制冷系統中的膨脹閥研究現狀及發展展望

苗芳　宋帥　王舒妍

摘 要：近年來膨脹閥一直是制冷系統中的研究熱點，該文通過對國內制冷系統中膨脹閥專利申請數據的統計分析，對涉及該領域的國內外主要申請人及其相關專利研究展開分析，研究了國內制冷系統中膨脹閥的發展現狀，梳理了制冷系統中膨脹閥的技術發展路線，希望對該領域的產業發展有所幫助。

關鍵詞：制冷 膨脹閥 專利

中圖分類號：TB657 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）05（a）-0106-02

作為制冷循環的四大部件之一，節流裝置在系統中起著非常關鍵的作用，通過選擇合適的節流機構與制冷系統匹配是整個制冷設備降低能耗的重要環節。膨脹閥是制冷系統中的重要部件，中溫高壓的液體制冷劑通過其節流成為低溫低壓的濕蒸汽，制冷劑在蒸發器中吸收熱量達到制冷效果，節流機構與制冷系統的匹配度決定著制冷系統中的節能環保效果，膨脹閥作為主要的節流機構，研究其在制冷系統中的應用，對于節能減排、實現可持續發展具有廣泛和深遠的影響[1-2]。

1 膨脹閥專利申請現狀

圖1中，國外申請人率先進入中國市場，很大程度上壟斷了該行業，但自2002年后，國內膨脹閥逐漸發展起來，突破了技術瓶頸，2005—2007年，國內研究進入白熾化。隨著技術逐步成熟，該領域逐漸開始回落，但每隔4年會有一個小的峰值，也就意味著該項技術又有了新的發展方向；而國外申請人在華申請總體上呈現出緩慢增長，國內研究成熟之后，開始逐漸退出中國市場。

在制冷系統膨脹閥的技術發展中，國內申請占據申請總量的75%，日本在華申請量達到20%以上，遠遠領先歐美等國家；日本是國內制冷行業的強勁對手，其中，日本的株式會社不二工機制作所占有絕對的優勢，其在蘇州設有在華獨資企業，主要涉及空調和膨脹閥的研究。

分析國內的專利申請地域分布情況，浙江省在制冷技術領域中膨脹閥的技術投入遠超過其他省份，大部分沿海省份在該制冷系統中的整體發展趨勢遠遠領先內陸省份，內陸省份中僅僅北京的發展相對較突出。主要原因是沿海地區經濟發達，科技進步快，加之政府已經開始重視節能減排問題，無論是國家出臺的節能減排政策最先在沿海發達城市實施，還是政府對節能減排技術研發的扶持，都促進了當地制冷技術的發展，帶動了該技術領域中膨脹閥的發展。

2 膨脹閥在制冷領域中的技術發展

膨脹閥在制冷系統中應用發展的20多年里，主要有兩大分支：熱力膨脹閥和電子膨脹閥，兩者具有各自的優勢，發展相對比較均衡。由圖2可知，熱力膨脹閥和電子膨脹閥在發展初期，起步都差不多，但發展的進程不太一致；相比，熱力膨脹閥的研究熱度集中在2004—2010年，人們逐漸將研究的熱點轉向電子膨脹閥。

兩大分支的研究熱度相對均衡，其中熱力膨脹閥中的外平衡式膨脹閥結構具有絕對優勢，這與熱力膨脹閥可隨時調節、靈活性強的優勢相關；相比，內平衡式膨脹閥申請量略顯單薄，分析可能與內平衡式膨脹閥只能在空調系統安裝之前進行這一制約因素有關。

2010年后電子膨脹閥研究火熱，分析可能原因，其由原來的機械式控制向電腦式控制發展，在家用空調領域，電子膨脹閥和變頻壓縮機組成的系統逐漸取得好的效果，帶動了該技術的蓬勃發展。由步進電機旋轉直接驅動閥針實現流量控制的電動式膨脹閥中，直動式電磁膨脹閥最傳統，應用也最廣，其申請量占據25%左右；相比之下，減速式則是在閥體內增加了減速裝置，使得流量調節更加精確，但同時增加了成本。電磁式膨脹閥則是在電動式膨脹閥發展的基礎上，由電磁線圈直接替代電動機實現，其結構簡單，對信號變化動作響應快，其申請量占據18%左右。

3 結語

我國制冷系統中的膨脹閥得到了快速發展，取得了一些成果，但是，國外申請人尤其是日本對中國制冷系統的市場發展具有很大的競爭力。為了更好地發展國內制冷系統，政府應鼓勵行業發展，加大對制冷行業支柱企業的投入和要求；企業內部需統籌規劃本企業在膨脹閥方面的發展和專利布局，加強國內市場占有率的同時，逐漸進入海外市場，逐步形成參與國際競爭的優勢。

參考文獻

[1] Dr.F. BILLIARD.制冷與可持續發展[J].制冷學報， 2003，24（2）：22-26.

[2] 田懷璋，朱瑞琪，劉星.電子膨脹閥技術綜述[J].流體工程，1992（7）：55-60.