本文以熱力膨脹閥為中心，主要介紹了什么是熱力膨脹閥，熱力膨脹閥的結構、作用與工作原理。詳細的說明了熱力膨脹閥的分類及區別分析。最后說明了熱力膨脹閥的調節技巧與禁忌。

什么是熱力膨脹閥

熱力膨脹閥是組成制冷裝置的重要部件，通過控制蒸發器出口氣態制冷劑的過熱度來控制進入蒸發器的制冷劑流量是制冷系統中四個基本設備之一。

熱力膨脹閥結構

熱力膨脹閥由溫度傳感元件、執行機構和調節機構3部分組成。下圖所示是內平衡式熱力膨脹閥的外形與內部結構。

熱力膨脹閥的作用

熱力膨脹閥又稱溫度調節閥，在制冷系統中，熱力膨脹閥裝在蒸發器進液口的供液管道上，具有三個方面的作用：

①節流降壓

將冷凝器冷凝后的高溫高壓制冷劑節流降壓，成為容易蒸發的低溫低壓的汽液混合物，進入蒸發器蒸發，吸收外界熱量。

② 調節流量

根據感溫包或氣箱頭得到的溫度信號，膨脹閥能自動調節進入蒸發器的制冷劑流量，以適應制冷負荷不斷變化的需要。

③ 保持一定過熱度、防止液擊和異常過熱

膨脹閥通過流量的調節使蒸發器具有一定的過熱度，保證蒸發器總容積的有效利用，避免液態制冷劑進入壓縮機引起液擊；同時又能控制過熱度在一定范圍，防止異常過熱現象的發生。

熱力膨脹閥的分類及區別

熱力膨脹閥按照平衡方式不同，分內平衡式和外平衡式；外平衡式熱力膨脹閥分F型和H型兩種結構型式。

1）內平衡式膨脹閥結構和工作原理：　　感溫包內充注制冷劑，放置在蒸發器出口管道上，感溫包和膜片上部通過毛細管相連，感受蒸發器出口制冷劑溫度，膜片下面感受到的是蒸發器入口壓力。如果空調負荷增加，液壓制冷劑在蒸發器提前蒸發完畢，則蒸發器出口制冷劑溫度將升高，膜片上壓力增大，推動閥桿使膨脹閥開度增大，進入到蒸發器中的制冷劑流量增加，制冷量增大；如果空調負荷減小，則蒸發器出口制冷劑溫度減小，以同樣的作用原理使得閥開度減小，從而控制制冷劑的流量。

2）外平衡式膨脹閥結構和工作原理：外平衡式膨脹閥與平衡式膨脹閥原理基本相同，區別是：　　內平衡式膨脹閥膜片下面感受到的是蒸發器入口壓力；而外平衡式膨脹閥膜片下面感受到的是蒸發器出口壓力。

3）H型膨脹閥H型熱力膨脹閥有四個接口與制冷系統連接，其中兩個接口與普通熱力膨脹閥相同，一個連接儲液干燥器，一個連接蒸發器進口；另外兩個接口，一個連接蒸發器出口，一個連接壓縮機進口。感溫包直接處在蒸發器出口的制冷劑氣流中。該膨脹閥由于取消了F型熱力膨脹閥中的感溫包、毛細管和外平衡接管，提高了調節靈敏度，結構緊湊，抗振可靠。

熱力膨脹閥廣泛應用于中央空調冷水機組。它既可控制蒸發器供液量，又可節流飽和液態制冷劑。根據熱力膨脹閥結構上的不同，分為內平衡式和外平衡式兩種。考慮到制冷劑流經蒸發器產生一定的壓力損失，為降低開啟過熱度，提高蒸發器傳熱面積的利用率，一般自膨脹閥出口至蒸發器出口，制冷劑的壓力降所對應的蒸發溫度降超過2~3℃，應選用外平衡式熱力膨脹閥。

熱力膨脹閥的熱力作用原理

以溫包中感溫介質的壓力提供閥打開方向的驅動力P1（開閥力）;以蒸發壓力P0。和彈簧力P3，作為閥關閉方向的平衡力。溫包感受蒸發器出口管的溫度t1，開閥力P1隨溫度t1的變化稱為開閥壓力曲線，它由溫包中充注的感溫介質的壓力-溫度屬性所決定。在關閥時，蒸發壓力隨蒸發溫度的變化關系是確定的（由制冷劑的熱力特性決定）;彈簧力在閥處于關閉時最小，由設定的預緊力決定，在工作中由彈性系數和彈性變形決定，閥在全開位置時達到最大。因此，最小關閥壓力線p0（t0）+p3，是已知的。通過在溫包中充人適當的感溫介質，使在壓力不溫度平面上開閥壓力曲線汕巳）處于最小關閥壓力線仇p0（t0）+p3，的下方。

那么，當閥上的作用力平衡時，開閥壓力對應的溫度必然高于關閥壓力對應的溫度2。二者之差（t1-t0）便是蒸發器出口過熱度們。該過熱度是打開閥必須具有的最小過熱度，稱為靜態過熱度。閥達到全開時，對應更高的溫度t1和過熱度△t，這時的過熱度稱為全開過熱度。當蒸發器出口過熱度在靜態與全開過熱度之間變化時，熱力膨脹閥的開度成比例變化。這兩個過熱度之差稱為可變過熱度，可變過熱度是熱力膨脹閥比例調節的比例帶，其大小反映了調節的靈敏度。

將節流后的制冷劑壓力近似作為蒸發壓力，因而可以直接從閥內提供關閥的流體平衡力，結構簡單，安裝方便，主要用于低壓側流動阻力不大的場合。外平衡式熱力膨脹閥

有一個外平衡管，將蒸發器出口的壓力直接引入閥內，保證關閥的流體平衡力是蒸發壓力。這種結構考慮了蒸發器的流動損失，主要用于制冷劑流量變化幅度大、低壓側流動阻力大的場合，如低蒸發溫度或有分液器、多路并聯盤管的蒸發器。

熱力膨脹閥工作原理

熱力膨脹閥是通過感受蒸發器出口氣態制冷劑的過熱度來控制進入蒸發器的制冷劑流量。按照平衡方式不同，熱力膨脹閥分為外平衡式和內平衡式。在工業冷卻設備中，一般采用外平衡式熱力膨脹閥。熱力膨脹閥由感應機構、執行機構、調整機構和閥體組成。感應機構中充注氟利昂工質，感溫包設置在蒸發器出口處，其出口處溫度與蒸發溫度之間存在溫差，通常稱為過熱度。感溫包感受到蒸發器出口溫度后，使整個感應系統處于對應的飽和壓力Pb。該壓力將通過膜片傳給頂桿直到閥芯。在壓力腔上部的膜片僅有Pb存在，膜片的下方有調整彈簧的彈簧力Pt和蒸發壓力P0，三者處于平衡時有Pb=Pt+Po 。當蒸發器熱負荷增大時，出口過熱度偏高，Pb增大，Pb》Pt+Po，合力使頂桿、閥芯下移，熱力膨脹閥開啟增大，制冷劑流量按比例增加。反之，熱力膨脹閥開啟變小，制冷劑流量按比例減小。因此，制冷設備是由熱力膨脹閥通過控制過熱度實現制冷系統的自我調整。

熱力膨脹閥的調整技巧與禁忌

要使熱力膨脹閥在其一工況下執行自動調節功能，必須在制冷系統調試時予以調整，這樣才能保證熱力膨脹閥在系統運行中能夠正確地執行自動調節。

對熱力膨脹閥的調整是通過調節桿來實現的。對調節桿的旋迸或旋出，實質上就是對彈簧的壓緊或放松，也就是調整熱力膨脹閥的靜裝配過熱度的大小，以適應制冷工況的需要。一般順旋為進，反旋為退。當要調整蒸發壓力時，可取下帽罩，用扳手順旋調節桿，使彈簧的壓縮增大，迫使膜片上移而關小閥門，蒸發壓力就會逐漸下降。同理，反旋調節桿就會開大閥門，調高蒸發壓力。

調整熱力膨脹閥時，應在壓縮機吸氣截止閥上裝一只低壓表，以觀察蒸發壓力的變化情況。正常的蒸發壓力是白霜或凝露結至吸氣管道（中、低溫設備結白霜;空調設備結露）。若白霜或凝露結至吸氣截止閥，甚至半個壓縮機，說明閥門過大，應該調小些，若白霜或凝露只結到蒸發器出口或結不到出口端，說明閥過小，應調大一些。

熱力膨脹閥的調試，一般可分兩步進行。開始是粗調，即每次調節時可旋轉一圈左右。當設備接近其運行工況時，要進行細調，每次旋轉1/4~1/2圈。每調節一次后，應使系統運轉幾分鐘或十幾分鐘，并觀察低壓表的變化情況，再來決定下一次的調整。膨脹閥調試結束時，應將帽罩旋上并用扳手扳緊，以防制冷劑泄漏。

調整熱力膨脹閥是一個細致的工作，調整過程中切忌性急。調整好的熱力膨脹閥不得因其他原因進行調節，除非制冷機改變運行工況。一般整機出廠的機組，熱力膨脹閥在出廠前已經調好，機組在現場調試時不應再行調整。