制冷設備7種節流機構介紹

更新時間：2023-07-25 點擊次數：2150

節流機構是一種用于限制流體流量的裝置或組件，它可以通過改變流道的截面積或引入阻力來實現流量的調節和控制。節流機構通常用于流體控制系統中，以滿足不同工況下的流量需求。節流機構有對液態制冷劑節流降壓，保證冷凝器和蒸發器之間的壓力差，使蒸發器內的也太制冷劑在要求的低壓下蒸發，達到制冷的目的；調節供入蒸發器的制冷劑流量，以適應蒸發器的熱負荷變化。

節流裝置類型可分為：

(1) 手動膨脹閥；

(2) 浮球膨脹閥；

(3) 熱力膨脹閥；

(4) 電子膨脹閥；

(5) 毛細管；

(6) 節流短管；

(7) 孔板節流；

1、手動膨脹閥

僅用于氨制冷系統、實驗裝置、旁路備用等。

手動膨脹閥是一種用于控制流體流動的裝置，由閥體、閥瓣和手柄組成。閥體是閥門的主要部分，通常用于調節液體或氣體在管道中的壓力和流量。它可以手動操作，以便根據需要調整閥門的開度。它通常由金屬制成，具有進口和出口管道連接口。閥瓣是閥門的可移動部分，通過手柄與閥體連接。通過旋轉手柄，可以改變閥瓣的位置，從而調整閥門的開度。

手動膨脹閥的工作原理：是通過調整閥瓣的位置來改變管道中的流動截面積，從而控制流體的流量和壓力。當手柄旋轉時，閥瓣相應地移動，使得流體可以通過閥門的通道。通過增大或減小通道的開口面積，可以調節流體的流速和閥門的壓力。

2、浮球膨脹閥

除了節流降壓、調節流量之外，還可保持蒸發器內一定的液位。適用于具有自由液面的蒸發器，如：滿液式蒸發器；低壓循環貯液桶；中間冷卻器。浮球膨脹閥構造簡單；浮球室液面波動大，浮球傳遞給閥芯的沖擊力也大，易損壞。浮球裝置是閥門的關鍵部分，通常由一個浮球和一個浮子桿組成。浮球位于閥體內，可以隨著介質的流動而上下浮動。浮子桿與浮球連接，并延伸到閥體外部，通過手柄進行手動操作。

浮球膨脹閥的工作原理基于浮力原理。當管道中的介質流動時，浮球會隨著液位的變化而上下移動。當液位上升時，浮球上升，浮子桿通過機械傳動將閥瓣關閉，減小通道的開口面積，從而減少流體的流量。相反，當液位下降時，浮球下降，閥瓣打開，增大通道的開口面積，增加流體的流量。

3、熱力膨脹閥

熱力膨脹閥通過蒸發器出口處氣態制冷劑的過熱度控制閥的開度。用于非滿液式蒸發器。

熱力膨脹閥通常由閥體、閥芯、感溫元件和調節裝置組成。閥體連接在制冷系統的蒸發器和冷凝器之間，起到分流和調節流量的作用。閥芯是可移動的部件，由感溫元件控制，它通過調節閥口的大小來改變冷媒的流量。感溫元件通常是一個膨脹力敏感的裝置，能夠根據溫度變化自動調節閥芯的位置。調節裝置可以手動或自動地控制閥芯的開度，以滿足制冷系統的需求。

熱力膨脹閥的工作原理：基于熱力膨脹效應。當制冷系統中的冷媒流經蒸發器時，其溫度會升高并發生膨脹。感溫元件會感知到這個溫度變化，并相應地移動閥芯以增加或減少閥口的開度。通過改變閥口的大小，熱力膨脹閥可以控制冷媒在蒸發器和冷凝器之間的流量，從而實現恰當的制冷效果。

4、電子膨脹閥

電子膨脹閥通常由電動閥芯、電子控制單元和傳感器組成。電動閥芯是閥門的核心部分，通過電動機驅動閥芯的位置，從而改變閥口的開度。電子控制單元負責接收傳感器的信號，并根據預設的參數和算法來控制電動閥芯的移動。傳感器可以是溫度傳感器、壓力傳感器或液位傳感器等，用于監測制冷系統的工況參數。

電子膨脹閥過熱度調節：用于干式蒸發器在蒸發器出口設置溫度傳感器或壓力傳感器，以采集蒸發器出口制冷劑的過熱度，反饋調節控制閥的開度；前饋加反饋復合調節，可消除由于蒸發器管壁與傳感器熱容造成的過熱度控制滯后，改善系統調節品質，在很寬的蒸發溫度區域使過熱度控制在目標范圍內。

電子膨脹閥通過不斷調整閥口的大小，可以實時地控制冷媒的流量，以適應制冷系統的負荷變化和環境條件的變化。電子控制單元根據傳感器的反饋信號，精確計算和調整閥口的開度，使得制冷系統能夠在各種工況下保持最佳的性能和效率。

電子膨脹閥具有許多優點。具有更高的精度和響應速度，可以實現更精確的流量調節，提高制冷系統的控制精度。其次，電子膨脹閥具有更寬的操作范圍，能夠適應不同的工況需求。此外，電子膨脹閥還具有自適應和智能化的功能，可以根據系統的變化進行自動調節和優化。

5、毛細管

直徑0.7~2.5mm、長度0.6~6m的細長紫銅管，它廣泛用于小型全封閉直冷裝置。供液能力取決于：毛細管入口處制冷劑的狀態（壓力、溫度），毛細管的幾何尺寸（長度、內徑）。

毛細管特點：結構簡單、價格低；無運動部件；然而，毛細管的內徑和長度對于流體流量和壓力的調節具有較大影響，需要根據具體應用的需求進行選擇和設計。系統不需要裝設貯液器、制冷劑充注少；壓縮機停轉后，壓力可較快達到平衡，減輕電機的啟動負荷；調節性能差，供液量不能隨工況變化而調節；適用于蒸發溫度變化不大、工況比較穩定的場合。

毛細現象是指當液體或氣體在細小管道中流動時，由于表面張力的作用，液體或氣體在管道內壁上形成薄薄的液膜或氣膜。毛細管的內徑越小，液膜或氣膜的表面積就越大，表面張力的作用就越明顯。這種表面張力作用會導致流體在毛細管中產生一定的壓力差，使得流體能夠流動。

6、節流短管

節流短管是一種定截面節流孔口的節流裝置，已被應用于部分汽車空調、冷水機組和熱泵機組中。主要優點：價格低廉、制造簡單、可靠性好、便于安裝，取消了熱力膨脹閥系統中用于判別制冷負荷大小所增加的感溫包等，具有良好的互換性和自平衡能力。需要注意的是，節流短管的壓降與流量之間的關系并非線性，而且在不同的流速范圍內，流量和壓降的關系會有所變化。因此，在設計和應用節流短管時，需要根據具體的流體性質和流量要求進行正確的選擇和計算。

節流短管的工作原理是通過在管道中設置一個小孔來引起流體的速度增加和壓力降低。當流體通過短管的小孔時，由于流道的限制，流速會增加，從而導致壓力降低。通過控制短管的孔徑大小和流體的特性，可以實現對流量的調節。

7、孔板節流

孔板通常由一個具有特定幾何形狀的板狀設備組成，中間有一個孔洞或孔徑。孔板安裝在管道中，液體或氣體流經孔板時，會在孔板前后產生壓差。根據流體的壓差和孔板的幾何特征，可以通過一些經驗公式或流量系數來計算實際的流量。

對于離心冷水機組等等制冷量較大的設備而言，其制冷劑循環量比較大，因此毛細管顯然不適合。在管道的前后壓差較大的時候，往往采用增加節流孔板的方式來實現；節流孔板的原理是當流體在管道內流動時，由于孔板的局部阻力使得流體的壓力降低，能量損耗。該現象在熱力學上被稱為節流現象。

使用節流孔板要比采用調節閥簡單一些，但必須要配置得當，否則液體容易出現汽蝕的可能，影響管道的安全運行，節流孔板的作用是在管道適當的地方將孔徑變小,在液體經過縮口時，流束會變細或收縮。流束的最小橫斷面出現在實際縮口的下游，我們稱之為縮流斷面。在縮流斷面處的流速是最大的。

孔板節流的工作原理：基于伯努利原理和連續性方程。當流體通過孔板時，流速增大，壓力降低，因而產生壓差。壓差的大小與流體密度、流速和孔板的幾何形狀有關。通過測量壓差，可以計算出流體的流量。

孔板節流具有結構簡單、可靠性高和適用范圍廣的優點。它們廣泛應用于工業過程控制、液體和氣體計量、水處理和供水系統等領域。然而，孔板節流也存在一些限制，例如在高速流動或低壓差條件下，精確度可能會降低，因此在實際應用中需要根據具體情況選擇合適的節流裝置。

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