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制冷剂的节流装置中的内平衡式热力膨胀阀的工

内部平衡热力膨胀阀和蒸发器之间的连接如图2-24所示。膨胀阀的感温包与蒸发器出口管的表面紧密接触。温度传感球管中工作介质的温度(通常与制冷系统中的制冷剂相同)等于蒸发器出口处制冷剂的温度,球管中的压力是工作介质的饱和压力。膨胀阀对制冷剂流量的调节是通过改变其膜片上的三个作用力来自动实现的。

p是温度感应灯泡中工作介质的气压,作用在膜片的上部,并被引导打开膨胀阀孔。

p是制冷系统中蒸发器中制冷剂的蒸发压力(即制冷剂被阀孔节流后的压力)。它通过内部平衡孔作用在隔膜的下部,其方向是关闭阀孔。对于弹簧的等效压缩力,顶部仪表也作用在隔膜的下部,其方向指向关闭阀孔。

弹簧的等效压缩力可以调节,其大小可以保证制冷剂在蒸发器出口处有一定的过热温度。当膨胀阀的调节完成并保持一定的开度以保证稳定运行时,作用在隔膜上下部分的三个力应该是平衡的,即:

图2-24是使用R22制冷剂的蒸发器和膨胀阀的示意图。制冷剂的蒸发温度为5:(压力=0.584兆帕)。当制冷剂在蒸发器中从点A流到点B时,液态制冷剂蒸发成气体。如果忽略蒸发器中的阻力,点A和点B之间制冷剂的蒸发温度保持不变,为5。当制冷剂从点B蒸发到点C时,由于持续吸热,蒸汽温度上升。如果C点温度为10,蒸发器的过热度XT=10-5=5,球管中R22工质的温度也为10,饱和压力p=0.680MPa兆帕,弹簧的等效压缩力w为5的过热度,即w=0.096MPa兆帕。显然,此时膨胀阀膜片上下部分的压力相等,并保持一定的开度,制冷系统运行稳定。

当蒸发器的热负荷降低时,蒸发器中的制冷剂需要在所有蒸发结束之前从点A流到点B。这样,蒸发器出口处制冷剂的过热温度低于10,感温包中工作介质的饱和压力p将下降,膨胀阀膜片的力:f部分将大于上压力,阀针将向关闭方向作用,蒸发压力po将略微降低,制冷剂流量将降低,C点的温度将逐渐升高,膨胀阀将在新的平衡点工作。相反,当蒸发器的热负荷增加时,蒸发器中的所有制冷剂在点B之前蒸发。当制冷剂流到点C时,其温度将大于10,感温包中工作介质的饱和压力将升高,膨胀阀隔膜上部的作用力将大于隔膜下部的作用力。 阀针将向开启方向移动,蒸发压力Po也将略微增加,制冷剂流量将增加,点C处的温度将逐渐下降,膨胀阀将在另一个新的平衡点工作。

需要指出的是,当膨胀开度增加时,由于蒸发压力的轻微增加以及膜片和弹簧系数的影响,当回流膨胀阀工作在新的平衡点时,蒸发器出口制冷剂的二次热传导将轻微增加。相反,当膨胀阀关闭时,蒸发器出口处制冷剂的过热度会稍微降低。

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