電子膨脹閥原理

1、電子膨脹閥與熱力膨脹閥的比較1熱力膨脹閥目前氟利昂冷藏庫中采用的節(jié)流裝置是熱力膨脹閥，熱力膨脹閥的工作原理是通過感受蒸發(fā)器出口制冷劑蒸氣過熱度的大小，來調(diào)節(jié)制冷劑的流景，以維持恒定的過熱度，在 控制原理上屬于比例調(diào)節(jié)器。雖然 熱力膨脹閥可以自動調(diào)節(jié) 制冷劑的流景，但是它的缺點也是很顯著的：(1)對過熱度 響應的延遲時間長，特別是容積延遲。蒸發(fā)器出口處的過熱蒸氣先把熱景傳給感溫包外殼，感溫包外殼本身就具有較大的熱 惰性，造成了一定的容積延遲，感溫包外殼把熱景傳給感溫介質(zhì)，這又產(chǎn)生了進一步的延遲。延遲的結(jié)果會導致熱力膨脹閥交替地開大或關小，即產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象。當膨脹閥開 得過大時，蒸發(fā)器出口過熱度偏

2、低，吸氣壓力上升；當閥開 得過小時，蒸發(fā)器供液缺乏，吸氣壓力降 低。這對整個系統(tǒng) 的經(jīng)濟性和平安性都會產(chǎn)生不利影響。實驗說明，熱力膨脹閥調(diào)節(jié)效果對小型裝置要十幾分鐘，大型裝置要30 min40 min才穩(wěn)定。(2)調(diào)節(jié)范圍有限。 因為與閥針連接的膜片的變形景有限，使得閥針 的運動位移較小，故流景調(diào)節(jié)范圍小。這對于負荷變化較大的冷藏庫或者采用變頻壓縮機的系 統(tǒng)，熱力膨脹閥便無法滿足要求。(3)調(diào)節(jié)精度低。熱力膨脹閥的執(zhí)行機構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，故難以到達較高的調(diào)節(jié)精度。 為了克服上述缺點，制冷系統(tǒng)中熱力膨脹閥的替代問題越來越引起了人 們的關注。2電子膨

3、脹閥電子膨脹閥是按照預設程序調(diào)節(jié)蒸發(fā)器供液景，因?qū)儆陔娮邮秸{(diào)節(jié)模式，故稱為電子膨脹閥。它適應了制冷機電一體化的開展要求，具有熱力膨脹閥無法比較的優(yōu)良特性，為 制冷系統(tǒng)的智能化控制提供了條 件，是一種很有開展前途的 自控節(jié)能元件。電子膨脹閥與熱膨脹閥的 根本用途相同，結(jié) 構上多種多樣，但在性能上，兩者卻存在較大的差 異。從控制實現(xiàn)的角度來看，電子膨脹閥由控制器、執(zhí)行器 和傳感器3部 分構成，通常所說的電子膨脹閥大多僅指執(zhí)行器，即可控驅(qū)動裝置和閥體，實際上僅有這一局部是無法完 成控制功能的。電子膨脹閥控制 器的核心硬件為單片機，如 控制器同時要完成壓縮機及風機的變頻等 控制功能，一般采 用多機級連

4、的形式。電子膨脹閥的傳感器通常采用 熱電偶或熱電阻。電子膨脹閥作為一種新型的控制元件，早已經(jīng)突破了節(jié)流機構的概念， 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)化得以真正實現(xiàn)的重要手段和保證，也是制冷系統(tǒng)機 電一體的象征，已經(jīng)被應用在越來 越多的領域中。由于電子 膨脹閥的采用，突破了以前在空調(diào)機組設計 過程中存在的某種系統(tǒng)屈從熱力膨脹閥的觀念，進入膨脹閥為系統(tǒng)優(yōu) 化效勞的新境界，對于制冷行業(yè)的開展起著重要的作用。與熱力膨脹閥相比電子膨脹閥在以下方面有顯著的優(yōu)勢：(1)電子膨脹閥的驅(qū)動方式是控制器通過對傳感器采集得到的參數(shù)進行計算，向驅(qū)動板發(fā)出調(diào)節(jié)指令，由驅(qū)動板向電子膨脹閥輸出電信號，驅(qū)動電子膨

5、脹閥的動作。電子膨脹 閥從全閉到全開狀態(tài)其用時僅需幾 秒鐘，反響和動作速度快，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定，尤其適合于工況波動劇烈的熱泵機組的使用。(2)電子膨脹閥的適用溫度低。對于熱力膨脹閥，當環(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 樣能準確反響出過熱度的變化。因此，在冷藏庫的凍結(jié)間等低溫環(huán)境 中，電子膨脹閥也能提供較好的流景調(diào)節(jié)。(3)電子膨脹閥的過熱度設定值可調(diào)。 只需改變一下控 制程序中的源代碼，就可改變過熱度的設定值。完全不像熱力膨脹閥那樣要進入冷庫當中，現(xiàn)場調(diào)節(jié)

6、彈簧的預緊力來改變過熱度的設定值，對電子膨脹閥的調(diào)節(jié)作用可以徹底實現(xiàn)遠距離控制，并且電子膨脹閥可根據(jù)不同 需要靈活調(diào)整過熱 度以減小蒸發(fā)器外表和冷藏庫內(nèi)環(huán)境之間的溫差，從而減少 蒸發(fā)器外表的結(jié)霜，這樣一來，既提高了冷凍能力，同時也 可 以降低食品的干耗。(4)電子膨脹閥可起到節(jié)能的作用。對于冷藏庫制冷系統(tǒng)停機期間如使上下壓側(cè)連通，那么會產(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。再次開機時， 要重新建立壓差也需要消耗 壓縮機額外一局部能景。反之，假設在停機期間切斷上下壓側(cè)， 這雖然維持了蒸發(fā)器的低溫低壓，但再次啟動時， 壓縮機屬 于帶載啟動，電流

7、沖擊大，也會增加能景的損失。但假設是采 用 電子膨脹閥就會解決上述問題。具體做法是：停機時令膨脹閥全關，防 止冷凝器的高溫液體流入蒸發(fā)器，造成再次啟動時的能景損失。開機前，將膨脹閥全開，使系統(tǒng)上下壓側(cè) 平衡，然后開機。這樣既實現(xiàn)了 輕載啟動，又減少了停機中 的熱棍失。另外，采用電子膨脹閥可以縮 短凍結(jié)時間，電子 膨脹閥在凍結(jié)全過程中能做到負荷與冷景平衡，凍 結(jié)效率可 以得到提高，凍結(jié)時間比熱力膨脹閥也可縮短10%,同時也就減少了壓縮機的能耗。采用電子膨脹閥控制壓縮機排氣溫度可以防止因排氣溫度的升高對系統(tǒng)性能產(chǎn)生的不利影響，同時又可省去專設的平安保護器，節(jié)約本錢，節(jié)省電耗約6%。(5)電子膨脹閥

8、適應機電一體化的開展要求。 隨著微 機控制技術的崛 起，機電一體化已成為制冷系統(tǒng)開展的新趨勢。電子膨脹閥照比熱力膨 脹閥已由原來的機械式控制向電腦式控制開展，充分表達了機電一體化的開展趨勢。目前在 家用空調(diào)領域，電子膨脹閥和變頻壓縮機組成的 系統(tǒng)已取得了很好的效果，其原理就是將電子膨脹閥大范圍的流景調(diào) 節(jié)特性與變頻壓縮機的變頻特性結(jié)合起來。3電子膨脹閥的形式目前人們對電子膨脹閥的研究和開發(fā)主要針對的是電磁式膨脹閥和電 動式膨脹閥。電磁式膨脹閥在電磁線圈通電前，針閥處于翻開位置；由線圈上施加的電壓控制針閥開度的大 小，從而調(diào)節(jié)膨脹閥的流景。該閥動作響應快，但在制冷系 統(tǒng)工作時一直需要供電。電磁式

9、膨脹閥如圖1所示。圖1電磁式膨脹閥電動式膨脹閥也即步進電機驅(qū)動電子膨脹閥，它通過給電機驅(qū)動施加一定邏輯關系的數(shù)字信號，使步進電機通過螺紋驅(qū)動閥針的向前和向后運動，從而改變閥口的流通面積達 到控制流景的目的。電動式膨脹 閥又有直動型和減速型兩種。直動型是步進電機直接帶動閥針直動型電動式膨脹閥如圖2所示；減速型是步進電機通過減速齒輪組推動閥針動作。通過減速 齒輪組可以產(chǎn)生較大的推力，是一種常用的驅(qū)動方式。柱塞彈簧轉(zhuǎn)子圖2電動式膨脹閥丹麥Danfoss公司還研制了一種帶有壓力參考系統(tǒng)的電子膨脹閥，這種電子膨脹閥除外加控制器對過熱度進行控制夕卜，還用一根壓力平衡管將蒸發(fā)壓力輸入至閥體，以迅速平衡蒸發(fā)壓

10、力的波動。步進電機驅(qū)動的電子膨脹閥因其更適用微機控制、并有 較好的穩(wěn)定性，而被更多的制冷系統(tǒng)采用。4結(jié)束語當前，越來越多的制冷裝置采用電子膨脹閥節(jié)流，其舒適性、節(jié)能性、滿足特殊工作需要的靈活性充分顯示出電子控制的特色。大型制冷裝置要想在制冷循環(huán)層次上實現(xiàn)智能 優(yōu)化運行，電子膨脹閥的應用也將 必不可少。在遠洋船舶中 船舶空調(diào)系統(tǒng)和船舶冷藏箱的制冷系統(tǒng)，由 于其相對惡劣多 變的工作條件及較高的工作要求，以電子膨脹閥取代 熱力膨脹閥也有十分現(xiàn)實的意義?？梢灶A見，電子膨脹閥技術作為電子控制線圈入口閥桿出曰針閥介入制冷循環(huán)的突破口之一，有著廣闊的前景。電子膨脹閥的原理原理，電子概述：DPFDPF 型電子

11、膨脹閥是適應機電一體化制冷裝置開展要求的極有前途的節(jié)流元件。它響應快，流量調(diào)節(jié)范圍寬，可以按預設的各種調(diào)節(jié)規(guī)律動作，獲得很好的過熱度調(diào)節(jié)品質(zhì)，使 制冷裝置的啟動特性和變負荷動態(tài)特性大為改善。因而能保證制冷裝置中設備蒸發(fā)器 的使用效率高，運行穩(wěn)定，能耗低，溫度控制精度好。目前已廣泛應用于變頻空調(diào)器等變頻制冷機組中。工作原理：當脈沖電壓按一定的邏輯順序輸入到電子膨脹閥的定子線圈上時，產(chǎn)生一旋轉(zhuǎn)磁場。永久 磁鐵制成的轉(zhuǎn)子受到磁力矩作用產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動，并通過傳遞機構使閥針上下移動，改變閥口開啟大小。從而實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)工質(zhì)流量，使制冷系統(tǒng)保持最正確狀態(tài)。技術參數(shù)：適用環(huán)境溫度：-30C-30C+60C+60C驅(qū)動電壓：12Vdc12Vdc 土 15%15%驅(qū)動電流：0.0. 23A/23A/相12V,12V, 20C20