熱力膨脹閥是控制蒸發器出口氣態制冷劑的過熱度來控制進入蒸發器的制冷劑流量。按照平衡方式不同,膨脹閥分為外平衡式和內平衡式。在專用空調空調中,由于蒸發器有分路并采用蓮蓬頭分液器,壓降比較大,造成蒸發器進出口溫度各不相同。在這種情況下,使用內平衡式膨脹閥會因蒸發器出口溫度
過低而造成熱力膨脹閥過度關閉,以至膨脹閥喪失對蒸發器的供液調節功能。所以專用空調均采用外平衡式膨脹閥,目前所使用的風冷式專用空調,如HIROSS、STULZ、ISOVEL、AIREDELE和法亞均采用這種結構。采用外平衡式可以避免膨脹閥過度關閉的情況,保證有壓降的蒸發器也得到正常的供液。膨脹閥的結構如圖一所示:熱力膨脹閥由感應機構、執行機構、調整機構和閥體組成。感應機構中充注氟利昂工質,感溫包設置在蒸發器出口處。由于過熱度的影響
, 其出口處溫度與蒸發溫度之間存在溫差,通常稱為過熱度。感溫包感受到蒸發器出口溫度后,使整個感應系統處于對應的飽和壓力Pb。如圖一,該壓力將通過膜片傳給頂桿直到閥芯。在壓力腔上部的膜片僅有Pb存在,膜片的下方有調整彈簧的彈簧力Pt和蒸發壓力P0,三者處于平衡時有Pb=Pt+Po,當Pb>Pt+Po時,表示蒸發器熱負荷偏大,出口過熱度偏高,通過膜片到頂桿傳遞這一壓力信號,使閥芯下移,膨脹閥開啟變大,制冷劑流量按比例增加。反之,膨脹閥開啟變小,制冷劑流量按比例減小。
膨脹閥的工作原理:把來自貯液干燥器的高壓液態制冷劑節流減壓,調節和控制進入蒸發器中的液態制冷劑量,使之適應制冷負荷的變化,同時可防止壓縮機發生液擊現象(即未蒸發的液態制冷劑進入壓縮機后被壓縮,極易引起壓縮機閥片的損壞)和蒸發器出口蒸氣異常過熱。汽車空調制冷系統采用的感溫式膨脹閥,也叫熱力膨脹閥,它是利用裝在蒸發器出口處的感溫包來感知制冷劑蒸氣的過熱度(過熱度是指蒸氣實際溫度高于蒸發溫度的數值),由此來調節膨脹閥開度的大小,從而控制進入蒸發器的液態制冷劑流量。感溫包和蒸發器出口管接觸,蒸發器出口溫度降低時,感溫包、毛細管和薄膜上腔內的液體體積收縮,膨脹閥閥口將閉合,借以限制制冷劑進入蒸發器。相反.如果蒸發器出口溫度升高,膨脹閥量口將開啟。借以增加制冷劑流量。
膨脹閥是制冷系統中的一個重要部件,一般安裝于儲液筒和蒸發器之間。膨脹閥使中溫高壓的液體制冷劑通過其節流成為低溫低壓的濕蒸汽,然后制冷劑在蒸發器中吸收熱量達到制冷效果,膨脹閥通過蒸發器末端的過熱度變化來控制閥門流量,防止出現蒸發器面積利用不足和敲缸現象。
電子膨脹閥是制冷系統中節流閥的一種。
節流閥通常可以分為毛細管節流,熱力膨脹閥節流(內平衡、外平衡)和電子膨脹閥節流,還有一種是膨脹機節流(不過,這種通常見不到)。
電子膨脹閥主要優點是能夠精確控制制冷劑流量,從而達到精確控制蒸發溫度。通常在控溫精度要求比較高的地方使用。電子膨脹閥可以在-70度以上正常工作,但熱力膨脹閥最低只能達到-60度。