测量装置是蒸汽压缩制冷循环中必不可少的压力分解器,通过在高凝固器和低蒸发器之间形成精确的压力下降,它们调节制冷剂进入蒸发器的流量,如果不对这一流量进行准确控制,系统就无法维持适当的超热,造成液体喷发的压缩器损坏,或能力和效率低下。

了解 HVAC 系统扩展设备

膨胀装置履行两种关键功能:将正确的制冷剂量测量到蒸发器中,以匹配热负荷,并提供必要的压力下降,使制冷剂在理想的饱和温度下沸腾。它实现这一点的方式因设计不同而不同,但所有膨胀装置都遵循限制流量以产生压力差的原则。当高压液体通过阀门时,其压力突然下降,导致一部分液体闪散到蒸汽中。这种两相混合物随后进入蒸发器中,在低压和温度下,准备从受压空间吸收热量。

技术员必须明白,膨胀装置是经过仔细匹配的系统中的一个部件。冷媒充电、线缩或凝固器性能的偏移会直接影响膨胀装置的调节能力。在诊断系统时,通过测量压力和温度来检查膨胀装置的运行情况,可直接进入系统健康。一个正常运行的膨胀装置在不同的负荷下保持稳定、可控超热,在最大限度地提高蒸发效率的同时保护压缩机。

扩展设备的关键类型

热力扩张阀(TXV)

TXV由于能根据实际蒸发器需求调节流,因此主导现代住宅和商业设备. 阀门使用一个附着在蒸发器输出口吸管上的遥感灯泡. 这个灯泡包含一个冷冻器电荷,在阀门动力头内对隔膜产生压力. 随着吸气温度升高(表明加热负荷增加),灯泡压力增大,打开阀门进一步打开. 当吸气温度下降时,阀门会稍稍关闭. 这种自调动动作使TXV能够保持相对恒定的超热,而不论负荷的变化.

现代的TXV以各种电荷类型出现,包括液流过电荷和吸附电荷,每条电荷都旨在限制最大操作压力(MOP)并在启动时保护压缩机. 处理TXV需要仔细注意感应灯泡的放置——它必须安装在吸积线的横向段,一般在4或8点位置,隔热以防止误读. 外置的均匀电线也必须在灯泡下游适当安装,以补偿整个蒸发器的降压.

电子扩展阀门(EEVs)

EEVs代表目前广泛使用的最先进的计量技术. 这些阀门使用一个步器马达或脉冲宽调制的索伦诺德来以极精确的精度打开和关闭圆形。由系统的电子控制器直接控制,EEVs处理来自多个传感器的输入,包括吸压,吸积温度,放电温度,蒸发器圈温度。控制器利用这些数据计算出实现目标超热所需的精确阀门位置——往往在一定程度上的分数之内。

电子电子设备在各种操作条件下保持最佳超热,因此可以产生显著的效率收益,特别是在部分负荷条件下。它们都是可变制冷剂流(VRF)系统、反向驱动热泵和高端冷却器上的标准设备。处理电子电子设备需要与机械阀门不同的技能。电路连接器必须保持干燥和不受腐蚀,阀门机体必须按照制造商的规格定向。在没有适当控制器通信的情况下将电源应用于电子设备,可能会损坏继电器或电子设备。

毛细管

毛细管是最简单的扩张装置,由固定的长度小径管组成,完全依靠管几何——长和内径——来产生所需的降压。毛细管通常在小型制冷系统、窗口单元和除湿器中出现。它们价格低廉,但对制冷剂充电和系统负荷非常敏感。如果电荷被压掉,系统就会将蒸发器或洪水液体饿死,退回压缩器。

更换毛细管时,技术人员必须测量原始管的准确长度和内径。切换新管的长度需要精确度,管必须清洁且无刺。即使轻微弯曲也能改变降压特性。毛细管还需要一个在非循环期间的压力均匀期,因为它们缺乏关闭机制,允许制冷剂迁移直至压力均匀。这个特性使得它们不适合在短周期后需要快速启动的系统。

固定的有机设备(活塞)

固定管件,俗称活塞或限制器计量装置,由精确的机床青铜或钢插件组成,具有特定的孔径,在TXV成为标准之前,它们被广泛用于较老的分系统空调器中,它们像毛细管一样,提供固定的流量限制,不适应变化的负载,这意味着它们必须根据特定的系统设计仔细进行尺寸,并且在稳定,满载的条件下表现最好.

固定孔径对制冷剂充电敏感,如果系统没有适当安装,很容易被碎片堵塞。在为这些系统服务时,技术人员必须密切注意活塞机体上的O环封条,确保它不被偷或干。安装方向问题——大多数活塞的流箭必须指向蒸发器。安装活塞后部会严重限制流量,造成高超热和冷却不良。

关键系统性能计量

为了正确处理膨胀装置,技术员必须了解显示正确操作的度量。超热——蒸汽在蒸发器输出点的饱和点以上的制冷剂蒸汽温度——是TXV和EEV的主要指标。稳定在6°F和12°F之间的稳定超热表明膨胀装置是适当的计量流量。亚冷——冷却——冷却器输出点的饱和点以下的液体制冷剂温度也必须在设计范围内,以确保膨胀装置接收固体液体而不是闪光气体。

当扩展装置正常运行时,系统应该在不同负荷下对这些参数进行严格控制。 如果超热波动很大(猎物),扩展装置可能尺寸不适当,灯泡位置可能不正确,或者冷冻剂电荷可能关闭。 对于EEV, 不稳定的超热可能表明传感器读取问题、控制器故障算法或电气连接问题。 掌握这些诊断指标对于任何使用扩展装置的技术员来说都是必不可少的。

安装最佳做法

定位和挂载

安装开始时,将扩展装置定位在实际可行的蒸发器附近,阀门和蒸发器之间的长线会导致压力下降和反应延迟,降低系统效率,对于TXV,感应灯泡必须安装在吸管线的横向部分,清洁地接触管道表面,灯泡应被紧紧地夹住,完全隔绝,并用泡沫胶带或目的制成的绝缘器来防止环境温度影响其读取.

对于 EEV ,阀门车体方向很重要. 制造商经常规定阀门安装在运动舱内,直立或一定的倾斜范围内. 倒置阀门或其侧面会导致测量机制的内部束缚或错配. 安全阀门车体用括号来防止振动引起的连接和内部组件磨损.

刹车和溶解

压抑是膨胀装置安装过程中最常见的故障点之一。 过度热能通过铜管快速移动,并可能损坏内部阀门组件,包括隔膜、弹簧组件和步进电动机。在将热量应用到连接器之前,必须先从TXV和电子电圈中去掉电头。在阀门机体上使用湿布或热槽化合物来进一步保护它。专业技术人员在压抑过程中使用1–2 psi的氮净化,以防止内部氧化和规模形成。 这些污染物会很快地将阀门或密封表面堵塞。

使用水快速冷却不会使金属不均匀收缩,导致关节或阀门体破裂。一旦冷却、重新组装电头或电线圈,确保电线连接干净干燥。遵守诸如制冷系统安全ASHRAE标准15和制冷剂分类ASHRAE标准34等标准,为商业系统的安装做法提供了坚实的框架。

EEVs 的电气连接

电子膨胀阀门需要精确的电气连接. 使用制造商为步器电动机或Solenoid电线圈指定的正确测量线. 所有连接器都应该用防天气连接器进行焊接或挤压,特别是在户外或高湿度地点. 将线路从高压电缆和尖端线上移出,以防止绝缘损害和电噪干扰.

连接线圈后,进行连续性检查,并核实阀门对控制器信号的正确反应. 许多现代控制器在启动期间可以通过开放-关闭-开闭周期来步入阀门以确认功能. 忽略电气连接质量会导致阀门间歇性运行,造成系统不稳定和液体溢出物的潜在压缩器损坏.

排除扩展设备的故障

例行检查

在预定的维护过程中,检查膨胀装置是否有腐蚀、制冷剂泄漏或物理损坏的迹象。检查超热和次冷却是否符合系统设计规格。对于TXV, 请确认感应灯泡仍然安全地连接,绝缘性是否完整。对于EEV, 请检查电路连接器是否有水分侵入或腐蚀, 检查控制器是否有存储的错误代码。 如果可以进入, 请清理阀门机体周围的任何碎片。

常见问题

  • 超热的发生或突起 – 往往是由感应灯泡不适当、冷冻剂充电低、动力头故障或可调节的TXV上超热设置不正确造成的。
  • 固态打开或关闭阀门 — — 由碎片、内部腐蚀或机械磨损导致。 对于EEV,断开的步进电线或故障控制器输出也会导致阀门在位冻结。
  • 不足的超热(floodback) — — 表示一个超大膨胀装置、卡开阀门或感应灯泡,而这个灯泡太热了。 返回压缩机的液体制冷剂可以冲掉油,造成机械损坏。
  • 高超热(饥饿) – 由尺寸小的装置,低制冷剂充电,受限的孔径,或冰块或放置不当的TXV感应灯泡引起.
  • 错误的系统性能[ – 经常与EEV上的不正确的线条,失败的控制器算法,或间歇感应输入相联.

系统诊断流程

排除故障时, 开始验证制冷剂压力和温度以确定运行基线 。 请检查扩展设备的温度差异 : 排气口应该比插气口明显冷。 对于 TXV , 在观察吸气压力时, 用手轻轻地将感应灯泡温和。 如果阀门正常运行, 压力应该随阀门打开而上升。 如果没有反应, 电源头可能已经失去电荷, 需要更换 。

对于 EEVs , 请使用一个诊断工具读取阀门位置并验证控制器命令。 如果阀门卡住了, 请在阀门运行时轻轻地敲击阀门体, 检查碎片。 如果窃听出来, 系统可能包含需要处理的污染物。 绝不试图修改 TXV 的形状或干部, 这些部件是工厂设置的, 而在大多数设计中不能适应场。 如果诊断证实阀门失效, 更换是唯一可靠的解决方案。 如 HVAC 学校[ [FLT: 1] Tech Tip Tiday 的 admins 等综合资源为诊断复杂的扩展设备问题提供了宝贵的现场见解 。

安全和监管遵守情况

个人防护设备(PPE)

处理膨胀装置包括使用高压制冷剂、防热火炬和电动部件。在处理管和工具时,始终戴安全眼镜和防切手套。冷藏器漏漏可造成霜冻或化学烧伤;使用电子漏泄探测器,绝不用公开火焰检测漏泄。在进行刹车时,必须戴适当的防热手套和护眼装置。对于R-410A等高压系统,在连接或断开仪表时,也须戴面罩。

系统减压

使用回收设备拆除制冷剂之前, 即使在回收后, 残余蒸汽仍可能困在阀门机体或管线中。 仔细地将连接破解, 以确保没有压力残留。 在大型商业系统中, 遵循关闭/停机程序, 防止在服务期间意外启动压缩机或阀门。 遵守[[FLT: 0]] EPA第608节的条例[[FLT: 1] , 是任何处理制冷剂的技术员的一项法律要求; 不当操作可能导致巨大的罚款和环境损害 。

冷冻剂处理

只能使用系统与扩展装置所设计的制冷剂. 混合制冷剂或使用不正确的类型会导致化学反应,过度压力,以及扩展装置和其他部件的灾难性故障. 根据环保局的法规和地方法律处置回收的制冷剂. 给系统充电时,将制冷剂的供给缓慢地节流以避免液态喷击扩展装置. R-410A和其他高压混合物,确保所有软管,测量仪和回收设备都被评为特定制冷剂的压力范围.

选择右扩展设备

系统匹配和能力

选择正确的扩展装置需要将阀门的额定容量与系统的设计负荷,制冷剂类型和操作条件相匹配. 低尺寸阀门会饿死蒸发器,导致低吸压,高超热,冷却不良. 超大小阀门会导致不稳定的控制,狩猎,以及潜在的液体喷射. 总是要查阅设备制造商的规格表. 对于替换装置,使用精确的OEM部分编号或为系统专门批准的交叉参照等量. 专业选择软件,如[Danfos Coolselector 2或Sporlan Valve选择指南,根据实际操作条件为TXVs和EVs提供精确的测距数据.

超热设置点

TXV一般具有固定的超热设置,范围从5°F到12°F不等,取决于应用情况. 一些阀门可以通过将阀门底部的超热干转动来调节. EEV可以被编程为可变的超热目标,通常在稳载下6°F到10°F. 设置超热太低风险液洪回,这可能会破坏压缩机. 设置超热太高会降低系统容量和效率,因为蒸发机没有充分利用. 最佳的超热设置取决于蒸发机类型(干膨胀与淹没),使用的制冷剂,以及具体的系统设计.

环境和应用考虑

腐蚀性环境或室外设施需要具有适当防护涂层的扩容装置,叶片涂层、镀镍或不锈钢阀门体在沿海或工业环境中抵御腐蚀,对于屋顶冷凝器等高振动应用,选择带有坚固的加固括号和振动加固特性的装置,这些环境中的EEV也需要安全电联结器,以抵御水分和振动松动,始终遵循系统对EEV的电压评级,以防止电圈过热和过早故障。

改造扩展设备

将系统转换成不同的制冷剂时,例如从R-22到R-407C或R-448A的改装,必须更换或修改扩展装置,使之与新的制冷剂的热力学特性相匹配;不同的制冷剂具有不同的饱和压力、密度和流畅特性;使用新的制冷剂的旧的扩展装置会导致超热控制不正确,系统性能差;为特定制冷剂设计的TXV装置的功率头电荷和尺寸不同;选择正确的替换装置需要参考制造商的交叉参照图;对于EV,阀门的流系数和控制器设置必须加以更新,以反映新的制冷剂。适当的改装确保该系统与替代制冷剂一起达到设计的能力和效率。

结论

扩展装置是任何HVAC系统中一个任务关键部件。 通过安装和持续维护从选择中妥善处理,确保系统运行效率最高、温度一致、避免压缩机故障。 通过掌握TXV、EEV、毛细管和固定结构的具体要求,技术人员提高了服务水平,并向客户提供持久价值。 扩大扩展装置诊断和保持厂商建议更新的专门知识,提高了安装质量,减少了回调,并保护了所有者对其HVAC设备所作的大量投资。