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电子膨胀阀
电子膨胀阀是按照预设程序调节蒸发器供液量,因属于电子式调节模式,故称为电子膨胀阀。它适应了制冷机电一体化的发展要求,具有热力膨胀阀无法比拟的优良特性,为制冷系统的智能化控制提供了条件,是一种很有发展前途的自控节能元件。电子膨胀阀与热膨胀阀的基本用途相同,结构上多种多样,但在性能上,两者却存在较大的差异。
从控制实现的角度来看,电子膨胀阀由控制器、执行器和传感器 3 部分构成,通常所说的电子膨胀阀大多仅指执行器,即可控驱动装置和阀体,实际上仅有这一部分是无法完成控制功能的。电子膨胀阀控制器的核心硬件为单片机,如控制器同时要完成压缩机及风机的变频等控制功能,一般采用多机级连的形式。电子膨胀阀的传感器通常采用热电偶或热电阻。
电子膨胀阀作为一种新型的控制元件,早已经突破了节流机构的概念,它是制冷系统智能化的重要环节,也是制冷系统优化得以真正实现的重要手段和保证,也是制冷系统机电一体的象征,已经被应用在越来越多的领域中。由于电子膨胀阀的采用,突破了以前在空调机组设计过程中存在的某种系统屈从热力膨胀阀的观念,进入膨胀阀为系统优化服务的新境界,对于制冷行业的发展起着重要的作用。
与热力膨胀阀相比电子膨胀阀在以下方面有显著的优势:
(1)电子膨胀阀的驱动方式是控制器通过对传感器采集得到的参数进行计算,向驱动板发出调节指令,由驱动板向电子膨胀阀输出电信号,驱动电子膨胀阀的动作。电子膨胀阀从全闭到全开状态其用时仅需几秒钟,反应和动作速度快,不存在静态过热度现象,且开闭特性和速度均可人为设定, 尤其适合于工况波动剧烈的热泵机组的使用。
(2)电子膨胀阀的适用温度低。对于热力膨胀阀,当环境温度较低,其感温包内部的感温介质的压力变化大大减小,严重影响了调节性能。而对于电子膨胀阀,其感温部件为热电偶或热电阻,它们在低温下同样能准确反应出过热度的变化。因此,在冷藏库的冻结间等低温环境中,电子膨胀阀也能提供较好的流量调节。
(3)电子膨胀阀的过热度设定值可调。只需改变一下控制程序中的源代码,就可改变过热度的设定值。完全不像热力膨胀阀那样要进入冷库当中,现场调节弹簧的预紧力来改变过热度的设定值,对电子膨胀阀的调节作用可以彻底实现远距离控制,并且电子膨胀阀可根据不同需要灵活调整过热度以减小蒸发器表面和冷藏库内环境之间的温差,从而减少蒸发器表面的结霜,这样一来,既提高了冷冻能力,同时也可以降低食品的干耗。
(4)电子膨胀阀可起到节能的作用。对于冷藏库制冷系统停机期间如使高低压侧连通,则会产生所谓工质迁移现象, 即冷凝器中的常温高压液体将逐渐流入蒸发器,使蒸发器的温度压力都升高。再次开机时,要重新建立压差也需要消耗压缩机额外一部分能量。反之,若在停机期间切断高低压侧, 这虽然维持了蒸发器的低温低压,但再次启动时,压缩机属于带载启动,电流冲击大,也会增加能量的损失。但若是采用电子膨胀阀就会解决上述问题。具体做法是:停机时令膨胀阀全关,防止冷凝器的高温液体流入蒸发器,造成再次启动时的能量损失。开机前,将膨胀阀全开,使系统高低压侧平衡,然后开机。这样既实现了轻载启动,又减少了停机中的热棍失。另外,采用电子膨胀阀可以缩短冻结时间,电子膨胀阀在冻结全过程中能做到负荷与冷量平衡,冻结效率可以得到提高,冻结时间比热力膨胀阀也可缩短10%,同时也就减少了压缩机的能耗。采用电子膨胀阀控制压缩机排气温度可以防止因排气温度的升高对系统性能产生的不利影响, 同时又可省去专设的安全保护器,节约成本,节省电耗约6%。
(5)电子膨胀阀适应机电一体化的发展要求。随着微机控制技术的崛起,机电一体化已成为制冷系统发展的新趋势。电子膨胀阀照比热力膨胀阀已由原来的机械式控制向电脑式控制发展,充分体现了机电一体化的发展趋势。目前在家用空调领域,电子膨胀阀和变频压缩机组成的系统已取得了很好的效果,其原理就是将电子膨胀阀大范围的流量调节特性与变频压缩机的变频特性结合起来。
3 电子膨胀阀的形式
目前人们对电子膨胀阀的研究和开发主要针对的是电磁式膨胀阀和电动式膨胀阀。电磁式膨胀阀在电磁线圈通电前,针阀处于打开位置;由线圈上施加的电压控制针