制冷与空调常用的执行器PPT.ppt

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1、第4章 制冷与空调常用的执行器 4.1 导阀 4.2 主阀 4.3 主阀与导阀的组合 4.4 电磁阀 4.5 膨胀阀 4.6 电动与气动调节阀 4.7 其他自控阀,4.1 导阀4.1.1 恒压导阀 ZZH系列恒压阀是一种常用的压力导阀，通径为3mm，是比例式调节阀门，与主阀配合使用，可以对管道中的工质实行比例调节。这种阀门适用于以氨、R12、R22等制冷剂为工质的制冷系统。ZZH型恒压阀按启闭作用，可分为正恒阀（正作用恒压阀）和反恒阀（反作用恒压阀）两种。,1.正恒阀,ZZHA-3型恒压阀在阀体和阀罩之间用不锈钢膜片分成上下两部分。上半部分为阀罩，阀罩内为弹簧调节系统，用它可调节恒压阀动作的设

2、定压力值，右旋弹簧调节杆为增加弹簧力，左旋弹簧调节杆为减小弹簧力，下半部分为工质通道系统。,正恒阀的工作原理：作用在膜片上方的是弹簧调节系统的弹簧力，作用在膜片下方的是阀进口处气体的压力。当膜片下方气体压力升高，超过弹簧力时，膜片2中心被顶起，带动阀芯3上移，阀口开启，随着压力逐渐升高，阀口也成比例地逐渐开大；当膜片下面压力降低时，膜片中心在弹簧力作用下下移，阀口关小，随着压力逐渐降低，阀口成比例地关小。在阀门刚开启和全开启这一范围内，阀口的开启度与膜片下方的压力成正比。阀的工作过程用一句话来形容就是“升开降闭”。,ZZHB-3型恒压阀与ZZHA-3型恒压阀的结构基本相同，不同点仅在于ZZHB

3、-3型恒压阀膜片下面用一隔板把膜片与阀进口隔开，在隔板与膜片之间引出一引管，引入系统所需控制地方的压力供其作用于膜片下面，膜片上面仍受到弹簧力的作用，其余结构与ZZHA-3相同。由于ZZHB-3型恒压阀膜片下面感受外接管引入压力，所以，在阀门刚开和全开范围内，阀口的开启度与外接管的引入压力成正比。,2.反恒阀,反恒阀与正恒阀的结构基本相似，所不同的是，反恒阀是一种常开型阀门。ZZHC-3型恒压阀膜片下面与阀出口相通，感受的是出口压力（ZZHA-3型恒压阀感受进口压力），ZZHD-3型恒压阀膜片下面带隔板和引管，膜片感受到的是引管内的压力。,反恒阀的工作原理：当膜片下面压力升高到大于弹簧力时，弹

4、簧被压缩，膜片中心被顶起，阀芯上移，阀口关小，随着膜片下面压力升高，阀口成比例关小，直至最后关闭；当膜片下面压力降低到小于弹簧力时，膜片中心下移，阀口成比例开大，直至全开。在阀刚关和全关这一范围内，阀口的开启度与膜片下面压力成反比。阀的工作过程用一句话来形容就是“升闭降开”。,正恒阀的压力调节范围有两种规格，即00.7MPa和0.030.2MPa。反恒阀只有00.7MPa一种规格。为了使用方便，恒压阀除了带有连接螺母的阀体可安装在导压管路中的单体外，还有立式（可直接装在主阀阀盖上）和横式（可装在电磁导阀阀体侧面）恒压阀。,4.1.2 电磁导阀,电磁阀上半部分为电磁线圈部分，线圈是由高强度漆包线

5、绕成的，线圈功率为10W（也有的为8W）；下半部分为阀体，阀体用隔磁导管将制冷工质封闭，动铁心可在导管内上下移动。阀口材料采用聚四氟乙烯。,ZCL-3型的工作原理：线圈通电，线圈即产生磁场，将动铁心吸起，并带动阀芯上移，阀口开启；线圈断电，磁场消失，动铁心靠自重和弹簧力的作用带动阀芯落下，阀口关闭。由于这种电磁阀的阀芯靠动铁心的重力和弹簧力关闭，因此要求垂直安装，以免阀芯被卡住而造成失误，并且要注意阀体上的箭头应与管路中工质的流向一致。,4.2 主阀 主阀是直接控制管道中工质流通的，但它不能独立工作，必须与导阀配合使用，是受导阀控制的执行阀，也可以认为主阀的运用是导阀的跟随和放大。常用的主阀有

6、ZFS系列（活塞式）主阀。,4.2.1 主阀的结构 根据用途，主阀有液用和气用之分。气用主阀有常开型和常闭型两种，液用主阀只有常闭型一种。,结构：主阀主要由阀体、阀盖、阀芯、活塞、活塞杆、活塞套、弹簧、手动顶杆等部件组成。导压管由接头接至活塞上部，活塞上钻有直径为1mm的平衡孔。活塞套底部有防冲击的阻尼孔，在主阀启闭时起缓冲作用，以免损坏阀口。阀体（或阀盖）上设有手动顶杆，必要时可用顶杆将活塞组件顶起，使常闭型主阀阀口开启。常开型主阀必要时也可以用顶杆将阀口关闭。,4.2.2 主阀的工作原理 主阀的工作原理随阀的不同类型而异。,1.液用常闭型主阀（ZFS-00YB）的工作原理 这是一种常闭型阀

7、门，它的导压管必须接至主阀的出口端或比主阀进口压力低18kPa的地方，主阀才能正常工作。当ZCL-3型电磁导阀开启；导压管接通时，活塞上腔降压，活塞在压差作用下浮起，带动阀芯上升，主阀开启，当ZCL-3型电磁导阀关闭。导压管不通时，活塞上下腔由平衡孔均压，活塞靠弹簧力和自重下落，主阀关闭。简言之，其工作原理为“降压开启”。,2.气用常闭型主阀（ZFS-00QB）的工作原理 这是一种常闭型主阀，它的导压管必须接在主阀入口管道上或接在比主阀出口压力高14kPa的地方。当ZCL-3型电磁导阀开启，导压管接通时，活塞上腔加压，将活塞压下，主阀开启；当ZCL-3型电磁导阀关闭，导压管不通时，活塞上下腔由

8、平衡孔均压，弹簧力将活塞顶起，主阀关闭。简言之，其工作原理为“加压开启”。,3.气用常开型主阀（ZFS-00QK）的工作原理 这是一种常开型主阀，它的导压管必须接在较主阀进口压力高0.1MPa的地方。当ZCL-3型电磁导阀开启，导压管接通时，活塞上腔加压，将活塞压下，主阀关闭。当ZCL-3型电磁导阀关闭，导压管不通时，活塞上下腔均压，弹簧力推动活塞上行，主阀开启。简言之，其工作原理为“加压关闭”。,4.2.3 主阀技术性能（1）最大工作压力：2MPa；正常工作压力：1.6MPa。（2）最高工作温度：120；最低工作温度：-60。（3）开阀压力损失：由于常闭型主阀靠压差开启，因而工质流过主阀后要

9、产生压力损失，阀口开启越大，压力损失越大。气用常开型主阀靠弹簧开启，故没有开阀压力损失。,（4）最大反压差：处于关闭状态的主阀，若阀后压力超过阀前压力和弹簧加在阀芯上的关闭力之和时，阀芯将被强行顶开，形成工质倒流，造成制冷系统工作紊乱。因此，对可能产生一定数值反压的系统，在主阀阀后应加装止回阀，以防止工质倒流。,4.3 主阀与导阀的组合 常用的导阀有ZCL-3型电磁导阀和ZZH系列恒压导阀，常用的主阀有ZFS系列主阀。这些导阀与主阀的组合，可以采用几个导阀联合(串联或并联)与主阀组合，因而可得到具有不同调节功能的多种阀门。,4.3.1 单个导阀与主阀组合,1.ZZHA-3型恒压阀与气用常闭型主

10、阀组成气用常闭型恒压主阀 组装方式如图4-10（a）所示。当主阀进口压力升高时，ZZHA-3型恒压阀成比例开大，主阀也成比例开大；当主阀进口压力降低时，ZZHA-3型恒压阀成比例关小，主阀也成比例关小。所以，它可以控制主阀进口压力恒定在一定范围。使蒸发压力恒定在一定范围内。,2.ZZHB-3型恒压阀与气用常开型主阀组成气用常开型恒压主阀 组装方式如图4-10（b）所示。当主阀出口压力升高时，ZZHB-3型恒压阀成比例开大，主阀随之成比例关小；当主阀出口压力降低时，ZZHB-3型恒压阀成比例关小，主阀则成比例开大。所以，这种组合方式可控制主阀的出口压力恒定在一定范围内。应用于压缩机的吸气管控制时

11、，可防止机器吸气过载。,3.ZZHC-3型恒压阀与液用常闭型主阀组成液用常闭型恒压主阀 组装方式如图4-10（c）所示。当主阀出口压力升高时，ZZHC-3型恒压阀成比例关小，主阀随之也成比例关小；当主阀出口压力降低时，ZZHC-3型恒压阀成比例开大，主阀也随之也成比例开大。所以，这种组合方式可控制主阀出口压力恒定在一定范围内。可用于加压供液系统的恒压供液。,4.ZZHD-3型恒压阀与气用常闭型主阀组成气用常闭型恒压主阀 组装方式如图4-10（d）所示。当主阀出口压力升高时，ZZHD-3型恒压阀成比例关小，主阀也成比例关小；当主阀出口压力降低时，ZZHD-3型恒压阀成比例开大，主阀也随之成比例开

12、大。所以，这种组合方式可控制主阀出口压力在一定范围内恒定。可用于热氨融霜恒压控制和防止压缩机吸气过载控制等。,4.3.2 导阀联合与主阀组合 在实际使用中，根据需要用几个导阀联合控制一个主阀，可得到几种导阀控制的作用效果。例如，电磁导阀只受调节器或其他电信号的控制，只能进行双位调节；恒压导阀则只受压力信号的控制，不能接受电气信号的控制，但它能进行比例调节。若将两种导阀串联对主阀进行控制，则主阀既能受电信号控制，也受压力信号控制，使主阀得到通断启闭和比例调节效果。导阀的联合可根据需要选择，组合后的控制特点，由选用的导阀和主阀型式及其连接方式决定。,1.导阀与主阀用导压管连接的组合方式 这种组合方

13、式比较灵活，但在安装时要外加导压管道来连接，安装、维修时均感到不太方便。2.导阀和主阀用丝扣连接的组合方式（组合式主阀）组合式主阀是将导阀用丝扣拧在主阀阀盖上成为一个整体，导压管由主阀本身体内钻有的导压孔来代替，它与主阀的进口或出口相通，省掉了外接导压管，因而具有结构紧凑，焊点少，安装维修方便等特点。目前冷库中使用的大都为这类阀。,组合式主阀按所用导阀不同，可分为电磁主阀（电磁导阀与主阀组合）、恒压主阀（恒压导阀与主阀的组合）和电磁恒压主阀（电磁导阀与恒压导阀联合控制的主阀）等。在使用常闭型组合式主阀时，同样要注意开阀压力损失对系统的影响（尤其在低于-30的系统中）和防止工质倒流（在有可能出现

14、较大的反压差的管路中）。组合式主阀的工作由导阀和主阀联合决定。,表4-3 导阀联合和主阀组合举例,表4-3（续）导阀联合和主阀组合举例,组合式主阀等效线路,组合式主阀等效线路,组合式主阀等效线路,组合式主阀等效线路,Yeiy,Yeiy,Yeiy,4.4 电磁阀 在制冷与空调自动控制系统中，电磁阀应用很广泛。它是一种由电磁力操纵的自动阀门，其动作可由压力控制器、温度控制器或液位控制器发出的电气控制信号控制。适用于各种气体、液体制冷剂、润滑油以及水等。,4.4.1 继动式电磁阀 ZCL-625型电磁阀是一种继动式间接启闭式电磁阀。继动式电磁阀由两部分组成，即一个小阀和一个大阀组成。ZCL-3型电磁

15、阀作为小阀部分，做在大阀盖上；大阀部分主要由大阀体、活塞、大阀芯、弹簧、大阀口等组成。大阀芯做在活塞上，活塞钻有1mm的平衡孔。通径15mm以上的还有手动顶杆。,继动式电磁阀的工作原理是：当小阀线圈通电时，产生磁场，吸起小阀动铁心，小阀开启，这时，活塞上腔压力经过导压孔(小阀口)泄至出口端，使活塞上腔压力下降，在上下压差的作用下，活塞浮起，同时带动大阀芯上升，使大阀口开启。由于阀门在开启过程中，先开启小阀，然后开启大阀，故称二次开阀。当小阀线圈断电，小阀芯落下，小阀口关闭，把活塞上腔导压管堵死，切断了活塞上腔与大阀出口的通路。活塞上下腔压力经1mm平衡孔均压，活塞在自重和弹簧力作用下下落，大阀

16、口关闭。,继动式电磁阀的运用不如直接启闭式灵敏，但因活塞具有使开阀力增大的功能，所以适用于大、中口径的阀门。继动式电磁阀只有在阀的进出口存在一定的压差时才能开启，一般微开压差为7kPa，全开压差为14kPa。也即工质流过阀门时要产生开阀的压力损失，这点与直接启动式是不同的。直动式电磁阀是靠电磁力直接开启阀门，因而无开阀压力损失。,继动式电磁阀靠活塞自重和弹簧力关闭，当出口端压力超过进口端压力14kPa时，活塞会被强行顶起，引起工质倒流。因此，考虑到系统在工作中可能出现反压差超过14kPa的工况时，继动式电磁阀的出口端应装设止回阀。通径在15mm以上的电磁阀设有手动顶杆，当电磁导阀失灵或其他原因

17、不能自动开启阀门时，旋动顶杆，可强行把活塞顶起使大阀口开启。,4.4.2 三通电磁阀 三通电磁阀也是直接启闭式电磁阀，用于制冷系统作为制冷压缩机气缸卸载装置的油路控制。其工作原理与ZCL-3型两通电磁阀相同。,三通电磁阀与ZCL-3型两通电磁阀的区别，就是三通电磁阀有三个通道口，即a、b和c三个通道口，并且进口a和出口b不在同一水平面上，c口在下边。电磁阀线圈通电，阀杆提起，这时b、c通道口接通，而b、c通道口与a通道口不通；电磁阀断电，阀杆下落，阀芯把c通道口堵死，a通道口和b通道口连通。由于铁心只能有两个位置，所以三个通道口不能同时连通。可以看出，a通道口和c通道口在任何情况下都是不通的。

18、三通电磁阀的使用、安装要求与ZCL-3型两通电磁阀相同。,4.4.3 电磁水阀 在制冷与空调系统中，对水系统的自动控制，常采用ZCS系列水用电磁阀。它采用有固定导阀座的继动式结构，分为电磁导阀和水阀阀体两大部分。,电磁导阀采用ZCL-3型电磁阀，导阀阀座直接做在铜质阀盖上。水阀阀体主要由阀体、活塞、弹簧、大阀芯、大阀门等部分组成。工作原理与ZCL系列继动式电磁阀完全一样，当电磁导阀通电开启时，活塞上腔通过导压孔向阀出口泄压，活塞在进出口压差作用下浮起，阀口开启；电磁导阀断电关闭时，活塞上下腔经平衡孔均压，活塞在自重和弹簧力作用下下落，阀口关闭。,ZCS系列(水)电磁阀有ZCS-6W、ZCS-1

19、0W、ZCS-15W、ZCS-20W、ZCS-32W、ZCS-50W、ZCS-100W等几种规格。其中通径 620mm的阀体、阀座、活塞、缸套、阀盖全部采用黄铜材料，平衡孔只是在活塞上钻小孔；通径为 32100mm的阀体为铸铁，阀座、活塞、缸套、阀盖均采用黄铜。平衡孔不在活塞上，而是在阀盖侧面的微孔螺塞上，便于在平衡孔堵塞时清洗。装有手动顶杆，需要时可将阀口顶开。,ZCS系列(水)电磁阀微开压差10kPa。全开压差为20kPa。除适用于水介质外，也适用于油或其他对黄铜不起腐蚀作用的介质。ZCS系列(水)电磁阀必须正直安装，电磁阀在顶部；阀外最好加装过虑器，防止污物进入阀内；通径为 32100m

20、m的阀，活塞上积水不能自行流出，当介质为水时应注意防冻；介质为油时，粘度较大，阀可能关闭缓慢，甚至失灵，这时可将平衡孔适当放大，使阀关闭迅速可靠，但不要扩得过大。,4.5 膨胀阀4.5.1 定压膨胀阀 定压膨胀阀用在一台压缩机配一个蒸发器的系统中。其特点是以保持蒸发压力恒定为条件，自动地调节向蒸发器的供液量。它能够在压缩机超负荷时起到补偿作用，适用于负荷变化小、冷却速度较慢的较小型制冷系统。,定压膨胀阀在结构上有波纹管式和膜片式，二者的工作原理相同。图4-18（a）示出波纹管式结构。制冷剂液体经过滤网进入，针阀在调节弹簧和波纹管下部的液体压力（由蒸发压力提供）下动作。调节螺帽调节设定蒸发压力。

21、工作时，当蒸发压力设定蒸发压力时，针阀上移，阀关小；反之，当蒸发压力设定蒸发压力时，阀开大。其受力关系如图4-18（b）所示。,蒸发器侧阻力损失大时，应采用外平衡式定压膨胀阀。它有一个压力平衡管接口，可以从外部将蒸发器出口处的气体压力引入，用来平衡设定蒸发压力。由于不是用节流后的工质压力去平衡，所以能消除蒸发器压力损失对液量调节的影响。,由上述工作原理可知，定压膨胀阀在蒸发压力降低时，增大供液量；蒸发压力升高时，减少供液量。因此，负荷剧增时，蒸发器缺液；负荷剧减时，蒸发器供液过量，会造成压缩机液击。该特点使它只能用在负荷不大的制冷系统上，并且要仔细进行阀容量选择。,由于定压膨胀阀的调节动作是保

22、持蒸发压力恒定，所以它不能用在一机多蒸发器，且各蒸发压力不同的系统中。采用定压膨胀阀的系统不允许吸气管有其他控制元件，也不能用低压侧压力或者环境温度控制压缩机启、停，只能用蒸发器出口温度控制压缩机。一般在蒸发器出口温度比设定蒸发温度高5时控制停机。停机期间，蒸发压力升高，阀处于自动关闭状态，不再向蒸发器供液。启动时，蒸发压力下降，达到设定蒸发压力值以下，阀才打开供液。,4.5.2 热电膨胀阀 热电膨胀阀靠电加热产生的热力驱动阀杆动作。1.双金属片型热电膨胀阀,Yeiywicr,这种阀由传感元件和调节阀组成。调节阀的主要部分有：电热式阀头，针阀和阀座。阀头中设电加热器和双金属片，电加热器对双金属

23、片加热，使后者产生弯曲变形，带动针阀动作。调节阀的开度取决于加给阀加热器上的电压，电压升高时，阀开大，流量增加；反之，阀关小，流量减少。,用各种制冷剂温度或压力传感器提供保证正确调节动作所必须的电压变化。由于这些功能，调节阀可以在瞬间变化，方便地从一个开度转变到另一个开度。用24V的交流或直流电源供电，加热器功率达4.1W时，阀就处于全开状态。阀的工作与制冷剂的温度、压力无关，它只对加热器上的电压作出反应。因此，热电膨胀阀在除氨以外的任何制冷剂中都能同样好地工作。与热力膨胀阀不同的是，它不需要外平衡管，因为与蒸发器阻力无关；也不需要感温包和毛细管。这种阀在低温装置中和家用空调器中都能很好工作。

24、它可以用来实现蒸发器0过热控制,还可以控制蒸发器或者其他部位的制冷剂压力。,0过热控制原理：热电膨胀阀对制冷剂流量的调节，能够使得在任何负荷下制冷剂在蒸发器出口都处于饱和蒸气状态，而在吸气管中过热(防止压缩机液击)。其控制原理如图4-21所示。将一只负温度系数的热敏电阻串接在阀加热器的电路中。电路中的电流是热敏电阻阻值的函数，而后者又是热敏电阻所在处制冷剂状态的函数。将热敏电阻置于6mm左右的短管中，并封装在蒸发器出口的回气管上，热敏电阻暴露于制冷剂。,当蒸发器出口为过热蒸气作用于它时，由于通电加热作用,热敏电阻温度升高，电阻值下降，回路中电流增大，阀加热器上的电压升高将阀开大，制冷剂流量增加

25、。这个过程一直要持续到蒸发器出口处不再是饱和态。制冷剂液滴或湿蒸气接触到热敏电阻，使之冷却，热敏电阻的阻值升高，阀又开始关小。最终的结果是将阀稳定在蒸发器出口为饱和蒸气状态所对应的开度上。无论蒸发器负荷如何变化，制冷剂在蒸发器出口处的状态特征不变，任何因素（比如蒸发器侧的压力降）都不会改变阀的过热控制。因此，保证了蒸发器面积充分利用。与热力膨胀阀相比，它可以将制冷系统的能力提高10%以上。,4.5.3 电子控制的热电膨胀阀,流量调节装置由热电式膨胀阀即执行器（图中的TQ）、电子调节器（图中的EKS65）和传感器（两个AKS21A）组成。传感器AKS由两只1000的铂电阻组成，他们分别感应蒸发器

26、入口处和出口处的制冷剂温度，将相应的感温信号S 和S 输入到电子调节器EKS65，调节器将测量的温差信号（S S）与温差参考设定值相比较，向热电阀的执行器输出电脉冲，执行器使阀的开度变化，从而改变流量，再重新建立所要求的温差（S S）。用这样的方法，根据温差（S S）对流量实行比例积分调节。,阀的动力件是个特制的膜头，其中充入一定的介质，加热元件对介质加热。调节器输入到执行器的电脉冲数的变化，可以改变加热元件对膜头中介质的加热程度，使介质温度变化，输出相应的压力变化，通过膜片作用于阀杆，实现流量调节。执行器作成通用型，可以与不同的阀体组合，小型的直接驱动（如图中的TQ型）；大型的作成导阀与主阀

27、组合式（如图中的PHTQ型），间接驱动。,该流量控制装置由于采用电子式比例积分调节器，能够保证有良好的调节品质。即使负荷变化大，控制系统本身也能迅速准确地调整。温差的设定可以小到2，并且在整个工作范围有相同的设定。因而能将过热度控制得很小，保证蒸发器面积得到最大利用。此外，该控制系统不受冷凝压力变化的影响，对阀前液体过冷的变化有补偿能力。,4.5.3 电子膨胀阀 电子膨胀阀是国际上20世纪80年代以后推出的又一种先进膨胀阀。它按电脑预设的程序进行流量调节，因电子式调节而得名“电子膨胀阀”。它适应制冷机电一体化的发展要求，具有传统热力膨胀阀无法比拟的优点。电子膨胀阀技术的发展目前以日本为突出，尤

28、其在变频式空调器中应用获得的优良特性令人瞩目。,1.电子膨胀阀的种类 目前的电子膨胀阀按驱动形式有电磁式和电动式两类。电动式又分直动型和减速型。,Yeiywicr,电磁式膨胀阀如图4-24（a）所示。电磁线圈通电前，针阀处于全开位置；通电后，由于电磁力的作用，由磁性材料制成的柱塞被吸引上升，与柱塞连成一体的针阀开度变小。针阀的位置取决于施加在线圈上的控制电压（线圈电流）。因此，可以通过改变控制电压来调节膨胀阀的流量，如图4-24（b）所示。,电磁式膨胀阀的优点是结构简单、动作响应快。但工作时，需要一直为它提供控制电压。电动式膨胀阀用电动机驱动。目前使用最多的是四相脉冲电动机驱动。电动机直接带动

29、针阀的为直动型；脉冲电动机通过齿轮组减速带动针阀的为减速型。他们的结构和流量特性如图（4-25）所示。减速型由于减速齿轮组的作用，较小的定子电流就可以产生足够的磁力矩。因此，脉冲电动机与齿轮组可以方便地与不同口径的阀体组合，灵活地构成不同能力的阀。,电动式膨胀阀的控制动作原理如图4-26（a）所示。图4-26（b）示出脉冲电动机的接线图。电动机转子采用永久磁铁，由转子感应的磁极与定子绕组感应的磁极之间产生磁力的吸引或排斥作用，使转子旋转。脉冲电动机由微电脑控制，微电脑按一定的逻辑关系发出脉冲指令，在电动机定子绕组上施加脉冲电压，驱动转子动作。指令信号序列反向时，电动机转动反向。所以，脉冲信号可

30、以控制电动机正、反方向自由转动，调节阀杆上、下移动，改变阀针开度，实行流量调节。直动型阀从全开到全关需要240次脉冲；减速型需要1440次脉冲。,2.电子膨胀阀的过热度调节 采用反馈调节时，用两只热敏电阻分别检测蒸发温度和蒸发器出口温度获取过热度信号（两只热敏电阻一只贴在蒸发器两相区的管外壁上；另一只贴在蒸发器出口管外壁上），以电子膨胀阀为执行器，微机和电子电路为比较元件和调节器，构成过热度闭环反馈调节系统。将过热度与给定过热度的偏差为控制量，微电脑设置调节程序，很容易实现调节。,3.电子膨胀阀的其他应用（1）在变频式热泵型空调器中，用电子膨胀阀与压缩机变频调节相配合，可以实现不间断供热快速除

31、霜。除霜时，四通阀不换向，电子膨胀阀全开，压缩机高速运转，制冷剂大流量循环，利用压缩机排气的显热除霜。使除霜时间缩短，且室内盘管降温很少，不仅提高空调舒适度，而且降低除霜附加能耗。（2）将电子膨胀阀用于压缩机排气温度控制，排温过高时，阀开度加大，制冷剂流量增大，冷却进气，从而降低排气温度。这样不仅提高装置工作的可靠性，而且比传统的保护性排气温度控制方式节电约6%。,（3）电子膨胀阀还可以用到压缩机起停控制中，减少起停过程能量损失。对于用冷房温控器控制压缩机起停的系统，停机时，若蒸发器与冷凝器连通，则冷凝器高温液体进入蒸发器，使蒸发器温度升高，造成下次启动要为冷却蒸发器付出额外电能；若蒸发器与冷

32、凝器之间的管道截止，再次开机时，压缩机带压启动困难，电流冲击大。采用电子膨胀阀，可以在停机时，阀全关，阻止制冷剂从冷凝器向蒸发器迁移；而在温控器使压缩机启动时，提前很短的一段时间，先令阀全开，造成吸、排气压力迅速平衡，然后压缩机启动。于是，既减少了热损失，又使启动容易。,4.6 电动与气动调节阀4.6.1 电动调节阀 电动调节阀在空调自控系统中使用比较普遍，它的基本结构一般由电动执行机构和调节阀两部分组成。1.电动执行机构 电动执行机构是由电动机、机械减速器、复位弹簧（当无手动复位机构时才有）及附件（电子转换器、反馈电位器、阀位指示电位器等）组成。,它由前置放大器（和）、触发器、双向可控硅电路

33、和位置发送器等部分组成。电动阀门定位器属于无触点电动执行器。图中R1是起始点调整电位器，R2是全行程间隔调整电位器，R3是阀门位置反馈电位器。控制器来的010 VDC信号接在前置放大器的反相输入端，与由R1、R2所决定的信号进行综合，然后作为前置放大器的输入。其输出经正/反作用开关与阀位来的信号进行综合作为放大器的输入，其输出作为触发器的输入信号。触发器根据输入信号，发出相应脉冲使双向可控硅A1、A2之一导通，使电容式两相异步电动机向某一方向转动，以达到定位目的。,其中，由R1所决定的电压与控制器来的010 VDC电压，分别加在放大器的正反相输入端，两电压在输入差动电路中进行比较（实际是相减）

34、。当由R1所决定的电压很小时，执行器的起始点提前；当由R1所决定的电压增大时，执行器的起始点则错后。由R2所决定的负反馈信号，决定了本级放大器的反馈量，因而决定其输出值，进而决定了执行器全行程间隔。,为了使阀门位置与输入信号成为一一对应关系，在放大器输入端引入阀位负反馈信号，010 VDC是由位置发送器来的。在阀门转动的同时，通过减速器带动反馈电位器R 3，通过位置发送器转换为010 VDC。依靠反馈信号，准确地转换阀门的行程。图中二极管D的主要作用是保证在输入信号小于起始点给定值时，本级（）放大器的正向输出不能通过，保证下级电路不动作。,正、反作用开关置于“反”作用时，10 VDC与前级的输

35、出同时加到第二级的正向输入端，从而保证在输入为10V时，其阀开度为零；当输入为零时，阀开度为100。这样就实现了所谓的反作用，即0输入时，阀门开度为100，当10V输入时，阀门开度为0，其间成线性关系。这些电动执行机构都能与其相应的调节阀门配套组成电动执行器。,2.调节阀门 阀门是执行器中的调节机构，用来控制水和蒸气等流体。其结构可分为直通双座阀、直通单座阀和三通阀（三通阀仅用于水路的控制）。,液体从左侧流入，通过上、下阀座后汇合在一起，由右侧流出。由于阀体内有两个阀芯和两个阀座，所以称直通双座阀。对于双座阀，液体作用在上、下阀芯的推力，其方向相反而大小接近相等，所以阀芯所受的不平衡力很小，因

36、而允许使用在阀前后压差较大的场合。双座阀的流通能力比同口径的单座阀大。由于受加工精度的限制，双座的上、下两个阀芯不易保证同时关闭，所以关闭时的泄漏量较大，尤其用在高温或低温场合，因阀芯和阀座两种材料的热膨胀系数不同，更易引起较严重的泄漏。,双座阀有正装和反装两种：当阀芯向下移动时，阀芯与阀座间流通面积减少的称正装；反之，称为反装。对于双座阀只要把图4-28（a）中的阀芯倒过来装，就可以方便地将正装改为反装。直通单座阀如图4-28（b）所示，阀体内只有一个阀芯和一个阀座。单座阀的特点是泄漏量小，因为它是单阀芯结构，容易达到密封，甚至可以完全切断。阀芯直径小于25mm的阀只能正装而不能反装，阀芯直

37、径大于25mm的阀正反装均可。,三通调节阀有三个出入口与管道相连，按作用方式可分为合流阀和分流阀两种。图4-29（a）是合流阀，两种流体A和B混合为A+B流体，它有两个进口，一个出口。当阀芯关小一个入口的同时，就开大另一个入口。分流阀如图4-29（b）所示，是把一种流体通过阀后变成两路，故它有一个入口和两个出口，在关小一个出口的同时，开大另一个出口。选择阀门除注意按工艺参数计算口径和选择流量特性外，还应注意阀体材料、连接方式以及正、反作用等。,4.6.2 气动调节阀 气动薄膜调节阀是由气动薄膜执行机构和调节阀两部分组成。由调节器输出的气压指令信号被气动薄膜执行机构所接受，并将气压信号变化转换成

38、调节阀杆的移动，带动调节阀中的阀芯上、下位移，改变阀门的开启度，从而改变流体通过的能力。气动薄膜调节阀具有结构简单、动作可靠、维修方便，具有防火防爆和价廉的优点。气动调节阀按其结构的不同，可分为：单座双通常开式或常闭式、双座双通常开式及三通混合式等几种。,4.7 其他自控阀4.7.1 背压阀 一些小型冷库几乎都是由一台制冷机组同时向几个不同库温的冷间供应冷量。由于各冷间要求的温度不同，与之相对应，各冷间的蒸发压力也各不相同。若采用一台制冷压缩机、一根总回气管就不能使各冷间保持其要求的温度。因此，在那些需要保持较高库温的蒸发器出口管道上，通常安装回气压力调节阀，使阀前的压力保持在冷间温度所对应的

39、压力值上，通过回气压力调节阀后与压力值较低的回气总管相连接，这样就保证了系统中各个蒸发器在各自要求的情况下正常工作。这种回气压力调节阀称背压阀，亦称蒸发压力调节阀。,工作原理：蒸发器内的蒸发压力经阀芯3小孔进入主活塞，作用在活塞5下平面上，活塞上部受主弹簧的弹簧力作用，当蒸发压力升高时，工质气体将克服定值弹簧的压力推动阀座上移，阀口开大，蒸发器流出的制冷剂量增多，使蒸发器的蒸发压力降低，反之，阀口关小，使蒸发压力回升。这样就保持了蒸发压力的稳定。,在一机多蒸发器系统中使用背压阀时，在低温蒸发器的出口侧需同时配用止回阀，以免停车时高温蒸发器制冷剂向低温蒸发器倒流。对于大型制冷装置的蒸发压力调节可

40、采用导阀和主阀控制。,水量调节阀 1.压力式水量调节阀,图（a）为直接作用式，当冷凝压力升高时，波纹管被压缩，推动调节螺杆11向下，螺杆通过卡在其环槽中的片簧4推动阀芯12，将水阀开大；当冷凝压力降低时，调节螺杆被弹簧5向上拉动，将阀关小。调整时可转动调节螺杆的六角头，使弹簧座3升降，从而改变调节弹簧的张力，以达到调整冷凝压力的目的。,对于大型制冷装置，冷凝器的冷却水量较大，故采用由导阀间接作用的冷却水量调节阀，可以减少冷却水压力波动对调节过程的影响。主阀、导阀组件及节流通道用铜或不锈钢制成。在节流通道前面装有镍丝网的过滤器11，以防止水中杂质堵塞通道，破坏导阀正常工作。冷凝压力通过传压毛细管

41、接头1引至波纹管3上侧，在阀底部有泄放塞10，当阀停用时，旋出泄放塞10和主阀底部的螺钉9后，可将主阀上部空间的水放出，以免冻裂。,调节阀工作时，冷凝压力通过波纹管3、推杆4传递到导阀7上。当冷凝压力已达到调定的开启压力时，推杆向下压开导阀，将主阀13上部空间的水泄至主阀出口，使主阀上侧压力降低。故主阀在阀前后压差作用下自动打开，冷凝压力升高值越大，导阀开度也越大，主阀开度也越大，以增加水量，使冷凝压力回降至调定值。,当冷凝压力降到低于阀的开启压力时，导阀就在弹簧8的张力作用下关闭，使主阀上部空间的压力升至与下部空间相同。因为主阀上部有效面积大于下部，故主阀在上下压差和弹簧8的张力作用下关闭，

42、切断冷却水的供应。,2.温度式水量调节阀 温度式水量调节阀的工作原理和结构，与压力式水量调节阀基本相同，只是它以温包测量制冷剂的冷凝温度发信。温度发信的水量调节阀，没有压力发信的水量调节阀的动作响应快，但工作平稳，安装发信器时，不需要打开制冷系统，减小了制冷系统密封受损。,各种型式的冷凝压力调节阀在调整时均应做到：压缩机在停机期间，确保阀处于关闭状态；压缩机刚停机时，由于冷凝压力较高，冷却水量调节阀仍保持开启，使冷凝压力逐渐下降，直至低于阀的调定关闭压力时，冷却水量调节阀才自动关闭；压缩机再次启动时，冷却水量调节阀开始仍保持关闭，直到冷凝压力升高到阀的开启压力时，水量调节阀才自动开启，供水进冷

43、凝器。这样，压缩机停机时，水量调节阀就不会同时关闭；同样压缩机再一次启动时，冷水调节阀亦不再会同时打开，一般水量调节阀的关闭压力，总要比开启压力低0.05MPa左右。,为保证停机时冷却水量调节阀总是关闭的，以降低水量消耗，阀的关闭压力总是调得高一些。调整时，可以将阀的关闭压力设定在冷凝器安装环境处夏季最高温度所对应的制冷剂饱和压力值。,4.7.3 碟阀与调节风门 调节风门的作用是调节风管中的空气流量，常用于空气调节系统中风量的调节。调节风门的截面积形状以圆形和矩形为多，结构有单叶风门（蝶阀）和多叶风门（调节风门）之分。,使用时只要转动手柄（调节杆），改变蝶阀阀板的角度，即可改变工质流通截面积，

44、从而调节工质的流量。图中阀在位置为关闭位置，为全开位置，而在至位置范围内变化时，碟阀即得到不同开度。在空调系统中，小风管管道可应用像蝶阀那样的单叶风门来调风管的风量。这种阀门阻力损失小，但关闭时泄漏量大。一般空调系统中，风管尺寸都较大，为了减小阀板轴的转矩，将单叶的风门改为多叶的风门。,2.调节风门,空调系统中，为了维持温度或风压等参数，常用调节风门来调节空气流量。风管或风道中应用的调节风门大多是多叶式。多叶式风门有两种形式，即平行式和对开式。平行式风门的所有叶片都同方向转动，对开式风门的调节性能比平行式的较好。调节风门配以执行机构，就可以按预定的调节规律自动调节其开启度，从而控制风管中气体的

45、流量。常用的执行机构有电动执行机构（电动杠杆）和气动执行机构。,4.7.4 止回阀 止回阀亦称单向阀、止逆阀，其作用是防止管路中工质倒流。常用的是ZZRN系列止回阀，适用于氨、R12、R22等为工质的管路。根据用途有液用和气用之分，液用的弹簧力稍大，气用的弹簧力较小。,1.筒形弹簧式止回阀,当阀的进口压力大于出口压力时，弹簧被压缩，带动阀芯离开阀座，阀门开启；当阀出口压力大于或等于进口压力时，在弹簧力和背压力作用下，阀门关闭。背压越大，阀口关闭越紧。在弹簧座底上有1mm的阻尼孔，以减少脉冲气流引起阀芯颤动，因而阀门开启平稳，可以做任何角度安装，但工质流向必须与阀体上的箭头一致。在作不同角度安装

46、时，开启压力损失有所不同。,2.活塞式止回阀,活塞式止回阀主要由阀体、阀芯、阀芯座和活塞等组成。当进口压力大于出口压力时，活塞被顶起，止回阀开启；当出口压力大于或等于进口压力时，气体经活塞上的平衡孔上下均压，活塞在自重的作用下关闭。由于活塞式止回阀靠自重关闭，因而只能垂直安装在水平管路。,4.7.5 旁通阀 ZZRP-32型自动旁通阀，适用于以氨、R12、R22为工质的制冷系统中。它是一种安全保护阀，起定压旁通作用。,ZZRP-32型旁通阀目前只有 32mm通径一种规格。主要由阀体、弹簧、弹簧导向筒、阀芯、调节杆等组成。当阀口下端的压力大于弹簧的调定压力值时，弹簧被压缩，阀口开启；当阀口下端的

47、压力小于调定压力值时，阀芯在弹簧力作用下关闭。转动调节杆可调节调定压力值。ZZRP-32型旁通阀的可调旁通压差为0.18 MPa 0.32MPa。若调换阀内的弹簧，还可得到其他所需的旁通压差。,4.7.6 安全阀、易熔塞和安全膜 对制冷系统高压侧容器的压力保护，常通过泄放容器中制冷剂的办法来实现。采用的保护件有：安全阀、易熔塞和安全膜。,安全阀常见的结构型式为弹射式。当阀的入口压力与出口压力的差值超过设定值时，阀盘被顶开。阀盘一旦离开阀座，由于它下部的受压面积突然增大，可以一下子将阀全部打开，使制冷剂从容器中大量排出，起到缓解容器内部压力的作用。安全阀的开启压力设定值由容器的设计最高工作压力决

48、定。,安全阀的开启压力对于R12的高压侧为1.6MPa；对于R22和R717的高压侧为1.8MPa。由于涉及到安全 责任问题，出厂前调定安全阀的开启压力，并加铅封。用户在使用中不得任意启封和调整。此外，由于安全阀按固定的进出口压力差动作，背压对阀的工作有影响，故不允许在安全阀出口侧再增设安全膜。,易熔塞和安全膜安装在压力容器上。易熔塞用低熔点合金制制作。当容器内温度乃至压力升高到限定值时，熔塞化掉，安全膜则在规定压力时破损。在上述情况下，均使容器中的制冷剂排出、泄压。,复习思考题 4-1 试叙正恒阀和反恒阀的工作原理。4-2 试叙ZCL3型电磁导阀的结构和工作原理。4-3 试叙主阀的结构和工作

49、原理。4-4 导阀与主阀有哪几种组合方式？各自的作用原理是什么？4-5 试叙继动式电磁阀的结构和工作原理。,4-6 试叙内、外平衡式热力膨胀阀的结构和工作原理。4-7 试叙定压膨胀阀的工作原理。4-8 试叙热电膨胀阀的工作原理。4-9 试叙电子膨胀阀的动作原理及应用。4-10 电动执行机构由哪几部分组成？电动阀门定位器的工作原理是什么？4-11 电动调节阀门按结构分为几种？,4-12 气动调节阀门由哪两部分组成？其工作原理是什么？4-13 试叙背压阀的工作原理。4-14 试叙水量调节阀的工作原理。4-15 蝶阀由哪两部分组成？蝶阀与调节风门在使用中如何调节？4-16 试叙止回阀的结构和工作原理。4-17 试叙旁通阀的结构和工作原理。4-18 安全阀、易熔塞和安全膜的作用是什么？,