熱力膨脹閥的合理維護

概述

熱力膨脹閥是組成制冷裝置的重要部件，是制冷系統中四個基本設備之一。它實現從冷凝壓力至蒸發壓力的壓降，同時控制制冷劑的流量；它的體積雖小，但作用巨大，它的工作好壞，直接決定整個系統的運行性能。但是在實際工作中，熱力膨脹閥的運行情況往往被忽視，使熱力膨脹閥成為空調維護中的一個死角。而定期檢查和調整熱力膨脹閥，對空調的運行壽命，節約能源，降低運行成本，卻有著重要的意義。

熱力膨脹閥的工作過程分析

1、熱力膨脹閥工作原理。熱力膨脹閥是通過感受蒸發器出口氣態制冷劑的過熱度來控制進入蒸發器的制冷劑流量。按照平衡方式不同，熱力膨脹閥分為外平衡式和內平衡式。在機房專用空調中，一般采用外平衡式熱力膨脹閥。目前所使用的風冷式機房專用空調，如HIROSS、STULZ、ISOVEL、AIREDELE和法亞均采用這種結構。感應機構中充注氟利昂工質，感溫包設置在蒸發器出口處，其出口處溫度與蒸發溫度之間存在溫差，通常稱為過熱度。感溫包感受到蒸發器出口溫度后，使整個感應系統處于對應的飽和壓力Pb。該壓力將通過膜片傳給頂桿直到閥芯。在壓力腔上部的膜片僅有Pb存在，膜片的下方有調整彈簧的彈簧力Pt和蒸發壓力P0，三者處于平衡時有Pb=Pt+Po 。

2、確定正確的過熱度。保證熱力膨脹閥工作在最佳匹配點，就必須保證熱力膨脹閥有合適的過熱度。熱力膨脹閥的過熱度由靜裝配過熱度與有效過熱度組成。使閥門開始開啟所需要的過熱度稱為開啟過熱度（A點），又叫靜裝配過熱度，一般的靜裝配過熱度約為3℃。從熱力膨脹閥開始開啟至額定開度所需要的過熱度增量（即線段AB），稱為熱力膨脹閥的有效過熱度或可變過熱度。其數值的大小與彈簧的剛度及閥芯的行程有關，一般有效過熱度約為2～5℃，通常把熱力膨脹閥的靜裝配過熱度與有效過熱度之和稱為工作過熱度，即平時所說的過熱度。因此，我們只有保證過熱度在合適的范圍內，制冷系統才能達到最大冷量，又不會引起濕沖程。機房專用空調過熱度都要求在5～8℃之間。如果發現過熱度不在該范圍內，就要進行調整。

檢查調整熱力膨脹閥的必要性

機房專用空調剛投入運行，熱力膨脹閥是不用調整，但是在空調連續使用幾年后，由于閥針的磨損、系統有雜質、閥孔部分有堵塞及彈簧彈力減弱等原因，影響了熱力膨脹閥的開啟度，使得熱力膨脹閥偏離了它的工作點，表現為熱力膨脹閥開啟度偏小或過大。 熱力膨脹閥開啟度太小的話，就會造成供液不足，使得沒有足夠的氟利昂在蒸發器內蒸發，制冷劑在蒸發管內流動的途中就已經蒸發完了，在這以后的一段，蒸發器管中沒有液體制冷劑可供蒸發，只有蒸汽被過熱。因此，相當一部分的蒸發器未能充分發揮其效能，造成制冷量不足，降低了空調的制冷效果。機房專用空調的壓縮機大多采用蒸發器回來的蒸汽來冷卻壓縮機，如果熱力膨脹閥開啟不夠，就造成蒸汽過熱度過大，對壓縮機冷卻作用減小，壓縮機的排氣溫度會增高，潤滑油變稀，潤滑質量降低，壓縮機的工作環境惡化，會嚴重影響壓縮機的工作壽命。我公司機房ISOVEL空調就曾發生壓縮機燒機現象，據分析與過熱度過大有關。另外由于機房溫度降不下來，又增加了壓縮機的開啟臺數，增加了耗電量。 與此相反，如果熱力膨脹閥開啟過大，即熱力膨脹閥向蒸發器的供液量大于蒸發器負荷，會造成部分制冷劑來不及在蒸發器內蒸發，同氣態制冷劑一起進入壓縮機，引起濕沖程，甚至沖缸事故，損壞壓縮機。1999年，杭州市電信分公司景芳二樓程控機房有一臺ISOPAK機房專用空調的一個壓縮機閥片被擊穿，可能與熱力膨脹閥開啟過大有關；同時，熱力膨脹閥開啟過大，使蒸發溫度升高，制冷量下降，壓縮機功耗增加，增加了耗電量。因此，有必要定期檢查調整熱力膨脹閥，盡量讓熱力膨脹閥工作在最佳匹配點。

熱力膨脹閥的調整過程

1、熱力膨脹閥調整前的檢查。在調整熱力膨脹閥之前，必須確認空調制冷異常是由于熱力膨脹閥偏離最佳工作點引起的，而不是因為氟利昂少、干燥過濾器堵塞、濾網、風機、皮帶等其他原因所引起的。

2、熱力膨脹閥調整時注意事項。熱力膨脹閥的調整工作，必須在制冷裝置正常運行狀態下進行。由于蒸發器表面無法放置測溫計，可以利用壓縮機的吸氣壓力作為蒸發器內的飽和壓力，查表得到近似蒸發溫度。用測溫計測出回氣管的溫度，與蒸發溫度對比來校核過熱度。調整中，如果感到過熱度太小，則可把調節螺桿按順時針方向轉動（即增大彈簧力，減小熱力膨脹閥開啟度），使流量減小；反之，若感到過熱度太大，即供液不足，則可把調節螺桿朝相反方向（逆時針）轉動，使流量增大。

3、熱力膨脹閥具體的調整步驟。

（1）熱力膨脹閥過熱度的測量。步驟如下：豍停機。將數字溫度表的探頭插入到蒸發器回氣口處（對應感溫包位置）的保溫層內。將壓力表與壓縮機低壓閥的三通相連。豎開機，讓壓縮機運行15分鐘以上，進入穩定運行狀態，使壓力指示和溫度顯示達到一穩定值。豏讀出數字溫度表溫度T1與壓力表測得壓力所對應的溫度T2，過熱度為兩讀數之差T1- T2。

（2）具體調整步驟：豍拆下熱力膨脹閥的防護蓋。豎轉動調整螺桿2～4圈；（機房專用空調的熱力膨脹閥一般采用壓桿式和散型齒輪式，散型齒輪式是用一個小齒輪帶動一個大齒輪，調節的圈數比較多，一般可以調2～4圈；壓桿式可調圈數比較少，每次調1/4圈；O65空調的熱力膨脹閥采用散型齒輪式）。豏等系統運行穩定，重新讀數，計算過熱度，是否在正常范圍。不是的話，重復豎豏操作，直至符合要求。

熱力膨脹閥調整效果實例

現根據上述步驟對杭州市電信分公司惠興路七局程控機房的HIROSS空調熱力膨脹閥進行了調整。在檢查中發現一臺1994年安裝的HIROSSO55型空調在兩個壓縮機都運行的情況下，進回風溫差偏小（回風22.5℃，送風16.8℃）空調制冷效果不明顯。觀察視液鏡和干燥過濾器，發現氟利昂充足，排除少氟和過濾器堵塞，進一步檢查，發現兩臺空調壓縮機回氣有過熱、熱力膨脹閥出口處溫度偏低現象，用數字式溫度計測得其中一個系統蒸發器出口溫度為18℃，壓力表測得回氣壓力為3.2kg/cm2，對應的蒸發溫度為-5℃，過熱度為23℃，明顯偏離正常的過熱度，從而診斷為熱力膨脹閥開啟度不夠，決定調整熱力膨脹閥開啟度。進行正確調整后，蒸發器出口溫度為12℃，用壓力表測得回氣壓力為4.8kg/cm2，對應的溫度為4.5℃，相減后過熱度為7.5℃。

結束語

定期檢查調整熱力膨脹閥雖然有些麻煩，但對提高空調的制冷效果、延長空調使用壽命、節約能源以及保證機房安全具有重要的現實意義。

（作者單位：長春房地（集團）有限責任公司）