熱力膨脹閥工作原理與安裝調試

時間：2025/6/30

熱力膨脹閥是制冷系統中的關鍵部件，主要用于調節制冷劑的流量，確保蒸發器出口處的制冷劑處于合適的過熱度狀態，從而提升制冷系統的效率和穩定性。

一、開合原理

熱力膨脹閥的開合取決于三個基本壓力：

F1（溫包壓力）：作用于膜片上表面，位于閥門開啟方向。溫包安裝在吸氣管路上，當吸氣管路溫度變化時，溫包內介質狀態改變，壓力隨之變化。當溫包壓力大于蒸發壓力與彈簧力之和時，膜片向上移動，推動閥門使其有開啟趨勢。

F2（蒸發壓力）：作用于閥門關閉方向。蒸發壓力是蒸發器內制冷劑蒸發時的壓力，它會阻礙閥門的開啟。

F3（彈簧壓力）：同樣作用于膜片底面，位于閥門關閉方向。彈簧用于設置過熱度，通過調節彈簧的預緊力可以改變閥門的開啟程度。

當調節熱力膨脹閥時，膜片一側的溫包壓力和作用在另一側的蒸發壓力與彈簧力之和相平衡，從而實現閥門的開合控制。

二、過熱度

定義：過熱度是指蒸發器出口處制冷劑蒸汽的實際溫度與對應壓力下的飽和溫度之差，在吸入管上安裝溫包的位置測量得到。測量單位：開爾文（K）。

作用：過熱度用作通過膨脹閥來調節液體充注的信號。例如，當過熱度過高時，說明蒸發器內制冷劑不足，蒸發器有效利用面積減小，制冷量降低，此時膨脹閥會自動增大開度，增加制冷劑的流量；反之，當過熱度過低時，壓縮機可能吸入濕蒸汽，造成液擊，膨脹閥會減小開度，減少制冷劑的流量。

三、過冷度

定義：過冷度是指冷凝器出口處制冷劑液體的實際溫度與對應壓力下的飽和溫度之差。測量單位：開爾文（K）。

作用：制冷劑的過冷度對于防止膨脹閥前面的制冷劑中出現蒸汽氣泡非常必要。制冷劑中的蒸汽氣泡會降低膨脹閥的容量，從而減少對蒸發器的液體供應。過冷度可通過在冷凝器出口設置過冷器或利用冷凝器內的自然過冷來實現，在大多數情況下，4 - 5K的過冷度已經足夠。

四、熱力膨脹閥MOP

定義：MOP是為了限制壓縮機的吸氣壓力不要超過某一值，在熱力膨脹閥上所做的一種專門的設計。MOP設定點根據壓縮機的額定吸氣壓力、系統的安全運行要求等因素來確定。

工作原理

不帶有MOP功能的熱力膨脹閥：感溫包內充注的介質大部分以液體的型式存在，當感溫包接觸到壓縮機吸氣管路，受熱或者變冷的時候，內部的介質液體會蒸發成為氣體或者氣體冷凝成為液體，從而引起壓力變化，通過毛細管作用在膜片上，引起閥口開度的變化，調節冷媒的流量，最終控制過熱度。

帶有MOP功能的熱力膨脹閥：感溫包內充注微量的液體，大部分介質是氣體狀態。當壓縮機工作在冷媒流量很大，吸氣壓力很高的工況下的時候，壓縮機吸氣管路溫度很高，

達到某一設定點時，可以將熱力膨脹閥感溫包內的液體全部蒸發成為氣體，當溫度繼續升高時，感溫包內單一狀態的氣體壓力變化非常不明顯，幾乎不變，這樣可以影響閥的開度不繼續增加，從而限制壓縮機的吸氣壓力不繼續升高。所提到的MOP設定點就是指應用的系統所能接受的最大吸氣壓力。例如在高溫工況下，MOP功能可防止壓縮機吸氣壓力過高，保護壓縮機和制冷系統。

五、膨脹閥安裝

安裝位置：膨脹閥必須安裝在位于蒸發器之前的液體管路，其溫包應固定在盡可能靠近蒸發器的吸氣管路上。如果存在外部壓力平衡，平衡管必須在出溫包后立即連到吸氣管路。安裝膨脹閥時，進出口方向不能接反，且應避免劇烈振動和碰撞。

溫包最好安裝在水平吸氣管上，方位應是時鐘1 - 4點之間所對應的位置，位置取決于管路的外徑。[本文來源公眾號:制冷百科]這是因為該方位能更好地反映吸氣管內制冷劑的真實溫度，避免因管路底部積液或頂部溫度異常而影響測量準確性。

六、膨脹閥調整

出廠設置：膨脹閥的出廠設置可以滿足大多數應用的要求，出廠靜止過熱度一般設定為4℃。

調整方法：順時針旋轉調節桿（關小），閥的靜止過熱度增加；逆時針旋轉調節桿（開大），閥的靜止過熱度減小。一般地說，調節桿轉動一圈，靜止過熱度變化1 - 2℃。

如果蒸發器中的過熱度過高，原因可能是液體制冷劑供應不足，可逐步逆時針旋轉膨脹閥的設置桿，每次調整后應等待一段時間讓系統穩定，觀察過熱度變化情況，直至觀察到波動，以降低過熱度。調整時應緩慢旋轉調節桿，避免過度調整導致系統不穩定。判斷蒸發器中的過熱度是否合適，可通過觀察蒸發器出口的制冷劑狀態、測量蒸發器進出口的溫度和壓力等方法。

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