第九章 節(jié)流機(jī)構(gòu)

1、制冷原理與設(shè)備制冷原理與設(shè)備第9章 節(jié)流機(jī)構(gòu)第9章 節(jié)流機(jī)構(gòu)節(jié)流裝置是節(jié)流裝置是實現(xiàn)制冷循實現(xiàn)制冷循環(huán)所必須的環(huán)所必須的四個基本重四個基本重要組成部件要組成部件之一。之一。第9章 節(jié)流機(jī)構(gòu)節(jié)流基本原理：節(jié)流基本原理：9.1 節(jié)流裝置的作用和工作原理節(jié)流裝置的作用和工作原理 當(dāng)制冷劑流體通過一小當(dāng)制冷劑流體通過一小孔時，一部分靜壓力轉(zhuǎn)變?yōu)閯訅毫?，流速孔時，一部分靜壓力轉(zhuǎn)變?yōu)閯訅毫?，流速急劇增大，成為湍流流動，流體發(fā)生擾動，急劇增大，成為湍流流動，流體發(fā)生擾動，摩擦阻力增加，靜壓下降，使流體達(dá)到降摩擦阻力增加，靜壓下降，使流體達(dá)到降壓調(diào)節(jié)流量的目的壓調(diào)節(jié)流量的目的 。在節(jié)流過程中的熱。在節(jié)流過程中

2、的熱量與動量都沒有變化。量與動量都沒有變化。節(jié)流裝置的作用：節(jié)流裝置的作用：二是根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷變化，二是根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷變化，調(diào)整調(diào)整進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑液體的進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑液體的流量流量。一是對從冷凝器中出來的高壓液體制冷劑進(jìn)行節(jié)流而一是對從冷凝器中出來的高壓液體制冷劑進(jìn)行節(jié)流而降壓降壓，保證冷凝器，保證冷凝器與蒸發(fā)器之間的壓力差，使蒸發(fā)器中的液態(tài)制冷劑在較低的壓力下蒸發(fā)與蒸發(fā)器之間的壓力差，使蒸發(fā)器中的液態(tài)制冷劑在較低的壓力下蒸發(fā)吸熱，達(dá)到制冷目的；吸熱，達(dá)到制冷目的；第9章 節(jié)流機(jī)構(gòu)節(jié)流裝置常見類型：節(jié)流裝置常見類型：1.熱力膨脹式熱力膨脹式2.手動式手動式3.浮球式浮球式4.熱電膨脹式熱電

3、膨脹式5.電子式電子式6. 毛細(xì)管（不具備調(diào)節(jié)功能）毛細(xì)管（不具備調(diào)節(jié)功能）9.2 熱力膨脹閥熱力膨脹閥按照感溫機(jī)構(gòu)感受到的蒸發(fā)器出口制冷劑蒸氣過熱度的變按照感溫機(jī)構(gòu)感受到的蒸發(fā)器出口制冷劑蒸氣過熱度的變化來改變膨脹閥的開啟度，自動調(diào)整流入蒸發(fā)器的制冷劑化來改變膨脹閥的開啟度，自動調(diào)整流入蒸發(fā)器的制冷劑流量，使制冷劑流量始終與蒸發(fā)器的熱負(fù)荷相匹配。流量，使制冷劑流量始終與蒸發(fā)器的熱負(fù)荷相匹配。主要由閥體、感溫包和毛細(xì)管組成。主要由閥體、感溫包和毛細(xì)管組成。應(yīng)用范圍：應(yīng)用范圍：普遍用于氟利昂制冷系統(tǒng)中。普遍用于氟利昂制冷系統(tǒng)中。工作原理：工作原理：主要結(jié)構(gòu)：主要結(jié)構(gòu)：內(nèi)平衡式：內(nèi)平衡式：按膜片平

4、衡方按膜片平衡方式不同分類：式不同分類：外平衡式：外平衡式：當(dāng)制冷劑流經(jīng)蒸發(fā)器的阻力較小時，當(dāng)制冷劑流經(jīng)蒸發(fā)器的阻力較小時，最好用內(nèi)平衡式熱力膨脹閥最好用內(nèi)平衡式熱力膨脹閥當(dāng)蒸發(fā)器阻力較大時，超過當(dāng)蒸發(fā)器阻力較大時，超過0.03MPa時，應(yīng)用外平衡式熱力膨脹閥時，應(yīng)用外平衡式熱力膨脹閥作用：作用：利用蒸發(fā)器出口處制冷劑蒸氣的過熱度來利用蒸發(fā)器出口處制冷劑蒸氣的過熱度來調(diào)節(jié)制冷劑流量調(diào)節(jié)制冷劑流量。對高壓制冷劑液體節(jié)流對高壓制冷劑液體節(jié)流降壓降壓，使制冷劑一出閥孔就沸騰膨脹。，使制冷劑一出閥孔就沸騰膨脹。成為低溫濕蒸氣，再進(jìn)入蒸發(fā)器。成為低溫濕蒸氣，再進(jìn)入蒸發(fā)器。9.2.1 內(nèi)平衡式熱力膨脹閥內(nèi)

5、平衡式熱力膨脹閥結(jié)構(gòu)組成：結(jié)構(gòu)組成：適用范圍：適用范圍： 適合管內(nèi)流動阻力相對較適合管內(nèi)流動阻力相對較小的蒸發(fā)器。小的蒸發(fā)器。由閥體、推桿、閥座、閥由閥體、推桿、閥座、閥針、彈簧、調(diào)節(jié)桿、感溫針、彈簧、調(diào)節(jié)桿、感溫包、連接管、感應(yīng)膜片等包、連接管、感應(yīng)膜片等部件組成。部件組成。推桿推桿感溫包感溫包膜片膜片閥座閥座閥針閥針彈簧彈簧閥體閥體調(diào)節(jié)桿調(diào)節(jié)桿對制冷量的調(diào)節(jié)，是通對制冷量的調(diào)節(jié)，是通過膜片上的三個作用力過膜片上的三個作用力P Pg g、 P P0 0和和P Pw w的變化而自的變化而自動進(jìn)行的。動進(jìn)行的。在平衡狀態(tài)下：在平衡狀態(tài)下： Pg= P0+ Pw如制冷劑出蒸發(fā)器時的過熱度升高：如制

6、冷劑出蒸發(fā)器時的過熱度升高：Pg隨之升高，則有隨之升高，則有Pg P0+ Pw ，使膜片向下彎曲，通過推桿推動閥針增，使膜片向下彎曲，通過推桿推動閥針增大開啟度，供液量增加；反之，閥逐漸關(guān)閉，供液量減少。大開啟度，供液量增加；反之，閥逐漸關(guān)閉，供液量減少。工作過程：工作過程：PgP0Pw經(jīng)節(jié)流后進(jìn)入蒸發(fā)器經(jīng)節(jié)流后進(jìn)入蒸發(fā)器P0 0 ：經(jīng)節(jié)流后的制冷劑壓力：經(jīng)節(jié)流后的制冷劑壓力Pg g ：膜片上方推力（來：膜片上方推力（來自感溫包感溫工質(zhì)的氣自感溫包感溫工質(zhì)的氣體壓力），即蒸發(fā)器出體壓力），即蒸發(fā)器出口壓力口壓力Pw w ：彈簧當(dāng)量壓力：彈簧當(dāng)量壓力第9章 節(jié)流機(jī)構(gòu)第9章 節(jié)流機(jī)構(gòu)第9章 節(jié)流機(jī)

7、構(gòu)9.2.2 外平衡式熱力膨脹閥外平衡式熱力膨脹閥適用范圍：適用范圍：適合蒸發(fā)器盤管阻力較大，一適合蒸發(fā)器盤管阻力較大，一般超過般超過0.03MPa時的場合。時的場合。1-平衡管接頭；2-薄膜外室；3-感溫包；4-薄膜內(nèi)室；5-膜片；6-毛細(xì)管；7-上閥體；8-彈簧；9-調(diào)節(jié)桿；10-閥桿；11-下閥體；12閥芯；外平衡式熱力膨脹閥的安裝與工作原理在結(jié)構(gòu)和安裝上與內(nèi)平衡式在結(jié)構(gòu)和安裝上與內(nèi)平衡式的區(qū)別是：外平衡式閥膜片的區(qū)別是：外平衡式閥膜片下方的空間與閥的出口不連下方的空間與閥的出口不連通，而是用一根小直徑的平通，而是用一根小直徑的平衡管與蒸發(fā)器出口相連，這衡管與蒸發(fā)器出口相連，這樣，作用于

8、膜片下方的制冷樣，作用于膜片下方的制冷劑壓力就不是節(jié)流后蒸發(fā)器劑壓力就不是節(jié)流后蒸發(fā)器進(jìn)口處的進(jìn)口處的P0，而是蒸發(fā)器出，而是蒸發(fā)器出口處的壓力口處的壓力Pc，膜片受力平，膜片受力平衡時為衡時為Pg= Pc+ Pw，可見，可見，閥的開啟度不受蒸發(fā)器盤管閥的開啟度不受蒸發(fā)器盤管管內(nèi)流動阻力的影響，從而管內(nèi)流動阻力的影響，從而克服了內(nèi)平衡式的缺點?？朔藘?nèi)平衡式的缺點。第9章 節(jié)流機(jī)構(gòu)第9章 節(jié)流機(jī)構(gòu)第9章 節(jié)流機(jī)構(gòu)外平衡式熱力膨脹閥外平衡式熱力膨脹閥節(jié)流降壓。將高壓液態(tài)制冷劑節(jié)流降壓。將高壓液態(tài)制冷劑降壓為低壓氣態(tài)制冷劑，控制降壓為低壓氣態(tài)制冷劑，控制蒸發(fā)器的供液量。蒸發(fā)器的供液量。9.3 9.

9、3 毛細(xì)管毛細(xì)管 毛細(xì)管是最簡單的節(jié)流裝置，毛細(xì)管是一根有規(guī)定長度的直徑很毛細(xì)管是最簡單的節(jié)流裝置，毛細(xì)管是一根有規(guī)定長度的直徑很細(xì)的紫銅管，它的內(nèi)徑一般為細(xì)的紫銅管，它的內(nèi)徑一般為0.52mm，選擇合適長度，加工成螺，選擇合適長度，加工成螺旋狀，以增大液體流動時的阻力。旋狀，以增大液體流動時的阻力。 作用：作用：條件：條件：適用適用范圍：范圍：以毛細(xì)管作節(jié)流元件，要求以毛細(xì)管作節(jié)流元件，要求制冷系統(tǒng)有穩(wěn)定的冷凝壓力制冷系統(tǒng)有穩(wěn)定的冷凝壓力和蒸發(fā)壓力。和蒸發(fā)壓力。用于蒸發(fā)溫度變化范圍很小的小用于蒸發(fā)溫度變化范圍很小的小型全封閉式制冷裝置中，一般用型全封閉式制冷裝置中，一般用作電冰箱、空調(diào)器和小

10、型制冷裝作電冰箱、空調(diào)器和小型制冷裝置上使用的節(jié)流元件。置上使用的節(jié)流元件。原理：原理：流體沿管內(nèi)流動時，由于管摩流體沿管內(nèi)流動時，由于管摩擦阻力而產(chǎn)生壓降，管徑越小擦阻力而產(chǎn)生壓降，管徑越小或管子越長則流動阻力越大，或管子越長則流動阻力越大，流量就越小。流量就越小。毛細(xì)管中制冷劑壓力及狀態(tài)變化 當(dāng)有一定過冷度的制當(dāng)有一定過冷度的制冷劑液體進(jìn)入毛細(xì)管冷劑液體進(jìn)入毛細(xì)管后，會沿著流動方向后，會沿著流動方向產(chǎn)生壓力和狀態(tài)變化，產(chǎn)生壓力和狀態(tài)變化，過冷流體隨壓力的逐過冷流體隨壓力的逐步降低，先變?yōu)橄鄳?yīng)步降低，先變?yōu)橄鄳?yīng)壓力下的飽和液體，壓力下的飽和液體，這一段稱這一段稱液相段液相段，其，其壓力降不大

11、，呈線性壓力降不大，呈線性變化。變化。從出現(xiàn)第一個氣泡開從出現(xiàn)第一個氣泡開始至毛細(xì)管末端，均始至毛細(xì)管末端，均為氣液共存段，該段為氣液共存段，該段飽和蒸氣含量沿流動飽和蒸氣含量沿流動方向增加，因此壓力方向增加，因此壓力降呈非線性變化，越降呈非線性變化，越到毛細(xì)管的末端，其到毛細(xì)管的末端，其單位長度上的壓力降單位長度上的壓力降越大。越大。當(dāng)壓力降低至相應(yīng)溫度下的飽和壓力時，就要產(chǎn)生當(dāng)壓力降低至相應(yīng)溫度下的飽和壓力時，就要產(chǎn)生閃發(fā)現(xiàn)象，使流體自身蒸發(fā)降溫，也就是隨著壓力閃發(fā)現(xiàn)象，使流體自身蒸發(fā)降溫，也就是隨著壓力的降低，制冷劑的溫度也相應(yīng)降低，即降低至相應(yīng)的降低，制冷劑的溫度也相應(yīng)降低，即降低至相

12、應(yīng)壓力下的飽和溫度。壓力下的飽和溫度。第9章 節(jié)流機(jī)構(gòu)毛細(xì)管作節(jié)流裝置的特點：毛細(xì)管作節(jié)流裝置的特點：（1 1）毛細(xì)管由紫銅管拉制而成，制造方便，）毛細(xì)管由紫銅管拉制而成，制造方便，價格低廉；價格低廉；（2 2）沒有運(yùn)動部件，本身不易產(chǎn)生故障和泄）沒有運(yùn)動部件，本身不易產(chǎn)生故障和泄漏；漏；（3 3）具有自補(bǔ)償?shù)奶攸c，但補(bǔ)償能力較?。唬┚哂凶匝a(bǔ)償?shù)奶攸c，但補(bǔ)償能力較小；（4 4）制冷壓縮機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)后，制冷系統(tǒng)內(nèi)的）制冷壓縮機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)后，制冷系統(tǒng)內(nèi)的高壓側(cè)壓力和低壓側(cè)壓力可迅速得到平衡，再高壓側(cè)壓力和低壓側(cè)壓力可迅速得到平衡，再次起動運(yùn)轉(zhuǎn)時，制冷壓縮機(jī)的電動機(jī)起動次起動運(yùn)轉(zhuǎn)時，制冷壓縮機(jī)的電動機(jī)起

13、動9.4 9.4 電子膨脹閥電子膨脹閥結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：適用范圍：適用范圍：優(yōu)點：優(yōu)點：應(yīng)用在應(yīng)用在智能控制的變頻式空調(diào)器智能控制的變頻式空調(diào)器中。對于中。對于大功率變大功率變頻空調(diào)頻空調(diào)，必須采用電子膨脹閥為節(jié)流元件。，必須采用電子膨脹閥為節(jié)流元件。電子式膨脹閥是近年國內(nèi)外新開發(fā)的產(chǎn)品電子式膨脹閥是近年國內(nèi)外新開發(fā)的產(chǎn)品由檢測、控制、執(zhí)行三部分組成。由檢測、控制、執(zhí)行三部分組成。流量調(diào)節(jié)范圍大；流量調(diào)節(jié)范圍大；控制精度高；控制精度高；適用于智能控制；適用于智能控制；能適用于高效率的制冷劑流量的快速能適用于高效率的制冷劑流量的快速變化。變化。電磁式電磁式按驅(qū)動按驅(qū)動方式分方式分以電磁力為驅(qū)動源，傳感器感受信號并傳遞給微電腦，以電磁力為驅(qū)動源，傳感器感受信號并傳遞給微電腦，微電腦發(fā)出指令以調(diào)節(jié)驅(qū)動力，從而控制閥門的開度。微電腦發(fā)出指令以調(diào)節(jié)驅(qū)動力，從而控制閥門的開度。電動式電動式以電動機(jī)為驅(qū)動源控制閥門的開度。以電動機(jī)為驅(qū)動源控制閥門的開度。目前使用最多的是四極目前使用最多的是四極步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動的電子步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動的電子膨脹閥，該電子膨脹閥膨脹閥，該電子膨脹閥由微型計算機(jī)控制，由由微型計算機(jī)控制，由脈沖電動機(jī)驅(qū)動，制冷脈沖電動機(jī)驅(qū)動，制冷劑