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新型冷凍節(jié)流控制-電子膨脹閥
日期:2024-11-09 01:59
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摘要:
新型冷凍節(jié)流控制-電子膨脹閥是按照預(yù)設(shè)程序調(diào)節(jié)蒸發(fā)器供液量,因?qū)儆陔娮邮秸{(diào)節(jié)模式,故稱為電子膨脹閥。它適應(yīng)了制冷機(jī)電一體化的發(fā)展要求,具有熱力膨脹閥無法比擬的優(yōu)良特性,為制冷系統(tǒng)的智能化控制提供了條件,是一種很有發(fā)展前途的自控節(jié)能元件。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,但在性能上,兩者卻存在較大的差異?! 目刂茖?shí)現(xiàn)的角度來看,電子膨脹閥由控制器、執(zhí)行器和傳感器 3部分構(gòu)成,通常所說的電子膨脹閥大多僅指執(zhí)行器,即可控驅(qū)動(dòng)裝置和閥體,實(shí)際上僅有這一部分是無法完成控制功能的。電子膨脹閥控制器的核心硬件為單片機(jī),如控制器同時(shí)要完成壓縮機(jī)及風(fēng)機(jī)的變頻等控制功能,一般采用多機(jī)級(jí)連的形式。電子膨脹閥的傳感器通常采用熱電偶或熱電阻。 電子膨脹閥作為一種新型的控制元件,早已經(jīng)突破了節(jié)流機(jī)構(gòu)的概念,它是制冷系統(tǒng)智能化的重要環(huán)節(jié),也是制冷系統(tǒng)優(yōu)化得以真正實(shí)現(xiàn)的重要手段和保證,也是制冷系統(tǒng)機(jī)電一體的象征,已經(jīng)被應(yīng)用在越來越多的領(lǐng)域中。由于電子膨脹閥的采用,突破了以前在空調(diào)機(jī)組設(shè)計(jì)過程中存在的某種系統(tǒng)屈從熱力膨脹閥的觀念,進(jìn)入膨脹閥為系統(tǒng)優(yōu)化服務(wù)的新境界,對(duì)于制冷行業(yè)的發(fā)展起著重要的作用。
與熱力膨脹閥相比新型冷凍節(jié)流控制-電子膨脹閥在以下方面有顯著的優(yōu)勢(shì):
(1)電子膨脹閥的驅(qū)動(dòng)方式是控制器通過對(duì)傳感器采集得到的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算,向驅(qū)動(dòng)板發(fā)出調(diào)節(jié)指令,由驅(qū)動(dòng)板向電子膨脹閥輸出電信號(hào),驅(qū)動(dòng)電子膨脹閥的動(dòng)作。電子膨脹閥從全閉到全開狀態(tài)其用時(shí)僅需幾秒鐘,反應(yīng)和動(dòng)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(dòng)劇烈的熱泵機(jī)組的使用。
(2)電子膨脹閥的適用溫度低。對(duì)于熱力膨脹閥,當(dāng)環(huán)境溫度較低,其感溫包內(nèi)部的感溫介質(zhì)的壓力變化大大減小,嚴(yán)重影響了調(diào)節(jié)性能。而對(duì)于電子膨脹閥,其感溫部件為熱電偶或熱電阻,它們?cè)诘蜏叵峦瑯幽軠?zhǔn)確反應(yīng)出過熱度的變化。因此,在冷藏庫的凍結(jié)間等低溫環(huán)境中,電子膨脹閥也能提供較好的流量調(diào)節(jié)?! ?br>(3)電子膨脹閥的過熱度設(shè)定值可調(diào)。只需改變一下控制程序中的源代碼,就可改變過熱度的設(shè)定值。完全不像熱力膨脹閥那樣要進(jìn)入冷庫當(dāng)中,現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)緊力來改變過熱度的設(shè)定值,對(duì)電子膨脹閥的調(diào)節(jié)作用可以徹底實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制,并且電子膨脹閥可根據(jù)不同需要靈活調(diào)整過熱度以減小蒸發(fā)器表面和冷藏庫內(nèi)環(huán)境之間的溫差,從而減少蒸發(fā)器表面的結(jié)霜,這樣一來,既提高了冷凍能力,同時(shí)也可以降低食品的干耗。
(4)電子膨脹閥可起到節(jié)能的作用。對(duì)于冷藏庫制冷系統(tǒng)停機(jī)期間如使高低壓側(cè)連通,則會(huì)產(chǎn)生所謂工質(zhì)遷移現(xiàn)象,即冷凝器中的常溫高壓液體將逐漸流入蒸發(fā)器,使蒸發(fā)器的溫度壓力都升高。再次開機(jī)時(shí),要重新建立壓差也需要消耗壓縮機(jī)額外一部分能量。反之,若在停機(jī)期間切斷高低壓側(cè),這雖然維持了蒸發(fā)器的低溫低壓,但再次啟動(dòng)時(shí),壓縮機(jī)屬于帶載啟動(dòng),電流沖擊大,也會(huì)增加能量的損失。但若是采用電子膨脹閥就會(huì)解決上述問題。具體做法是:停機(jī)時(shí)令膨脹閥全關(guān),防止冷凝器的高溫液體流入蒸發(fā)器,造成再次啟動(dòng)時(shí)的能量損失。開機(jī)前,將膨脹閥全開,使系統(tǒng)高低壓側(cè)平衡,然后開機(jī)。這樣既實(shí)現(xiàn)了輕載啟動(dòng),又減少了停機(jī)中的熱棍失。另外,采用電子膨脹閥可以縮短凍結(jié)時(shí)間,電子膨脹閥在凍結(jié)全過程中能做到負(fù)荷與冷量平衡,凍結(jié)效率可以得到提高,凍結(jié)時(shí)間比熱力膨脹閥也可縮短10%,同時(shí)也就減少了壓縮機(jī)的能耗。采用電子膨脹閥控制壓縮機(jī)排氣溫度可以防止因排氣溫度的升高對(duì)系統(tǒng)性能產(chǎn)生的不利影響,同時(shí)又可省去專設(shè)的**保護(hù)器,節(jié)約成本,節(jié)省電耗約6%。
(5)電子膨脹閥適應(yīng)機(jī)電一體化的發(fā)展要求。隨著微機(jī)控制技術(shù)的崛起,機(jī)電一體化已成為制冷系統(tǒng)發(fā)展的新趨勢(shì)。電子膨脹閥照比熱力膨脹閥已由原來的機(jī)械式控制向電腦式控制發(fā)展,充分體現(xiàn)了機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)。目前在家用空調(diào)領(lǐng)域,電子膨脹閥和變頻壓縮機(jī)組成的系統(tǒng)已取得了很好的效果,其原理就是將電子膨脹閥大范圍的流量調(diào)節(jié)特性與變頻壓縮機(jī)的變頻特性結(jié)合起來。
新型冷凍節(jié)流控制-電子膨脹閥的形式
目前人們對(duì)電子膨脹閥的研究和開發(fā)主要針對(duì)的是電磁式膨脹閥和電動(dòng)式膨脹閥。電磁式膨脹閥在電磁線圈通電前,針閥處于打開位置;由線圈上施加的電壓控制針閥開度的大小,從而調(diào)節(jié)膨脹閥的流量。該閥動(dòng)作響應(yīng)快,但在制冷系統(tǒng)工作時(shí)一直需要供電。
與熱力膨脹閥相比新型冷凍節(jié)流控制-電子膨脹閥在以下方面有顯著的優(yōu)勢(shì):
(1)電子膨脹閥的驅(qū)動(dòng)方式是控制器通過對(duì)傳感器采集得到的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算,向驅(qū)動(dòng)板發(fā)出調(diào)節(jié)指令,由驅(qū)動(dòng)板向電子膨脹閥輸出電信號(hào),驅(qū)動(dòng)電子膨脹閥的動(dòng)作。電子膨脹閥從全閉到全開狀態(tài)其用時(shí)僅需幾秒鐘,反應(yīng)和動(dòng)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(dòng)劇烈的熱泵機(jī)組的使用。
(2)電子膨脹閥的適用溫度低。對(duì)于熱力膨脹閥,當(dāng)環(huán)境溫度較低,其感溫包內(nèi)部的感溫介質(zhì)的壓力變化大大減小,嚴(yán)重影響了調(diào)節(jié)性能。而對(duì)于電子膨脹閥,其感溫部件為熱電偶或熱電阻,它們?cè)诘蜏叵峦瑯幽軠?zhǔn)確反應(yīng)出過熱度的變化。因此,在冷藏庫的凍結(jié)間等低溫環(huán)境中,電子膨脹閥也能提供較好的流量調(diào)節(jié)?! ?br>(3)電子膨脹閥的過熱度設(shè)定值可調(diào)。只需改變一下控制程序中的源代碼,就可改變過熱度的設(shè)定值。完全不像熱力膨脹閥那樣要進(jìn)入冷庫當(dāng)中,現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)緊力來改變過熱度的設(shè)定值,對(duì)電子膨脹閥的調(diào)節(jié)作用可以徹底實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制,并且電子膨脹閥可根據(jù)不同需要靈活調(diào)整過熱度以減小蒸發(fā)器表面和冷藏庫內(nèi)環(huán)境之間的溫差,從而減少蒸發(fā)器表面的結(jié)霜,這樣一來,既提高了冷凍能力,同時(shí)也可以降低食品的干耗。
(4)電子膨脹閥可起到節(jié)能的作用。對(duì)于冷藏庫制冷系統(tǒng)停機(jī)期間如使高低壓側(cè)連通,則會(huì)產(chǎn)生所謂工質(zhì)遷移現(xiàn)象,即冷凝器中的常溫高壓液體將逐漸流入蒸發(fā)器,使蒸發(fā)器的溫度壓力都升高。再次開機(jī)時(shí),要重新建立壓差也需要消耗壓縮機(jī)額外一部分能量。反之,若在停機(jī)期間切斷高低壓側(cè),這雖然維持了蒸發(fā)器的低溫低壓,但再次啟動(dòng)時(shí),壓縮機(jī)屬于帶載啟動(dòng),電流沖擊大,也會(huì)增加能量的損失。但若是采用電子膨脹閥就會(huì)解決上述問題。具體做法是:停機(jī)時(shí)令膨脹閥全關(guān),防止冷凝器的高溫液體流入蒸發(fā)器,造成再次啟動(dòng)時(shí)的能量損失。開機(jī)前,將膨脹閥全開,使系統(tǒng)高低壓側(cè)平衡,然后開機(jī)。這樣既實(shí)現(xiàn)了輕載啟動(dòng),又減少了停機(jī)中的熱棍失。另外,采用電子膨脹閥可以縮短凍結(jié)時(shí)間,電子膨脹閥在凍結(jié)全過程中能做到負(fù)荷與冷量平衡,凍結(jié)效率可以得到提高,凍結(jié)時(shí)間比熱力膨脹閥也可縮短10%,同時(shí)也就減少了壓縮機(jī)的能耗。采用電子膨脹閥控制壓縮機(jī)排氣溫度可以防止因排氣溫度的升高對(duì)系統(tǒng)性能產(chǎn)生的不利影響,同時(shí)又可省去專設(shè)的**保護(hù)器,節(jié)約成本,節(jié)省電耗約6%。
(5)電子膨脹閥適應(yīng)機(jī)電一體化的發(fā)展要求。隨著微機(jī)控制技術(shù)的崛起,機(jī)電一體化已成為制冷系統(tǒng)發(fā)展的新趨勢(shì)。電子膨脹閥照比熱力膨脹閥已由原來的機(jī)械式控制向電腦式控制發(fā)展,充分體現(xiàn)了機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)。目前在家用空調(diào)領(lǐng)域,電子膨脹閥和變頻壓縮機(jī)組成的系統(tǒng)已取得了很好的效果,其原理就是將電子膨脹閥大范圍的流量調(diào)節(jié)特性與變頻壓縮機(jī)的變頻特性結(jié)合起來。
新型冷凍節(jié)流控制-電子膨脹閥的形式
目前人們對(duì)電子膨脹閥的研究和開發(fā)主要針對(duì)的是電磁式膨脹閥和電動(dòng)式膨脹閥。電磁式膨脹閥在電磁線圈通電前,針閥處于打開位置;由線圈上施加的電壓控制針閥開度的大小,從而調(diào)節(jié)膨脹閥的流量。該閥動(dòng)作響應(yīng)快,但在制冷系統(tǒng)工作時(shí)一直需要供電。