第二节节流机构

1、第二节第二节 节流机构节流机构 节流机构是制冷装置中的重要部件之一，它的作用是将冷凝器或贮液器中冷凝压力下的饱和液体（或过冷液体），节流后降至蒸发压力和蒸发温度，同时根据负荷的变化，调节进入蒸发器制冷剂的流量。 一、节流机构的作用一、节流机构的作用 节流降压，调节供液量。节流降压，调节供液量。 绝热节流绝热节流 当气体在管道中流动时，由于局部阻力，如遇到缩口和调节阀门时，其压力显著下降，这种现象叫做节流。 工程上由于流体经过阀门等流阻元件时，流速大时间短，来不及与外界进行热交换，可近似地作为绝热过程来处理，称为绝热节流。 按照节流机构的供液量调节方式可分为以下五个类型： （1）手动调节的节流机

2、构; （2）用于液位调节的节流机构; （3）用蒸气过热度调节的节流机构; （4）用电子脉冲进行调节的节流机构; （5）不进行调节的节流机构. 二、节流机构类型二、节流机构类型 一般称做手动节流阀。以手动方式调整阀孔的流通面积来改变向蒸发器的供液量。其结构与一般手动阀门相似。多用于氨制冷装置。 只有氨制冷系统或试验装置中使用。作只有氨制冷系统或试验装置中使用。作为备用阀装在旁通管路上，以备应急或检修为备用阀装在旁通管路上，以备应急或检修自动膨胀阀时使用。自动膨胀阀时使用。 （1）手动调节的节流机构手动调节的节流机构：123467a）123467b）5图 4-17 手动节流阀的结构 a）针形阀芯

3、b）V 形缺口锥体阀芯 1-手轮 2-上盖 3-填料函 4-阀体 5-阀芯 6-阀杆 7-填料压盖 123467a）123467b）5图4-17 手动节流阀的结构 a）针形阀芯 b）V形缺口锥体阀芯 1-手轮 2-上盖 3-填料函 4-阀体 5-阀芯 6-阀杆 7-填料压盖 手动节流阀的节流机构，由阀体、阀芯、阀杆、填料函、填料压盖、上盖和手轮等零件组成。节流阀与截止阀的不同之处，在于它的阀芯为针型或具有V形缺口的锥体，而且阀杆采用细牙螺纹。这样当旋转手轮时，可使阀门的开启度缓慢地增大或减小，以保证良好的调节性能。 通常称做浮球调节阀。它利用浮球位置随液面高度变化而变化的特性控制阀芯开闭，达到

4、稳定蒸发器内制冷剂的液量的目的。它可作为单独的节流机构使用，也可作为感应元件与其他执行元件配合使用，适用中型及大型氨制冷装置。（2）用于液位调节的节流机构用于液位调节的节流机构：54132（a）543（b）198651131027图 4-18 浮球调节阀 a）直通式 b）非直通式 c）非直通式管路系统 1-阀针 2-支点 3-液体连接管 4-浮子 5-气体连接管 6 进液阀 7-出液阀 8-过滤器 9-手动节流阀 10-蒸发器 11-远距离液面指示器 直通式浮球调节阀结构比较简单，但由于液体的冲击作用引起壳体内液面波动较大，使调节阀的工作不太稳定，而且液体从壳体流入蒸发器，是依靠静液柱的高度差

5、，因此液体只能供到容器的液面以下。非直通式浮球调节阀工作比较稳定，而且可以供液到蒸发器的任何部位。 这种节流机构包括热力膨胀阀和电热膨胀阀。它通过蒸发器出口蒸气过热度的大小调整热负荷与供液量的匹配关系，以此控制节流孔的开度大小，实现蒸发器供液量随热负荷变化而改变的调节机制。主要用于氟利昂制冷系统及中间冷却器的供液量调节。（3）用蒸气过热度调节的节流机构用蒸气过热度调节的节流机构： 热力膨胀的工作原理 内平衡式热力膨胀阀由感温包、毛细管、阀座、膜片、顶杆、阀针及调节机构等构成。膨胀阀是接在蒸发器的进液管上，感温包中充注有的工质与系统中制冷剂相同，感温包设置在蒸发器出口处的管外壁上。 123456

6、7891011121314图 4-20 内平衡式热力膨胀阀结构 1-气箱座 2-阀体 3、13-螺母 4-阀座 5-阀针 6-调节杆座 7-填料 8-阀帽 9-调节杆 10-填料压盖 11-感温包 12-过滤网 14-毛细管 1234567891011121314图 4-20 内平衡式热力膨胀阀结构 1-气箱座 2-阀体 3、13-螺母 4-阀座 5-阀针 6-调节杆座 7-填料 8-阀帽 9-调节杆 10-填料压盖 11-感温包 12-过滤网 14-毛细管 热力膨胀阀属于一种自动膨胀阀，又称热力调节阀或感温调节阀，是应用最广的一类节流机构。它是利用蒸发器出口制冷剂蒸气的过热度调节阀孔开度以调

7、节供液量的，故适用于没有自由液面的蒸发器，如干式蒸发器、蛇管式蒸发器和蛇管式中间冷却器等。根据热力膨胀阀内膜片下方引入蒸发器进口或出口压力，分为内平衡式或外平衡式两种。 进 液234AB出 气（ b）（ a）5膜 片pbpopTtopbtpTpbpo图4-21 内 平 衡 式 热 力 膨 胀 阀 工 作 原 理 图 1-弹 性 金 属 膜 片 2-阀 芯 3-弹 簧 4-调 节 杆 5-感 温 包 进液234AB出气（b）（a）5膜片pbpopTtopbtpTpbpo图 4-21 内平衡式热力膨胀阀工作原理图 1-弹性金属膜片 2-阀芯 3-弹簧 4-调节杆 5-感温包 pb=pT+p0图图4

8、-20 4-20 热力膨胀阀结构及原理图热力膨胀阀结构及原理图 （a a）结构图；（）结构图；（b b）工作图；（）工作图；（c c）受力图。）受力图。1-1-毛细管；毛细管；2-2-阀体；阀体；3-3-阀座；阀座；4-4-阀芯；阀芯；5-5-弹簧；弹簧；6-6-调整杆；调整杆；7-7-感温包；感温包；8-8-膜片；膜片；9-9-推杆。推杆。 1234567891011121314图 4-20 内平衡式热力膨胀阀结构 1-气箱座 2-阀体 3、13-螺母 4-阀座 5-阀针 6-调节杆座 7-填料 8-阀帽 9-调节杆 10-填料压盖 11-感温包 12-过滤网 14-毛细管 432167流

9、动 方 向5图 4-22 外 平 衡 式热 力 膨 胀 阀 结 构 1-阀 杆 螺 母 2-弹 簧 3-调 节 杆 4-阀 杆 5-阀 体 6-外 平 衡 接 头 7-感 温 包 由于过热度的影响，其出口处温度t1与蒸发温度t0之间存在着温差tg，通常称做过热度过热度。 感温包感受到t1后，使整个感应系统处于t1对应的饱和压力pb。该压力通过毛细管传到膜片上侧，在膜片侧面施有调整弹簧力pT和蒸发压力p0，三者处于平衡时有pb=pT+p0。 从热力膨胀阀的工作原理可以看出，其阀芯的调节动作来源于pb=p1+p0。而在膜片上下侧的压力平衡是以蒸发器内压力p0作为稳定条件，所以称之为内平衡式热力膨胀

10、阀。 热力膨胀阀的选择与使用热力膨胀阀的选择与使用 1.为了稳定蒸发器的工作，在确定热力膨胀阀容量时，一般应取蒸发器热负荷的1.21.3倍。 2.为了保证感温包采样信号的准确性，当蒸发器出口管径小于22mm时，感温包可水平安装在管的顶部；当管径大于22mm时，则应将感温包水平安装在管的下侧方45o的位置，然后外包绝热材料。绝对不可随意安装在管的底部。也要注意避免在立管，或多个蒸发器的公共回气管上安装感温包。 热力膨胀阀的选择与使用热力膨胀阀的选择与使用 3.外平衡式热力膨胀阀的外平衡管应接于感温包后约100mm处，接口一般位于水平管顶部，以保证调节动作的可靠性。 4.为了使热力膨胀阀节流后的制

11、冷剂液体均匀地分配到蒸发器的各个管组，通常是在膨胀阀的出口管和蒸发器的进口管之间设置一种分液接头。 （4）用电子脉冲进行调节的节流机构用电子脉冲进行调节的节流机构：在现代舒适性空调装置中，有一种以数字化测检空调舒适度(如房间内的温度、湿度、气流状况、人员增减、人体衣着条件等)作为房间空气调节控制基础的新型舒适节能型空调装置。它根据检测到的房间舒适度(即PMV值大小)，相应改变压缩机转速，产生最佳舒适状态所需要的制冷(制热)量，从而有效地避免了开停调节式空调器因开停温差产生的能量浪费。 由于变流量调节时间以秒计算，可以有效地杜绝超调现象发生。对于一些需要精细流量调节的制冷装置，采用此种膨胀阀，可

12、以得到满意可靠的高效节能效果。 *热电膨胀阀和电子脉冲式膨胀阀热电膨胀阀和电子脉冲式膨胀阀 1.热电膨胀阀 热电膨胀阀也称电动膨胀阀。它是利用热敏电阻的作用来调节蒸发器供液量的节流装置。热敏电阻膜室加热量膜的运动 阀孔大小供液量变化。 热电膨胀阀具有结构简单、反应速度快的优点。为了保证良好的控制性能，热敏电阻需要定期更换。 热敏电阻热电膨胀阀蒸发器电源膜片进液图 4-25 热电膨胀阀 98765432113121110图 4-26 电子脉冲式膨胀阀的结构 1-进液管 2-阀孔 3-阀体 4-出液管 5-丝套 6-转轴（阀芯） 7-转子 8-屏蔽套 9-尾板 10-定位螺钉 11-限位器 12-

13、定子线圈 13-导线 2.电子脉冲式膨胀阀 由步进电动机、阀芯、阀体、进出液管等主要部件组成。 在制冷装置运行过程中，由传感器取到实时信号，输入微型计算机进行处理后，转换成相应的脉冲信号，驱动步进电动机获得一定的步距角，形成对应的阀芯上升或下降的移动距离，得到合适的制冷剂在阀孔的流通面积和与热负荷变化相匹配的供液量，实现装置的高精度能量调节。 这类节流机构如节流管（俗称毛细管），恒压膨胀阀，节流短管及节流孔等。毛细管节流是根据流体在一定几何尺寸的管道内流动产生摩阻压降改变其流量的原理，当管径一定时，流体通过的管道短则压降小，流量大；反之，压降大且流量小。 在冰箱及空调器制冷系统中取代膨胀阀作为

14、节流机构。（5）不进行调节的节流机构：毛细管毛细管(节流管) 当流体沿管内流动时，由于管道摩擦阻力而产当流体沿管内流动时，由于管道摩擦阻力而产生压降，生压降，管径越小、管子越长则流动阻力就越大，产管径越小、管子越长则流动阻力就越大，产生的压降也越大。生的压降也越大。 采用毛细管采用毛细管小内径（小内径（0.6-5.0mm0.6-5.0mm）并有一）并有一定长度的紫铜管，代替膨胀阀作为定长度的紫铜管，代替膨胀阀作为节流降压节流降压元件，这元件，这就是毛细管节流装置。就是毛细管节流装置。 由于它不具备自身流量调节能力，被看作为一种 流量恒定的节流元件。 毛细管毛细管原理：原理：节流，利用孔径和长度

15、变化产生压力差，节流，利用孔径和长度变化产生压力差，控制制冷剂流量。控制制冷剂流量。应用：应用：主要用于热负荷较小的家用制冷器具中，主要用于热负荷较小的家用制冷器具中，同时要求制冷系统有比较稳定的冷凝压力和蒸发同时要求制冷系统有比较稳定的冷凝压力和蒸发压力，如空调、冰箱。压力，如空调、冰箱。特点：特点：一般用铜管，结构简单，制造方便，价格一般用铜管，结构简单，制造方便，价格便宜，不易产生故障，且压缩机停止运行后，冷便宜，不易产生故障，且压缩机停止运行后，冷凝器和蒸发器的压力可以自动达到平衡，减轻了凝器和蒸发器的压力可以自动达到平衡，减轻了再次启动时电动机的负荷；但对制冷剂流量的调再次启动时电动机的负荷；但对制冷剂流量的调节能力很低。节能力很低。 50454035302520151050-10-20-30温度23压力121节流管长度/m1086420压力123456试验条件：节流管内径1.07mm管长5.5m/10 kPa2温度/图 4-29 制冷剂（氟利