2.1.4 蒸汽压缩式制冷装置的自动调节

1. 2.1.4蒸汽压缩式制冷装置的自动调节 要确保制冷空调系统能够正常运行，并达到要求的运行参数指标，就要对制冷空调系统许多热工参数进行控制。 温度 湿度 压力 流量 液位

2. （一） 制冷装置的基本控制回路 1．蒸发器的供液控制及其控制元件 热力膨胀阀 毛细管 浮球阀 电子膨胀阀 蒸发器的供液控制元件包括

3. 1）热力膨胀阀的供液控制 迄今为止，热力膨胀阀仍是压缩式制冷装置中蒸发器制冷剂流量控制的主要元件。 它在制冷装置中的作用主要包括： a）使高压常温的制冷剂液体在经热力膨胀阀时节流降压，变为低压低温的制冷剂湿蒸汽, 进入蒸发器，在蒸发器内蒸发吸热，从而达到制冷降温的目的。

4. b）按照感温包感受到的蒸发器出口制冷剂蒸汽过热度的变化，来改变膨胀阀的开启度，自动调整流入蒸发器的制冷剂流量，使制冷剂流量始终与蒸发器的热负荷相匹配。b）按照感温包感受到的蒸发器出口制冷剂蒸汽过热度的变化，来改变膨胀阀的开启度，自动调整流入蒸发器的制冷剂流量，使制冷剂流量始终与蒸发器的热负荷相匹配。 c）通过热力膨胀阀的控制，使蒸发器出口的制冷剂蒸汽保持一定的过热度，这样即能保证蒸发器传热面积的充分利用，又可以防止压缩机出现液击冲缸现象。

5. 热力膨胀阀的自动控制原理 从调节特性来分析，热力膨胀阀属于直接作用式比例调节器。 内平衡热力膨胀阀 外平衡热力膨胀阀 热力膨胀阀

6. 外平衡热力膨胀阀与内平衡热力膨胀阀的主要区别外平衡热力膨胀阀与内平衡热力膨胀阀的主要区别 有一个专用的外平衡管接头，为引入外平衡压力所用 调节杆的形式等也有所不同

8. 热力膨胀阀实物图

9. 热力膨胀阀的工作原理

10. 外平衡热力膨胀阀的安装

11. ①按系统采用的制冷剂 ②要考虑系统的蒸发温度 ③阀前制冷剂过冷度会影响阀后两相制冷剂的干度 ④冷凝器至阀前的液管肯定有压力降 选择热力膨胀阀时，主要考虑下列因素：

12. （a）内平衡 （b）外平衡 图2-45 热力膨胀阀开启过热度的变化

13. 表2-1 蒸发温度对膨胀阀容量的影响 表2-2 阀前液体过冷对膨胀阀容量的影响

14. 表2-3 冷凝器/储液器与蒸发器 之间的高差引起的静压损失Δp

15. 表2-4 液体侧压力损失为Δp时不产 生气体闪发必须的最小过冷度Δt

16. 热力膨胀阀用于蒸发器供液控制仍然存在着许多问题热力膨胀阀用于蒸发器供液控制仍然存在着许多问题 2） 电子膨胀阀供液控制 控制品质不高 调节系统无法实施计算机控制 系统的运行过程只能实施静态匹配 阀工作温度范围窄 温包迟延大 在低温调节场合振荡问题比较突出

17. 热动式亦称参考压力系统（PRS）电子膨胀阀，为Danfoss公司的专利产品，适用中大型制冷装置的供液控制，该形式电子膨胀阀的结构见图2-46。热动式亦称参考压力系统（PRS）电子膨胀阀，为Danfoss公司的专利产品，适用中大型制冷装置的供液控制，该形式电子膨胀阀的结构见图2-46。 热动式电子膨胀阀供液控制系统 TQ型为直接驱动式 PHTQ型为带自给放大的结 构，用于大冷量系统。

18. 热动式电子膨胀阀实物图（TQ型）

19. 1-阀头 2-止动螺钉 3-O型圈 4-电线套管 5、6-螺钉 7-电线 8-上盖 9-垫片 10-电线旋入口 11密封圈 12、13-垫片 14-端板 15-膜头 16-NTC传感元件 17-PTC加热元件 18-节流组件 19-阀体图 （a）TQ型 （b）PHTQ型 图2-46 热动式膨胀阀的结构

20. 电磁式膨胀阀结构见上节图2-40所示，电磁线圈通电前处于全开位置，通电后，由于电磁力的作用，磁性材料所支撑的柱塞被吸引上升，从而带动针阀使开度变小。阀的开度取决于加在线圈上的控制电压（或电流），故可以通过改变控制电压调节流量。电磁式膨胀阀结构见上节图2-40所示，电磁线圈通电前处于全开位置，通电后，由于电磁力的作用，磁性材料所支撑的柱塞被吸引上升，从而带动针阀使开度变小。阀的开度取决于加在线圈上的控制电压（或电流），故可以通过改变控制电压调节流量。 电磁式电子膨胀阀供液控制

21. 1 —出口 2—弹簧 3—阀针 4—阀杆 5—柱塞弹簧 6—柱塞 7—线圈 8—阀度 9—入口 图2-40 电磁式膨胀阀结构

22. 100 流量（%） 0 0.5 1 控制电压（V） 0 150 300 线圈电流（mA） 电磁式膨胀阀流量特性

23. 和热动式相似，电动式电子膨胀阀也由发信器、控制器和电动式膨胀阀组成。与热动式的差别主要是阀的驱动部分，电动式膨胀阀由电动机驱动，目前使用最多的是四相永磁式步进电动机，有直接驱动型与减速型。和热动式相似，电动式电子膨胀阀也由发信器、控制器和电动式膨胀阀组成。与热动式的差别主要是阀的驱动部分，电动式膨胀阀由电动机驱动，目前使用最多的是四相永磁式步进电动机，有直接驱动型与减速型。 电动式电子膨胀阀供液控制系统

24. 1—入口 2—针阀 3—阀杆 4—技术 5—线圈 6—出口 图2-41 电动式膨胀阀（直动型）

25. 100 流量（%） 0 50 100 150 200 250 脉冲数 电动式膨胀阀流量特性

26. 表2-5 KBM型和LAM型电子膨胀阀的技术参数

27. 由于采用电子膨胀阀控制，使得先进的控制手段运用于制冷剂流量调节成为可能，主要表现在以下几个方面：由于采用电子膨胀阀控制，使得先进的控制手段运用于制冷剂流量调节成为可能，主要表现在以下几个方面： 1) 流量调节不受冷凝压力变化的影响。对膨胀阀前制冷剂过冷度的变化具有补偿作用。 2)由于电信号传递快，执行动作迅速、准确，故能够及时、准确地调节流量。即使负荷变化剧烈，也能避免振荡。

28. 3)能够将蒸发器出口过热度控制到最小，从而最大限度地提高蒸发器传热面积的利用率。3)能够将蒸发器出口过热度控制到最小，从而最大限度地提高蒸发器传热面积的利用率。 4)在装置的整个运行温度范围，可以有相同的过热度设定值。 5)可以根据装置的实际情况决定调节规律，不仅限于采用比例调节，还可以采用比例积分或其他调节规律；并且能够进行调节器参数整定。

29. 3） 浮球调节阀供液控制 浮球调节阀是根据液位变化进行流量控制的直接作用式比例控制器 低压浮球阀 高压浮球阀

30. 高压浮球调节阀根据冷凝器或高压贮液器中的液位变化，控制流向蒸发器的供液量，制冷剂流量调节导阀与主阀的配置见图2-48高压浮球调节阀根据冷凝器或高压贮液器中的液位变化，控制流向蒸发器的供液量，制冷剂流量调节导阀与主阀的配置见图2-48 低压浮球阀常直接和满液式蒸发器连通，按蒸发器液位的高低，调节从贮液器进到满液式蒸发器的制冷剂流量，其结构与安装见图2-49所示。

31. a)系统布置 b）高压浮 球阀SV与 主阀PMFH的配置 图2-48 高压浮球调节用例。 EVM-电磁导阀 SV （H）-高压浮球阀 PMFH-主阀

32. a)系统布置 b）低压浮球阀SV与主阀PMFH的配置 图2-49 低压浮球调节用例。 EVM-电磁导阀 SV（H）-低压浮球阀 PMFH-主阀

33. 表2-6 SV型浮球阀的额定容量

34. 2.蒸发器各参数的调节 供液调节 蒸发温度调节 蒸发压力调节 库温调节 蒸发器各 参数的调节

35. 1)库温调节 冷库温度保持稳定 热负荷变化时冷量迅速跟着变化 实现连续无级调节

36. 图2-50 库温双位温度调节器控制压缩机的启停

37. 在制冷装置中进行蒸发压力调节只要有两个目的：在制冷装置中进行蒸发压力调节只要有两个目的： 2) 蒸发压力调节 保持蒸发温度恒定（压力恒定），使冷库温度波动减少，保证冷藏物品质量，减少干耗。 对于一台压缩机配一个蒸发器,多台压缩机配一台蒸发器的系统。 一个压缩机配用多个蒸发器（一机多库），各蒸发器在不同蒸发压力下工作，如鱼、肉库要求-10℃、乳品库要求2℃，菜和水果库要求5℃，需要在乳品库与菜与水果库蒸发器出口处安装蒸发压力调节器。

38. 图2-51 蒸发压力调节系统及其调节过程 a）蒸发压力调节系统图（一机一库） b）蒸发压力调节过程图

39. a）调节原理图 1-压缩机 2-冷凝器 3-储液器 4-膨胀阀 5-蒸发器 6-止回阀 7-主阀 8-压力导阀 b）调节原理图 c）在系统中的安 装部位 1-调整杆 2-阀盘 3-保护盖 4-阀体 5-钢珠 6-接管 7-密封垫片 8-密封罩 9-压力表接头 10-压力平衡波纹管 11-脉冲阻尼器 一机多蒸发器时蒸发压力调节 原理图与蒸发压力调节器结构图

40. 各种主阀实物图

41. 各种导阀实物图

42. 1-手轮 2-调节杆 3-密封圈 4-辅助弹簧 5-辅节流阀 6-膜片 7-垫片 8-辅助孔道 9-进口接管 10-主滤器 11-手动强开机构 12-辅阀座 13-过滤板 14-止回阀片 15-垫片 16-压力平衡小孔 17-活塞 18-推杆 19-“O”型圈 20-主节流阀芯 21-主阀板 22-垫片 23-泄放塞 24-主弹簧 图2-53 恒压主阀与导阀结构图

43. 3 冷凝器控制及其控制元件 1）水冷式冷凝压力控制 2）风冷式冷凝压力控制 从空气侧控制 即改变冷凝器的空气流量 从制冷剂侧控制 即改变冷凝器中制冷剂两 相流的有效传热面积

44. 水冷式冷凝压力控制 图2-55 冷凝压力控制系统布置图 1-压缩机 2-冷凝器 3-储液器 4-压力式水量 调节阀 5-温度控制的水量调节阀

45. a) b) b) 间接作用式（二次开启式） 1-传压毛细管接头 2-调节弹簧 3-波纹管 4-推杆 5-上部侧盖 6-导阀组件 7-导阀阀芯 8-伺服弹簧 9-螺钉 10-泄放塞 11-导阀进口滤网 12-主阀 13-节流通道 14-阀盖 15-调节螺母 图2-54 典型压力式水量调节阀结构 a)直接作用式 1-传压细管 2-波纹管承压板 3-可调弹簧座 4-簧片 5-调节弹簧 6-下部弹簧座 7-O形圈 8-防漏小活塞 9-导向套 10-底板 11-调节螺杆 12-阀芯 13-阀盘密封橡胶圈 14-螺钉；

46. 1-温包 2-毛细管填料箱 3-波纹管 4-推杆 5-调节螺母 6-上部侧盖 7-隔热垫 8-阀盖 9-伺服弹簧 10-进口滤网 11-节流通道 12-主阀 13-导阀组件 图2-56 温度式水量调节阀结构

48. 风冷式冷凝压力控制－－从空气侧控制 ① 风扇电动机变速。 ② 风阀控制调节冷凝空气气流，减小冷凝器外侧的风速，可提高冷凝压力。 ③ 冷凝风机开、停控制。

49. 风冷式冷凝压力控制－－从制冷剂侧控制 • 冷凝器出口管上安装一只高压调节阀KVR－－调节冷凝器的内空间，从而调节冷凝的有效传热面积。 • 压缩机排气管与贮液器入口管间接旁通管，在旁通管上安装一只差压调节阀NRD－－使储液器保持在一定的压力上。

50. 图2-57 制冷剂侧冷凝压力控制系统