論文-制冷設(shè)備維修工-冷藏庫電子膨脹閥應(yīng)用的可行性分析

1、技師專業(yè)論文工種：制冷設(shè)備維修工題目：冷藏庫電子膨脹閥應(yīng)用的可行性分析姓 名： 冼星文身份證號：等 級：高級技師準(zhǔn)考證號： 150900005002培訓(xùn)單位：鑒定單位：日 期： 2015年 10月 30日冷藏庫電子膨脹閥應(yīng)用的可行性分析廣州市工貿(mào)技師學(xué)院 冼星文摘要：本文通過比較電子膨脹閥與傳統(tǒng)節(jié)流裝置之間的性能差別， 并從節(jié)能 和機(jī)電一體化的角度出發(fā) ,論述制冷系統(tǒng)的優(yōu)化控制和節(jié)能方面采用電子膨脹閥 更能體現(xiàn)其優(yōu)越性和靈活性。 并對電子膨脹閥在冷藏庫系統(tǒng)中應(yīng)用的可行性和發(fā) 展趨勢進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞： 毛細(xì)管；熱力膨脹閥；過熱度；節(jié)能；機(jī)電一體化；變頻技

2、術(shù)一.發(fā)展趨勢近年來，隨著技術(shù)的進(jìn)步， 機(jī)電一體化已成為制冷系統(tǒng)發(fā)展的新趨勢。 在家 用空調(diào)領(lǐng)域， 以變頻壓縮機(jī)替代定速壓縮機(jī)， 并在此基礎(chǔ)使用電子膨脹閥的系統(tǒng) 已取得了很好的效果， 其原理就是將電子膨脹閥的流量調(diào)節(jié)特性實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)器出口 過熱度的精確控制。目前，冷藏依然是食品保存最有效、最成熟的方法，于是以 冷庫為主的食品冷藏鏈的建設(shè)和完善日益受到重視， 冷藏庫的增加， 無疑引起了 人們對冷藏庫制冷系統(tǒng)的運(yùn)行提出更高的要求。 目前，氟利昂冷藏庫中采用的節(jié) 流裝置大多數(shù)是毛細(xì)管或熱力膨脹閥， 而現(xiàn)代節(jié)流裝置由原來的機(jī)械式控制轉(zhuǎn)向 電腦式控制發(fā)展，以解決節(jié)能、維護(hù)方便、整體控制等關(guān)鍵問題。 二傳統(tǒng)節(jié)

3、流裝置的缺點(diǎn)毛細(xì)管是一根有規(guī)定長度的小孔徑管子， 它沒有運(yùn)動(dòng)部件， 結(jié)構(gòu)簡單， 造成 方便，價(jià)格低廉， 不易產(chǎn)生故障和泄露， 在制冷系統(tǒng)中依靠其流動(dòng)阻力沿長度方 向產(chǎn)生預(yù)定的壓力降， 一般應(yīng)用于電冰箱和小型冷庫、 空調(diào)器。 因?yàn)樗鼪]有自動(dòng) 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)， 只能對流量作微小的調(diào)整， 故比較適合于負(fù)荷較穩(wěn)定的系統(tǒng)， 在負(fù)荷 變化大時(shí)， 無法有效及時(shí)地改變制冷劑流量， 最終導(dǎo)致系統(tǒng)調(diào)節(jié)的振蕩， 造成機(jī) 器運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定。熱力膨脹閥的工作原理是通過感受蒸發(fā)器出口氣態(tài)制冷劑過熱度來調(diào)節(jié)制 冷劑的流量。 雖然熱力膨脹閥可以調(diào)節(jié)制冷劑流量并保持一定過熱度， 但是它的 缺點(diǎn)也是很顯著的 1. 對過熱度響應(yīng)的延遲時(shí)間長

4、，特別是容積延遲。蒸發(fā)器出 口處的過熱蒸汽先把熱量傳給感溫包外殼，感溫包外殼本身就具備較大的熱惰 性，造成了一定的容積延遲， 感溫包外殼把熱量傳給感溫介質(zhì)， 這又產(chǎn)生了進(jìn)一 步的延遲。延遲的結(jié)果會導(dǎo)致熱力膨脹閥交替的開大或關(guān)小，即產(chǎn)生震蕩現(xiàn)象。 當(dāng)膨脹閥開得過大時(shí)， 蒸發(fā)器出口過熱度偏低， 吸氣壓力上升； 當(dāng)閥體開得過小 時(shí)，蒸發(fā)器供液不足， 吸氣壓力降低。 這對整個(gè)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和安全性都會產(chǎn)生 不利影響。 2.調(diào)節(jié)范圍有限。 因?yàn)榕c閥針連接的膜片的變形量有限， 使得閥針的 運(yùn)動(dòng)位移較小，故流量調(diào)節(jié)范圍小。 這對于負(fù)荷變化較大的冷藏庫或者采用變頻 壓縮機(jī)的系統(tǒng)， 熱力膨脹閥便無法滿足要求。 3

5、.調(diào)節(jié)精度低。 熱力膨脹閥的執(zhí)行 機(jī)構(gòu)膜片由于加工精度和安裝等因素， 會產(chǎn)生的變形及影響變形靈敏度， 故難以 達(dá)到較高的調(diào)節(jié)精度。為了克服上述缺點(diǎn)，必須尋求新的手段來適應(yīng)這種形勢， 而電子膨脹閥更好地解決了流量調(diào)節(jié)性和系統(tǒng)運(yùn)行節(jié)能性問題。 三電子膨脹閥的優(yōu)點(diǎn)電子膨脹閥與熱力膨脹閥的基本用途相同，結(jié)構(gòu)上多種多樣，但在性能上， 兩者缺存在較大的差異。 從控制實(shí)現(xiàn)的角度來講， 電子膨脹閥由控制器、 執(zhí)行器 和傳感器 3 部分構(gòu)成，通常所說的電子膨脹閥大多僅指執(zhí)行器， 即可控驅(qū)動(dòng)裝置 和閥體，實(shí)際上僅有這一部分是無法完成控制功能的。 電子膨脹閥控制器的核心 硬件為單片機(jī)，如控制器同時(shí)要完成壓縮機(jī)及風(fēng)機(jī)

6、等控制功能。電子膨脹閥的驅(qū)動(dòng)方式是控制器通過對傳感器采集得到的參數(shù)向驅(qū)動(dòng)板發(fā) 出調(diào)節(jié)指令， 由驅(qū)動(dòng)板向電子膨脹閥輸出電信號， 驅(qū)動(dòng)電子膨脹閥的動(dòng)作。 由線 圈上施加的電壓控制針閥開度的大小， 從而調(diào)節(jié)膨脹閥的流量， 精確控制蒸發(fā)器 的液體冷媒。 該閥全閉到全開狀態(tài)其用時(shí)僅需幾秒鐘， 動(dòng)作響應(yīng)快， 和電磁閥一 樣具有緊密的雙向關(guān)閉功能， 不存在靜態(tài)過熱度現(xiàn)象， 且開閉特性和速度均可人 為設(shè)定，但在制冷系統(tǒng)工作時(shí)需要一直供電。 另一種帶有壓力參考系統(tǒng)的電子膨 脹閥，除控制器對過熱度進(jìn)行控制外，還用一個(gè)壓力傳感器連接在回氣管道上， 通過壓力傳送轉(zhuǎn)換計(jì)算最佳過熱度，以迅速平衡蒸發(fā)壓力的波動(dòng)。電子膨脹閥

7、具有熱力膨脹閥無法比擬的優(yōu)良特性， 為制冷系統(tǒng)的智能化控制 提供了條件，是一種很有發(fā)展前途的自控節(jié)能元件。 對于熱力膨脹閥， 當(dāng)環(huán)境溫 度較低，其感溫包內(nèi)部的感溫介質(zhì)的壓力變化大大減小，嚴(yán)重影響了調(diào)節(jié)性能。 而對于電子膨脹閥， 其感溫部件為熱電偶或熱電阻， 它們在低溫下同樣能準(zhǔn)確反 應(yīng)出過熱度的變化。圖 1 為第 44 屆世界技能大賽制冷與空調(diào)項(xiàng)目中國提案中采用電子膨脹閥控 制的制冷系統(tǒng)圖。 控制器自動(dòng)測量壓力傳感器、 溫度傳感器的實(shí)時(shí)數(shù)值， 并按照 溫度設(shè)定值進(jìn)行計(jì)算，調(diào)節(jié)膨脹閥開啟度。Condensing unit I Refrigeration system圖1制冷系統(tǒng)圖(1.壓縮機(jī)2.

8、高低壓壓力開關(guān)4.油分離器5.冷凝器6.儲液器9.高壓組合閥 11.電子膨脹閥閥體12.電子膨脹閥控制器 12.壓力傳感器13.溫度傳感器 14.蒸發(fā)器16.低壓組合閥22.能量調(diào)節(jié)閥)1. 過熱度設(shè)定值可調(diào)。舉 EMERSON EX2-10閥體配合控制 Dixell XEV12D為例，我們只需改變一下控制程序中的源代碼DSHffi MnF就可改變過熱度的設(shè)定值和開啟度百分比。完全不像熱力膨脹閥那樣要進(jìn)入冷庫當(dāng)中，現(xiàn)場調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)緊力來改變過熱度的設(shè)定值，對電子膨脹閥的調(diào)節(jié)作用可以徹底實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離 控制，并且電子膨脹閥可根據(jù)不同需要靈活調(diào)整過熱度、膨脹閥開啟度，以減小蒸發(fā)器表面和冷藏庫內(nèi)環(huán)境之間

9、的溫差，從而減少蒸發(fā)器表面的結(jié)霜，從而提高制冷效率。2. 控制靈敏度和適用性。電子膨脹閥是由壓力傳感器(Dixell PP07 )測得 的壓力和溫度傳感器(Dixell NT6-55) 測得的吸氣溫度來控制。通過參數(shù)和控制 邏輯的人為設(shè)定，它又可以適合不同的制冷劑，根據(jù)不同產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造特性 進(jìn)行調(diào)節(jié)，而且可根據(jù)過熱度變化率、傳感器、報(bào)警信號、比例設(shè)置等參數(shù)對系統(tǒng)采取相應(yīng)的控制手段。若測量溫度出現(xiàn)誤差，我們可以改變 oPr、otE參數(shù)校 準(zhǔn)壓力傳感器和溫度傳感器數(shù)值。 一般而然，通過控制板進(jìn)行人為設(shè)定，也可通 過RS485網(wǎng)絡(luò)通訊端口，與帝思監(jiān)控系統(tǒng)相連，實(shí)現(xiàn)快速參數(shù)編程 ，有效地控 制過熱

10、度，可使得過熱度始終控制在接近最小穩(wěn)定過熱度的臨界狀態(tài)。3. 可起到節(jié)能的作用。對于冷藏庫制冷系統(tǒng)停機(jī)期間如使高低壓側(cè)連通，則會產(chǎn)生所謂工質(zhì)遷移現(xiàn)象，即冷凝器中的常溫高壓液體將逐漸流入蒸發(fā)器，使蒸 發(fā)器的溫度壓力都升高。再次開機(jī)時(shí)，要重新建立壓差也需要消耗壓縮機(jī)額外一部分能量。反之，若在停機(jī)期間切斷高低壓側(cè)，這雖然維持了蒸發(fā)器的低溫低壓，但再次啟動(dòng)時(shí)，壓縮機(jī)屬于帶載啟動(dòng)，電流沖擊大，也會增加能量的損失。 但若是采用電子膨脹閥就會解決上述問題。具體做法是：停機(jī)時(shí)令膨脹閥全關(guān)， 防止冷凝器的高溫液體流入蒸發(fā)器， 造成再次啟動(dòng)時(shí)的能量損失。開機(jī)前，將膨 脹閥全開，使系統(tǒng)高低壓側(cè)平衡，然后開機(jī)。這樣既

11、減少了停機(jī)中的熱損失?？?制器中的OPE和SFd即可控制啟動(dòng)時(shí)開啟度及控制時(shí)間。另外，采用電子膨脹閥 可以縮短凍結(jié)時(shí)間，電子膨脹閥在凍結(jié)全過程中能做到負(fù)荷與冷量平衡，凍結(jié)效率可以得到提高。圖2圖3為Dixell XEV12D 控制器說明書(部分)ftflj伽MU憎SFd雄紳M OPEftUPEfl摳富福的jt陽廈詣守 tt50Pi2供液很憲足料IDARt2PEdWflir Jta ttNH Z M的 fflWiRHOnredSHQbUTC 打HFaiRS曲心甜jjW：址,“|rPI2dQPm ion%100MOPEa-wiri供浪烈雲(yún)時(shí)吸占押刮d- (EGEG圖2圖3四結(jié)束語目前，各類大型冷庫

12、及高標(biāo)準(zhǔn)制冷設(shè)備已經(jīng)相當(dāng)普遍， 而采用電子膨脹閥的 卻少之又少，作為一種新型的控制元件，早已經(jīng)突破了節(jié)流機(jī)構(gòu)的概念，它是制 冷系統(tǒng)智能化的重要環(huán)節(jié)，也是制冷系統(tǒng)優(yōu)化得以真正實(shí)現(xiàn)的重要手段和保證， 也是制冷系統(tǒng)機(jī)電一體化的象征。進(jìn)入電子膨脹閥為系統(tǒng)優(yōu)化服務(wù)的新境界，必 將隨著技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展而日益成熟， 對于制冷行業(yè)的發(fā)展起著重要的作用， 并 在制冷與空調(diào)領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。參考文獻(xiàn)1. 制冷原理及設(shè)備西安交通大學(xué)出版社1997作者：吳業(yè)正2. 制冷設(shè)備自動(dòng)化 中國農(nóng)業(yè)出版社1996作者：陳忠忍3. 制冷裝置節(jié)能控制與電子膨脹閥應(yīng)用研究制冷學(xué)報(bào)1998,4 : 3944 作者：陳芝久，孫文哲4.

13、 電子膨脹閥及其在蒸發(fā)器過熱度自適應(yīng)控制中的應(yīng)用暖通空調(diào)1996，26(2)： 2124作者：白鋅運(yùn)，陳芝久作者簡介冼星文（ 1992），男，漢族，廣東肇慶人，大專學(xué)歷， 2010 年至今在職廣 州市工貿(mào)技師學(xué)院教師， 2013年代表我國參加第 42 屆世界技能大賽獲制冷與空 調(diào)項(xiàng)目銅牌， 2014 年兼任世界技能大賽制冷與空調(diào)項(xiàng)目中國集訓(xùn)基地教練，同 時(shí)作為裁判員參與選拔世界技能大賽市、 省、國選拔賽及國家隊(duì)選手， 現(xiàn)主要工 作為制冷專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)。1234567891的研究系應(yīng)用研究于于于片于 于壓于 于片機(jī)基基于于究設(shè)式匕. . . . . . . .0123456789012 .0123

14、45678901234567890123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123456789 000666 778 899 91 22 2 33 455 50（究基于 基單基于片于 于 于一一于一一于機(jī)機(jī)單片片片片控J制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與0究PV8/A 內(nèi)嵌 EEPROM 的工藝和制程方法及對良率的影響 究的0制十九STR ）調(diào)節(jié)器/IP 協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn) 采集究與處理技術(shù)的0究統(tǒng)究0究與開發(fā)實(shí)手現(xiàn)持控制面板的0制 濁度儀的0制 線切割 機(jī) 床短循環(huán)走絲方式0究與測0儀究的0制 制 應(yīng)制用 系制統(tǒng)的0制 計(jì)信儀號的檢0測制0儀究 站0究 究與實(shí)現(xiàn)究 探0置究0究究 污染測量儀的0制 計(jì)備制與的器實(shí)數(shù)的現(xiàn)控0改制造 在線監(jiān)測技術(shù)議轉(zhuǎn)換器 的設(shè)計(jì) 究 及實(shí)現(xiàn) 學(xué)控實(shí)驗(yàn)制中系的統(tǒng)應(yīng)用0究 計(jì)與0究互系統(tǒng)聯(lián)的研究研究與實(shí)現(xiàn) 研究與實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 用實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用嵌水入表的式電設(shè)計(jì)子血壓計(jì)的設(shè)計(jì)