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製冷用熱力膨脹閥過熱度控製特性的應用和研究

  目前國內製冷機的製冷係統普遍采用製冷劑的蒸汽壓縮循環方式,其中起著至關重要作用的節流元件--熱力膨脹閥的特性研究乏人問津,導致國內很多同行對熱力膨脹閥的合理高效配置缺乏了解,對熱力膨脹閥的實際節能作用缺乏認識。

    其實,熱力膨脹閥在製冷係統中,除了把製冷劑從高壓通過節流轉換為低壓,實現製冷效果外,還有一個很重要的自動控製流量的功能,這功能的優化可在製冷劑運行的整個製冰(降溫)過程中,保持製冷劑的蒸發吸熱過程在蒸發器中被充分利用,從而達到最經濟、最有效的製冷效率,達到我們實在的節能目的,我們在對製冷機選用冷量匹配的膨脹閥的同時,對其工作過熱度的控製特性要求絕對不可以忽視。

    我們大家知道,熱力膨脹閥流量的自動調節是通過蒸發器出口處的過熱度控製的,該處的過熱度的大小可直接反映出蒸發器其蒸發麵積的利用率,如果一個熱力膨脹閥運行中能使該處的過熱度小,則表示蒸發麵積的利用率高,也就是製冷效率高,假如該處的過熱度甚至為零,那麽這蒸發器的蒸發麵積利用率達到100%,相對來說就是製冷的時間會更短。

    由於目前熱力膨脹閥包括其溫度傳感器的充注結構特性,決定了閥本身的工作是必須在閥的一個開啟過熱度和一個工作過熱度下,對流入的製冷劑流量進行調節。因此,如何能保持閥在蒸發器整個降溫過程中,始終有一個較小的開啟過熱度,甚至是零過熱度下工作。則是我們對熱力膨脹閥的熱力特性的選擇及探討必須要進行的一個課題。

    現在國外知名公司的產品已經提供了能滿足各種熱力特性要求的熱力膨脹閥,在我們國內,雖然大部分的生產廠商還尚未掌握這方麵的技術,但還是有些生產廠商具有各種熱力特性要求的製作經驗並有成功的產品(包括零過熱度),在與國外知名公司產品的對比中並不遜色。如下測試曲線圖是國內具有等過熱度特性的熱力膨脹閥在Bitzer實驗室與Danfoss和Parker的同類產品同時作測試(圖一),測試結果反映的降溫速度比Danfoss同類產品快,它在穩定蒸發溫度工況時的溫度波動隻有4℃,而Danfoss同類產品為10℃(圖二),整個測試說明國產的產品動作晌應好、滑動係數低、低溫過熱度小。充注等各性能指標都可以優於國外頂級公司產品。

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