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发表于 2015-11-4 08:08:59 | 显示全部楼层 |阅读模式
        热力膨胀阀的故障排除及正确选配

  1 概述
  
  热力膨胀阀是空调制冷系统中四大部件之一,在系统中负责把制冷剂从冷凝压力降至蒸发压力,并按比例控制制冷剂的流量。一个系统中热力膨胀阀的好坏会直接影响整个系统的运行性能,所以及时排除热力膨胀阀工作中的故障及适当正确的选择,对空调系统的运行寿命,制冷效果,运行成本具有十分重要的意义。
  
  2 热力膨胀阀的工作原理
  
  热力膨胀阀是通过感受蒸发器出口气态制冷剂的过热度来控制进入蒸发器的制冷剂流量,按照平衡方式不同,热力膨胀阀分为外平衡和内平衡式,而在中央空调系统中多采用外平衡式。由感应机构,执行机构,调整机构和阀体组成。工作时,固定在蒸发器出口管道上的感温包感应蒸发器出口的过热温度,使感温包内产生压力,并由毛细管传到膜片上部的空间,在压力的作用下膜片以弹性变形的方式把信号传递给顶针(执行机构),从而调节阀们的开度,控制制冷剂的流量。
  
  3 热力膨胀阀工作中几个故障分析
  
  3.1 热力膨胀阀的堵塞故障
  
  3.1.1 堵塞的原因
  
  制冷系统中热力膨胀阀的堵塞故障是十分常见的,一般包括“脏堵”和“冰堵”.脏堵的主要原因是系统中存在杂质,例如焊渣、铜屑、铁屑、纤维等。冰堵的原因是系统中含有过多的水分(湿气),产生湿气的途径有:
  
  1) 在安装时系统抽真空时间不够,没能把管路内的湿气抽尽;管路连接处焊接工艺不好;有漏气点。
  
  2) 在向系统充注制冷剂时,没把连接软管内的空气吹出软管。
  
  3) 为系统补充润滑油时,进入空气。
  
  3.1.2 堵塞发生的位置
  
  一般情况制冷系统脏堵塞发生在干燥过滤器上,系统中的杂质被过滤器拦截住,造成脏堵现象。发生时,系统首先表现为回气温度升高,过热度升高,故障严重后,使系统停止运转,如没有把系统中的杂质清除掉,系统不能再开机。冰堵塞一般发生在膨胀阀的节流孔处如,因为这里是整个系统中温度最低,孔径最小的地方。由于系统不在制冷,系统整体温度回升,随着温度的提高,冰堵处会逐渐融化,而后系统又恢复制冷能力,随着系统整体温度的再次降低又会出现冰堵现象。故冰堵塞是一个反复程。
  
  3.1.3 堵塞的排除方法
  
  那么怎样排除制冷系统堵塞故障呢? 对于脏堵,如果不是很严重,换一个干燥过滤器就可以了。如果非常严重,就要重新清理系统管路中的杂质,抽真空,重新充注制冷剂。对于轻微冰堵,可用热毛巾敷在冰堵处,如果冰堵程度比较严重,已影响了系统的正常运行,则要换掉过滤干燥器,重新处掉系统管路中的水分,抽真空,重新充注制冷剂。
  
  3.2 热力膨胀阀感温包故障
  
  3.2.1 感温包故障常见原因
  
  当系统中出现膨胀阀供液时多时少或膨胀阀关不小,过热度,过冷度不正确等现象时.原因可能就是感温包出了故障。包括:
  
  1) 感温包毛细管断裂,使感温包内的充注物漏掉,导致不能把正确的信号传给热力膨胀阀的执机构。
  
  2) 感温包包扎位置不正确。
  
  3.2.2 感温包故障处理办法
  
  一般情况感温包尽量装在蒸发器出口水平段的回气管上,应远离压缩机吸气口而*近蒸发器,而且不宜垂直安装。当水平回气管直径小于7/8"(22mm)时,感温包宜安装在回气管的顶上端,即吸气管的“一点钟”。当水平回气管直径大于7/8"时,感温包要安装在回气管轴线以下与水平轴线成45 度左右,即吸气管的“3 点钟”位置。因为把感温包安装在吸气管的上部会降低反应的灵敏度,可能使蒸发器的制冷剂过多,把感温包安装在吸气管的底部会引起供液的紊乱,因为总有少量的液态制冷剂流到感温包安装的位置,而导致感温包温度的迅速变化。
  
  安装时,感温包需用铜片包扎好,回气管表面要除锈,如果是钢管,表面除锈后涂银漆,以保证感温包与回气管的良好接触。感温包必须低于阀顶膜片上腔,而且感温包的头部要水平放置或朝下,当相对位置高于膜片上腔时,毛细管应向上弯成U 形,以免液体进入膜片上腔。
  
  3.3 热力膨胀阀调整不当
  
  3.3.1 关于膨胀阀调整有关概念
  
  (1)膨胀阀的过热度:热力膨胀阀处于某一开度,所对应的过热度称为工作过热度即所说的热力膨胀阀的过热度。包括静态过热度(SS)和开启过热度(OS)。
  
  (2)静态过热度:热力膨胀阀处于开启位置时,弹簧力最小,这时热力膨胀阀控制的过热度最小,称之为静态过热度SS。
  
  (3)动态过热度:膨胀阀阀孔开启后,阀孔开度随出口蒸气过热度的增大而增大,从阀孔开启到全开为止,其过热度增加的数值叫动态过热度OS。用曲线表示为。
  
  3.3.2 膨胀阀的正确调整方法
  
  (1)在调整热力膨胀阀之前,必须确认空调制冷异常是由于热力膨胀阀偏离最佳工作点引起的,而不是因为氟利昂少、干燥过滤器堵塞、滤网、风机、皮带等其他原因所引起的。同时,必须保证感温包采样信号的正确性,感温安装位置必须正确,绝对不可安装在管道的正下方,以防管子底部积油等因素影响感温包正确感温。
  
  (2) 热力膨胀阀调整时注意事项
  
  热力膨胀阀的调整工作,必须在制冷装置正常运行状态下进行。由于蒸发器表面无法放置测温计,可以利用压缩机的吸气压力作为蒸发器内的饱和压力,查表得到近似蒸发温度。用测温计测出回气管的温度,与蒸发温度对比来校核过热度。调整中,如果感到过热度太小,则可把调节螺杆按顺时针方向转动(即增大弹簧力,减小热力膨胀阀开启度),使流量减小;反之,若感到过热度太大,即供液不足,则可把调节螺杆朝相反方向(逆时针)转动,使流量增大。由于实际工作中的热力膨胀阀感温系统存在着一定的热惰性,形成信号传递滞后,运行基本稳定后方可进行下一次调整。因此整个调整过程必须耐心细致,调节螺杆转动的圈数一次不宜过多过快。
  
  (3)热力膨胀阀具体的调整步骤
  
  1)停机。将数字温度表的探头插入到蒸发器回气口处(对应感温包位置)的保温层内。将压力表与压缩机低压阀的三通相连。
  
  2)开机,让压缩机运行15 分钟以上,进入稳定运行状态,使压力指示和温度显示达到稳定值。
  
  3)读出数字温度表温度T1 与压力表测得压力所对应的温度T2,过热度为两读数之差T1- T2。
  
  注意,必须同时读出这两个读数。热力膨胀阀过热度应在5-8℃之间,如果不是,则进行适当的调整。调整步骤是:首先拆下热力膨胀阀的防护盖,然后转动调整螺杆2-4 圈,等系统运行稳定,重新读数,计算过热度,是否在正常范围,不是的话,重复前面的操作,直至符合要求,调节过程必须小心仔细。
  
  4 热力膨胀阀的选配
  
  4.1 正确选择热力膨胀阀的目的
  
  热力膨胀阀的选配对整个系统的性能发挥起着重要的作用,正确的选择热力膨胀阀将使蒸发器最大限度地加以利用,并使蒸发器始终和热负荷匹配。
  
  4.2 热力膨胀阀与系统不匹配时的现象
  
  不匹配时、会使系统的制冷剂流量时多时少,导致热力膨胀阀的制冷量时大时小,当制冷量过小时,会使蒸发器供液不足,产生过大热度,对系统性能会造成不利的影响。当制冷量过大时,会引起震荡,间歇性的使蒸发器供液过量,导致压缩机的吸气压力出现剧烈波动,甚至有液态制冷剂进入压缩机,引起液击(湿冲程)现象。
  
  4.3 选择的依据
  
  根据制冷系统的制冷剂种类,蒸发温度范围和蒸发器过热负荷的大小选择。
  
  4.3.1 选择方法及一般步骤
  
  一般步骤如下:
  
  1) 确定系统的制冷剂型号。
  
  2) 确定蒸发器的蒸发温度,冷凝温度及制冷量。
  
  3) 热力膨胀阀进出口的压力差。
  
  4.3.2 举例
  
  有一台蒸发盘管(4DW4/10F-50x50.3A),制冷剂采用R407C,制冷量为96KW,蒸发温度为8℃,冷凝温度为50℃,选择什么型号的热力膨胀阀(以丹佛斯公司产品为例)。
  
  首先确定膨胀阀进出口两端的压力差PΔ 。
  
  公式中:
  
  Pk 为冷凝压力。
  
  P0 为蒸发压力。
  
  1 PΔ 为供液铜管的压力降。
  
  2 PΔ 为分液器和分液毛细管的压力降。
  
  Pk (冷凝压力),P0(蒸发压力)由所给的已知参数可在焓湿图中查得。
  
  Pk =17.5510×Pa ,P0=6.5510×Pa
  
  而供液铜管的压力降,由于本公司所用的盘管选型软件,在所计算的数据中已有了供液管的压力降。故已知1 P Δ =0.0031 5 10 × Pa。再分液器分液铜管的压力降取经验值2 P Δ =1510×Pa。当制冷剂采用R407C,制冷量为96KW,蒸发温度为8℃,冷凝温度为50℃,1 P Δ为10bar,选择型号为TDEZ26 热力膨胀阀(以丹佛斯公司产品为例)。制冷量(KW) R407C,蒸发温度+15℃ 蒸发温度+10℃,膨胀阀两端压力降△P(巴) 膨胀阀两端压力降△P(巴)型号和名义制冷量。
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发表于 2016-4-14 17:01:37 | 显示全部楼层

RE: 热力膨胀阀的正确选配及故障排除 制冷系统振荡,或间歇式不稳定

制冷系统振荡,或间歇式不稳定

故障现象
吸气压力波动;
吸气过热度波动;
膨胀阀时而供液不足,时而供液太多;

可能原因
1、设计制冷系统特性不能抑制系统振荡,类似于常见的共振,系统不匹配
2、选用的膨胀阀容量过大造成振荡
3、感温包安装位置不对,如果测到的是回气管中积存的冷冻油的温度,则容易出现振荡
4、蒸发器上负荷分布不均匀,如气流吹过蒸发器时不均匀,蒸发器盘管各回路内制冷剂分配不均匀等
5、制冷剂中含有较多水分,可能造成膨胀阀时而冰堵,时而解冻正常工作的状态
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发表于 2016-4-14 17:06:10 | 显示全部楼层

RE: 热力膨胀阀的正确选配及故障排除 压缩机启动,制冷剂流量较大

压缩机启动,制冷剂流量较大

故障现象

液体进入压缩机;
没有过热度;
吸气压力高于正常值;

可能原因1、机组安装不规范,由于管路流向、室内机室的相互位置安排不妥,造成停机时制冷剂向压缩蒸发器汇集,在突然开机时流量较大
2、压缩机处于较低温度环境中, 在压缩机较间停机状态下,制冷剂逐渐由温度较高处迁移到较低的地方,如果压缩处的温度较低,则可能汇很多制冷剂并与冷冻机油互溶,在压缩机开机然沸腾,这就是要求机组长期停机后欲开机之前机组通电预热的原因
3、外平衡管堵塞, 感测到的压力不能很快传阀体内,造成关闭力小袁阀口开启较大
4、液管上的电磁阀关闭不严,在停机时源源的为膨胀阀提供制冷剂,以至在低压侧内集聚
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发表于 2016-4-14 17:14:05 | 显示全部楼层

RE: 热力膨胀阀的正确选配及故障排除 膨胀阀提供的制冷剂流量太大

膨胀阀提供的制冷剂流量太大

故障现象

有液体进入压缩机
过热度低
吸气压力正常或稍高

可能原因

1、热力膨胀阀冰堵、脏堵、蜡封等,故障现象和原因同前所述, 因为这些因素可能使膨胀阀流口固定在各种可能位置。所以,也有可能造成流量过大或过小。
2、膨胀阀口内部泄漏,密封不严。如果发生内部泄漏,压缩机停止后在膨胀阀处仍然可以听到嘶嘶的流动声音,同时,从视液镜看到液体仍在流动。 当然,从视液镜观察液体流动情况时,要排除较高处制冷剂回流引起的干扰和气泡。 确认有内部泄漏后,可以拆下流口组件检查密封情况,如果不能解决,就需要更换整个阀体了。
3、感温包安装问题。 安装位置和方式不对,或者和回气管接触不好,或者感温包保温不好,都有可能造成供液过多。
4、热力膨胀阀过热度调整不当。
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发表于 2016-4-14 17:42:47 | 显示全部楼层

RE: 热力膨胀阀的正确选配及故障排除 热力膨胀阀提供的制冷剂流量不足

热力膨胀阀提供的制冷剂流量不足

故障现象

出风感觉不凉;
压缩机吸气过热度较高;
吸气压力低于正常值。

可能原因
1、 制冷剂不足或泄漏。
可以从液体管路上的视液镜有气泡来判断, 但引起视窗内有气泡的原因很多,包括:管路摩擦损失、液位压力损失、液体管路受热、液体管路堵塞(如干燥过滤器、电磁阀)等。 如果能把上述可能性排除,便可确定是氟里昂不足或泄漏。

2、制冷剂含水分较多。
如果制冷剂中含水量较多,在蒸发温度降到 0℃以下时,有可能在热力膨胀阀口处结冰,造成所谓的冰堵。 判断冰堵的方法,是在压缩机停机后,蒸发压力突然升高,或者在压缩机运行时, 用热毛巾为膨胀阀体加热,冰堵症状消失。观察视液镜中心的试纸颜色,也可以判断制冷剂中是否含水过多。 如果确定,需更换干燥过滤器或更换氟里昂。

3、膨胀阀脏堵:有脏物杂质把膨胀阀口堵塞。
制冷系统中的杂质来源有: 铜管焊接时未吹干净的氧化膜、压缩机运行磨损产生的金属细屑、冷冻机油化学反应产生的物质等。 一般情况下,同时会伴有干燥过滤器堵塞(干燥过滤器两侧有明显的温差)。 需更换干燥过滤器,清理管道中的杂质。 对堵塞膨胀阀流口杂质,可把流口组件拆下袁仔细清理。

4、膨胀阀口产生蜡封。
在低温下,冷冻机油可能析出蜡状物质附着在膨胀阀口处, 故障现象和处理方法与脏堵相同。 在机房空调制冷系统中,由于温度较高,一般不会产生此故障。

5、膨胀阀两侧压力差不够。
在膨胀阀口开度相同的情况下,两侧压差越大,制冷剂流量越大。 虽然膨胀阀有自动调整流量的能力,但毕竟是在很有限、精密的范围内。 正常情况膨胀阀两侧需要有8kg/c㎡ 左右的压差。 机房专用空调冬季制冷运行时,室外机需要使用压力或温度调速器控制高压, 就是为了保证膨胀阀两侧有足够的压差, 得以给蒸发器提供适量的制冷剂。(正常情况下,蒸发压力为5kg/c㎡,膨胀阀压差为8kg/c㎡, 膨胀阀后分布头及蒸发器压降约为1kg/c㎡,加在一起约为14kg/c㎡,这就是高压不要低于14kg/c㎡的原因。

6、感温包内制冷剂泄漏。
感温包内充注定量的制冷剂如果泄漏, 波纹膜片就失去了打开膨胀阀口的动力,会造成膨胀阀部分或全部关闭,系统低压很低。 泄漏的部位,大多在于毛细与其他物体碰撞或自身碰撞摩擦的地方,也有在毛细管进入波纹膜片的焊接处的,仔细检查,可以发现漏点。 出现这种情况,就要整体更换膨胀阀了, 但也有的膨胀阀可以把感温元件(感温包、毛细管、波纹膜片)拆下,而不必更
换膨胀阀体,如部分豪华型空调使用的SPORLAN膨胀阀。 现场维修的原则,尽量不更换整个阀体。

7、感温元件内的制冷剂迁移。
正常情况下,整个感温元件内的制冷剂液体应存留在感温包内, 但有时会因为感温包的安装方式不对, 造成制冷剂液体从感温包内迁移到其他部位(室内负荷过大,过热度过高)。另一个原因是膨胀阀如果处于较低温度中,制冷剂也会向膨胀阀体波纹膜片内迁移。 结果造成感温包内没有了液体, 而饱和气液混合物和纯气体过热的温度--压力曲线大不相同,造成膨胀阀调节错误。 有的膨胀阀上面用保温的东西包上,就是为了防止那里温度过低。 因此,在检查膨胀阀时,尽量不改变出厂的感温包安装方式。

9、 外平衡管堵塞或受到压挤尧折弯而封闭。
上面提到过,外平衡管提供的是闭阀力,如果封闭了一定压力在管中,也可能会造成阀口关闭。

其他原因:如设计选用膨胀阀容量过小、过热度调整不当等。 如果出厂时经过检验,在维修中一般不会出现。
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