電子膨脹閥與熱力膨脹閥你不一定知道的差異

現(xiàn)在越來越多的民用和商用制冷設(shè)備使用電子膨脹閥取代原有的熱力膨脹閥。電子膨脹閥與熱膨脹閥的基本用途相同,結(jié)構(gòu)上多種多樣,在性能上卻存在較大的差異。

1，調(diào)節(jié)范圍

目前熱力膨脹閥調(diào)節(jié)范圍普遍較窄。而熱泵機組既要制冷,又兼顧制熱,且適用場合的環(huán)境溫度范圍從- 15℃～+ 43℃,相對應(yīng)的制冷劑蒸發(fā)溫度將在- 25℃～5℃范圍內(nèi)工作。而且,若制冷回路中存在多臺壓縮機的情況下,機組隨用戶負(fù)荷的變化,運行的壓縮機數(shù)量相應(yīng)變化,造成制冷劑流量的劇烈變化。

因此,單個熱力膨脹閥遠遠無法勝任大型熱泵機組的運行工況。目前,眾多的大型熱泵產(chǎn)品均采用單回路配備單臺壓縮機的設(shè)計系統(tǒng),且采用制冷模式與制熱模式獨立的膨脹閥系統(tǒng),這勢必將增加系統(tǒng)的復(fù)雜性和制造成本。 而電子膨脹閥可在15 %～100 %的范圍內(nèi)進行精確調(diào)節(jié)。

就目前使用效果來看,單個的電子膨脹閥即可滿足熱泵機組在上述工況情況下的調(diào)節(jié)。且該調(diào)節(jié)范圍可根據(jù)不同產(chǎn)品的特性進行設(shè)定,增加了靈活性。

2，過熱度的控制

(1)過熱度的控制點:對于熱力膨脹閥而言,一般只能控制蒸發(fā)器出口的過熱度。而電子膨脹閥則體現(xiàn)出其優(yōu)越性,在半封閉及全封閉壓縮機系統(tǒng)中,其控制點不僅可以設(shè)在蒸發(fā)器出口,而且也可以設(shè)置在壓縮機吸氣口,即可控制壓縮機的吸氣過熱度,以保證壓縮機的效率。

(2)過熱度的設(shè)定值:對于熱力膨脹閥,其過熱度設(shè)定值一般由制造廠家在制造過程中設(shè)定,通常為5℃、6℃或8℃。而電子膨脹閥的過熱度可根據(jù)產(chǎn)品的不同特性進行人為設(shè)定,如蒸發(fā)器出口過熱度設(shè)為6℃,壓縮機吸氣過熱度則可設(shè)定為15℃,十分靈活。

(3)非標(biāo)準(zhǔn)工況下過熱度控制的穩(wěn)定性:熱力膨脹閥的過熱度設(shè)定值均為標(biāo)準(zhǔn)工況下的設(shè)置,而由于充注工質(zhì)的特性原因,當(dāng)系統(tǒng)偏離標(biāo)準(zhǔn)工況時,其過熱度往往會隨著冷凝壓力等的變化而偏離設(shè)定值,這不僅會造成系統(tǒng)效率的下降,而且會引起系統(tǒng)的波動性。如圖2所示。而電子膨脹閥的過熱度是通過控制器人為設(shè)定的,系統(tǒng)的實際過熱度是由傳感器采集控制點的參數(shù)進行計算得到的,所以不產(chǎn)生此類問題。

(4)系統(tǒng)調(diào)節(jié)的智能性:熱力膨脹閥對于過熱度的控制是基于目前控制點的狀態(tài),由充注工質(zhì)的特性所決定,它無法對系統(tǒng)的變化趨勢作出判斷。而電子膨脹閥的控制邏輯可根據(jù)不同產(chǎn)品的設(shè)計和制造特性,采用各類智能控制系統(tǒng),它不僅可以對系統(tǒng)目前的狀態(tài)進行調(diào)節(jié),而且可根據(jù)過熱度的變化率等參數(shù)對系統(tǒng)的特性進行判別,針對不同的系統(tǒng)變化趨勢采用相應(yīng)的控制手段。因此其對于系統(tǒng)變化的反應(yīng)速度和針對性較之熱力的膨脹閥優(yōu)越。

3，反應(yīng)速度

熱力膨脹閥的驅(qū)動是利用了充注工質(zhì)的熱力特性,因此,其開閉性具有以下特點:

(1)反應(yīng)的靈敏性和開閉動作的速度較慢。

(2)一般而言,熱力膨脹閥的開啟與關(guān)閉的速度相對一致 。

(3)在機組啟動過程,存在靜態(tài)過熱度。熱力膨脹閥的過熱度(SH)由靜態(tài)過熱度(SS)和開啟過熱度(OS)組成,由于靜態(tài)過熱度的存在,會產(chǎn)生在啟動過程中膨脹閥開啟的延遲傾向。

而電子膨脹閥的驅(qū)動方式是控制器通過對傳感器采集得到的參數(shù)進行計算,向驅(qū)動板發(fā)出調(diào)節(jié)指令,由驅(qū)動板向電子膨脹閥輸出電信號,驅(qū)電子膨脹閥的動作。電子膨脹閥從全閉到全開狀態(tài)其用時僅需幾秒鐘,反應(yīng)和動作速度快,不存在靜態(tài)過熱度現(xiàn)象,且開閉特性和速度均可人為設(shè)定,尤其適合于工況波動劇烈的熱泵機組的使用。

4，控制功能的多樣性

為防止機組在初始啟動時,蒸發(fā)側(cè)的制冷劑壓力和流量過大,引起壓縮機過載,一般熱力膨脹閥均設(shè)有MOP功能,即蒸發(fā)壓力只有在低于設(shè)定值時,膨脹閥才打開。但其功能與電子膨脹閥相比,仍顯得較為單調(diào)。

電子膨脹閥在結(jié)構(gòu)上可視作為節(jié)流機構(gòu)與電磁閥的有機結(jié)合,且通過控制器進行調(diào)節(jié),因此根據(jù)不同的產(chǎn)品特性,在機組啟動、負(fù)載變化、除霜、停機以及故障保護等情況下體現(xiàn)出其控制功能上的多樣性和優(yōu)越性。例如:電子膨脹閥對制冷劑流量的調(diào)節(jié)除了可以控制蒸發(fā)器外,還可以用來調(diào)節(jié)冷凝器。當(dāng)蒸發(fā)工況允許的情況下,若冷凝壓力過高,可以適當(dāng)關(guān)閉膨脹閥,減少系統(tǒng)中制冷劑的流量,降低冷凝器負(fù)荷,從而降低冷凝壓力,實現(xiàn)機組的高效和可靠運行。