ps， 即膨胀阀控制的出口过 热度（ t1-t`o ）将大于由弹簧力ps 设定值（ t1-to ），这样过热段长，蒸发器的利用率低，经济性变差，故管内流阻大时[ Δp0 对应的饱和温降＞1℃（R22）或2℃（R12）] ，应采用外平衡式膨胀阀。 设想： p1＝ p0＋ ps? p1 =p’0＋ ps [Δt＝ t1—t`O] 2、外平衡式热力膨胀阀的结构和原理 在波纹管（或膜片）下方分隔出一个压力腔，用外平衡管将蒸发器出口压力p’0 引至波纹管（或膜片）下方压力腔，并在顶杆穿过分隔处设有密封填料，这种无内平衡孔的结构为外平衡式热力膨胀阀，这样p1＝ p’0＋ ps。出口过热度Δt = t1-t`o直接由ps确定，不再受流阻的影响。 节流管的作用： 分担阀的节流作用；避免阀芯和阀座处流速过高而磨损过大 热力膨胀阀特点： ?出口过热度改变时，从温包感受过热温度变化至压力变化，至自动调节，时间长； ?蒸发器热负荷不同，阀的开度也不同，对应的出口过热度就不同，即存有静差；阀的开度大小由温包压力决定的； 特点 静止过热度：阀刚好关闭时的过热度。2～8℃。为保证阀的关闭严密，关闭时弹簧有一定的预紧力，阀从静止到开启时的过热度就是静止过热度；弹簧预紧力↑→静止过热度↑[p1＝ p0＋ ps] 工作过热度：膨胀阀处于某一开度时对应的过热度 过热度变化量：膨胀阀从额定开度到全关位置过热度的变化值；亦即阀达到额定开度时的工作过热度与静止过热度之差。 额定开度：我国规定过热度的变化量是4℃时阀的开度。额定开度以内，阀的开度与过热度近似成正比直线，以外是曲线 [问]调整弹簧预紧力，曲线上下移动[ ] 回 顾 [问]回气过热度越大，膨胀阀膜片上方的压力越大；[ ] [问]购买新的热力膨胀阀时，若发现进出口不通气，说明状态正常；[ ] [问]外平衡式热力膨胀阀中，波纹管顶杆填料漏泄将会导致阀的开度变大[ ]；冷剂流量增加[ ]；吸气过热度增加；[ ] [问]外平衡式热力膨胀阀换用内平衡式会导致冷剂流量增加[ ]；过热度增加[ ]； [问]蒸发器结霜逐渐加厚；冷剂流量增加[ ]；过热度增加[ ] 3、热力膨胀阀的容量和选配 1）容量Q： 阀在额定开度时流过的冷剂完全气化时的吸热量，是阀的重要性能参数，也是选阀的依据。 Q=G q0 Q：通过膨胀阀的冷剂流量 q0：单位制冷量 由于温包充剂的性质和压力不同，每个膨胀阀只适用于既定的制冷剂，阀的容量大小取决于阀的型号。 膨胀阀的名义工况下的容量叫名义容量。 如：TEX12-4.5 2）选用：[自学] 新阀粗略检查：从进口端吹气，应通；如不通，说明热力膨胀阀处于全关位置，原因膜片破漏、感温管破裂等 ①根据所用冷剂选用不同系列的膨胀阀 ②根据蒸发器流阻大小决定外平衡或内平衡式 流阻大，选用外平衡式；流阻小，内平衡式 同样的蒸发器同样的流阻：高温库，蒸发温度高，对应的温降小，可用内平衡式；而低温库，蒸发温度高，对应的温降大，应用