热力膨胀阀是制冷系统中关键部件之一,在系统中作用是把制冷剂从冷凝压力降至蒸发压力,并控制制冷剂的流量。
  热力膨胀阀的匹配或故障直接影响制冷性能。及时排除热力膨胀阀的故障及正确选配与调整,对制冷效果,系统的运行寿命及成本具有重要的意义。
热力膨胀阀
  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。按平衡方式不同, 热力膨胀阀分为外平衡和内平衡式,而在空调系统中多采用外平衡式.由感应机构,执行机构,调整机构和阀体组成。工作时,固定在蒸发器出口管道上的感温元件感应蒸发器出口的过热温度,使感温包内产生压力,并由毛细管将压力信号传递给膨胀阀内的顶针,由此调节阀芯的启开度,控制制冷剂的流量。
  热力膨胀阀在制冷系统中的常见故障:阀芯堵塞,感温元件损坏,调整不当,选型不当。
  热力膨胀阀的堵塞故障 :
  1) 在制冷系统中,热力膨胀阀的堵塞故障主要是“脏堵”和“冰堵”。脏堵原因主要是系统中的杂质:如焊渣,铜屑,铁屑,制冷剂中的杂质等。冰堵是因系统中含有过多的水分(湿气),产生湿气的途径有: 在安装时系统抽真空不够,没能把管路内的湿气抽尽;管路连接处焊接工艺不好,有漏气点。
  在向系统充注时没把连接管内的空气排出。为系统补充润滑油时,进入空气。
  堵塞一般情况下发生在干燥过滤器中,系统中的杂质被过滤器拦截或进入热力膨胀阀内,造成脏堵现象。发生时系统首先表现为回气温度升高,过热度升高,故障严重时,使系统停止运转,甚至使压缩机损坏。
  冰堵塞一般发生在膨胀阀的节流孔处如,因为这里是整个系统中温度最低的,孔径最小的地方。由于系统不制冷,系统整体温度回升,随着温度的提高,冰堵处会逐渐融化,而后系统又恢复制冷能力, 随着系统整体温度的再次降低又会出现冰堵现象。故冰堵塞是一个反复过程。
  2)堵塞的排除方法 :对于脏堵,如果不是很严重,更换干燥过滤器。如果非常严重,就要重新清理系统管路中的杂质,抽真空,重新充注制冷剂。对于轻微冰堵,可用热毛巾敷在冰堵处,如果冰堵程度比较严重,已影响了系统的正常运行,则要换掉过滤干燥器,重新处掉系统管路中的水分,抽真空,重新充注制冷剂。
  3) 感温包故障常见原因 :
  当系统中出现膨胀阀供液时多时少或膨胀阀关不小,过热度,过冷度不正常等现象时.原因可能就是感温包出了故障。 
  1) 感温包毛细管断裂,使感温包内的充注物漏掉,导致不能把正确的信号传给热力膨胀阀的执机构。
  2) 感温包包扎位置不正确。
  4) 感温包故障处理: 一般情况感温包尽量装在蒸发器出口水平段的回气管上,应远离压缩机吸气口而近蒸发器,且不宜垂直安装。当水平回气管直径小于7/8"(22mm)时, 感温包宜安装在回气管的顶上端。当水平回气管直径大于7/8"时,感温包要安装在回气管轴线以下与水平轴线成45 度左右。
  因为把感温包安装在吸气管的上部会降低反应的灵敏度,可能使蒸发器的制冷剂过多,把感温包安装在吸气管的底部会引起供液的紊乱,因为总有少量的液态制冷剂流到感温包安装的位置,而导致感温包温度的迅速变化。
  安装时, 感温包需用铜片包扎好,回气管表面要除锈,如果是钢管,表面除锈后涂银漆,以保证感温包
  与回气管的良好接触。感温包必须低于阀顶膜片上腔,而且感温包的头部要水平放置或朝下,当相对位置高于膜片上腔时,毛细管应向上弯成U 形,以免液体进入膜片上腔。为了避免系统突然停机时,制冷剂液体或油积在感温包所在的水平管段而影响感温包的性能, 感温包后的管段应该做成
  5) 调整不当膨胀阀的过热度:热力膨胀阀处于某一开度,所对应的过热度称为工作过热度即所说的热力膨胀阀的过热度。包括静态过热度(SS)和开启过热度(OS)。
  静态过热度:热力膨胀阀处于开启位置时,弹簧力最小,这时热力膨胀阀控制的过热度最小,称之为静态过热度SS。
  动态过热度:膨胀阀阀孔开启后,阀孔开度随出口蒸气过热度的增大而增大,从阀孔开启到全开为止,其过热度增加的数值叫动态过热度OS。用曲线表示为。
  6) 膨胀阀的正确调整方法 :在调整热力膨胀阀之前,必须确认制冷异常原因是由于热力膨胀阀偏离最佳工作点引起的,还是因为氟利昂少、干燥过滤器堵塞等其他原因所引起的。同时,必须保证感温包采样信号的正确性,感温头安装的位置必须正确,绝对不可安装在管道的正下方,以防管子底部积油等因素影响感温包正确感温。
  7) 热力膨胀阀调整时注意事项
  热力膨胀阀的调整工作,必须在制冷装置正常运行状态下进行。由于蒸发器表面无法放置测温计,可以利用压缩机的吸气压力作为蒸发器内的饱和压力,查表得到近似蒸发温度。用测温计测出回气管的温度,与蒸发温度对比来校核过热度。调整中,如果感到过热度太小,则可把调节螺杆按顺时针方向转动(即增大弹簧力,减小热力膨胀阀开启度),使流量减小;反之,若感到过热度太大,即供液不足,则可把调节螺杆朝相反方向(逆时针)转动,使流量增大。由于实际工作中的热力膨胀阀感温系统存在着一定的热惰性,形成信号传递滞后,运行基本稳定后方可进行下一次调整。因此整个调整过程必须耐心细致,调节螺杆转动的圈数一次不宜过多过快。
  热力膨胀阀具体的调整步骤 :
  停机。将数字温度表的探头插入到蒸发器回气口处(对应感温包位置)的保温层内。将压 力表与压缩机低压阀的三通相连。
  开机。让压缩机运行15 分钟以上,进入稳定运行状态,使压力指示和温度显示达到稳定值。
  读出数字温度表温度T1 与压力表测得压力所对应的温度T2,过热度为两读数之差T1- T2。
  注意,必须同时读出这两个读数。热力膨胀阀过热度应在5-8℃之间,如果不是,则进行适当的调整。调整步骤是:首先拆下热力膨胀阀的防护盖,然后转动调整螺杆2-4 圈,等系统运行稳定,重新读数,计算过热度,是否在正常范围,不是的话,重复前面的操作,直至符合要求,调节过程必须小心仔细。
  8)热力膨胀阀的选配
  热力膨胀阀的正确选配对整个系统的性能发挥起着重要的作用。正确选配热力膨胀阀将使蒸发器最大限度地加以利用,并使蒸发器始终和热负荷匹配。
  9) 热力膨胀阀与系统不匹配时的现象 :不匹配时、会使系统的制冷剂流量时多时少,导致热力膨胀阀的制冷量时大时小,当制冷量过小时,会使蒸发器供液不足,产生过大热度,对系统性能会造成不利的影响.当制冷量过大时,会引起震荡,间歇性的使蒸发器供液过量,导致压缩机的吸气压力出现剧烈波动,甚至有液态制冷剂进入压缩机,引起液击(湿冲程)现象。
  10) 热力膨胀阀选择的依据 :
  根据制冷系统的制冷剂种类,蒸发温度范围和蒸发器过热负荷的大小选择。
  一般步骤如下:
  1) 确定系统的制冷剂型号。 
  2) 确定蒸发器的蒸发温度,冷凝温度及制冷量。 
  3) 热力膨胀阀进出口的压力差。
  举例 :有一台蒸发盘管(4DW4/10F-50x50.3A),制冷剂采用R407C,制冷量为96KW,蒸发温度为8℃,冷凝温度为50℃,选择什么型号的热力膨胀阀(以丹佛斯公司产品为例)。
  首先确定膨胀阀进出口两端的压力差P Δ 。 
  公式中: 
  P k 为冷凝压力。 
  P 0 为蒸发压力。 
  1 P Δ 为供液铜管的压力降。 
  2 P Δ 为分液器和分液毛细管的压力降。
  P k (冷凝压力),P0(蒸发压力)由所给的已知参数可在焓湿图中查得。 
  P k =17.5 5 10 × P a ,P0=6.5 5 10 × P a 
  而供液铜管的压力降。已知1 P Δ =0.0031 5 10 × Pa。再分液器分液铜管的压力降取经验值2 P Δ =1 5 10 × Pa 。 
  当制冷剂采用R407C,制冷量为96KW,蒸发温度为8℃,冷凝温度为50℃, 1 P Δ 
  为10bar,选择型号为TDEZ26 热力膨胀阀(以丹佛斯公司产品为例)。 
  制冷量(KW) R407C 
  蒸发温度+15℃ 蒸发温度+10℃ 
  膨胀阀两端压力降△P(巴) 膨胀阀两端压力降△P(巴)型号和名义制冷