節流機構是制冷裝置中的重要部件之一,它的作用是將冷凝器或貯液器中冷凝壓力下的飽和液體(或過冷液體),節流后降壓至蒸發壓力和蒸發溫,達到制冷降溫的目的,調節進入蒸發器制冷劑的流量,以適應蒸發器的負荷變化,常見的節流機構有以下幾種。
1、毛細管
毛細管是結構最為簡單的節流裝置,由于孔徑較小,流體流經銅管時,需要克服管道內的阻力,產生一定的壓力降,管徑減小,管長越長,壓力降也就越大。其優點是結構簡單,無運動部件,缺點是不具有調節能力、對工況的適應性較差。主要應用在一些性價比較高的小型設備上,比如空調、冰箱等。
2、孔板節流
對于制冷量較大的大型設備,比如離心冷水機組,冷媒循環量較大,那么毛細管顯然不夠用,管道的前后壓差較大時,往往采用增加節流孔板的方式,其原理是:流體在管道中流動時,由于孔板的局部阻力,使得流體的壓力降低,能量損耗,該現象在熱力學上稱為節流現象。該方式比采用調節閥要簡單,但必須選擇得當,否則,液體容易產生汽蝕現象,影響管道的安全運行。
節流孔板的作用,就是在管道的適當地方將孔徑變小,當液體經過縮口,流束會變細或收縮。流束的最小橫斷面出現在實際縮口的下游,稱為縮流斷面。在縮流斷面處,流速是最大的,流速的增加伴隨著縮流斷面處壓力的大大降低。
3、熱力膨脹閥
熱力膨脹閥利用的是通過感溫包來感知冷媒過熱度,當過熱度較高時,說明蒸發很充分,冷媒都已變成氣態,且還有過熱,此時隔膜腔內的壓力升高,進而推動閥桿向下運動,最終增大閥門開度。如果過熱度較低,此時說明蒸發不夠充分,此時隔膜腔內的壓力降低,隔膜推動閥體向上運動,從而減小閥門開度。通過上述的過程,最終實現流量及壓降的控制。
4、電子膨脹閥
相比熱力膨脹閥,電子膨脹閥則采用的是步進電機進行主動調節,其控制目標可以是過熱度、也可以是蒸發器或者冷凝器的液位。對于熱力膨脹閥而言,由于感溫包本身有熱惰性,即出口過熱度高并不能立馬就引起膨脹閥的動作,因此存在動作延長。電子膨脹閥就可以根據實時測量到的液位或者排氣過熱度,經過控制器運算過后立馬就進行動作,基本沒有延遲,調節性能較好。
5、浮球節流閥
用于具有自由液面的蒸發器,如臥式殼管式蒸發器、直立管式或螺旋管式蒸發器的供液量的自動調節。通過浮球調節閥的調節作用,在這些設備中可以保持大致恒定的液面。同時浮球調節閥有起節流降壓的作用。可分為直通式和非直通式兩種。直通式浮球調節閥結構比較簡單,但由于液體的沖擊作用引起殼體內液面波動較大,使調節閥的工作不太穩定,而且液體從殼體流入蒸發器,是依靠靜液柱的高度差,因此液體只能供到容器的液面以下。
非直通式浮球調節閥工作比較穩定,而且可以供液到蒸發器的任何部位。
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