工業冷水機主要部件-膨脹閥詳解及其故障解決辦法
下面就工業冷水機所使用的膨脹閥做個詳細的介紹以及故障產生的原因及其解決辦法.
1 概述
*,熱力膨脹閥是制冷系統中四大部件之一,在系統中負責把制冷劑從冷凝壓力降至蒸發壓力,并按比例控制制冷劑的流量。一個系統中熱力膨脹閥的好壞會直接影響整個系統的運行性能,所以及時排除熱力膨脹閥工作中的故障及適當正確的選擇,對空調系統的運行壽命,制冷效果,運行成本具有重要的意義。
2 熱力膨脹閥的工作原理.
熱力膨脹閥是通過感受蒸發器出口氣態制冷劑的過熱度來控制進入蒸發器的制冷劑流量.按照平衡方式不同, 熱力膨脹閥分為外平衡和內平衡式,而在*空調系統中多采用外平衡式.由感應機構,執行機構,調整機構和閥體組成。工作時,固定在蒸發器出口管道上的感溫包感應蒸發器出口的過熱溫度,使感溫包內產生壓力,并由毛細管傳到膜片上部的空間,在壓力的作用下膜片以彈性變形的方式把信號傳遞給頂針(執行機構),從而調節閥們的開度,控制制冷劑的流量。
3 熱力膨脹閥工作中幾個故障分析
3.1 熱力膨脹閥的堵塞故障
3.1.1 堵塞的原因
制冷系統中熱力膨脹閥的堵塞故障是經常發生的,包括“臟堵”和“冰堵”.臟堵的主要原因是系統中存在雜質,例如焊渣,銅屑,鐵屑,纖維等。冰堵的原因是系統中含有過多的水分(濕氣),產生濕氣的途徑有:
1) 在安裝時系統抽真空時間不夠,沒能把管路內的濕氣抽盡;管路連接處焊接工藝不好,有漏氣點。
2) 在向系統充注制冷劑時,沒把連接軟管內的空氣吹出軟管。
3) 為系統補充潤滑油時,進入空氣。
3.1.2 堵塞發生的位置
一般情況臟堵塞發生在干燥過濾器上,系統中的雜質被過濾器攔截住,造成臟堵現象。發生時,系統首先表現為回氣溫度升高,過熱度升高,故障嚴重后,使系統停止運轉,如沒有把系統中的雜質清除掉,系統不能再開機。冰堵塞一般發生在膨脹閥的節流孔處如,因為這里是整個系統中溫度zui低,孔徑zui小的地方。由于系統不在制冷,系統整體溫度回升,隨著溫度的提高,冰堵處會逐漸融化,而后系統又恢復制冷能力,隨著系統整體溫度的再次降低又會出現冰堵現象。故冰堵塞是一個反復的過程。
3.1.3 堵塞的排除方法
那么怎樣排除堵塞故障呢? 對于臟堵,如果不是很嚴重,換一個干燥過濾器就可以了。如果非常嚴重,就要重新清理系統管路中的雜質,抽真空,重新充注制冷劑。對于輕微冰堵,可用熱毛巾敷在冰堵處，如果冰堵程度比較嚴重，已影響了系統的正常運行，則要換掉過濾干燥器，重新處掉系統管路中的水分,抽真空,重新充注制冷劑。
3.2 感溫包故障
3.2.1 感溫包故障常見原因
當系統中出現膨脹閥供液時多時少或膨脹閥關不小,過熱度,過冷度不正確等現象時.原因可能就是感溫包出了故障。包括：
1) 感溫包毛細管斷裂,使感溫包內的充注物漏掉,導致不能把正確的信號傳給熱力膨脹閥的執機構。
2) 感溫包包扎位置不正確。
3.2.2 感溫包故障處理辦法
一般情況感溫包盡量裝在蒸發器出口水平段的回氣管上,應遠離壓縮機吸氣口而靠近蒸發器,而且不宜垂直安裝。當水平回氣管直徑小于7/8"（22mm）時, 感溫包宜安裝在回氣管的頂上端，即吸氣管的“一點鐘”。當水平回氣管直徑大于7/8"時,感溫包要安裝在回氣管軸線以下與水平軸線成45 度左右,即吸氣管的“3 點鐘”位置。因為把感溫包安裝在吸氣管的上部會降低反應的靈敏度,可能使蒸發器的制冷劑過多，把感溫包安裝在吸氣管的底部會引起供液的紊亂,因為總有少量的液態制冷劑流到感溫包安裝的位置,而導致感溫包溫度的迅速變化。安裝時, 感溫包需用銅片包扎好,回氣管表面要除銹,如果是鋼管,表面除銹后涂銀漆,以保證感溫包與回氣管的良好接觸。感溫包必須低于閥頂膜片上腔,而且感溫包的頭部要水平放置或朝下,當相對位置高于膜片上腔時,毛細管應向上彎成U 形,以免液體進入膜片上腔。
3.3 調整不當
3.3.1 關于膨脹閥調整有關概念
說到調整,首先要明白幾個概念
（1）膨脹閥的過熱度：熱力膨脹閥處于某一開度,所對應的過熱度稱為工作過熱度即所說的熱力膨脹閥的過熱度。包括靜態過熱度(SS)和開啟過熱度(OS)。
（2）靜態過熱度：熱力膨脹閥處于開啟位置時，彈簧力zui小，這時熱力膨脹閥控制的過熱度zui小，稱之為靜態過熱度SS。
（3）動態過熱度：膨脹閥閥孔開啟后，閥孔開度隨出口蒸氣過熱度的增大而增大，從閥孔開啟到全開為止，其過熱度增加的數值叫動態過熱度OS。
3.3.2 膨脹閥的正確調整方法
（3）熱力膨脹閥具體的調整步驟：
1)停機。將數字溫度表的探頭插入到蒸發器回氣口處（對應感溫包位置）的保溫層內。將壓力表與壓縮機低壓閥的三通相連。
2)開機，讓壓縮機運行15 分鐘以上，進入穩定運行狀態，使壓力指示和溫度顯示達到穩定值。
3)讀出數字溫度表溫度T1 與壓力表測得壓力所對應的溫度T2，過熱度為兩讀數之差T1- T2。
注意，必須同時讀出這兩個讀數。熱力膨脹閥過熱度應在5-8℃之間，如果不是，則進行適當的調整。調整步驟是：首先拆下熱力膨脹閥的防護蓋，然后轉動調整螺桿2-4 圈，等系統運行穩定，重新讀數，計算過熱度，是否在正常范圍，不是的話，重復前面的操作，直至符合要求，調節過程必須小心仔細。
4 熱力膨脹閥的正確選擇
4.1 正確選擇熱力膨脹閥的目的
熱力膨脹閥的選配對整個系統的性能發揮起著重要的作用,正確的選擇熱力膨脹閥將使蒸發器zui大限度地加以利用,并使蒸發器始終和熱負荷匹配。
4.2 熱力膨脹閥與系統不匹配時的現象：不匹配時、會使系統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,會使蒸發器供液不足,產生過大熱度,對系統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,甚至有液態制冷劑進入壓縮機,引起液擊(濕沖程)現象.
4.3 選擇的依據：根據制冷系統的制冷劑種類,蒸發溫度范圍和蒸發器過熱負荷的大小選擇。
4.3.1 選擇方法及一般步驟
下面就敘述下膨脹閥的選擇方法。由于現在都采用吊頂冷風機,一般蒸發壓力降都比較大,所以都選用外平衡式的熱力膨脹閥。根據蒸發溫度和熱力膨脹閥的進出口的壓差,查供應商所給產品選擇表.
一般步驟如下：
1) 確定系統的制冷劑型號。
2) 確定蒸發器的蒸發溫度,冷凝溫度及制冷量。
3) 熱力膨脹閥進出口的壓力差。
4.3.2 舉例
有一臺蒸發盤管（4DW4/10F-50x50.3A），制冷劑采用R407C，制冷量為96KW，蒸發溫度為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P Δ 。
公式中：
P k 為冷凝壓力。
P 0 為蒸發壓力。
1 P Δ 為供液銅管的壓力降。
2 P Δ 為分液器和分液毛細管的壓力降。
P k （冷凝壓力），P0（蒸發壓力）由所給的已知參數可在焓濕圖中查得。
P k =17.5 5 10 × P a ，P0=6.5 5 10 × P a A)
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1 P Δ =0.0031 5 10 × Pa。再分液器分液銅管的壓力降取經驗值2 P Δ =1 5 10 × Pa 。"g
當制冷劑采用R407C，制冷量為96KW，蒸發溫度為8℃，冷凝溫度為50℃， 1 P Δ
為10bar，選擇型號為TDEZ26 熱力膨脹閥（以丹佛斯公司產品為例）。
5 結論
工業冷水機的穩定性與蒸發器出口端制冷劑過熱度有關，因此及時準確的排除熱力膨脹閥的故障及正確的選擇與系統匹配的熱力膨脹閥是很重要的。
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