熱力膨脹閥的調試方法及合理維護

一、概述 

    熱力膨脹閥是組成製冷裝置的重要部件，是製冷係統中四個(ge) 基本設備之一。它實現從(cong) 冷凝壓力至蒸發壓力的壓降，同時控製製冷劑的流量；它的體(ti) 積雖小，但作用巨大，它的工作好壞，直接決(jue) 定整個(ge) 係統的運行性能。但是在實際工作中，熱力膨脹閥的運行情況往往被忽視，使熱力膨脹閥成為(wei) 空調維護中的一個(ge) 死角。而定期檢查和調整熱力膨脹閥，對空調的運行壽命，節約能源，降低運行成本，卻有著重要的意義(yi) 。

二、熱力膨脹閥的工作過程分析 

    2.1  熱力膨脹閥工作原理 

    熱力膨脹閥是通過感受蒸發器出口氣態製冷劑的過熱度來控製進入蒸發器的製冷劑流量。按照平衡方式不同，熱力膨脹閥分為(wei) 外平衡式和內(nei) 平衡式。在機房空調中，一般采用外平衡式熱力膨脹閥。目前所使用的風冷式機房空調，如HIROSS、STULZ、ISOVEL、AIREDELE和法亞(ya) 均采用這種結構。熱力膨脹閥的結構如圖1所示：熱力膨脹閥由感應機構、執行機構、調整機構和閥體(ti) 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，其出口處溫度與(yu) 蒸發溫度之間存在溫差，通常稱為(wei) 過熱度。感溫包感受到蒸發器出口溫度後，使整個(ge) 感應係統處於(yu) 對應的飽和壓力Pb。如圖1，該壓力將通過膜片傳(chuan) 給頂杆直到閥芯。在壓力腔上部的膜片僅(jin) 有Pb存在，膜片的下方有調整彈簧的彈簧力Pt和蒸發壓力P0，三者處於(yu) 平衡時有Pb=Pt+Po 。當蒸發器熱負荷增大時，出口過熱度偏高，Pb增大，Pb>Pt+Po，合力使頂杆、閥芯下移，熱力膨脹閥開啟增大，製冷劑流量按比例增加。反之，熱力膨脹閥開啟變小，製冷劑流量按比例減小。因此，機房空調是由熱力膨脹閥通過控製過熱度實現製冷係統的自我調整。 

    2.2  確定正確的過熱度 

    要保證熱力膨脹閥工作在*匹配點，就必須保證熱力膨脹閥有合適的過熱度。熱力膨脹閥的過熱度由靜裝配過熱度與(yu) 有效過熱度組成。圖2顯示了機房空調熱力膨脹閥的典型靜態性能曲線，它的靜態特性指出了其容量和蒸發器出口氣態製冷劑過熱度的關(guan) 係。使閥門開始開啟所需要的過熱度稱為(wei) 開啟過熱度（A點），又叫靜裝配過熱度，一般的靜裝配過熱度約為(wei) 3℃。從(cong) 熱力膨脹閥開始開啟至額定開度所需要的過熱度增量（即線段AB），稱為(wei) 熱力膨脹閥的有效過熱度或可變過熱度。其數值的大小與(yu) 彈簧的剛度及閥芯的行程有關(guan) ，一般有效過熱度約為(wei) 2~5℃，通常把熱力膨脹閥的靜裝配過熱度與(yu) 有效過熱度之和稱為(wei) 工作過熱度，即平時所說的過熱度。因此，我們(men) 隻有保證過熱度在合適的範圍內(nei) ，製冷係統才能達到zui大冷量，又不會(hui) 引起濕衝(chong) 程。機房空調過熱度都要求在5~8℃之間。如果發現過熱度不在該範圍內(nei) ，就要進行調整。 

三、檢查調整熱力膨脹閥的必要性 

    機房空調剛投入運行，熱力膨脹閥是不用調整，但是在空調連續使用幾年後，由於(yu) 閥針的磨損、係統有雜質、閥孔部分有堵塞及彈簧彈力減弱等原因，影響了熱力膨脹閥的開啟度，使得熱力膨脹閥偏離了它的工作點，表現為(wei) 熱力膨脹閥開啟度偏小或過大。 
熱力膨脹閥開啟度太小的話，就會(hui) 造成供液不足，使得沒有足夠的氟利昂在蒸發器內(nei) 蒸發，製冷劑在蒸發管內(nei) 流動的途中就已經蒸發完了，在這以後的一段，蒸發器管中沒有液體(ti) 製冷劑可供蒸發，隻有蒸汽被過熱。因此，相當一部分的蒸發器未能充分發揮其效能，造成製冷量不足，降低了空調的製冷效果。機房空調的壓縮機大多采用蒸發器回來的蒸汽來冷卻壓縮機，如果熱力膨脹閥開啟不夠，就造成蒸汽過熱度過大，對壓縮機冷卻作用減小，壓縮機的排氣溫度會(hui) 增高，潤滑油變稀，潤滑質量降低，壓縮機的工作環境惡化，會(hui) 嚴(yan) 重影響壓縮機的工作壽命。我公司和睦機房ISOVEL空調就曾發生壓縮機燒機現象，據分析與(yu) 過熱度過大有關(guan) 。另外由於(yu) 機房溫度降不下來，又增加了壓縮機的開啟台數,增加了耗電量。 

    與(yu) 此相反，如果熱力膨脹閥開啟過大，即熱力膨脹閥向蒸發器的供液量大於(yu) 蒸發器負荷，會(hui) 造成部分製冷劑來不及在蒸發器內(nei) 蒸發，同氣態製冷劑一起進入壓縮機，引起濕衝(chong) 程，甚至衝(chong) 缸事故，損壞壓縮機。99年，杭州市電信分公司景芳二樓程控機房有一台ISOPAK機房空調的一個(ge) 壓縮機閥片被擊穿，可能與(yu) 熱力膨脹閥開啟過大有關(guan) ；同時，熱力膨脹閥開啟過大，使蒸發溫度升高，製冷量下降，壓縮機功耗增加，增加了耗電量。因此，有必要定期檢查調整熱力膨脹閥，盡量讓熱力膨脹閥工作在*匹配點。 

四、熱力膨脹閥的調整過程 

    4.1  熱力膨脹閥調整前的檢查 

    在調整熱力膨脹閥之前，必須確認空調製冷異常是由於(yu) 熱力膨脹閥偏離*工作點引起的，而不是因為(wei) 氟利昂少、幹燥過濾器堵塞、濾網、風機、皮帶等其他原因所引起的。同時，必須保證感溫包采樣信號的正確性，機房空調的感溫包必須水平安裝在回氣管的下側(ce) 方45度的位置，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。更不能安裝在立管上。檢查冷凝器風機控製方式，盡量采用調速控製，以保證冷凝壓力恒定。 

    4.2  熱力膨脹閥調整時注意事項 

    熱力膨脹閥的調整工作，必須在製冷裝置正常運行狀態下進行。由於(yu) 蒸發器表麵無法放置測溫計，可以利用壓縮機的吸氣壓力作為(wei) 蒸發器內(nei) 的飽和壓力，查表得到近似蒸發溫度。用測溫計測出回氣管的溫度，與(yu) 蒸發溫度對比來校核過熱度。調整中，如果感到過熱度太小，則可把調節螺杆按順時針方向轉動（即增大彈簧力，減小熱力膨脹閥開啟度），使流量減小；反之，若感到過熱度太大，即供液不足，則可把調節螺杆朝相反方向（逆時針）轉動，使流量增大。由於(yu) 實際工作中的熱力膨脹閥感溫係統存在著一定的熱惰性，形成信號傳(chuan) 遞滯後，運行基本穩定後方可進行下一次調整。因此整個(ge) 調整過程必須耐心細致，調節螺杆轉動的圈數一次不宜過多過快（直杆式熱力膨脹閥的調節螺杆轉動一圈，過熱度變化大概改變1~2℃）。 

    4.3  熱力膨脹閥具體(ti) 的調整步驟 

    4.3.1熱力膨脹閥過熱度的測量 
 
    過熱度如圖3所示測量，步驟如下： 

    1)停機。將數字溫度表的探頭插入到蒸發器回氣口處（對應感溫包位置）的保溫層內(nei) 。將壓力表與(yu) 壓縮機低壓閥的三通相連。
 
    2)開機，讓壓縮機運行15分鍾以上，進入穩定運行狀態，使壓力指示和溫度顯示達到一穩定值。 

    3)讀出數字溫度表溫度T1與(yu) 壓力表測得壓力所對應的溫度T2，過熱度為(wei) 兩(liang) 讀數之差T1- T2。注意，必須同時讀出這兩(liang) 個(ge) 讀數。 熱力膨脹閥過熱度應在5~8℃之間，如果不是，則進行適當的調整。 

    4.3.2具體(ti) 調整步驟 

    1) 拆下熱力膨脹閥的防護蓋； 

    2) 轉動調整螺杆2~4圈；（機房空調的熱力膨脹閥一般采用壓杆式和散型齒輪式，散型齒輪式是用一個(ge) 小齒輪帶動一個(ge) 大齒輪，調節的圈數比較多，一般可以調2~4圈；壓杆式可調圈數比較少，每次調1/4圈；O65空調的熱力膨脹閥采用散型齒輪式） 

    3) 等係統運行穩定，重新讀數，計算過熱度，是否在正常範圍。不是的話，重複2）、3）操作，直至符合要求。調節過程必須小心仔細。（如果熱力膨脹閥油堵嚴(yan) 重，拆下後用無水乙醇進行清洗，再重新裝上；失去調節功能的熱力膨脹閥應更換；安裝熱力膨脹閥需注意感溫包安裝位置和做好保溫工作） 

    另外，在實際中， 采用如上儀(yi) 表檢查熱力膨脹閥工作情況，往往要浪費大量的時間，因此，可采用目檢與(yu) 儀(yi) 表檢查相結合的方法，即先用眼睛觀察壓縮機回氣管的結露情況，發現異常後，再用儀(yi) 表檢查。這樣，可以節約大量的時間，而且*可以達到檢查目的。