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4.3.4 电子膨胀阀在线视频

下一节:节流装置-讨论题1

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4.3.4 电子膨胀阀课程教案、知识点、字幕

下面 我们来学习电子膨胀阀

相较于热力膨胀阀

电子膨胀阀 具有调节范围宽

调节反应快的优势

因此 广泛应用于无级变容量制冷系统中

接下来 我们一起来学习电子膨胀阀的相关内容

电子膨胀阀 属于电控型节流装置

按照其驱动方式 又可分为电动型和电磁型两类

第一类 是电动型电子膨胀阀

依靠步进电机驱动执行机构

改变节流孔口面积的节流装置

分直动型和减速型两种

电动型膨胀阀的开度

与步进电机的脉冲数正相关

虽然其调节速度较慢 但具有定位准确

调整后不需带电 可靠性高等优点

第二类 电磁型电子膨胀阀 它依靠电磁线圈的磁力

驱动执行机构 调节其容量大小

电磁线圈通电前 阀芯处于全开位置

通电后 受磁力的作用 阀芯开度再减小

开度减小的程度

取决于施加在线圈上的控制电压

电磁型膨胀阀开度和控制电压

呈负相关关系 虽然需要带电工作

可靠性较差 但调节速度快 定位准确

目前 在变速空调器和多联机中

多采用电动型电子膨胀阀

下面 以电动型电子膨胀阀为例

简要介绍其结构

电子膨胀阀 主要由阀体 针阀

永磁电机转子 电磁线圈 弹簧等部件组成

并通过信号线与微电脑相连

通过提前预置的控制程序

调节蒸发器的供液量大小

使制冷系统优化运行

电子膨胀阀的控制系统

通过检测温度传感器的温度信号

并将信号 传递到膨胀阀中的电机或电磁线圈

针阀 在电磁线圈的磁力

和脉冲步进电机的驱动下

上下移动 从而改变膨胀阀的开度

达到调节制冷剂流量的目的

前面 我们介绍了节流装置的制冷剂流量

由孔口面积 前后压差

流量系数和进口比容决定

电子膨胀阀 通过脉冲步进电机驱动针阀

改变阀芯孔口面积 脉冲数越大

节流孔口面积越大 故流过的流量也越大

电子膨胀阀的流量特性

可以认为 与脉冲步进电机的脉冲数正相关

从而 可以绘制出某种型号

电子膨胀阀的制冷剂流量曲线

但 由于影响因素较多

故 电子膨胀阀的流量曲线

较多采用给定实验压差下的空气流量来描述

通过一定的换算关系 再折算到

特定压差 进口比容条件下的制冷剂流量

二者呈正相关关系

不同类型的膨胀阀 其性能曲线也不同

图中的线性型 急开型

是目前采用最多的两种膨胀阀

线性型电子膨胀阀

其制冷剂流量与脉冲数呈正比

而 急开型电子膨胀阀

在低脉冲数时 与线性型膨胀阀相似

但 当脉冲数高于某个数值时

其流量 会呈现一个陡升

即迅速增大 相当于一个阻力很小的管件

在多联机中 夏天制冷

室内机用电子膨胀阀节流降压 调节流量

而冬天制热的时候呢 室内机是冷凝器

故 希望电子膨胀阀能够通过很大的制冷剂流量

以便高压液态制冷剂 不出现沿程的闪发

回到室外机 当然 室外机电子膨胀阀

也希望有这样的特性

急开型电子膨胀阀的这种特性

使得它在多联机中 得到了广泛应用

电子膨胀阀 在转速可控型空调器

也就是俗称的“变频空调器”

中得到了广泛应用

从电子膨胀阀的流量公式 可以看出

它通过改变步进电机的脉冲数

或驱动电压的大小

可自由地调节电子膨胀阀的开度

也即是 节流孔口的流通面积

以控制制冷剂的流量

从而达到控制压缩机吸气过热度

或者是 排气过热度

还有冷凝器的再冷度等目的

如图所示 减小流量

压缩机吸气状态点 由4向4’移动

吸气过热度 由t4-t7减小到 t4’-t7

同理 也能够控制冷凝器出口的

制冷剂的再冷度 t6-t2

和压缩机排气过热度 t1-t5

此外 电子膨胀阀 还能够实现

满液式蒸发器的液位调节

在多联机中

在过热度和过冷度的安全范围内

还可以 用电子膨胀阀的开度

调节室内机换热器的(有效)传热面积

从而控制房间温度

在制冷空调设备中

我们用电子膨胀阀开度 控制压缩机吸气过热度

排气过热度以及冷凝器出口的再冷度

那么 我们如何测量

制冷剂的过热度和过冷度呢

欲测量这些温差 就必须知道系统的冷凝温度

蒸发温度和过热温度 再冷温度等信息

为了获得这些信息 有如下两种方法

第一种方法

采用过热温度传感器+压力传感器的方法

通过压力传感器 读取冷凝压力或蒸发压力

再结合制冷剂的物性方程

计算出 相应压力下的饱和温度

从而计算出 过热度或者是再冷度

由于压力传感器的价格 较为昂贵

故 一般在价格较高的设备中采用这种方法

第二 采用过热温度传感器+代表饱和压力的温度传感器

由于 只有将温度传感器

设置在始终处于气液两相状态的部位

才能代表饱和温度(或饱和压力)

因此 对于这个温度传感器的位置设置

则需 综合考虑各种可能状态下都能满足这一要求

房间空调器由于其价格较为便宜

为了降低成本 通常采用这种方法

我们再来看看 电子膨胀阀的特点

首先是 它应用广泛

鉴于它优良的调节特性

广泛应用于房间空调器 单元式空调机

多联机等制冷系统中

第二 可实现蒸发器的MSS线的跟随控制 提高调控性能

在上述热力膨胀阀的选型中

我们提到

应选用适宜的热力膨胀阀和开启过热度

但 由于电子膨胀阀没有开启过热度的限制

且 具有良好的调节性能

在一定的工况范围内

可以通过改变其特性曲线

使其性能 总是沿着蒸发器的MSS线相切的方式

来进行控制 从而充分利用蒸发器的传热面积

并保证系统稳定 可靠运行

例如 在负荷较大的A点

则采用 斜率较大的性能曲线

而在负荷较小的B点

则调整为 斜率较小的性能曲线

第三 由于电子传感器和执行器的热惯性小

可实现制冷系统的前馈和反馈控制

电子膨胀阀的应用 可消除

因蒸发器管壁和传感器的热容

造成的过热度控制滞后

改善系统调节品质

在很宽的工况范围内 具有优良的调节能力

但这些功能的实现 具有很大的控制难度

必须在 深入研究制冷系统动态特性基础上

才能够获得优良的控制性能

第四个特点 调节范围宽 具有优良的流量调节特性

这里给示出了 变频空调器制冷运行时

所需制冷剂流量与毛细管流量供给特性之间的关系

图中的横坐标 是节流装置前后的压差

纵坐标 是空调器所需的(制冷剂)相对流量

这个相对流量的基准是 额定制冷工况

即 额定频率为f2 室外温度为35℃

室内温度为27℃ 即A点下的设计流量

A0线为毛细管(或固定开度的节流装置)

的流量特性曲线

当空调器 在额定频率f2下运行时

不同室内温度(高温Hef2 中温Mef2和低温Lef2)

和室外温度(高温Hcf2 中温Mcf2和低温Lcf2)

所需的制冷剂循环量

分别为 对应室内温度

和室外温度曲线交点所对应的流量

可见 以中等频率f2 中等室温27℃

和中等外温35℃条件下 设计选用的毛细管

在高室温(Hef2) 低外温(Lcf2)条件下

因 毛细管前后的压差小 提供的流量不足

过热度过大 导致蒸发器不能被充分利用

而在 低室温(Lef2) 高外温(Hcf2)条件下

毛细管前后的压差大 所提供的流量

远大于 制冷循环所需的制冷剂循环量

导致蒸发器 不能蒸发完这些制冷剂

故 出现了回液

从图中还可以看出 空调器在高频(f3)

或低频(f1)运行时

毛细管提供的流量 只有一些工况

能够满足供液量需求

而绝大部分工况所需的制冷剂流量

都与毛细管的流量有较大的偏差

即 只有落在A0线上的工况点能满足要求

而 在毛细管流量特性曲线(A0)

左侧 出现了供液不足

其右侧 出现了回液

虽然 毛细管不能提供适宜的制冷剂流量

而 热力膨胀阀的调节性能优于毛细管

那么 采用热力膨胀阀是否可行呢

然而 热力膨胀阀虽然在一定程度上得到了改善

但其调节范围仍然有限

所提供的流量不能完全覆盖

全工况范围的供液量需求

只有采用调节性能更好的电子膨胀阀

才能适时地提供空调器所需的制冷剂循环量

因此 电子膨胀阀的调节性能优于毛细管和热力膨胀阀

最后 我们以制冷为例

用一个短片来巩固一下

采用电子膨胀阀和毛细管作为节流装置时

对制冷系统控制品质的影响规律

第一 当室内冷负荷较大时 采用毛细管节流时

其蒸发器的过热度较大

其换热能力没能得到充分发挥 制冷量较小

此时 如果采用电子膨胀阀

则可增大电子膨胀阀的开度 将制冷量提高

当供液量合适的时候 采用毛细管 电子膨胀阀节流

均能够提供所需的制冷剂流量

使制冷系统安全 高效运行

当室内冷负荷较小时 采用毛细管时

其制冷剂流量过大 蒸发器出现回液

压缩机容易出现液击

影响压缩机的可靠性

如果 采用电子膨胀阀的话

则可 减小电子膨胀阀的开度

就能确保压缩机的安全运行

可见 电子膨胀阀根据室内负荷的变化

合理地调节其开度

使制冷系统 始终处于最优的运行状态

从而 实现了室内的舒适性控制

同时 提高制冷系统能效比和安全性

至此 我们已经学习了节流装置的全部内容

下面 我来简单总结一下

这部分的知识要点和学习要求

第一 节流装置是制冷系统中的四大部件之一

具有节流降压和制冷剂流量调节功能

第二 热力膨胀阀和电子膨胀阀

是目前应用最为广泛的节流装置

我们 介绍了两类节流装置的结构特点和工作原理

希望大家 掌握内平衡和外平衡式热力膨胀阀

的基本原理 以便今后使能用好热力膨胀阀

并利用其原理 研发出相关的和类似产品

希望同学们 掌握热力膨胀阀的应用场合

以及与蒸发器的容量匹配关系

为制冷系统的优化设计 奠定理论基础

第三 电子膨胀阀是伴随变容量制冷系统

发展起来的新型节流装置

不仅可以控制压缩机的吸气过热度

还可以 控制压缩机的排气过热度(或排气温度)

以及冷凝器出口的再冷度

并可在保证系统安全的前提下 直接控制室温

因此 电子膨胀阀 在变频空调器

多联机等产品中得到了广泛应用

由于 电子膨胀阀的控制

需要制冷装置的自控系统来完成

因此 我们今后应深入研究制冷系统的动态特性

以提高电子膨胀阀的控制品质

为推动我国制冷空调产品的智能化发展进程

做出应有的贡献

谢谢大家

建筑冷热源课程列表:

第一章 建筑冷热源概述

-1.1 建筑冷热源概述

--1.1 建筑冷热源概述

-1.2 冷热源设备与系统

--1.2 冷热源设备与系统

-1.3 《建筑冷热源》课程的知识结构

--1.3《建筑冷热源》课程的知识结构

-第一章课后习题

-建筑冷热源概述-讨论题1

-建筑冷热源概述-讨论题2

-第一章讲义 建筑冷热源概述

第二章 蒸气压缩式制冷与热泵原理

-2.1 理想循环

--2.1 理想循环

-2.2 理论循环

--2.2 理论循环

-2.3 循环计算

--2.3 循环计算

-2.4 循环改善

--2.4.1.1 提升制冷循环的能效比(1)

--2.4.1.2 提升制冷循环的能效比(2)

--2.4.2 改善制冷循环的低温性能

--2.4.3 改善制冷循环的高温性能

-2.5 实际循环

--2.5 实际循环

-第二章课后习题

-蒸气压缩式制冷与热泵原理-讨论题1

-蒸气压缩式制冷与热泵原理-讨论题2

-第二章讲义 蒸气压缩式制冷与热泵原理

第三章 制冷工质

-3.1 制冷剂

--3.1.1 制冷剂的定义、分类、命名

--3.1.2 制冷系统对制冷剂的要求

--3.1.3 常用制冷剂

--3.1.4 制冷剂的发展历程

-3.2 润滑油

--3.2 润滑油

-3.3 载冷剂

--3.3 载冷剂

-第三章课后习题

-制冷工质-讨论题1

-制冷工质-讨论题2

-第三章讲义 制冷工质

第四章 制冷热泵系统主要设备

-4.1 压缩机

--4.1.1 制冷压缩机的种类与应用领域

--4.1.2 压缩机的工作过程

--4.1.3 (1)容积式压缩机的结构和工作原理-活塞式压缩机

--4.1.3 (2)容积式压缩机的结构和工作原理-转子式压缩机

--4.1.3 (3)容积式压缩机的结构和工作原理-涡旋式压缩机

--4.1.3 (4)容积式压缩机的结构和工作原理-螺杆式压缩机

--4.1.4 离心式压缩机的结构和工作原理

--4.1.5 压缩机的运行工况和性能参数

--4.1.6 压缩机的运行极限

--4.1.7 压缩机小结

--4.1压缩机课后习题

--压缩机-讨论题1

--压缩机-讨论题2

--第四章讲义 压缩机部分

-4.2 换热器

--4.2.1 换热设备在制冷系统中的重要性

--4.2.2.1 制冷系统中的换热设备-冷凝器(1)

--4.2.2.2 制冷系统中的换热设备-冷凝器(2)

--4.2.2.3 制冷系统中的换热设备-蒸发器

--4.2.2.4 制冷系统中的换热设备-其他换热器

--4.2.3 冷却塔

--4.2换热器课后习题

--换热设备-讨论题1

--换热设备-讨论题2

--第四章讲义 换热设备部分

-4.3 节流装置

--4.3.1 节流装置的安装位置与功能

--4.3.2 节流装置的种类

--4.3.3.1 热力膨胀阀(1)

--4.3.3.2 热力膨胀阀(2)

--4.3.4 电子膨胀阀

--4.3节流装置课后习题

--节流装置-讨论题1

--节流装置-讨论题2

--第四章讲义 节流装置部分

-4.4 辅助设备

--4.4.1 辅助设备的类型与安装位置

--4.4.2 典型辅助设备的结构原理

--4.4.3 制冷剂管道

--4.4辅助设备课后习题

--辅助设备-讨论题1

--辅助设备-讨论题2

--第四章讲义 辅助设备部分

第五章 制冷热泵系统及其运行调节

-5.1 蒸气压缩式制冷热泵系统

--5.1.1 蒸气压缩式制冷热泵系统

--5.1.2 氟利昂制冷系统

-5.2 蒸气压缩式制冷热泵系统的工作特性

--5.2.1 蒸气压缩式制冷热泵系统的工作特性(1)

--5.2.2 蒸气压缩式制冷热泵系统的工作特性(2)

-5.3 蒸气压缩式制冷热泵装置的性能调节

--5.3.1 压缩机的容量调节(1)

--5.3.2 压缩机的容量调节(2)

--5.3.3 压缩机的容量调节(3)

--5.3.4 冷凝压力调节、蒸发压力调节及安全控制

-第五章课后习题

-制冷热泵系统及其运行调节-讨论题1

-制冷热泵系统及其运行调节-讨论题2

-第五章讲义 系统与调节

第六章 吸收式制冷与热泵

-6.1 吸收式制冷技术发展简况

--6.1 吸收式制冷技术发展简况

-6.2 吸收式制冷的基本原理

--6.2.1 吸收式制冷的基本原理(1)

--6.2.2 吸收式制冷的基本原理(2)

-6.3 溴化锂二元溶液的基本性质

--6.3.1 溴化锂二元溶液的基本性质(1)

--6.3.2 溴化锂二元溶液的基本性质(2)

-6.4 溴化锂吸收式制冷机组的结构原理

--6.4.1 单效机组的工作原理

--6.4.2 单效机组的原理分析

--6.4.3 双效吸收式制冷机

--6.4.4 直燃机

-6.5 吸收式热泵机组的类型与工作原理

--6.5 吸收式热泵机组的类型与工作原理

-6.6 吸收式制冷与热泵机组的性能改善

--6.6 吸收式制冷与热泵机组的性能改善

-第六章课后习题

-吸收式制冷与热泵-讨论题1

-吸收式制冷与热泵-讨论题2

-第六章讲义 吸收式制冷与热泵

第七章 供热锅炉

-7.1 锅炉及锅炉房基本知识

--7.1.1 锅炉及其热工知识

--7.1.2 锅炉房设备

-7.2 锅炉的热效率

--7.2.1 燃料及其燃烧反应

--7.2.2 热平衡方程

--7.2.3 锅炉的热效率

-7.3 供热锅炉

--7.3.1 锅炉的类型及典型结构

--7.3.2.1 供热用典型热水锅炉(1)

--7.3.2.2 供热用典型热水锅炉(2)

-第七章课后习题

-供热锅炉-讨论题1

-供热锅炉-讨论题2

-第七章讲义 供热锅炉基础

第八章 建筑冷热源设备与系统

-8.0 引言

--8.0 引言

-8.1 单独热源设备

--8.1 单独热源设备

-8.2 单独冷源设备

--8.2 单独冷源设备

-8.3 冷热同源设备

--8.3.1.1 空气-空气热泵机组(1)

--8.3.1.2 空气-空气热泵机组(2)

--8.3.2 水-水热泵机组

--8.3.3 空气-水热泵与水-空气热泵机组

--8.3.4 同时制冷和制热的机组

-第八章课后习题

-建筑冷热源设备与系统-讨论题1

-建筑冷热源设备与系统-讨论题2

-第八章讲义 建筑冷热源设备与系统

第九章 空调与供暖水系统

-9.1 空调与供暖水系统概述

--9.1 空调与供暖水系统概述

-9.2 冷水/热水系统的类型与特点

--9.2.1 直连/间连系统

--9.2.2 两水管/四水管水系统

--9.2.3 开式/闭式系统

--9.2.4 一级泵系统

--9.2.5 二级泵系统

--9.2.6 水系统的定压方式

--9.2.7 不同的泵与冷水机组连接方式

-9.3 冷却水系统

--9.3 冷却水系统

-9.4 实际工程水系统举例

--9.4 实际工程水系统举例

-第九章课后习题

-空调与供暖水系统-讨论题2

-空调与供暖水系统-讨论题1

-第九章讲义 空调与供暖水系统

第十章 课程总结

-10.1 课程总结

--10.1 课程总结

-10.2 问题探讨

--10.2.1 建筑中的冷和热

--10.2.2 建筑节能的技术路线

--10.2.3 产品设计与工程应用

-10.3 结束语

--10.3 结束语

-第十章课后习题

-课程总结-讨论题1

-课程总结-讨论题2

-课程教学评估

-第十章讲义 课程总结

4.3.4 电子膨胀阀笔记与讨论

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