1、第五章第五章 制冷剂的节流机构制冷剂的节流机构 节流机构是实现制冷循环必不可少的部件，而且其容量必须与其他主件相匹配。节流机构是实现制冷循环必不可少的部件，而且其容量必须与其他主件相匹配。节流机构的主要功能：节流机构的主要功能：(1)对高压液态制冷剂节流降压、降温达到制冷的目的。对高压液态制冷剂节流降压、降温达到制冷的目的。(2)调整制冷剂的流量，适应蒸发器的热负荷变化，使制冷装置稳定运行。调整制冷剂的流量，适应蒸发器的热负荷变化，使制冷装置稳定运行。基本要求基本要求:(1)熟悉节流机构在制冷系统中的功能。熟悉节流机构在制冷系统中的功能。(2)了解浮球调节阀的工作原理及其使用场合。了解浮球调节
2、阀的工作原理及其使用场合。(3)掌握热力膨胀阀的种类、工作原理及其使用场合。掌握热力膨胀阀的种类、工作原理及其使用场合。(4)了解热力膨胀阀的安装和调节性能。了解热力膨胀阀的安装和调节性能。(5)掌握毛细管节流机构的特性及其对制冷系统的要求。掌握毛细管节流机构的特性及其对制冷系统的要求。第五章第五章 制冷剂的节流机构制冷剂的节流机构 第一节第一节 手动和浮球调节阀手动和浮球调节阀 一、手动调节阀一、手动调节阀 外形与普通截止阀相似，其内部的阀孔较小，阀芯呈锥形或外形与普通截止阀相似，其内部的阀孔较小，阀芯呈锥形或V形，阀杆采用形，阀杆采用细牙螺纹。以保证阀门的开启度缓慢地增大或关闭。细牙螺纹。
3、以保证阀门的开启度缓慢地增大或关闭。手动调节阀使用较少，仅在一些试验装置上采用，或者与浮球调节阀配套使手动调节阀使用较少，仅在一些试验装置上采用，或者与浮球调节阀配套使用，作辅助的用，作辅助的节流节流装置使用装置使用 第五章第五章 制冷剂的节流机构制冷剂的节流机构 第一节第一节 手动和浮球调节阀手动和浮球调节阀 二、浮球调节阀二、浮球调节阀 浮球调节阀主要用在氨制冷系统中浮球调节阀主要用在氨制冷系统中。工作原理：工作原理：当蒸发器的热负荷增大时，制冷剂的蒸发量增加，液位下降，浮当蒸发器的热负荷增大时，制冷剂的蒸发量增加，液位下降，浮球下沉并驱动杠杆使阀针开启或开大，高压液态制冷剂经阀孔节流后直
4、接从出液球下沉并驱动杠杆使阀针开启或开大，高压液态制冷剂经阀孔节流后直接从出液管进入蒸发器。当液位达到规定高度时，浮球驱动杠杆使阀针关小或完全关闭阀管进入蒸发器。当液位达到规定高度时，浮球驱动杠杆使阀针关小或完全关闭阀孔，减少或完全停止制冷剂供给。孔，减少或完全停止制冷剂供给。第五章第五章 制冷剂的节流机构制冷剂的节流机构 第二节第二节 热力膨胀阀热力膨胀阀 第五章第五章 制冷剂的节流机构制冷剂的节流机构 第二节第二节 热力膨胀阀热力膨胀阀 热力膨胀阀广泛在氟利昂制冷系统中使用。热力膨胀阀广泛在氟利昂制冷系统中使用。热力膨胀阀是以发信器、调节器和执行器三位一体组成的自动调节机构，能自动调节进入
5、热力膨胀阀是以发信器、调节器和执行器三位一体组成的自动调节机构，能自动调节进入蒸发器的氟利昂流量。蒸发器的氟利昂流量。根据接受信号的不同热力膨胀阀分为：内平衡和外平衡两种形式根据接受信号的不同热力膨胀阀分为：内平衡和外平衡两种形式。第五章第五章 制冷剂的节流机构制冷剂的节流机构 第二节第二节 热力膨胀阀热力膨胀阀 一、内平衡式热力膨胀阀的工作原理一、内平衡式热力膨胀阀的工作原理 膨胀阀其膜片上有三个作用力：膨胀阀其膜片上有三个作用力：P为感温包内工质的气体压力，作用在膜片的上部；为感温包内工质的气体压力，作用在膜片的上部；P0为制冷剂蒸发压力为制冷剂蒸发压力(即制冷剂节流后的压力即制冷剂节流后
6、的压力)，作用于膜片的下部；，作用于膜片的下部；W为弹簧的等效压缩力，通过顶针也作用于膜片下部。弹簧力能进行调节，其为弹簧的等效压缩力，通过顶针也作用于膜片下部。弹簧力能进行调节，其大小能保证制冷剂在蒸发器的出口处具有一定的过热温度。大小能保证制冷剂在蒸发器的出口处具有一定的过热温度。膨胀阀保持一定开度稳定工作时，作用在膜片上、下部的三个力平膨胀阀保持一定开度稳定工作时，作用在膜片上、下部的三个力平 衡，衡，P=P0+W第五章第五章 制冷剂的节流机构制冷剂的节流机构 第二节第二节 热力膨胀阀热力膨胀阀 一、内平衡式热力膨胀阀的工作原理一、内平衡式热力膨胀阀的工作原理 制冷剂由制冷剂由A点流至点
7、流至B点时，液态制冷剂全部蒸发为气体，点时，液态制冷剂全部蒸发为气体，A点点蒸发温度为蒸发温度为5(R22 P0=0584MPa)，若忽略蒸发器中阻力，则，若忽略蒸发器中阻力，则B温度也为温度也为5。从从B点流至点流至C点时，制冷剂蒸气吸热温度上升，若点时，制冷剂蒸气吸热温度上升，若C点温度为点温度为10，则感温包内，则感温包内R22工质的工质的温度也为温度也为10，其饱和压力，其饱和压力P=0680MPa。蒸发器的过热度：蒸发器的过热度：t=105=5。弹簧等效压缩力。弹簧等效压缩力W为为5过热度的压力，即过热度的压力，即W=0096MPa。此时膨胀阀膜片上、下部压力相等，且保持一定开启度，
8、制冷系统运行稳定。此时膨胀阀膜片上、下部压力相等，且保持一定开启度，制冷系统运行稳定。当蒸发器热负荷减少时，制冷剂至当蒸发器热负荷减少时，制冷剂至B才全部蒸发，才全部蒸发，C点过热温度小于点过热温度小于10，感温包工质压，感温包工质压力力P下降，膜片下部的作用力大于上部作用力，阀针向关闭方向动作，蒸发压力下降，膜片下部的作用力大于上部作用力，阀针向关闭方向动作，蒸发压力P0降低，降低，制冷制冷剂流量减少，剂流量减少，C点温度逐步升高，膨胀阀在新的平衡点工作。点温度逐步升高，膨胀阀在新的平衡点工作。相反，当蒸发器热负荷增相反，当蒸发器热负荷增加时，阀针向开启方向动作，加时，阀针向开启方向动作，P
9、0提高，制冷剂流量增加。提高，制冷剂流量增加。第五章第五章 制冷剂的节流机构制冷剂的节流机构 第二节第二节 热力膨胀阀热力膨胀阀 一、内平衡式热力膨胀阀的工作原理一、内平衡式热力膨胀阀的工作原理 由热力膨胀阀的特性曲线可知，由热力膨胀阀的特性曲线可知，通过膨胀阀的制冷剂流量通过膨胀阀的制冷剂流量Mr随蒸发随蒸发器出口制冷剂蒸气过热度的增加而增器出口制冷剂蒸气过热度的增加而增加。加。静止过热度静止过热度t ta a 它是膨胀它是膨胀阀阀针由静止开始动作时的过热度。阀阀针由静止开始动作时的过热度。梯度过热度梯度过热度t tb b 它是阀针它是阀针从开始开启到最大开启位置所需要的从开始开启到最大开启
10、位置所需要的过热度。过热度。当过热度达到当过热度达到t tc c时，阀孔开足，时，阀孔开足，膨胀阀其流量达到最大值。但由于制膨胀阀其流量达到最大值。但由于制冷剂流出蒸发器的过热度太大，影响冷剂流出蒸发器的过热度太大，影响蒸发器的传热效果，蒸发器的传热效果，选用热力膨胀阀时，在保证制冷选用热力膨胀阀时，在保证制冷剂循环量剂循环量(或制冷量或制冷量)的前提下，蒸发的前提下，蒸发器出口制冷剂的过热度应在器出口制冷剂的过热度应在a a，b b两点两点之间。之间。第五章第五章 制冷剂的节流机构制冷剂的节流机构 第二节第二节 热力膨胀阀热力膨胀阀 二、外平衡式热力膨胀阀工作原理二、外平衡式热力膨胀阀工作原
11、理 外平衡式热力膨胀阀外平衡式热力膨胀阀与与内平衡式热力膨胀阀内平衡式热力膨胀阀的主要区别在于的主要区别在于增加了一根外接平衡管，分别与阀体上及蒸发器的出口管路连接。增加了一根外接平衡管，分别与阀体上及蒸发器的出口管路连接。膨胀阀膜片下部作用的是蒸发器出口压力膨胀阀膜片下部作用的是蒸发器出口压力P0。当蒸发器的。当蒸发器的阻力较大时，即阻力较大时，即P0 P0 。可使制冷剂流量能得到较好的调节效。可使制冷剂流量能得到较好的调节效果。果。第五章第五章 制冷剂的节流机构制冷剂的节流机构 第二节第二节 热力膨胀阀热力膨胀阀 二、外平衡式热力膨胀阀工作原理二、外平衡式热力膨胀阀工作原理 R22蒸发器的
12、进、出口阻力为蒸发器的进、出口阻力为0086MPa。蒸发器进口处蒸发器进口处A点：点：t0=5，P0=0584MPa，蒸发器出口处蒸发器出口处B点：点：P0=05840086=0498MPa；t0=0。若制冷剂在出口处仍保持若制冷剂在出口处仍保持5过热度，则感温包内工质温度为过热度，则感温包内工质温度为50=5。即膜片上部压力即膜片上部压力 P=0584MPa，若弹簧等效压缩力若弹簧等效压缩力W=0086MPa，则膜片上、下两侧作用力相等，则膜片上、下两侧作用力相等 P=P0+W，外平衡热力膨胀阀正常工作。外平衡热力膨胀阀正常工作。若系统安装内平衡热力膨胀阀，则若系统安装内平衡热力膨胀阀，则
13、：P0+W=0584+0086=0670 MPa 为使阀孔有一定开度，膜片上部需有为使阀孔有一定开度，膜片上部需有0670MPa的压力（饱和温度超过的压力（饱和温度超过9），），蒸发器出口处必须保持蒸发器出口处必须保持9以上的过热度。以上的过热度。过高的过热度将影响蒸发器的传热效果。过高的过热度将影响蒸发器的传热效果。第五章第五章 制冷剂的节流机构制冷剂的节流机构 第二节第二节 热力膨胀阀热力膨胀阀 三、热力膨胀阀的安装三、热力膨胀阀的安装 1热力膨胀阀阀体的安装热力膨胀阀阀体的安装 位置应尽量靠近蒸发器，同时应考虑其调节和拆修的方便。在膨胀位置应尽量靠近蒸发器，同时应考虑其调节和拆修的方便。
14、在膨胀阀上应装设过滤器，防止膨胀阀堵塞。阀上应装设过滤器，防止膨胀阀堵塞。2 2感温包的安装感温包的安装 装在回热器的吸气管上。装在回热器的吸气管上。它与吸气管的接触部分应该平直、清洁，有良好它与吸气管的接触部分应该平直、清洁，有良好的传热。并用绑带扎紧，外加不吸潮的绝热材料隔热。的传热。并用绑带扎紧，外加不吸潮的绝热材料隔热。感温包应装在：不易积液的吸气管上；当吸气管直径小于感温包应装在：不易积液的吸气管上；当吸气管直径小于22m时，装在吸气管上部；吸气时，装在吸气管上部；吸气管直径大于管直径大于22m时，装在吸气管水平轴线下部约时，装在吸气管水平轴线下部约45 处处。3外平衡管的安装外平衡
15、管的安装 应装在蒸发器的出口处，而且应在感温包的后面应装在蒸发器的出口处，而且应在感温包的后面。第五章第五章 制冷剂的节流机构制冷剂的节流机构 4 4热电膨胀阀热电膨胀阀 热电膨胀阀是利用一只暴热电膨胀阀是利用一只暴露于吸气管制冷剂蒸气中的热露于吸气管制冷剂蒸气中的热敏电阻进行制冷量控制的调节敏电阻进行制冷量控制的调节阀。阀。当蒸发器出口处的制冷剂当蒸发器出口处的制冷剂过热度增加时，热敏电阻的电过热度增加时，热敏电阻的电阻值降低，外电路通过膨胀阀阻值降低，外电路通过膨胀阀内双金属控制器的电流增大，内双金属控制器的电流增大，使阀孔开启或开大。反之，阀使阀孔开启或开大。反之，阀孔就关小或关闭。孔就
16、关小或关闭。热敏电阻可根据所需控制的热敏电阻可根据所需控制的过热度要求进行更换。热电膨过热度要求进行更换。热电膨胀阀可以在高精度的范围内控胀阀可以在高精度的范围内控制制冷剂流量，特别适用于热制制冷剂流量，特别适用于热泵装置。泵装置。第五章第五章 制冷剂的节流机构制冷剂的节流机构 第三节第三节 毛细管毛细管 毛细管是最简单的节流机构。其材料是内径为毛细管是最简单的节流机构。其材料是内径为0525mm，长度为，长度为055m的紫铜管。的紫铜管。毛细管在家用电冰箱，窗式空调器，中、小型空调机以及去湿机中已广泛使用。毛细管在家用电冰箱，窗式空调器，中、小型空调机以及去湿机中已广泛使用。制冷剂在管内的节
17、流过程制冷剂在管内的节流过程：(1)12过程是过冷液体的节流。过程中，压力由过程是过冷液体的节流。过程中，压力由P1降至降至P2，温度保持不变，温度保持不变(即即t1=t 2)。(2)23过程是气、液两相的饱和湿蒸气节流过程。过程中，压降率增大，温度明显下降，毛细过程是气、液两相的饱和湿蒸气节流过程。过程中，压降率增大，温度明显下降，毛细管出口段出现低温管出口段出现低温(结露或结霜结露或结霜)。(3)虚线虚线34过程为湿蒸气在蒸发器中的降压过程。若出口压力过程为湿蒸气在蒸发器中的降压过程。若出口压力P3达到其临界压力达到其临界压力Pc，则出口，则出口压力不再因蒸发压力压力不再因蒸发压力P0的降
18、低而降低。的降低而降低。毛细管的供液能力主要取决于：结构参数毛细管的供液能力主要取决于：结构参数(内径、长度内径、长度)和制冷剂进口的状态参数和制冷剂进口的状态参数(压力和温度压力和温度)，而与出口状态基本无关。而与出口状态基本无关。第五章第五章 制冷剂的节流机构制冷剂的节流机构 第三节第三节 毛细管毛细管毛细管在使用过程中应注意以下问题：毛细管在使用过程中应注意以下问题：(1)由于制冷剂通过量的调节性能较差，仅适用于运行工况比较稳定的制冷装置。由于制冷剂通过量的调节性能较差，仅适用于运行工况比较稳定的制冷装置。(2)使用毛细管节流的制冷系统要求制冷剂充加量准确。使用毛细管节流的制冷系统要求制
19、冷剂充加量准确。制冷剂充加量过多，会使冷凝压力和毛细管进口压力升高。压缩机停机后，会制冷剂充加量过多，会使冷凝压力和毛细管进口压力升高。压缩机停机后，会使蒸发器中积液过多。使蒸发器中积液过多。为了防止产生液击，在采毛细管节流的制冷系统中，通常不装设贮液器。为了防止产生液击，在采毛细管节流的制冷系统中，通常不装设贮液器。若制冷剂充加量过少，有可能在毛细管进口处已形成气、液两相湿蒸气。若制冷剂充加量过少，有可能在毛细管进口处已形成气、液两相湿蒸气。(3)由于毛细管处于常通状态，当压缩机停机后，高、低压制冷剂就能迅速平衡，由于毛细管处于常通状态，当压缩机停机后，高、低压制冷剂就能迅速平衡，有利有利于
20、压缩机再次启动。于压缩机再次启动。(4)毛细管节流的降温速度比采用膨胀阀慢。毛细管节流的降温速度比采用膨胀阀慢。(5)制冷剂在毛细管中的节流不存在进、出口方向问题。制冷剂在毛细管中的节流不存在进、出口方向问题。(6)制冷系统内部必须持清洁、干燥，或者在毛细管进口前装设过滤干燥器。制冷系统内部必须持清洁、干燥，或者在毛细管进口前装设过滤干燥器。(7)当毛细管并联使用时，应使用分配器。当毛细管并联使用时，应使用分配器。第五章第五章 制冷剂的节流机构制冷剂的节流机构 小小 结结(1)制冷剂的节流机构对制冷剂的循环工况和循环量能起直接控制作用。制冷剂的节流机构对制冷剂的循环工况和循环量能起直接控制作用。(2)浮球调节阀一般在氨系统中应用，与蒸发器配套供应。浮球调节阀一般在氨系统中应用，与蒸发器配套供应。(3)热力膨胀阀均用在氟利昂系统中。热力膨胀阀均用在氟利昂系统中。(4)毛细管通常用在全封闭压缩机的制冷系统中，如空调器、电冰箱，毛细管通常用在全封闭压缩机的制冷系统中，如空调器、电冰箱，以及小型冰柜和冷饮水机组中。以及小型冰柜和冷饮水机组中。(5)节流机构进口处产生堵塞是制冷装置运行中最伟见的故障之一。节流机构进口处产生堵塞是制冷装置运行中最伟见的故障之一。
