空气调节用制冷技术_05节流机构和辅助设备
77页1、第五章 节流机构和辅助设备,5.1节流机构,节流机构的工作原理: 当制冷剂流体通过一小孔时,一部分静压力转变为动压力,流速急剧增大,成为湍流流动,流体发生扰动,摩擦阻力增加,静压下降,使流体达到降压、调节流量的目的。 节流是压缩式制冷循环不可缺少的四个主要过程之一。,(1)对高压液态制冷剂进行节流降压,保证冷凝器与蒸发器之间的压力差,以便使蒸发器中的液体制冷剂在要求的低压下蒸发吸热,从而达到制冷降温的目的。 (2)调节供入蒸发器的制冷剂流量,以适应制冷系统制冷量变化的需要。即随着蒸发器热负荷的变化,节流机构供液量也要相应地变化。若供液量小了,会使制冷量不足;供液量多了,会引起湿压缩,甚至冲缸事故。,节流机构的基本作用:,膨胀阀的分类:,一、手动膨胀阀,手动膨胀阀的构造与普通截止阀相似,它的特点是阀杆采用细牙螺纹,阀杆上、下行程大;阀芯为针形锥体,或具有V形缺口的锥形圆筒,或平板,如图所示。这样保证阀门开启度增减时流量逐渐增减,而且有较大的调节范围。,手动膨胀阀现在已较少单独使用,一般都用作辅助性流量调节,把它装在旁通管道上,以备应急,或检修自动阀门时使用,或者同液面控制器及电磁阀配合使
2、用,共同实现供液量的控制,如图所示。,二、浮球式膨胀阀,浮球式膨胀阀广泛应用于氨制冷装置中。按照其流通方式的不同,浮球式膨胀阀可分为直通式和非直通式两种。它们的结构如图所示。,注意: 1)为了保证浮球阀的灵敏性和可靠性,在浮球阀前都设有过滤器,以防污物堵塞阀口。设备运转过程中,应对过滤器进行定期检查和清洗。 2)在浮球阀的管路系统中,一般都装有手动节流阀的旁路系统,一旦浮球阀发生故障或清洗过滤器时,可使用手动节流阀调节供液。 3)浮球阀还装有截止阀,停机后立即关闭。因为压缩机停止后,蒸发器中的制冷剂停止蒸发,液体中的气泡消失,液位下降,浮球阀开大,大量制冷剂液体就会进入蒸发器,当液位升高至上限时,浮球阀才能自动关闭。在下次启动压缩机时,制冷剂沸腾,原已处于上限的液位,因液体中充满气泡而进一步猛涨,甚至会导致压缩机发生液击。,三、热力膨胀阀,(一)热力膨胀阀的工作原理,氟里昂制冷系统一般都用热力膨胀阀来调节制冷剂流量。它既是控制蒸发器供液量的调节阀,同时也是制冷装置的节流阀,所以热力膨胀阀也称热力调节阀。热力膨胀阀是利用蒸发器出口处制冷剂蒸汽过热度的变化来调节供液量。根据结构的不同,热力
3、膨胀阀可分为内平衡式和外平衡式两种。,(1)内平衡式热力膨胀阀,内平衡式热力膨胀阀的结构如图所示。它由感温包、毛细管、阀座、膜片、顶杆、阀针及调节机构等构成。,内平衡式热力膨胀阀,环形阀孔,制冷剂进口,制冷剂出口,感温包,感温包,注意: 内平衡式热力膨胀阀是依靠蒸发器出口气态制冷剂的过热度来调节蒸发器的供液量。这种阀只用在有较大过热度的制冷剂(如R12等)的非满液式蒸发器或小型蒸发器中。,(2)外平衡式热力膨胀阀,外平衡式热力膨胀阀实物图,外平衡式热力膨胀阀的调节特性,基本上不受蒸发器中压力损失的影响,但是由于它的结构比较复杂,因此一般只有从膨胀阀出口到蒸发器出口,制冷剂的压力降所相应的蒸发温度降超过23时,才应用外平衡式热力膨胀阀。目前国内一般中小型的氟里昂制冷系统,除了使用分液器的蒸发器外,蒸发器的压力损失都比较小,所以采用内平衡式热力膨胀阀较多。用分液器的蒸发器压力损失较大,故宜采用外平衡式热力膨胀阀。,注意:,图5-6 带保险结构的双向热力膨胀阀,(二)感温包的充注,根据制冷系统所用制冷剂的种类和蒸发温度的不同,热力膨胀阀感温系统中可采用不同的物质和方式进行充注,主要方式有充液
4、式、充气式、交叉充液式、混合充注式和吸附充注式,各种充注方式均有优缺点和使用限制。,(1)充液式热力膨胀阀,充液式的优点是阀门的工作不受膨胀阀和平衡毛细管所处环境温度的影响,即使温度低于感温包感受的温度,也能正常工作。但是,充液式热力膨胀阀随蒸发温度的降低,过热度有明显上升的趋势。,(2)充气式热力膨胀阀,图5-8 充气热力膨胀阀感温包内制冷剂特性曲线,(3)其他充注式热力膨胀阀,图5-9 交叉充液式热力膨胀阀的特性曲线,(三)热力膨胀阀的选配、安装与调试,(1)选配,选配时应考虑到制冷剂种类和蒸发温度范围,且使膨胀阀的容量与蒸发器的负荷相匹配。,在一定的阀开度和膨胀阀进出口制冷剂状态的情况下,通过膨胀阀的制冷剂流量可按照下式计算:,(2)安装,四、电子膨胀阀,无级变容量制冷系统制冷剂供液量调节范围宽,要求调节反应快,传统的节流机构(如热力膨胀阀)已不能胜任,这时需要使用电子膨胀阀。电子膨胀阀利用被调节参数产生的电信号,控制施加于膨胀阀上的电压或电流,进而达到调节供液量的目的。 按照驱动方式的不同,电子膨胀阀可分为电磁式和电动式两类。,(一)电磁式电子膨胀阀,电磁式膨胀阀的结构简单,动
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