内外平衡式热力膨胀阀工作原理

1、1二、 制冷装置自动化元件一、热力膨胀阀一、热力膨胀阀二、压力继电器二、压力继电器三、温度继电器三、温度继电器四、压差继电器四、压差继电器五、电磁阀五、电磁阀六、冷却水量调节阀六、冷却水量调节阀21、热力膨胀阀(txv)thermostatic expansion valve制冷装置节流制冷装置节流throttle元件形式元件形式毛细管毛细管capillary tube手动膨胀阀手动膨胀阀自动膨胀阀自动膨胀阀热动膨胀阀热动膨胀阀热力膨胀阀热力膨胀阀电子膨胀阀电子膨胀阀制冷装置节流元件作用制冷装置节流元件作用节流降压节流降压根据蒸发器的热负荷调节制冷剂流量根据蒸发器的热负荷调节制冷剂流量3船舶辅

2、机第9章 船舶制冷装置船舶制冷装置 marine refrigeration plant忽略重力和顶杆摩擦力，则忽略重力和顶杆摩擦力，则sspafpp/01p1p 0psp 0(t0)p 0(t1)p 0p0将将 和和 引到膜片上下，其作用力之差反映引到膜片上下，其作用力之差反映出口过出口过热度热度，与弹簧力，与弹簧力f f s平衡，平衡，决定阀的开度决定阀的开度1p1p0p外平衡式热力膨胀阀原理外平衡式热力膨胀阀原理 通过通过过热度控制流量过热度控制流量调节弹簧张力调节弹簧张力fs，可调节过热度，可调节过热度 tr反映过热度反映过热度tr过热段过热段p1,t1对应对应负荷变化负荷变化 过热度

3、变化过热度变化 开度变化开度变化 流量变化流量变化 过热度基本恢复过热度基本恢复4内平衡式热力膨胀阀的工作原理p1p0pse(p 0 ,t 0)a(p0 ,t0)f(p 0 ,t1)船舶辅机第9章 船舶制冷装置船舶制冷装置 marine refrigeration plantps =fs/a在流动阻力较小时，在流动阻力较小时，00pp 01tttr可大致反映可大致反映0101/ppppafs00tt5p1p0pse(p 0 ,t 0)a(p0 ,t0)f(p 0 ,t1) 膜片上下压力差膜片上下压力差大致反映大致反映t 。过热度过热度t与弹簧张与弹簧张力力fs的平衡确定阀的开度的平衡确定阀的开

4、度 改变改变弹簧张力弹簧张力fs可可改变改变阀控制的阀控制的过热度过热度trps =fs/a tr 开度开度增大增大， tr 开度开度减小减小通过把通过把tr 信号转换成信号转换成 p p1 1-p-p0 0或 p p -p-p0 0 信号信号，控制阀的控制阀的开度，调节流量，实现过热度控制开度，调节流量，实现过热度控制6p过热度过热度增大增大，(p1- p0),膜膜片片下移下移，阀，阀开大开大，增加增加供液量供液量。过热度过热度减小减小， (p1- p0),膜膜片片上移上移，阀，阀关小关小，减少减少供液量。供液量。p1psp0t0t112 5ttp1psp0p0p1ps+p0p0关阀力开阀力

5、膨胀阀工作过程膨胀阀工作过程保持过热度变化不大保持过热度变化不大注意：注意：调节调节反反应滞应滞后后过热度有静差。过热度有静差。7船舶辅机第9章 船舶制冷装置船舶制冷装置 marine refrigeration plant.内平衡式热力膨胀阀 膜片式8船舶辅机第9章 船舶制冷装置船舶制冷装置 marine refrigeration plant.内平衡式热力膨胀阀波纹管式波纹管式910船舶辅机第9章 船舶制冷装置船舶制冷装置 marine refrigeration plant11船舶辅机第9章 船舶制冷装置船舶制冷装置 marine refrigeration plant1213延长阀芯和

6、阀延长阀芯和阀座的寿命座的寿命外平衡式热力膨胀阀外平衡式热力膨胀阀14船舶辅机第9章 船舶制冷装置船舶制冷装置 marine refrigeration plant15船舶辅机第9章 船舶制冷装置船舶制冷装置 marine refrigeration plant16船舶辅机第9章 船舶制冷装置船舶制冷装置 marine refrigeration plant感温包bulb充剂的性质和压力不同充剂的性质和压力不同，所以每只膨胀，所以每只膨胀阀只适用于阀只适用于既定既定的制冷剂。的制冷剂。阀前后压力差阀前后压力差蒸发温度蒸发温度阀前液体过冷度阀前液体过冷度002qpcaqgq阀的型号阀的型号(a)

7、节流元件的形式节流元件的形式(c)制冷剂性质和制冷剂性质和工况条件工况条件(p、q0)17膨胀阀选用（1）按系统选用的制冷剂）按系统选用的制冷剂（2）要考虑系统的蒸发温度）要考虑系统的蒸发温度。（3）阀前冷凝器的过冷度会影响阀后两相流的干度）阀前冷凝器的过冷度会影响阀后两相流的干度（4）冷凝器至阀前液管的压降）冷凝器至阀前液管的压降18膨胀阀的容量应与蒸发器相匹配match容量容量过小过小，则膨胀阀供液不足，蒸发器的能力不能充则膨胀阀供液不足，蒸发器的能力不能充分发挥，蒸发压力降低，制冷量减小，吸气过热度加分发挥，蒸发压力降低，制冷量减小，吸气过热度加大。大。容量容量过大过大，则阀工作时开度过

8、小，不仅冲蚀严重，而则阀工作时开度过小，不仅冲蚀严重，而且阀的工作不稳定。且阀的工作不稳定。膨胀阀工作时的常用开度以不小于额定开度的一半膨胀阀工作时的常用开度以不小于额定开度的一半为宜，因此其为宜，因此其容量应比蒸发器的制冷量稍大，但最容量应比蒸发器的制冷量稍大，但最大不超过蒸发器的二倍大不超过蒸发器的二倍。19膨胀阀选型步骤(1) 适用的制冷剂种类、蒸发温度范围。适用的制冷剂种类、蒸发温度范围。(2) 根据蒸发器选定容量大小，确定使用内平衡式根据蒸发器选定容量大小，确定使用内平衡式或外平衡式。或外平衡式。(3) 考虑安装条件。考虑毛细管考虑安装条件。考虑毛细管capillary tube长度

9、，进出接口形式长度，进出接口形式(直角式、直通式直角式、直通式, 螺纹、法螺纹、法兰、焊接兰、焊接)。(4) 选择阀的容量，若蒸发器制冷量变化范围大，选择阀的容量，若蒸发器制冷量变化范围大，可使用可使用两只膨胀阀两只膨胀阀（大小可不同）（大小可不同）并联并联parallel或或切换切换switchover使用。使用。20热力膨胀阀的安装和维护(1)膨胀阀尽量膨胀阀尽量靠近蒸发器靠近蒸发器安装安装。二者间不装阻力大。二者间不装阻力大的附件；如二者间距离远，管路应加粗且冷库外管的附件；如二者间距离远，管路应加粗且冷库外管路包路包隔热材料隔热材料；注意确认阀进、出口，；注意确认阀进、出口，直立安装直

10、立安装。(2)温包安装在温包安装在水平管路侧上方水平管路侧上方。 21集油弯外平衡管毛细管膨胀阀蒸发器背压阀蒸发器回热器蒸发器温包mm21mm21过热积油温包22(3)保证温包正确反映蒸发器出口管内温度保证温包正确反映蒸发器出口管内温度。清除放温。清除放温包处的管壁外部油漆和铁锈并涂银粉漆。包处的管壁外部油漆和铁锈并涂银粉漆。温包与管壁温包与管壁贴紧贴紧，用薄钢片夹箍固定，用薄钢片夹箍固定，外面包以隔热材料外面包以隔热材料。(4)外平衡式热力膨胀阀，外平衡式热力膨胀阀，平衡管连接点应设在温包平衡管连接点应设在温包之后之后，以免有少量液态制冷剂从膨胀阀顶杆填料处，以免有少量液态制冷剂从膨胀阀顶杆

11、填料处漏入平衡管影响温包感受的过热度。漏入平衡管影响温包感受的过热度。23热力膨胀阀的调试蒸发器出口过热度太大，制冷量降低；太小产生液蒸发器出口过热度太大，制冷量降低；太小产生液击，蒸发器进口段可能不结霜。调节膨胀阀使蒸发击，蒸发器进口段可能不结霜。调节膨胀阀使蒸发器出口工作过热度器出口工作过热度36oc为宜，装置有回热器时，为宜，装置有回热器时，最小稳定过热度可稍减小。最小稳定过热度可稍减小。调试原则：蒸发器调试原则：蒸发器出口过热度适当出口过热度适当，使蒸发器内有，使蒸发器内有足够的冷剂蒸发，又防止压缩机液击。足够的冷剂蒸发，又防止压缩机液击。24调试热力膨胀阀注意事项(1)调试前检查制冷

12、剂是否充足；冷凝压力在合适范调试前检查制冷剂是否充足；冷凝压力在合适范围；阀完好并正确安装；阀及管路没有堵塞；蒸发围；阀完好并正确安装；阀及管路没有堵塞；蒸发器结霜不太厚器结霜不太厚(冷风机通风良好冷风机通风良好)。(2)调试应在装置运转且工况稳定时进行。调试应在装置运转且工况稳定时进行。(3)每次调整关闭过热度增减一般不超过每次调整关闭过热度增减一般不超过0.5oc，一般一般调节螺杆每转一圈过热度变化为调节螺杆每转一圈过热度变化为11.5oc。(4)热力膨胀阀调节滞后性较大，每次调后应观察一热力膨胀阀调节滞后性较大，每次调后应观察一段时间，调好后不要轻易改动。段时间，调好后不要轻易改动。也不

13、知调好了没有?25电子膨胀阀electronic expansion valve电磁式膨胀阀（使用比例电磁铁）26电动式膨胀阀（使用步进式电机）27284、压力继电器pressure relay压缩机排压过高断电压缩机排压过高断电停车停车，消除产生，消除产生高压的原因后，需高压的原因后，需手动复位手动复位才能使压才能使压缩机启动。缩机启动。(故障、报警故障、报警)吸气压力低到下限时断电吸气压力低到下限时断电停车停车，吸，吸气压力回升到上限时，控制压缩机气压力回升到上限时，控制压缩机通电通电启动启动。(正常、无报警正常、无报警)将高压继电器和低压继电器组合在同将高压继电器和低压继电器组合在同一壳

14、体内，完成二者功能。一壳体内，完成二者功能。高压继电器：高压继电器：低压继电器：低压继电器：高低压继电器:294、压力继电器pressure relay（压力控制的电开关）（压力控制的电开关）作用：作用：低压继电器：低压继电器：控制压缩机控制压缩机自动起停、卸载自动起停、卸载等等高压继电器：高压继电器：对压缩机和系统对压缩机和系统高压安全保护高压安全保护高低压继电器高低压继电器:控制压缩机控制压缩机自动起停、高压保护自动起停、高压保护30142低压继电器241m高压继电器ab高低压继电器mclphplphpl/hp31高压部分高压部分：高压断开压力由调节弹簧：高压断开压力由调节弹簧4的张力决定

15、，的张力决定，用用调节螺钉调节螺钉5 5调节，切断后必须用拨钮调节，切断后必须用拨钮7手动复位。手动复位。低压部分：低压部分：低压接通压力由主弹簧低压接通压力由主弹簧11的张力决定，用的张力决定，用调节螺钉调节螺钉8 8调节。幅差压力由幅差弹簧调节。幅差压力由幅差弹簧13的张力决定，的张力决定，用用调节螺钉调节螺钉6 6调节。调节。 低压断开压力低压断开压力 = = 接通压力接通压力幅差压力幅差压力低压动作压力调节方法低压动作压力调节方法：先：先调节主调弹簧调节主调弹簧11，调节预紧，调节预紧力，改变吸入压力力，改变吸入压力上限上限(接通压力接通压力)。后后调节幅差弹簧调节幅差弹簧13(拉簧）

16、，改变拉簧），改变下限（下限（断开压力断开压力），上限不变），上限不变。主要组成：主要组成：高压波纹管、高高压波纹管、高压调节弹簧压调节弹簧低压波纹管、低低压波纹管、低压主调弹簧、低压压主调弹簧、低压幅差调节弹簧幅差调节弹簧微动开关微动开关32低压控制范围：低压控制范围：0.070.6mpa; 幅差：幅差：0.060.1mpa; 高压：高压：0.63.0mpa低压幅差调节螺钉，低压幅差调节螺钉，调节压缩机低压断电压调节压缩机低压断电压力和接通压力之差。力和接通压力之差。高压调节螺钉，调节压缩机高压断电压力。低压主调螺钉，调节压缩机低压接通压力。高压复位按钮，高压复位按钮，对高压断电进行复位。对

17、高压断电进行复位。低压高压yk306 高低压继电器3334调节方法高压部分高压部分：高压断开压力由调节弹簧：高压断开压力由调节弹簧7(拉簧拉簧)的张力决的张力决定，用定，用调节螺钉调节螺钉6 6调节，切断后必须用按钮调节，切断后必须用按钮8手动复位。手动复位。低压部分：低压部分：低压接通压力由主弹簧低压接通压力由主弹簧4的张力决定，用的张力决定，用调节螺钉调节螺钉3 3调节。幅差压力由幅差弹簧调节。幅差压力由幅差弹簧2的张力决定，的张力决定，用用调节螺钉调节螺钉1 1调节。调节。 低压断开压力低压断开压力 = = 接通压力接通压力幅差压力幅差压力先先调节主调弹簧调节主调弹簧4，使预紧力增加，吸

18、入压力，使预紧力增加，吸入压力上限上限(接通接通)、下限下限(断开断开)同时增加同时增加。后后调节幅差弹簧调节幅差弹簧2，使预紧力增加，使预紧力增加，下限降低，上限不变下限降低，上限不变。35压力值的确定：压力值的确定：高压断开压力高压断开压力(上限上限)：参照最高工作压力参照最高工作压力(冷剂冷剂46oc对应的饱和压力对应的饱和压力)。低压断开压力低压断开压力(低压下限低压下限)：蒸发温度减去蒸发温度减去5oc对应的对应的饱和压力饱和压力(不小于不小于0.1bar)。低压闭合压力低压闭合压力(低压上低压上限限)：适当低于冷库温度上限对适当低于冷库温度上限对应的饱和压力。应的饱和压力。测定方法

19、测定方法：慢慢关小吸入截止阀，停车时吸入压力表慢慢关小吸入截止阀，停车时吸入压力表的读数为的读数为低压下限低压下限，重新启动时的读数为，重新启动时的读数为低压上限低压上限。慢慢关小排出截止阀，停车时排出压力表的读数为慢慢关小排出截止阀，停车时排出压力表的读数为高高压断开压力压断开压力。（。（注意注意：仪表指示正确）：仪表指示正确）363738393、温度继电器、温度继电器temperature relay用用温度温度作为控制信号的电开关作为控制信号的电开关。 温度信号温度信号压力信号压力信号电开关电开关作用：作用：1. 控制供液电磁阀的电路通断，以控制库温；控制供液电磁阀的电路通断，以控制库温

20、；2. 控制压缩机控制压缩机 单库装置可直接控制压缩机起停；单库装置可直接控制压缩机起停； 多库装置时可多个并联控制压缩机起停。多库装置时可多个并联控制压缩机起停。40控制箱温度继电器41rt型温度继电器1. 主调：改变主调：改变调节旋钮调节旋钮，使调节弹簧张力变化，改变，使调节弹簧张力变化，改变断断开值开值。2. 幅差调节：改变幅差调节：改变幅差调节螺母幅差调节螺母与固定圆盘间隙。与固定圆盘间隙。 闭合闭合温度温度 = 断开温度断开温度+幅差幅差 。42rt型温度继电器a435、(油油)压差继电器压差继电器pressure difference relay用润滑用润滑油泵油泵吸排压差（油泵排

21、压与吸气压力之差）吸排压差（油泵排压与吸气压力之差）作为控制信号的电开关，当压差小于设定值时，使作为控制信号的电开关，当压差小于设定值时，使压缩机停车，起保护作用压缩机停车，起保护作用。mp油压差控制的电开关油压差控制的电开关 作用：对压缩机进行油压安全保护作用：对压缩机进行油压安全保护44jc3-5型压差继电器参数及说明型压差继电器参数及说明压差调节范围压差调节范围0.050.35mpa波纹管最大承压波纹管最大承压0.16mpa延时时间延时时间6020s适用冷剂适用冷剂r12,r22,r502,r717主触头容量主触头容量交流：交流：220/380v,1000va直流：直流：220v,50w

22、出厂接380v电源接头。若选用220v电源，将d1x接线拆除，把xd2接通，使降压电阻9短路。45jc3-5型压差继电器型压差继电器46jc3-5型压差继电器型压差继电器47jc3-5型压差继电器型压差继电器48延时的作用：延时的作用： 正常运转时允许油压的瞬间波动；正常运转时允许油压的瞬间波动； 起动时允许油泵有建立油压的时间。起动时允许油泵有建立油压的时间。 延时时间：延时时间：60 s 左右左右 试验按钮：试验延时及继电器动作正确性试验按钮：试验延时及继电器动作正确性采用人工复位的原因：采用人工复位的原因： 如故障未排除，自动复位会引起压缩机反复起、如故障未排除，自动复位会引起压缩机反复

23、起、停。停。 49调整、试验方法：调整、试验方法：1.运行时调低滑油压力运行时调低滑油压力，压差开关动作时，压差开关动作时，滑油压力滑油压力表表和和曲轴箱压力表曲轴箱压力表的的差值应差值应为压差继电器的压差调定为压差继电器的压差调定值。值。2. 如动作压力过高或过低，可转动如动作压力过高或过低，可转动调节轮调节轮22改变弹改变弹簧簧20张力，改变压差调定值至正确值。张力，改变压差调定值至正确值。3.压缩机正常运行时，按下压缩机正常运行时，按下试验按钮试验按钮3，达到延时时，达到延时时间间(6020s)后应停车。后应停车。注：固定幅差注：固定幅差502、电磁阀、电磁阀solenoid valve

24、 作用：实作用：实现液路通断现液路通断或液流方向或液流方向改变改变51船舶辅机第9章 船舶制冷装置船舶制冷装置 marine refrigeration plant2、电磁阀、电磁阀solenoid valve 直接作用电磁阀直接作用电磁阀1-电磁线圈电磁线圈2-铜套筒铜套筒3-芯铁芯铁4-复位弹簧复位弹簧5-阀盘阀盘6-阀座阀座7-阀孔阀孔8-垫片垫片9-封帽封帽10-强开顶杆强开顶杆11-接线盒接线盒适用于阀孔直径适用于阀孔直径 3mm，接，接管直径管直径1012mm场合场合。52 间接作用电磁阀间接作用电磁阀制冷剂流量大制冷剂流量大时应时应使用间接作用式。使用间接作用式。53间接作用电磁

25、阀的工作过程进出口具有一定压差时，主阀才能打开导阀节流平衡孔主阀54间接作用电磁阀的特点：间接作用电磁阀的特点：启闭平稳，冲击小，启阀力大，适用于大口径。启闭平稳，冲击小，启阀力大，适用于大口径。直接和间接式电磁阀安装注意事项：直接和间接式电磁阀安装注意事项：1. 有线圈一侧有线圈一侧垂直向上垂直向上安装在安装在水平管路水平管路上；上；2. 注意阀体注意阀体箭头箭头方向，装反方向，装反? ? ? ? ? ? 。3. 注意型号、口径、适用介质、适用温度、允许工注意型号、口径、适用介质、适用温度、允许工作压力、电制等。作压力、电制等。不能关闭注意防潮注意防潮55四通电磁换向阀四通电磁换向阀56四通电磁换向阀四通电磁换向阀576、冷却水量调节阀、冷却水量调节阀cooling wa