現(xiàn)在越來(lái)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

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

因此,單個(gè)熱力膨脹閥遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法勝任大型熱泵機(jī)組的運(yùn)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(tái)壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)系統(tǒng),且采用制冷模式與制熱模式獨(dú)立的膨脹閥系統(tǒng),這勢(shì)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(jìn)行精確調(diào)節(jié)。就目前使用效果來(lái)看,單個(gè)的電子膨脹閥即可滿足熱泵機(jī)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(jìn)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(diǎn):對(duì)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(jī)系統(tǒng)中,其控制點(diǎn)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(jī)吸氣口,即可控制壓縮機(jī)的吸氣過熱度,以保證壓縮機(jī)的效率。

(2)過熱度的設(shè)定值:對(duì)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(jìn)行人為設(shè)定,如蒸發(fā)器出口過熱度設(shè)為6℃,壓縮機(jī)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(shí),其過熱度往往會(huì)隨著冷凝壓力等的變化而偏離設(shè)定值,這不僅會(huì)造成系統(tǒng)效率的下降,而且會(huì)引起系統(tǒng)的波動(dòng)性。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(shí)際過熱度是由傳感器采集控制點(diǎn)的參數(shù)進(jìn)行計(jì)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(duì)于過熱度的控制是基于目前控制點(diǎn)的狀態(tài),由充注工質(zhì)的特性所決定,它無(wú)法對(duì)系統(tǒng)的變化趨勢(shì)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(jì)和制造特性,采用各類智能控制系統(tǒng),它不僅可以對(duì)系統(tǒng)目前的狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié),而且可根據(jù)過熱度的變化率等參數(shù)對(duì)系統(tǒng)的特性進(jìn)行判別,針對(duì)不同的系統(tǒng)變化趨勢(shì)采用相應(yīng)的控制手段。因此其對(duì)于系統(tǒng)變化的反應(yīng)速度和針對(duì)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(dòng)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(diǎn):

(1)反應(yīng)的靈敏性和開閉動(dòng)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(duì)一致

(3)在機(jī)組啟動(dòng)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(huì)產(chǎn)生在啟動(dòng)過程中膨脹閥開啟的延遲傾向。

而電子膨脹閥的驅(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)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。

4控制功能的多樣性

為防止機(jī)組在初始啟動(dòng)時(shí),蒸發(fā)側(cè)的制冷劑壓力和流量過大,引起壓縮機(jī)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(shí),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(jī)構(gòu)與電磁閥的有機(jī)結(jié)合,且通過控制器進(jìn)行調(diào)節(jié),因此根據(jù)不同的產(chǎn)品特性,在機(jī)組啟動(dòng)、負(fù)載變化、除霜、停機(jī)以及故障保護(hù)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(duì)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(lái)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(shí)現(xiàn)機(jī)組的高效和可靠運(yùn)行。