热力膨胀阀的正确选配方法

  • 时间:2020-03-12 01:34
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  热力膨胀阀的正确选配方法_建筑/土木_工程科技_专业资料。热力膨胀阀的正确选配方法

  热力膨胀阀的正确选配方法 发布时间:2009-03-06 热力膨胀阀是制冷系统中四大部件之一, 在系统中负责把制冷剂从冷凝压力 降至蒸发压力, 并按比例控制制冷剂的流量。一个系统中热力膨胀阀的好坏会直 接影响整个系统的运行性能, 所以选择合适的热力膨胀阀,对空调系统的运行寿 命、制冷效果,运行成本具有重要的意义。 一、热力膨胀阀选择的目的 热力膨胀阀的选配对整个系统的性能发挥起着重要的作用,正确的选择热力 膨胀阀将使蒸发器最大限度地加以利用,并使蒸发器始终和热负荷匹配。 二、热力膨胀阀与系统不匹配时的现象 热力膨胀阀与系统不匹配时,会使系统的制冷剂流量时多时少,导致热力膨 胀阀的制冷量时大时小。 当制冷量过小时, 会使蒸发器供液不足, 产生过大热度, 对系统性能会造成不利的影响;当制冷量过大时,会引起震荡,间歇性的使蒸发 器供液过量, 导致压缩机的吸气压力出现剧烈波动,甚至有液态制冷剂进入压缩 机,引起液击(湿冲程)现象。 三、热力膨胀阀选择的依据 热力膨胀阀的选择根据制冷系统的制冷剂种类、 蒸发温度范围和蒸发器过热 负荷的大小来进行。 1、热力膨胀阀选择方法及一般步骤如下: 1)确定系统的制冷剂型号。 2)确定蒸发器的蒸发温度,冷凝温度及制冷量。 3)热力膨胀阀进出口的压力差。 2、热力膨胀阀选择举例 有一台蒸发盘管(4DW4/10F-50x50.3A),制冷剂采用 R407C,制冷量为 96KW, 蒸发温度为 8℃,冷凝温度为 50℃,选择什么型号的热力膨胀阀(以丹佛斯公司 产品为例)。首先确定膨胀阀进出口两端的压力差 PΔ 。 公式中: P k 为冷凝压力。 P 0 为蒸发压力。 1 PΔ 为供液铜管的压力降。 2 PΔ 为分液器和分液毛细管的压力降。 P k(冷凝压力),P0(蒸发压力)由所给的已知参数可在焓湿图中查得。 P k =17.5 5 10×P a,P0=6.5 5 10×P a 而供液铜管的压力降, 由于所用的盘管选型软件,在所计算的数据中已有了 供液管的压力降。故已知 1 PΔ =0.0031 5 10×Pa。再分液器分液铜管的压力降 取经验值 2 PΔ =1 5 10×Pa。 当制冷剂采用 R407C,制冷量为 96KW,蒸发温度为 8℃,冷凝温度为 50℃, 1 PΔ 为 10bar,选择型号为 TDEZ26 热力膨胀阀(以丹佛斯公司产品为例)。 制冷量(KW)R407C 蒸发温度+15℃蒸发温度+10℃ 膨胀阀两端压力降△P(巴)型号和名义制冷量。 膨胀阀是制冷系统的四大组件之一,是调节和控制制冷剂流量和压力进入蒸发器的重要装 置,也是高低压侧的“分界线”。它的调节,不仅关系到整个制冷系统能否正常运行,而且 也是衡量操作工技术高低的重要标志。例如所测冷库温度为-10℃,蒸发温度比冷库温度低 5~10℃,即-15~-20℃,对照《制冷剂温度压力对照表》(以 R12 制冷剂为例),相对应的 压力为 0.23~0.054MPa 表压,此压力即为膨胀阀的调节压力(出口压力)。由于管路的压力 和温度损失(取决于管路的长短和隔热效果),吸气温度比蒸发温度高 5~15℃,相对应的 吸气压力应为 0.12~0.166MPa 表压。 调节膨胀阀必须仔细耐心地进行, 调节压力必须经过蒸 发器与库温产生热交换沸腾(蒸发)后再通过管路进入压缩机吸气腔反映到压力表上的,需 要一个时间过程。 每调动膨胀阀一次, 一般需 10~15 分钟的时间后才能将膨胀阀的调节压力 稳定在吸气压力表上。 压缩机的吸气压力是膨胀阀调节压力的重要参考参数。 膨胀阀的开启 度小,制冷剂通过的流量就少,压力也低;膨胀阀的开启度大,制冷剂通过的流量就多,压 力也高。根据制冷剂的热力性质,压力越低,相对应的温度就越低;压力越高,相对应的温 度也就越高。按照这一定律,如果膨胀阀出口压力过低,相应的蒸发压力和温度也过低。但 由于进入蒸发器流量的减少,压力的降低,造成蒸发速度减慢,单位容积(时间)制冷量下 降,制冷效率降低。相反,如果膨胀阀出口压力过高,相应的蒸发压力和温度也过高。进入 蒸发器的流量和压力都加大,由于液体蒸发过剩,过潮气体(甚至液体)被压缩机吸入,引 起压缩机的湿冲程(液击),使压缩机不能正常工作,造成一系列工况恶劣,甚至损坏压缩 机。由此看来,正确调整膨胀阀对系统的运行显得尤为重要。(摘自荣昌老师的发)。 我现在拿大洋的压缩机举例,10 匹的,型号为 C-SC735H8H,在 50Hz 下的制冷量为 30.6。 样本上标的制冷量的值是在测试工况为冷凝温度 54.4℃,蒸发温度 7.2℃,过冷度 8.3℃, 过热度为 11.1℃情况下的值。如果我现在要设计一个水源工况的热泵机组,走的是地下水, 那么该怎么匹配相应的膨胀阀呢! 首先要确定压缩机在设计工况下的制冷量, 夏季, 2/34℃, 过冷度 5℃,过热度为 10℃,此时压缩机的制冷量为 30.56kW;冬季,3/50℃,过冷度 5℃, 过热度为 10℃,此时压缩机的制冷量为 26.58kW。我现在选取 DANFOSS 的 TDEB 系列的带平 衡口的双向膨胀阀。先根据夏季制冷工况匹配一个。根据样本上的数据,膨胀阀前后的压力 等于冷凝压力减去蒸发压力及液体经过管路、管弯头、干燥过滤器、视液镜、电磁阀等部件 的压力之和, 结果大概为 6bar ,选取 TDEB11, 此时的膨胀阀的制冷量在 34.3kW (0℃) ~37kW (5℃)之间,合适。再核算冬季制热工况的制冷量,膨胀阀前后的压力约等于 12bar,对 于 DANFOSS 此系列的膨胀阀, 反响流的能力下降 15%, 查样本, 此时的制冷量为 41.5kW (0℃) ~44.5kW(5℃),按衰减 15%计算也就是在 35.3~37.8 之间,还是比较合适,这说明选取 TDEB11 合适。 膨胀阀是制冷系统的四大组件之一,是调节和控制制冷剂流量和压力进入蒸发器的重要装 置,也是高低压侧的“分界线”。它的调节,不仅关系到整个制冷系统能否正常运行,而且 也是衡量操作工技术高低的重要标志。例如所测冷库温度为-10℃,蒸发温度比冷库温度低 5~10℃,即-15~-20℃,对照《制冷剂温度压力对照表》(以 R12 制冷剂为例),相对应的 压力为 0.23~0.054MPa 表压,此压力即为膨胀阀的调节压力(出口压力)。由于管路的压力 和温度损失(取决于管路的长短和隔热效果),吸气温度比蒸发温度高 5~15℃,相对应的 吸气压力应为 0.12~0.166MPa 表压。 调节膨胀阀必须仔细耐心地进行, 调节压力必须经过蒸 发器与库温产生热交换沸腾(蒸发)后再通过管路进入压缩机吸气腔反映到压力表上的,需 要一个时间过程。 每调动膨胀阀一次, 一般需 10~15 分钟的时间后才能将膨胀阀的调节压力 稳定在吸气压力表上。 压缩机的吸气压力是膨胀阀调节压力的重要参考参数。 膨胀阀的开启 度小,制冷剂通过的流量就少,压力也低;膨胀阀的开启度大,制冷剂通过的流量就多,压 力也高。根据制冷剂的热力性质,压力越低,相对应的温度就越低;压力越高,相对应的温 度也就越高。按照这一定律,如果膨胀阀出口压力过低,相应的蒸发压力和温度也过低。但 由于进入蒸发器流量的减少,压力的降低,造成蒸发速度减慢,单位容积(时间)制冷量下 降,制冷效率降低。相反,如果膨胀阀出口压力过高,相应的蒸发压力和温度也过高。进入 蒸发器的流量和压力都加大,由于液体蒸发过剩,过潮气体(甚至液体)被压缩机吸入,引 起压缩机的湿冲程(液击),使压缩机不能正常工作,造成一系列工况恶劣,甚至损坏压缩 机。由此看来,正确调整膨胀阀对系统的运行显得尤为 膨胀阀容量是应该让其为蒸发器热负荷的 1.2~1.3 倍但不大于 2 倍! 1# 大 中 小 发表于 2008-1-2 14:58 只看该作者 膨胀阀调试方法故障排除与正确选配 热力膨胀阀的故障排除及正确选配 热力膨胀阀在系统中的几个问题: 堵塞故障,感温包故障,调整不当;叙述了热力膨胀阀的选型 方法. 1 概述 众所周知,热力膨胀阀是制冷系统中四大部件之一,在系统中负责把制冷剂从冷凝压力降至蒸 发压力,并按比例控制制冷剂的流量。一个系统中热力膨胀阀的好坏会直接影响整个系统的 运行性能,所以及时排除热力膨胀阀工作中的故障及适当正确的选择 ,对空调系统的运行寿 命,制冷效果,运行成本具有重要的意义。 2 热力膨胀阀的工作原理 热力膨胀阀是通过感受蒸发器出口气态制冷剂的过热度来控制进入蒸发器的制冷剂流量.按 照平衡方式不同, 热力膨胀阀分为外平衡和内平衡式,而在中央空调系统中多采用外平衡式. 由感应机构,执行机构,调整机构和阀体组成。 工作时,固定在蒸发器出口管道上的感温包感应 蒸发器出口的过热温度 ,使感温包内产生压力,并由毛细管传到膜片上部的空间 ,在压力的作 用下膜片以弹性变形的方式把信号传递给顶针(执行机构),从而调节阀们的开度,控制制冷剂 的流量。 3 热力膨胀阀工作中几个故障分析 3.1 热力膨胀阀的堵塞故障 3.1.1 堵塞的原因 制冷系统中热力膨胀阀的堵塞故障是经常发生的,包括“脏堵”和“冰堵”.脏堵的主要原因是系 统中存在杂质,例如焊渣,铜屑,铁屑,纤维等。 冰堵的原因是系统中含有过多的水分(湿气),产生 湿气的途径有: 1) 在安装时系统抽真空时间不够,没能把管路内的湿气抽尽;管路连接处焊接工艺不好,有漏 气点。 2) 在向系统充注制冷剂时,没把连接软管内的空气吹出软管。 3) 为系统补充润滑油时,进入空气。 3.1.2 堵塞发生的位置 一般情况脏堵塞发生在干燥过滤器上,系统中的杂质被过滤器拦截住,造成脏堵现象。 发生时, 系统首先表现为回气温度升高,过热度升高,故障严重后,使系统停止运转,如没有把系统中的 杂质清除掉,系统不能再开机。冰堵塞一般发生在膨胀阀的节流孔处如,因为这里是整个系统 中温度最低,孔径最小的地方。 由于系统不在制冷,系统整体温度回升,随着温度的提高,冰堵处 会逐渐融化,而后系统又恢复制冷能力,随着系统整体温度的再次降低又会出现冰堵现象。故 冰堵塞是一个反复程。 3.1.3 堵塞的排除方法 那么怎样排除堵塞故障呢? 对于脏堵,如果不是很严重,换一个干燥过滤器就可以了。如果非 常严重,就要重新清理系统管路中的杂质,抽真空,重新充注制冷剂。 对于轻微冰堵,可用热毛巾 敷在冰堵处,如果冰堵程度比较严重,已影响了系统的正常运行,则要换掉过滤干燥器,重 新处掉系统管路中的水分,抽真空,重新充注制冷剂。 3.2 感温包故障 3.2.1 感温包故障常见原因 当系统中出现膨胀阀供液时多时少或膨胀阀关不小 ,过热度,过冷度不正确等现象时 .原因可 能就是感温包出了故障。包括: 1) 感温包毛细管断裂,使感温包内的充注物漏掉,导致不能把正确的信号传给热力膨胀阀的 执机构。 2) 感温包包扎位置不正确。 3.2.2 感温包故障处理办法 一般情况感温包尽量装在蒸发器出口水平段的回气管上 ,应远离压缩机吸气口而 *近蒸发器, 而且不宜垂直安装。当水平回气管直径小于 7/8(22mm)时, 感温包宜安装在回气管的顶 上端,即吸气管的“一点钟”。当水平回气管直径大于 7/8时,感温包要安装在回气管轴线 度左右,即吸气管的“3 点钟”位置。 因为把感温包安装在吸气管的上部会 降低反应的灵敏度,可能使蒸发器的制冷剂过多,把感温包安装在吸气管的底部会引起供液 的紊乱,因为总有少量的液态制冷剂流到感温包安装的位置,而导致感温包温度的迅速变化。 安装时, 感温包需用铜片包扎好 ,回气管表面要除锈,如果是钢管,表面除锈后涂银漆 ,以保证 感温包 与回气管的良好接触。感温包必须低于阀顶膜片上腔,而且感温包的头部要水平放置或朝下, 当相对位置高于膜片上腔时,毛细管应向上弯成 U 形,以免液体进入膜片上腔。 为了避免系统 突然停机时,制冷剂液体或油积在感温包所在的水平管段而影响感温包的性能, 感温包 后的管段应该做成 3.3 调整不当 3.3.1 关于膨胀阀调整有关概念 说到调整,首先要明白几个概念 (1)膨胀阀的过热度:热力膨胀阀处于某一开度,所对应的过热度称为工作过热度即所说的 热力膨胀阀的过热度。包括静态过热度(SS)和开启过热度(OS)。 (2)静态过热度:热力膨胀阀处于开启位置时,弹簧力最小,这时热力膨胀阀控制的过热 度最小,称之为静态过热度 SS。 (3)动态过热度:膨胀阀阀孔开启后,阀孔开度随出口蒸气过热度的增大而增大,从阀孔 开启到全开为止,其过热度增加的数值叫动态过热度 OS。用曲线 膨胀阀的正确调整方法 (1)在调整热力膨胀阀之前,必须确认空调制冷异常是由于热力膨胀阀偏离最佳工作点引 起的,而不是因为氟利昂少、干燥过滤器堵塞、滤网、风机、皮带等其他原因所引起的。同 时,必须保证感温包采样信号的正确性,感温安装位置必须正确,绝对不可安装在管道的正 下方,以防管子底部积油等因素影响感温包正确感温。 (2) 热力膨胀阀调整时注意事项 热力膨胀阀的调整工作, 必须在制冷装置正常运行状态下进行。 由于蒸发器表面无法放置测 温计,可以利用压缩机的吸气压力作为蒸发器内的饱和压力,查表得到近似蒸发温度。用测 温计测出回气管的温度,与蒸发温度对比来校核过热度。调整中,如果感到过热度太小,则 可把调节螺杆按顺时针方向转动(即增大弹簧力,减小热力膨胀阀开启度) ,使流量减小; 反之,若感到过热度太大,即供液不足,则可把调节螺杆朝相反方向(逆时针)转动,使流 量增大。由于实际工作中的热力膨胀阀感温系统存在着一定的热惰性,形成信号传递滞后, 运行基本稳定后方可进行下一次调整。 因此整个调整过程必须耐心细致, 调节螺杆转动的圈 数一次不宜过多过快。 (3)热力膨胀阀具体的调整步骤 1)停机。将数字温度表的探头插入到蒸发器回气口处(对应感温包位置)的保温层内。将压 力表与压缩机低压阀的三通相连。 2)开机,让压缩机运行 15 分钟以上,进入稳定运行状态,使压力指示和温度显示达到稳定 值。 3)读出数字温度表温度 T1 与压力表测得压力所对应的温度 T2,过热度为两读数之差 T1T2。 注意,必须同时读出这两个读数。热力膨胀阀过热度应在 5-8℃之间,如果不是,则进行适 当的调整。调整步骤是:首先拆下热力膨胀阀的防护盖,然后转动调整螺杆 2-4 圈,等系 统运行稳定,重新读数,计算过热度,是否在正常范围,不是的话,重复前面的操作,直至 符合要求,调节过程必须小心仔细。 4 热力膨胀阀的选配 4.1 正确选择热力膨胀阀的目的 热力膨胀阀的选配对整个系统的性能发挥起着重要的作用,正确的选择热力膨胀阀将使蒸发 器最大限度地加以利用,并使蒸发器始终和热负荷匹配。 4.2 热力膨胀阀与系统不匹配时的现象 不匹配时、会使系统的制冷剂流量时多时少,导致热力膨胀阀的制冷量时大时小,当制冷量过 小时,会使蒸发器供液不足,产生过大热度,对系统性能会造成不利的影响.当制冷量过大时,会 引起震荡,间歇性的使蒸发器供液过量 ,导致压缩机的吸气压力出现剧烈波动 ,甚至有液态制 冷剂进入压缩机,引起液击(湿冲程)现象。 4.3 选择的依据 根据制冷系统的制冷剂种类,蒸发温度范围和蒸发器过热负荷的大小选择。 4.3.1 选择方法及一般步骤 一般步骤如下: 1) 确定系统的制冷剂型号。 2) 确定蒸发器的蒸发温度,冷凝温度及制冷量。 3) 热力膨胀阀进出口的压力差。 4.3.2 举例 有一台蒸发盘管(4DW4/10F-50x50.3A) ,制冷剂采用 R407C,制冷量为 96KW,蒸发温度 为 8℃,冷凝温度为 50℃,选择什么型号的热力膨胀阀(以丹佛斯公司产品为例) 。 首先确定膨胀阀进出口两端的压力差 P Δ 。 公式中: P k 为冷凝压力。 P 0 为蒸发压力。 1 P Δ 为供液铜管的压力降。 2 P Δ 为分液器和分液毛细管的压力降。 P k (冷凝压力) ,P0(蒸发压力)由所给的已知参数可在焓湿图中查得。 P k =17.5 5 10 ×P a ,P0=6.5 5 10 ×P a 而供液铜管的压力降, 由于本公司所用的盘管选型软件, 在所计算的数据中已有了供液管的 压力降。故已知 1 P Δ =0.0031 5 10 ×Pa。再分液器分液铜管的压力降取经验值 2 P Δ =1 5 10 ×Pa 。 当制冷剂采用 R407C,制冷量为 96KW,蒸发温度为 8℃,冷凝温度为 50℃, 1 P Δ 为 10bar,选择型号为 TDEZ26 热力膨胀阀(以丹佛斯公司产品为例) 。 制冷量(KW) R407C 蒸发温度+15℃ 蒸发温度+10℃ 膨胀阀两端压力降△P(巴) 膨胀阀两端压力降△P(巴)型号和名义制冷量 热力膨胀阀是压缩式制冷装置的主要进蒸发器的制冷剂流量控制元件; 同时完成由冷凝压力 至蒸发压力的节流降压降温过程。主要作用为:1)节流降压;2)控制流量;3)控制过热 度。 选用:选择热力膨胀阀主要考虑下列因素: 1)、按系统采用的制冷剂,查阅相关工质的热力膨胀阀样本。 2)、要考虑系统的蒸发温度。蒸发温度对膨胀阀容量影响明显,当蒸发温度降低,相同阀 的容量变小。 3)、阀前制冷剂过冷度会影响阀后两相制冷剂的干度,影响阀的流量系数,因此阀前液体 制冷剂过冷度影响阀的容量, 阀的容量随阀前制冷剂过冷度增大而增大。 故膨胀阀前应避免 制冷剂有气体闪发,以免影响阀的容量的正常发挥。 4)、冷凝器至阀前的液管肯定有压力降,应增加制冷剂过冷度,防止阀前气化。在查膨胀 阀容量表,允许有 20%的容量裕度。 机标对 R22 热力膨胀阀的名义工况:冷凝温度 40℃;进入膨胀阀液体温度 38℃;蒸发温度 5℃;通过阀压力降 0.69MPa;膨胀阀静止过热度 3.5℃;膨胀阀过热度变化 4℃。如果产 品样本设计参数与名义工况不同,则必须进行修正,可以查相关资料。

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