热力膨胀阀的调试方法与合理维护.pdf

热力膨胀阀的调试方法及合理维护 一、概述 热力膨胀阀是组成制冷装置的重要部件，是制冷系统中四个基本设备之 一。它实现从冷凝压力至蒸发压力的压降，同时控制制冷剂的流量；它的体积虽 小，但作用巨大，它的工作好坏，直接决定整个系统的运行性能。但是在实际工 作中，热力膨胀阀的运行情况往往被忽视，使热力膨胀阀成为空调维护中的一个 死角。而定期检查和调整热力膨胀阀，对空调的运行寿命，节约能源，降低运行 成本，却有着重要的意义。 二、热力膨胀阀的工作过程分析 2.1 热力膨胀阀工作原理 热力膨胀阀是通过感受蒸发器出口气态制冷剂的过热度来控制进入蒸发 器的制冷剂流量。按照平衡方式不同，热力膨胀阀分为外平衡式和内平衡式。在 机房专用空调中，一般采用外平衡式热力膨胀阀。目前所使用的风冷式机房专用 空调，如 HIROSS、STULZ、ISOVEL、AIREDELE 和法亚均采用这种结构。热力膨胀 阀的结构如图 1所示：热力膨胀阀由感应机构、执行机构、调整机构和阀体组成。 感应机构中充注氟利昂工质，感温包设置在蒸发器出口处，其出口处温度与蒸发 温度之间存在温差，通常称为过热度。感温包感受到蒸发器出口温度后，使整个 感应系统处于对应的饱和压力 Pb。如图 1，该压力将通过膜片传给顶杆直到阀芯。 在压力腔上部的膜片仅有 Pb 存在，膜片的下方有调整弹簧的弹簧力 Pt 和蒸发压 力 P0，三者处于平衡时有Pb=Pt+Po 。当蒸发器热负荷增大时，出口过热度偏高， Pb 增大，PbPt+Po，合力使顶杆、阀芯下移，热力膨胀阀开启增大，制冷剂流量 按比例增加。反之，热力膨胀阀开启变小，制冷剂流量按比例减小。因此，机房 专用空调是由热力膨胀阀通过控制过热度实现制冷系统的自我调整。 / 2.2 确定正确的过热度 要保证热力膨胀阀工作在最佳匹配点，就必须保证热力膨胀阀有合适的过 热度。热力膨胀阀的过热度由静装配过热度与有效过热度组成。图 2 显示了机房 专用空调热力膨胀阀的典型静态性能曲线，它的静态特性指出了其容量和蒸发器 出口气态制冷剂过热度的关系。使阀门开始开启所需要的过热度称为开启过热度 （A 点），又叫静装配过热度，一般的静装配过热度约为 3℃。从热力膨胀阀开始 开启至额定开度所需要的过热度增量（即线段 AB），称为热力膨胀阀的有效过热 度或可变过热度。其数值的大小与弹簧的刚度及阀芯的行程有关，一般有效过热 度约为 2~5℃，通常把热力膨胀阀的静装配过热度与有效过热度之和称为工作过 热度，即平时所说的过热度。因此，我们只有保证过热度在合适的范围内，制冷 系统才能达到最大冷量，又不会引起湿冲程。机房专用空调过热度都要求在 5~8℃ 之间。如果发现过热度不在该范围内，就要进行调整。 三、检查调整热力膨胀阀的必要性 机房专用空调刚投入运行，热力膨胀阀是不用调整，但是在空调连续使用 几年后，由于阀针的磨损、系统有杂质、阀孔部分有堵塞及弹簧弹力减弱等原因， / 影响了热力膨胀阀的开启度，使得热力膨胀阀偏离了它的工作点，表现为热力膨 胀阀开启度偏小或过大。 热力膨胀阀开启度太小的话，就会造成供液不足，使得没有足够的氟利昂在蒸发 器内蒸发，制冷剂在蒸发管内流动的途中就已经蒸发完了，在这以后的一段，蒸 发器管中没有液体制冷剂可供蒸发，只有蒸汽被过热。因此，相当一部分的蒸发 器未能充分发挥其效能，造成制冷量不足，降低了空调的制冷效果。机房专用空 调的压缩机大多采用蒸发器回来的蒸汽来冷却压缩机，如果热力膨胀阀开启不够， 就造成蒸汽过热度过大，对压缩机冷却作用减小，压缩机的排气温度会增高，润 滑油变稀，润滑质量降低，压缩机的工作环境恶化，会严重影响压缩机的工作寿 命。我公司和睦机房 ISOVEL 空调就曾发生压缩机烧机现象，据分析与过热度过大 有关。另外由于机房温度降不下来，又增加了压缩机的开启台数,增加了耗电量。 与此相反，如果热力膨胀阀开启过大，即热力膨胀阀向蒸发器的供液量大 于蒸发器负荷，会造成部分制冷剂来不及在蒸发器内蒸发，同气态制冷剂一起进 入压缩机，引起湿冲程，甚至冲缸事故，损坏压缩机。99 年，杭州市电信分公司 景芳二楼程控机房有一台 ISOPAK 机房专用空调的一个压缩机阀片被击穿，可能与 热力膨胀阀开启过