Hello，各位小伙伴大家好呀，從這一期開(kāi)始，連續(xù)六期將把最近的一些論文上的觀點(diǎn)以及系統(tǒng)零件知識(shí)做個(gè)基礎(chǔ)的回顧和積累，文中觀點(diǎn)均來(lái)自于知網(wǎng)國(guó)內(nèi)期刊或者碩博論文、會(huì)議期刊等，觀點(diǎn)來(lái)源均會(huì)注明出處。這樣的話，就相當(dāng)于半個(gè)綜述。

為什么要做這樣的幾期？因?yàn)槲野l(fā)現(xiàn)在實(shí)際的熱管理控制中，很多人包括我自己對(duì)系統(tǒng)架構(gòu)和零部件的特性了解的不夠深入，那么制定策略可能存在一定的誤區(qū)，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)加深了解和診斷，遇到問(wèn)題不會(huì)慌~

這幾期從如下幾個(gè)方面展開(kāi)，分為七期：

1-膨脹閥；

2-EDC;

3-冷凝器；

4-蒸發(fā)器；

5-Chiller（電池?fù)Q熱器）；

6-直接冷卻板；

7-系統(tǒng)沖注。

希望通過(guò)如上七期的基礎(chǔ)知識(shí)夯實(shí)，能夠?qū)Υ蠹?span>和我自己的基礎(chǔ)進(jìn)行進(jìn)一步加深和理解，為后續(xù)更優(yōu)化的控制策略的制定給一定的幫助。

一、膨脹閥結(jié)構(gòu)

膨脹閥作用：一般位于冷凝器和蒸發(fā)器之間近蒸發(fā)器，膨脹閥的出口連接蒸發(fā)器的進(jìn)口，感溫包緊貼于蒸發(fā)器末端，是制冷系統(tǒng)中高壓和低壓之間的分界處，膨脹閥使中溫高壓的液體制冷劑通過(guò)其節(jié)流成為低溫低壓的濕蒸汽，然后制冷劑在蒸發(fā)器中吸收熱量達(dá)到制冷效果，膨脹閥通過(guò)蒸發(fā)器末端的過(guò)熱度變化來(lái)控制閥門(mén)流量，防止出現(xiàn)蒸發(fā)器面積利用不足和敲缸現(xiàn)象。

熱力膨脹閥工作原理示意圖

二、三力平衡

熱力膨脹閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)

膨脹閥從平衡方式上分為內(nèi)平衡式和外平衡式，外平衡式分F型和H型兩種結(jié)構(gòu)方式。

對(duì)于內(nèi)平衡式，主要通過(guò)感溫包感知蒸發(fā)器出口溫度，通過(guò)推桿產(chǎn)生一個(gè)推力，若蒸發(fā)器出口溫度升高代表過(guò)熱度增加（蒸發(fā)壓力一定），那么代表制冷劑流量較小，感溫包溫度升高，壓力上升，推動(dòng)頂桿使開(kāi)口增大，流量增加。

而對(duì)于外平衡式，感知的是蒸發(fā)器出口的壓力，工作原理與內(nèi)平衡式相同。

最終通過(guò)三力平衡使膨脹閥開(kāi)口穩(wěn)定：

三力平衡示意圖

P1＝ P2 + F

P1: 感溫包內(nèi)充注介質(zhì)對(duì)應(yīng)于溫度產(chǎn)生的壓力，作用在膜片上方；

P2：蒸發(fā)壓力（對(duì)內(nèi)平衡為閥出口壓力，對(duì) 外平衡為蒸發(fā)器出口壓力），作用在膜 片下方；

F：彈簧力，作用在膜片下方

若蒸發(fā)器出口制冷劑溫度升高，P1壓力增加，推動(dòng)頂桿下移，制冷劑流量增加，出口制冷劑溫度下降，P1壓力下降，建立新的平衡。

三、膨脹閥的空調(diào)匹配

選擇不同冷噸數(shù)的膨脹閥需要在臺(tái)架上進(jìn)行進(jìn)一步系統(tǒng)的匹配。

通過(guò)底部螺絲調(diào)節(jié)彈簧力

這里要注意的是，若調(diào)節(jié)熱力膨脹閥，必須確認(rèn)導(dǎo)致制冷異常的原因是因?yàn)榕蛎涢y不在最佳工作點(diǎn)引起的，而不是因?yàn)槿鄙僦评鋭?、系統(tǒng)堵塞、壓縮機(jī)缺油、冷凝器降溫性能差導(dǎo)致的制冷差，并且同時(shí)要保證膨脹閥安裝正確且采樣的信號(hào)正確。

首先在系統(tǒng)靜止?fàn)顟B(tài)下在感溫包處貼合一個(gè)溫度傳感器并且監(jiān)測(cè)蒸發(fā)器出口壓力，然后讓系統(tǒng)運(yùn)行并達(dá)到穩(wěn)定，然后計(jì)算過(guò)熱度。一般來(lái)說(shuō)，膨脹閥出口的過(guò)熱度一般控制在5~10℃，也有的系統(tǒng)控制在15℃以上，這里并沒(méi)有黃金標(biāo)準(zhǔn)，而是通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的標(biāo)定匹配采用經(jīng)驗(yàn)值，對(duì)其修正。

四、膨脹閥感溫包的充注

充注曲線平行還是交叉均為根據(jù)壓力-溫度曲線相對(duì)于制冷劑而言的稱呼。

1）平行充注：感溫包與制冷劑飽和溫度曲線不存在交叉，處于平行狀態(tài)，這樣系統(tǒng)工作存在上限蒸發(fā)壓力限制。一般用于變排量壓縮機(jī)系統(tǒng)。

2）交叉充注：感溫包與制冷劑飽和溫度曲線存在交叉點(diǎn)，當(dāng)蒸發(fā)器出口壓力低于交叉點(diǎn)以下范圍，感溫包介質(zhì)感受到的壓力高于相同溫度膜片下方感受的壓力，會(huì)發(fā)生不存在過(guò)熱度也會(huì)有較小開(kāi)度，進(jìn)而有制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器，可能導(dǎo)致蒸發(fā)器結(jié)霜問(wèn)題，也就是說(shuō)必須要要過(guò)熱度才能開(kāi)啟膨脹閥。

一般用于定排量壓縮機(jī)系統(tǒng)。

五、膨脹閥異常可能帶來(lái)的問(wèn)題

1）如果不匹配，可能導(dǎo)致膨脹閥的制冷量時(shí)大時(shí)小，造成系統(tǒng)震蕩，出口溫度會(huì)明顯波動(dòng)，這也是大家在實(shí)際項(xiàng)目中最容易遇到的問(wèn)題之一；

2）系統(tǒng)出現(xiàn)臟堵和冰堵，臟堵是因?yàn)橹评鋭┲写嬖谝欢s質(zhì)，如纖維、鐵屑、焊屑等等，冰堵是因?yàn)橄到y(tǒng)內(nèi)含有過(guò)多水分，抽真空不到位，或者加注制冷劑或者補(bǔ)充潤(rùn)滑油帶入。

3）開(kāi)機(jī)過(guò)程或者低流量下的嘯叫、水流聲噪音。葉奇昉等研究了壓縮機(jī)開(kāi)啟以及不同充注方式下對(duì)噪音的影響研究，表明采用交叉充注、低蒸干壓力充注、閥內(nèi)安裝碟形彈簧有利于降低噪音[4]。

六、電子膨脹閥

熱力膨脹閥往往會(huì)和截止閥成對(duì)存在，優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，自動(dòng)調(diào)節(jié)流量，缺點(diǎn)是精度差，調(diào)節(jié)范圍小。此時(shí)電子膨脹閥應(yīng)運(yùn)而生，電子膨脹閥現(xiàn)在發(fā)展變化很快，電子膨脹閥并且能夠快速精確調(diào)節(jié)流量，也可以抑制制冷劑噪音[1]。

某些研究表明同樣的系統(tǒng)分別采用熱力膨脹閥和電子膨脹閥，采用電子膨脹閥有效降低換熱器管內(nèi)壓力和提高過(guò)熱度，冷凝壓力降低2.16%，COP提升4.12%[2]。劉登輝等對(duì)比了H型熱力膨脹閥與電子膨脹閥，研究證明在不同的工況下，采用電子膨脹閥能使空調(diào)系統(tǒng)獲得更低的出風(fēng)溫度，且在高溫工況下，電子膨脹閥有更佳的調(diào)節(jié)性能; 對(duì)過(guò)熱度的控制方面，采用電子膨脹閥過(guò)熱度穩(wěn)定更快且波動(dòng)范圍小; 系統(tǒng)采用電子膨脹閥時(shí)制冷量更大，且環(huán)境溫度越高對(duì)制冷量影響越顯著; 變壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速下，采用電子膨脹閥的系統(tǒng)制冷量和能效比 COP均高于采用 H 型熱力膨脹閥的系統(tǒng)，且在低轉(zhuǎn)速時(shí)效果更加顯著。電子膨脹閥結(jié)合變轉(zhuǎn)速壓縮機(jī)，能夠提高系統(tǒng)制冷量和能效比 CCOP，使系統(tǒng)更加高效運(yùn)轉(zhuǎn)[3]。

對(duì)于電子膨脹閥一些研究，后續(xù)再匯總一下目前國(guó)內(nèi)的一些文章。

完。

參考文獻(xiàn)：

[1] 高銀堂 , 王業(yè)煌 . 電子膨脹閥在高能效高溫制冷空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用

[2] 嚴(yán)彥，高秀峰，鄭菲菲.不同類型膨脹閥對(duì)熱泵熱水器性能影響的研究[J].制冷與空調(diào)，2022,36(1).

[3] 劉登輝，王芳登，鄭菲菲.電動(dòng)汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)中的電子膨脹閥性能研究[J].輕工機(jī)械，2020,38(6).

[4] 葉奇昉，陳江平.熱力膨脹閥流動(dòng)噪聲試驗(yàn)研究[J].低溫工程，2010,(1).