熱力膨脹閥是制冷系統(tǒng)中四大部件之一，在系統(tǒng)中負責把制冷劑從冷凝壓力降至蒸發(fā)壓力，并按比例控制制冷劑的流量。



一個系統(tǒng)中熱力膨脹閥的好壞會直接影響整個系統(tǒng)的運行性能，所以選擇合適的熱力膨脹閥，對空調系統(tǒng)的運行壽命、制冷效果，運行成本具有重要的意義。

一、熱力膨脹閥選擇的目的



熱力膨脹閥的選配對整個系統(tǒng)的性能發(fā)揮起著重要的作用,正確的選擇熱力膨脹閥將使蒸發(fā)器大限度地加以利用,并使蒸發(fā)器始終和熱負荷匹配。



二、熱力膨脹閥與系統(tǒng)不匹配時的現象



熱力膨脹閥與系統(tǒng)不匹配時，會使系統(tǒng)的制冷劑流量時多時少，導致熱力膨脹閥的制冷量時大時小。



當制冷量過小時，會使蒸發(fā)器供液不足，產生過大熱度，對系統(tǒng)性能會造成不利的影響；

當制冷量過大時，會引起震蕩，間歇性的使蒸發(fā)器供液過量，導致壓縮機的吸氣壓力出現劇烈波動，甚至有液態(tài)制冷劑進入壓縮機,引起液擊(濕壓縮/液擊)現象。

三、熱力膨脹閥選擇的依據



熱力膨脹閥的選擇根據制冷系統(tǒng)的制冷劑種類、蒸發(fā)溫度范圍和蒸發(fā)器過熱負荷的大小來進行。



1、熱力膨脹閥選擇方法及一般步驟如下：



　　1)確定系統(tǒng)的制冷劑型號。



　　2)確定蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度,冷凝溫度及制冷量。



　　3)熱力膨脹閥進出口的壓力差。



2、熱力膨脹閥選擇舉例



有一臺蒸發(fā)盤管(4DW4/10F-50x50.3A)，制冷劑采用R407C，制冷量為96KW，蒸發(fā)溫度為8℃，冷凝溫度為50℃，選擇什么型號的熱力膨脹閥(以丹佛斯公司產品為例)。



首先確定膨脹閥進出口兩端的壓力差ΔP：



ΔP=P k-P 0 - ΔP1 - ΔP1



公式中：

　　P k為冷凝壓力。

　　P 0為蒸發(fā)壓力。

　　ΔP1為供液銅管的壓力降。

　　ΔP2為分液器和分液毛細管的壓力降。 



　　P k(冷凝壓力)，P0(蒸發(fā)壓力)由所給的已知參數可在焓濕圖中查得：



也可以在Refig軟件中查詢該參數：

而供液銅管的壓力降，由于所用的盤管選型軟件，在所計算的數據中已有了供液管的壓力降。故已知ΔP1=135KPa。再分液器分液銅管的壓力降取經驗值ΔP2=150KPa。



當制冷劑采用R407C，制冷量為96KW，蒸發(fā)溫度為8℃，冷凝溫度為50℃，選擇型號為TE5系列熱力膨脹閥(以丹佛斯公司產品為例)：

ΔP=P k-P 0 - ΔP1 - ΔP1=1959-592-135-150=1082Kpa；

通常在冷庫或者其他設備中，需要選擇另外一些工作點的值，通過比對，選擇各點工作下，熱力膨脹閥都能滿足的型號。

四、熱力膨脹閥選擇的一些建議

膨脹閥是制冷系統(tǒng)的四大組件之一，是調節(jié)和控制制冷劑流量和壓力進入蒸發(fā)器的重要裝置，也是高低壓側的“分界線”。

它的調節(jié)，不僅關系到整個制冷系統(tǒng)能否正常運行，而且也是衡量操作工技術高低的重要標志。例如所測冷庫溫度為-10℃，蒸發(fā)溫度比冷庫溫度低5~10℃，即-15~-20℃，對照《制冷劑溫度壓力對照表》（以R12制冷劑為例），相對應的壓力為0.23~0.054MPa表壓，此壓力即為膨脹閥的調節(jié)壓力（出口壓力）。由于管路的壓力和溫度損失（取決于管路的長短和隔熱效果），吸氣溫度比蒸發(fā)溫度高5~15℃，相對應的吸氣壓力應為0.12~0.166MPa表壓。

調節(jié)膨脹閥必須仔細耐心地進行，調節(jié)壓力必須經過蒸發(fā)器與庫溫產生熱交換沸騰（蒸發(fā)）后再通過管路進入壓縮機吸氣腔反映到壓力表上的，需要一個時間過程。

每調動膨脹閥一次，一般需10~15分鐘的時間后才能將膨脹閥的調節(jié)壓力穩(wěn)定在吸氣壓力表上。壓縮機的吸氣壓力是膨脹閥調節(jié)壓力的重要參考參數。

膨脹閥的開啟度小，制冷劑通過的流量就少，壓力也低；

膨脹閥的開啟度大，制冷劑通過的流量就多，壓力也高。

根據制冷劑的熱力性質，壓力越低，相對應的溫度就越低；壓力越高，相對應的溫度也就越高。按照這一定律，如果膨脹閥出口壓力過低，相應的蒸發(fā)壓力和溫度也過低。但由于進入蒸發(fā)器流量的減少，壓力的降低，造成蒸發(fā)速度減慢，單位容積（時間）制冷量下降，制冷效率降低。相反，如果膨脹閥出口壓力過高，相應的蒸發(fā)壓力和溫度也過高。

進入蒸發(fā)器的流量和壓力都加大，由于液體蒸發(fā)過剩，過潮氣體（甚至液體）被壓縮機吸入，引起壓縮機的濕沖程（液擊），使壓縮機不能正常工作，造成一系列工況惡劣，甚至損壞壓縮機。由此看來，正確調整膨脹閥對系統(tǒng)的運行顯得尤為重要。膨脹閥容量是應該讓其為蒸發(fā)器熱負荷的1.2~1.3倍但不大于2倍！（摘自榮昌老師的發(fā)）。

我現在拿大洋的壓縮機舉例，10匹的，型號為C-SC735H8H，在50Hz下的制冷量為30.6。樣本上標的制冷量的值是在測試工況為冷凝溫度54.4℃，蒸發(fā)溫度7.2℃，過冷度8.3℃，過熱度為11.1℃情況下的值。如果我現在要設計一個水源工況的熱泵機組，走的是地下水，那么該怎么匹配相應的膨脹閥呢？



首先要確定壓縮機在設計工況下的制冷量；夏季，2/34℃，過冷度5℃，過熱度為10℃，此時壓縮機的制冷量為30.56kW；冬季，3/50℃，過冷度5℃，過熱度為10℃，此時壓縮機的制冷量為26.58kW。


我現在選取DANFOSS的TDEB系列的帶平衡口的雙向膨脹閥。

先根據夏季制冷工況匹配一個。根據樣本上的數據，膨脹閥前后的壓力等于冷凝壓力減去蒸發(fā)壓力及液體經過管路、管彎頭、干燥過濾器、視液鏡、電磁閥等部件的壓力之和，結果大概為6bar ,選取TDEB11，此時的膨脹閥的制冷量在34.3kW（0℃）~37kW（5℃）之間，合適。


再核算冬季制熱工況的制冷量，膨脹閥前后的壓力約等于12bar，對于DANFOSS此系列的膨脹閥，反響流的能力下降15％，查樣本，此時的制冷量為41.5kW（0℃）~44.5kW（5℃），按衰減15％計算也就是在35.3~37.8之間，還是比較合適，這說明選取TDEB11合適。

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