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工業(yè)冷水機(jī)主要部件-膨脹閥詳解及其故障解決辦法

下面就工業(yè)冷水機(jī)所使用的膨脹閥做個詳細(xì)的介紹以及故障產(chǎn)生的原因及其解決辦法.

1 概述

*,熱力膨脹閥是制冷系統(tǒng)中四大部件之一,在系統(tǒng)中負(fù)責(zé)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(yùn)行性能,所以及時排除熱力膨脹閥工作中的故障及適當(dāng)正確的選擇,對空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行壽命,制冷效果,運(yùn)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(fā)器出口氣態(tài)制冷劑的過熱度來控制進(jìn)入蒸發(fā)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(nèi)平衡式,而在*空調(diào)系統(tǒng)中多采用外平衡式.由感應(yīng)機(jī)構(gòu),執(zhí)行機(jī)構(gòu),調(diào)整機(jī)構(gòu)和閥體組成。工作時,固定在蒸發(fā)器出口管道上的感溫包感應(yīng)蒸發(fā)器出口的過熱溫度,使感溫包內(nèi)產(chǎn)生壓力,并由毛細(xì)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(zhí)行機(jī)構(gòu)),從而調(diào)節(jié)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(tǒng)中熱力膨脹閥的堵塞故障是經(jīng)常發(fā)生的,包括“臟堵”和“冰堵”.臟堵的主要原因是系統(tǒng)中存在雜質(zhì),例如焊渣,銅屑,鐵屑,纖維等。冰堵的原因是系統(tǒng)中含有過多的水分(濕氣),產(chǎn)生濕氣的途徑有:

1) 在安裝時系統(tǒng)抽真空時間不夠,沒能把管路內(nèi)的濕氣抽盡;管路連接處焊接工藝不好,有漏氣點(diǎn)。

2) 在向系統(tǒng)充注制冷劑時,沒把連接軟管內(nèi)的空氣吹出軟管。

3) 為系統(tǒng)補(bǔ)充潤滑油時,進(jìn)入空氣。

3.1.2 堵塞發(fā)生的位置

一般情況臟堵塞發(fā)生在干燥過濾器上,系統(tǒng)中的雜質(zhì)被過濾器攔截住,造成臟堵現(xiàn)象。發(fā)生時,系統(tǒng)首先表現(xiàn)為回氣溫度升高,過熱度升高,故障嚴(yán)重后,使系統(tǒng)停止運(yùn)轉(zhuǎn),如沒有把系統(tǒng)中的雜質(zhì)清除掉,系統(tǒng)不能再開機(jī)。冰堵塞一般發(fā)生在膨脹閥的節(jié)流孔處如,因?yàn)檫@里是整個系統(tǒng)中溫度zui低,孔徑zui小的地方。由于系統(tǒng)不在制冷,系統(tǒng)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(tǒng)又恢復(fù)制冷能力,隨著系統(tǒng)整體溫度的再次降低又會出現(xiàn)冰堵現(xiàn)象。故冰堵塞是一個反復(fù)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(yán)重,換一個干燥過濾器就可以了。如果非常嚴(yán)重,就要重新清理系統(tǒng)管路中的雜質(zhì),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(yán)重，已影響了系統(tǒng)的正常運(yùn)行，則要換掉過濾干燥器，重新處掉系統(tǒng)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(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)膨脹閥供液時多時少或膨脹閥關(guān)不小,過熱度,過冷度不正確等現(xiàn)象時.原因可能就是感溫包出了故障。包括：

1) 感溫包毛細(xì)管斷裂,使感溫包內(nèi)的充注物漏掉,導(dǎo)致不能把正確的信號傳給熱力膨脹閥的執(zhí)機(jī)構(gòu)。

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(fā)器出口水平段的回氣管上,應(yīng)遠(yuǎn)離壓縮機(jī)吸氣口而靠近蒸發(fā)器,而且不宜垂直安裝。當(dāng)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(diǎn)鐘”。當(dāng)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(diǎn)鐘”位置。因?yàn)榘迅袦匕惭b在吸氣管的上部會降低反應(yīng)的靈敏度,可能使蒸發(fā)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?yàn)榭傆猩倭康囊簯B(tài)制冷劑流到感溫包安裝的位置,而導(dǎo)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(dāng)相對位置高于膜片上腔時,毛細(xì)管應(yīng)向上彎成U 形,以免液體進(jìn)入膜片上腔。

3.3 調(diào)整不當(dāng)

3.3.1 關(guān)于膨脹閥調(diào)整有關(guān)概念

說到調(diào)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(yīng)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(tài)過熱度(SS)和開啟過熱度(OS)。

（2）靜態(tài)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(tài)過熱度SS。

（3）動態(tài)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(shù)值叫動態(tài)過熱度OS。

3.3.2 膨脹閥的正確調(diào)整方法

1. 在調(diào)整熱力膨脹閥之前，必須確認(rèn)冷庫制冷異常是由于熱力膨脹閥偏離*工作點(diǎn)引起的，而不是因?yàn)榉荷?、干燥過濾器堵塞、濾網(wǎng)、風(fēng)機(jī)、皮帶等其他原因所引起的。同時，必須保證感溫包采樣信號的正確性，感溫安裝位置必須正確，不可安裝在管道的正下方，以防管子底部積油等因素影響感溫包正確感溫。

1. 熱力膨脹閥調(diào)整時注意事項(xiàng)：熱力膨脹閥的調(diào)整工作，必須在制冷裝置正常運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行。由于蒸發(fā)器表面無法放置測溫計，可以利用壓縮機(jī)的吸氣壓力作為蒸發(fā)器內(nèi)的飽和壓力，查表得到近似蒸發(fā)溫度。用測溫計測出回氣管的溫度，與蒸發(fā)溫度對比來校核過熱度。調(diào)整中，如果感到過熱度太小，則可把調(diào)節(jié)螺桿按順時針方向轉(zhuǎn)動（即增大彈簧力，減小熱力膨脹閥開啟度），使流量減?。环粗?，若感到過熱度太大，即供液不足，則可把調(diào)節(jié)螺桿朝相反方向（逆時針）轉(zhuǎn)動，使流量增大。由于實(shí)際工作中的熱力膨脹閥感溫系統(tǒng)存在著一定的熱惰性，形成信號傳遞滯后，運(yùn)行基本穩(wěn)定后方可進(jìn)行下一次調(diào)整。因此整個調(diào)整過程必須耐心細(xì)致，調(diào)節(jié)螺桿轉(zhuǎn)動的圈數(shù)一次不宜過多過快。

（3）熱力膨脹閥具體的調(diào)整步驟：

1)停機(jī)。將數(shù)字溫度表的探頭插入到蒸發(fā)器回氣口處（對應(yīng)感溫包位置）的保溫層內(nèi)。將壓力表與壓縮機(jī)低壓閥的三通相連。

2)開機(jī)，讓壓縮機(jī)運(yùn)行15 分鐘以上，進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，使壓力指示和溫度顯示達(dá)到穩(wěn)定值。

3)讀出數(shù)字溫度表溫度T1 與壓力表測得壓力所對應(yīng)的溫度T2，過熱度為兩讀數(shù)之差T1- T2。

注意，必須同時讀出這兩個讀數(shù)。熱力膨脹閥過熱度應(yīng)在5-8℃之間，如果不是，則進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。調(diào)整步驟是：首先拆下熱力膨脹閥的防護(hù)蓋，然后轉(zhuǎn)動調(diào)整螺桿2-4 圈，等系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，重新讀數(shù)，計算過熱度，是否在正常范圍，不是的話，重復(fù)前面的操作，直至符合要求，調(diào)節(jié)過程必須小心仔細(xì)。

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(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zui大限度地加以利用,并使蒸發(fā)器始終和熱負(fù)荷匹配。

4.2 熱力膨脹閥與系統(tǒng)不匹配時的現(xiàn)象：不匹配時、會使系統(tǒng)的制冷劑流量時多時少,導(dǎo)致熱力膨脹閥的制冷量時大時小,當(dāng)制冷量過小時,會使蒸發(fā)器供液不足,產(chǎn)生過大熱度,對系統(tǒng)性能會造成不利的影響.當(dāng)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(dǎo)致壓縮機(jī)的吸氣壓力出現(xiàn)劇烈波動,甚至有液態(tài)制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī),引起液擊(濕沖程)現(xiàn)象.

4.3 選擇的依據(jù)：根據(jù)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(fù)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(xiàn)在都采用吊頂冷風(fēng)機(jī),一般蒸發(fā)壓力降都比較大,所以都選用外平衡式的熱力膨脹閥。根據(jù)蒸發(fā)溫度和熱力膨脹閥的進(jìn)出口的壓差,查供應(yīng)商所給產(chǎn)品選擇表.

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(jìn)出口的壓力差。

4.3.2 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(chǎn)品為例）。

首先確定膨脹閥進(jìn)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(fā)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(xì)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(shù)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(shù)據(jù)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(jīng)驗(yàn)值2 P Δ =1 5 10 × Pa 。"g

當(dāng)制冷劑采用R407C，制冷量為96KW，蒸發(fā)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(chǎn)品為例）。

5 結(jié)論

工業(yè)冷水機(jī)的穩(wěn)定性與蒸發(fā)器出口端制冷劑過熱度有關(guān)，因此及時準(zhǔn)確的排除熱力膨脹閥的故障及正確的選擇與系統(tǒng)匹配的熱力膨脹閥是很重要的。