熱力膨脹閥原理及故障分析調整
在大中型空調和熱泵熱水系統中,熱力膨脹閥憑著(zhù)調節穩定、質(zhì)量可靠等的優(yōu)勢,普遍被用作制冷系統的節流部件,控制著(zhù)制冷劑的供液量。下面幾個(gè)方面向大家介紹一下熱力膨脹閥這一重要的制冷部件。
一、熱力膨脹閥的結構組成
空調熱力膨脹閥由感溫包、毛細管、節流閥針、頂桿、定值彈簧和調節螺絲組成。
二、熱力膨脹閥的工作原理
熱力膨脹閥是通過(guò)感受蒸發(fā)器出口氣態(tài)制冷劑的過(guò)熱度,來(lái)控制進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑流量。按照平衡方式不同,熱力膨脹閥分為外平衡和內平衡式,而在中央空調系統中多采用外平衡式,由感應機構,執行機構,調整機構和閥體組成。工作時(shí),固定在蒸發(fā)器出口管道上的感溫包感應蒸發(fā)器出口的過(guò)熱溫度,使感溫包內產(chǎn)生壓力,并由毛細管傳到膜片上部的空間,在壓力的作用下膜片以彈性變形的方式把信號傳遞給頂針(執行機構),從而調節閥門(mén)的開(kāi)度,控制制冷劑的流量。
膨脹閥受三個(gè)力的作用來(lái)調節其開(kāi)啟度的大小,上方是感溫包壓力;左邊是調節彈簧壓力,右邊是蒸發(fā)壓力。感溫包壓力提供的是開(kāi)閥力,調節彈簧壓力和蒸發(fā)壓力提供是關(guān)閥力。
通過(guò)上面兩圖對比,不同點(diǎn)是蒸發(fā)壓力采集樣點(diǎn)不同,內平衡采集點(diǎn)為膨脹閥的出口位置,外平衡蒸發(fā)壓力采集點(diǎn)為蒸發(fā)器出口位置。眾所周知,熱力膨脹閥的作用是控制蒸發(fā)器出口的過(guò)熱度,也就是說(shuō)外平衡熱力膨脹閥不論在任何條件下做出的反應都是正確的。
三、熱力膨脹閥工作中幾個(gè)故障分析
3.1 堵塞故障
3.1.1 堵塞的原因
制冷系統中熱力膨脹閥的堵塞故障是經(jīng)常發(fā)生的,包括“臟堵”和“冰堵”。1)臟堵的主要原因是系統中存在雜質(zhì),例如焊渣,銅屑,鐵屑,纖維等。2)冰堵的原因是系統中含有過(guò)多的水分(濕氣),產(chǎn)生濕氣的途徑有:在安裝時(shí)系統抽真空時(shí)間不夠,沒(méi)能把管路內的濕氣抽盡;管路連接處焊接工藝不好,有漏氣點(diǎn)。在向系統充注制冷劑時(shí),沒(méi)把連接軟管內的空氣吹出軟管。為系統補充潤滑油時(shí),進(jìn)入空氣。
3.1.2 堵塞發(fā)生的位置
一般情況臟堵塞發(fā)生在干燥過(guò)濾器上,系統中的雜質(zhì)被過(guò)濾器攔截住,造成臟堵現象。發(fā)生時(shí),系統首先表現為回氣溫度升高,過(guò)熱度升高,故障嚴重后,使系統停止運轉,如沒(méi)有把系統中的雜質(zhì)清除掉,系統不能再開(kāi)機。冰堵塞一般發(fā)生在膨脹閥的節流孔處,如:因為這里是整個(gè)系統中溫度最低,孔徑最小的地方。由于系統不再制冷,系統整體溫度回升,隨著(zhù)溫度的提高,冰堵處會(huì )逐漸融化,而后系統又恢復制冷能力,隨著(zhù)系統整體溫度的再次降低又會(huì )出現冰堵現象。故冰堵塞是一個(gè)反復的過(guò)程。
3.1.3 堵塞的排除方法
那么怎樣排除堵塞故障呢?對于臟堵,如果不是很?chē)乐?,換一個(gè)干燥過(guò)濾器就可以了。如果非常嚴重,就要重新清理系統管路中的雜質(zhì),抽真空,重新充注制冷劑。對于輕微冰堵,可用熱毛巾敷在冰堵處,如果冰堵程度比較嚴重,已影響了系統的正常運行,則要換掉過(guò)濾干燥器,重新處掉系統管路中的水分,抽真空,重新充注制冷劑。
3.2感溫包故障
3.2.1 感溫包故障常見(jiàn)原因
當系統中出現膨脹閥供液時(shí)多時(shí)少或膨脹閥開(kāi)度關(guān)不小,過(guò)熱度、過(guò)冷度不正確等現象時(shí),原因可能就是感溫包出了故障。包括:感溫包毛細管斷裂,使感溫包內的充注物漏掉,導致不能把正確的信號傳給熱力膨脹閥的執機構;感溫包包扎位置不正確。
3.2.2 感溫包故障處理辦法
一般情況感溫包盡量裝在蒸發(fā)器出口水平段的回氣管上,應遠離壓縮機吸氣口而靠近蒸發(fā)器,而且不宜垂直安裝。因為把感溫包安裝在吸氣管的上部會(huì )降低反應的靈敏度,可能使蒸發(fā)器的制冷劑過(guò)多,把感溫包安裝在吸氣管的底部會(huì )引起供液的紊亂,因為總有少量的液態(tài)制冷劑流到感溫包安裝的位置,而導致感溫包溫度的迅速變化。安裝時(shí),感溫包需用銅片包扎好,回氣管表面要除銹,如果是鋼管,表面除銹后涂銀漆,以保證感溫包與回氣管的良好接觸。感溫包必須低于閥頂膜片上腔,而且感溫包的頭部要水平放置或朝下,當相對位置高于膜片上腔時(shí),毛細管應向上彎成U 形,以免液體進(jìn)入膜片上腔。
四、熱力膨脹閥的調整
4.1關(guān)于膨脹閥調整,首先要明白幾個(gè)概念
1) 膨脹閥的過(guò)熱度:熱力膨脹閥處于某一開(kāi)度,所對應的過(guò)熱度稱(chēng)為工作過(guò)熱度即所說(shuō)的熱力膨脹閥的過(guò)熱度。包括靜態(tài)過(guò)熱度(SS)和開(kāi)啟過(guò)熱度(OS)。
2) 靜態(tài)過(guò)熱度:熱力膨脹閥處于開(kāi)啟位置時(shí),彈簧力最小,這時(shí)熱力膨脹閥控制的過(guò)熱度最小,稱(chēng)之為靜態(tài)過(guò)熱度SS。
3) 動(dòng)態(tài)過(guò)熱度:膨脹閥閥孔開(kāi)啟后,閥孔開(kāi)度隨出口蒸氣過(guò)熱度的增大而增大,從閥孔開(kāi)啟到全開(kāi)為止,其過(guò)熱度增加的數值叫動(dòng)態(tài)過(guò)熱度OS。
4.2 膨脹閥的正確調整方法
在調整熱力膨脹閥之前,必須確認制冷異常是由于熱力膨脹閥偏離最佳工作點(diǎn)引起的,而不是因為氟利昂少、干燥過(guò)濾器堵塞、濾網(wǎng)、風(fēng)機、皮帶等其它原因所引起的。同時(shí),必須保證感溫包采樣信號的正確性,感溫安裝位置必須正確,絕對不可安裝在管道的正下方,以防管子底部積油等因素影響感溫包正確感溫。
4.3熱力膨脹閥調整時(shí)注意事項
熱力膨脹閥的調整工作,必須在制冷裝置正常運行狀態(tài)下進(jìn)行。由于蒸發(fā)器表面無(wú)法放置測溫計,可以利用壓縮機的吸氣壓力作為蒸發(fā)器內的飽和壓力,查表得到近似蒸發(fā)溫度。用測溫計測出回氣管的溫度,與蒸發(fā)溫度對比來(lái)校核過(guò)熱度。調整中,如果感到過(guò)熱度太小,則可把調節螺桿按順時(shí)針?lè )较蜣D動(dòng)即增大彈簧力,減小熱力膨脹閥開(kāi)啟度,使流量減??;反之,若感到過(guò)熱度太大,即供液不足,則可把調節螺桿朝相反方向(逆時(shí)針)轉動(dòng),使流量增大。由于實(shí)際工作中的熱力膨脹閥感溫系統存在著(zhù)一定的熱惰性,形成信號傳遞滯后,運行基本穩定后方可進(jìn)行下一次調整。因此整個(gè)調整過(guò)程必須耐心細致,調節螺桿轉動(dòng)的圈數一次不宜過(guò)多過(guò)快。
4.4熱力膨脹閥具體的調整步驟
停機:將數字溫度表的探頭插入到蒸發(fā)器回氣口處(對應感溫包位置)的保溫層內。將壓力表與壓縮機低壓閥的三通相連。開(kāi)機:讓壓縮機運行20分鐘以上,進(jìn)入穩定運行狀態(tài),使壓力指示和溫度顯示達到穩定值。讀出數字溫度表溫度T1 與壓力表測得壓力所對應的溫度T2,過(guò)熱度為兩讀數之差T1- T2。注意,必須同時(shí)讀出這兩個(gè)讀數。熱力膨脹閥過(guò)熱度應在3-8 ℃之間,如果不是,則進(jìn)行適當的調整。調整步驟是:首先拆下熱力膨脹閥的防護蓋,然后轉動(dòng)調整螺桿2 ~ 4 圈,等系統運行穩定,重新讀數,計算過(guò)熱度,是否在正常范圍,不是的話(huà),重復前面的操作,直至符合要求,調節過(guò)程必須小心仔細。