制冷設備7種節(jié)流機構介紹

更新時間：2023-07-25 點擊次數(shù)：985

節(jié)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(xiàn)流量的調(diào)節(jié)和控制。節(jié)流機構通常用于流體控制系統(tǒng)中，以滿足不同工況下的流量需求。節(jié)流機構有對液態(tài)制冷劑節(jié)流降壓，保證冷凝器和蒸發(fā)器之間的壓力差，使蒸發(fā)器內(nèi)的也太制冷劑在要求的低壓下蒸發(fā)，達到制冷的目的；調(diào)節(jié)供入蒸發(fā)器的制冷劑流量，以適應蒸發(fā)器的熱負荷變化。

節(jié)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(jié)流短管；

(7) 孔板節(jié)流；

1、手動膨脹閥

僅用于氨制冷系統(tǒng)、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(diào)節(jié)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(jù)需要調(diào)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(zhuǎn)手柄，可以改變閥瓣的位置，從而調(diào)整閥門的開度。

手動膨脹閥的工作原理：是通過調(diào)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(zhuǎn)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(diào)節(jié)流體的流速和閥門的壓力。

2、浮球膨脹閥

除了節(jié)流降壓、調(diào)節(jié)流量之外，還可保持蒸發(fā)器內(nèi)一定的液位。適用于具有自由液面的蒸發(fā)器，如：滿液式蒸發(fā)器；低壓循環(huán)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(nèi)，可以隨著介質(zhì)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(zhì)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(fā)器出口處氣態(tài)制冷劑的過熱度控制閥的開度。用于非滿液式蒸發(fā)器。

熱力膨脹閥通常由閥體、閥芯、感溫元件和調(diào)節(jié)裝置組成。閥體連接在制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器和冷凝器之間，起到分流和調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)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(jù)溫度變化自動調(diào)節(jié)閥芯的位置。調(diào)節(jié)裝置可以手動或自動地控制閥芯的開度，以滿足制冷系統(tǒng)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(tǒng)中的冷媒流經(jīng)蒸發(fā)器時，其溫度會升高并發(fā)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(fā)器和冷凝器之間的流量，從而實現(xiàn)恰當?shù)闹评湫Ч?/span>

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(qū)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(jù)預設的參數(shù)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(jiān)測制冷系統(tǒng)的工況參數(shù)。

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

電子膨脹閥通過不斷調(diào)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(tǒng)的負荷變化和環(huán)境條件的變化。電子控制單元根據(jù)傳感器的反饋信號，精確計算和調(diào)整閥口的開度，使得制冷系統(tǒng)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(yōu)點。具有更高的精度和響應速度，可以實現(xiàn)更精確的流量調(diào)節(jié)，提高制冷系統(tǒng)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(jù)系統(tǒng)的變化進行自動調(diào)節(jié)和優(yōu)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(tài)（壓力、溫度），毛細管的幾何尺寸（長度、內(nèi)徑）。

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

毛細現(xiàn)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(nèi)壁上形成薄薄的液膜或氣膜。毛細管的內(nèi)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(chǎn)生一定的壓力差，使得流體能夠流動。

6、節(jié)流短管

節(jié)流短管是一種定截面節(jié)流孔口的節(jié)流裝置，已被應用于部分汽車空調(diào)、冷水機組和熱泵機組中。主要優(yōu)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(tǒng)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(jié)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(nèi)，流量和壓降的關系會有所變化。因此，在設計和應用節(jié)流短管時，需要根據(jù)具體的流體性質(zhì)和流量要求進行正確的選擇和計算。

節(jié)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(xiàn)對流量的調(diào)節(jié)。

7、孔板節(jié)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(jīng)孔板時，會在孔板前后產(chǎn)生壓差。根據(jù)流體的壓差和孔板的幾何特征，可以通過一些經(jīng)驗公式或流量系數(shù)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(huán)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(jié)流孔板的方式來實現(xiàn)；節(jié)流孔板的原理是當流體在管道內(nèi)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(xiàn)象在熱力學上被稱為節(jié)流現(xiàn)象。

使用節(jié)流孔板要比采用調(diào)節(jié)閥簡單一些，但必須要配置得當，否則液體容易出現(xiàn)汽蝕的可能，影響管道的安全運行，節(jié)流孔板的作用是在管道適當?shù)牡胤綄⒖讖阶冃?在液體經(jīng)過縮口時，流束會變細或收縮。流束的最小橫斷面出現(xiàn)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(jié)流的工作原理：基于伯努利原理和連續(xù)性方程。當流體通過孔板時，流速增大，壓力降低，因而產(chǎn)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(jié)流具有結(jié)構簡單、可靠性高和適用范圍廣的優(yōu)點。它們廣泛應用于工業(yè)過程控制、液體和氣體計量、水處理和供水系統(tǒng)等領域。然而，孔板節(jié)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(jù)具體情況選擇合適的節(jié)流裝置。

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