第七节 制冷装置的自动化元件一、热力膨胀阀（内、外平衡式）结构、原理二、电子膨胀阀结构、原理三、压力继电器结构、原理四、温度继电器结构、
原理五、压差继电器结构、原理六、电磁阀结构、原理七、蒸汽压力调节阀结构、原理八、冷却水量调节阀结构、原理11-7制冷装置的自动化元
件 11-7-1热力膨胀阀制冷装置所采用的节流元件有：毛细管手动膨胀阀各种形式的自动膨胀阀最常见的是热力膨胀阀热力膨胀阀在节流降
压的同时，还能根据蒸发器出口处制冷剂过热度大小自动调节供液量，使制冷剂到蒸发器出口时能全部气化并维持一定过热度，既避免过量供液，又
能保证蒸发器的传热面积得到充分利用 11-7-1-1 内平衡式热力膨胀阀 内平衡式热力膨胀阀内平衡式热力膨胀阀内平衡式热力膨
胀阀11-7-1 内平衡式热力膨胀阀p过热度增大，膜片下移，阀开大，增加供液量。过热度减小，膜片上移，阀关小，减少供液量。p1ps
p0t0t1－12－5tp1psp0p0p1ps+p0p0关阀力开阀力11-7-1 内平衡式热力膨胀阀11-7-1 内平衡式热力膨
胀阀11-7-1 内平衡式热力膨胀阀当t0一定时，调整弹簧预紧力可以改变热力膨胀阀关闭过热度。增加弹簧预紧力,则曲线上移。膨胀阀关
闭过热度的调整范围为2-8oC。11-7-1 内平衡式热力膨胀阀11-7-1 内平衡式热力膨胀阀过热度变化量：膨胀阀从额定开度到全
关位置过热度的变化值。额定开度内过热度与开度呈线性关系11-7-1 内平衡式热力膨胀阀（！）当t0一定时，调整弹簧预紧力可以改变热
力膨胀阀关闭过热度，膨胀阀关闭过热度的调整范围为2-8oC。11-7-1-2外平衡式热力膨胀阀根据内平衡式热力膨胀阀分析11-7-
1-2外平衡式热力膨胀阀如制冷剂从蒸发器进口到出口流动的压力损失为△p0，则过热度提高，意味着蒸发器出口过热段长，导致蒸发器传热面
积得不到充分利用，制冷量下降，蒸发温度降低，经济运行性变差。因此，这种情况下应使用外平衡式膨胀阀。所以膨胀阀出口过热度由(ps+
Dp0)确定。11-7-1-2外平衡式热力膨胀阀11-7-1-2外平衡式热力膨胀阀延长阀芯和阀座的寿命外平衡式热力膨胀阀结构图11
-7-1-2外平衡式热力膨胀阀选用外平衡式膨胀阀的主要依据压降△p0所对应的制冷剂饱和温度降超过1oC(R22)或 2oC(R22
)选用外平衡式膨胀阀。蒸发温度低时同样压降导致的制冷剂饱和温度降低值较大，所以同样大小的蒸发器用于高温库时可选用内平衡式膨胀阀，而
用于低温库时可能需选用外平衡式膨胀阀。外平衡式热力膨胀阀11-7-1-3热力膨胀阀的容量和选配热力膨胀阀的容量：阀在额定开度时流过
的制冷剂完全气化时的吸热量。即制冷量.11-7-1-3热力膨胀阀的容量和选配由于感温包充剂的性质和压力不同，每只膨胀阀只适用于既定
的制冷剂。11-7-1-3热力膨胀阀的容量和选配膨胀阀的名义容量：名义工况：t0=5oC，tk=32oC，过冷度4oC在名义工况下
的容量。11-7-1-3热力膨胀阀的容量和选配膨胀阀选型步骤(1) 适用的制冷剂种类、蒸发温度范围。(2) 根据蒸发器选定容量大小
，确定使用内平衡式或外平衡式。(3) 考虑毛细管长度，进出接口形式(直角式、直通式)。(4) 若蒸发器制冷量变化范围大，可使用两只
膨胀阀并联或切换使用。11-7-1-3热力膨胀阀的容量和选配膨胀阀的容量应与蒸发器匹配，如果容量过小，则会即使全开也供液不足，蒸发
器能力不能充分发挥，过热度增大。如果容量过大，则会使阀的开度过小，不仅冲蚀严重，而且阀工作时不稳定。要求容量为：额定工作时，膨胀阀
工作时开度应大于1/2开度为宜，最大容量应不超过蒸发器的2倍。11-7-1-4热力膨胀阀的感温包感温包充剂的性质和压力不同，每只膨
胀阀只适用于既定的制冷剂 部分充液式非限压式限压式感温包分类气体吸附式液体式11-7-1-4热力膨胀阀的感温包(1) 部分充液式温
包温包内充注一部分低沸点液体，使自由液面始终保持在温包内。温包内的压力与自由液面处液体温度是饱和压力与饱和温度的关系。充注的介质可
以和制冷工质相同(同工质充注)也可以不同(异工质充注) 。根据充注量多少，又分为非限压式和限压式。11-7-1-4热力膨胀阀的感温
包t0pp0+ps①非限压式温包同工质充注：静止过热度随蒸发温度下降而增大。异工质充注：静止过热度在较大蒸发温度范围内基本不变。1
1-7-1-4热力膨胀阀的感温包非限压式温包的缺点：a. 停机时阀关闭不严，膨胀阀只起调节流量作用，不能兼作截止阀使用，需要在其前
面加装电磁阀起截止作用。b. 开机时温包不会立即变冷，阀开度过大，回气过热度变小。压缩机启动后压力降低缓慢，长时间在高吸气压力下工
作，电机容易过载。c. 温包充液量较多，热惯性大，反应滞后较大。d. 若温包暴露在高温处，会使热力头中的压力过高。11-7-1-4
热力膨胀阀的感温包②限压式温包温包充注量较少，温包内液体可全部气化。在工作温度范围内，温包内的压力随感应温度按介质的饱和压力关系变
化，具有非限压式的过热度控制特性。当温包感受的温度超过充注量所确定的温度tmop时，液体已蒸发完毕，成为过热蒸气，压力—温度曲线变
得平坦，所以可限制蒸发器的最大工作压力，这种阀称为MOP(Maximum Operating Pressure)阀。11-7-1-
4热力膨胀阀的感温包a. 起动时，可防止压缩机过载。b. 停机时，阀关闭严密。c. 高温时，能保护阀头内的元件不受高压。d. 热惯
性较小。e. 使用时，温包温度在热力头组件中应最低。限压式温包的特点：11-7-1-4热力膨胀阀的感温包(2) 气体吸附式温包温包
内充入固体吸附剂和能被吸附的气体。温度降低时，吸附能力强，压力降低； 温度升高时，吸附能力弱，压力升高。不存在介质液
面迁移问题；b. 不受阀和毛细管是否低温的影响； c
. 具有限制最高压力功能； d. 适用的蒸发温度范围分档。11-7-1-5热力膨胀阀的安装和维护(1)膨胀阀尽量靠近蒸发器安
装，二者间不装阻力大的附件；如二者间距离远，管路应加粗且冷库外管路包隔热材料；注意确认进、出口，膨胀阀直立安装。(2)使用限压式温
包时，阀和毛细管所处环境温度应比温包感受温度高，毛细管不要接触低温管路。与温包相接处的毛细管应向上，以免液体从温包中流出。(3)温
包安装在水平管路上。11-7-1-5热力膨胀阀的安装和维护(4)清除放温包处的管壁外部油漆和铁锈并涂银粉漆。温包与管壁贴紧，用薄钢
片夹箍固定，外面包以隔热材料。(5)外平衡式热力膨胀阀，平衡管连接点应设在温包之后，回气管顶部引出。以免有少量液态制冷剂从膨胀阀顶
杆填料处漏入平衡管影响温包感受的过热度。11-7-1-5热力膨胀阀的安装和维护11-7-1-6热力膨胀阀的调试蒸发器出口过热度太大
，制冷量降低；太小产生液击。调节膨胀阀使蒸发器出口工作过热度3~6oC为宜，装置有回热器时，最小稳定过热度可稍减小。11-7-1-
6热力膨胀阀的调试如何判断蒸发器出口过热度大小(1)蒸发器出口装有温度表和压力表时，温度读数与蒸发压力所对应饱和温度之差为出口过热
度。(2)如只在压缩机吸口装有温度表和压力表，可用吸气过热度推断蒸发器出口过热度。(3)如吸气管无温度表，按蒸发器管壁结露、结霜情
况判断11-7-1-6热力膨胀阀的调试调试热力膨胀阀注意事项(1)调试前检查制冷剂是否充足；冷凝压力在合适范围；阀完好并正确安装；
阀及管路没有堵塞；蒸发器结霜不太厚(冷风机通风良好)。(2)调试应在装置运转且工况稳定时进行。(3)每次调整一般以关闭过热度增减不
超过0.5oC，一般调节螺杆每转一圈过热度变化为1~1.5oC。(4)热力膨胀阀调节滞后性较大，每次调后应观察一段时间(10-40
分钟)，调好后不要轻易改动。11-7-2电子膨胀阀分类:电磁式膨胀阀、电动式膨胀阀电磁式膨胀阀：电磁铁与节流阀的配合11-7-2电
子膨胀阀电动式膨胀阀：脉冲电机与节流阀的配合11-7-2电子膨胀阀电动式膨胀阀电磁式膨胀阀11-7-1膨胀阀思考题问题：内平衡式T
XV膜片上方作用着( )力。温包内饱和压力外平衡式TXV波纹管上方作用着(
)力。温包内饱和压力内平衡式TXV膜片下方作用着( )力。蒸发器进口压力外平
衡式TXV波纹管下方作用着( )力。蒸发器出口压力外平衡式TXV波纹管顶杆填料漏泄，平衡管
会出现( )现象。结霜11-7-1膨胀阀思考题原来用外平衡TXV改用内平衡TXV会导致( )。A
. 蒸发器出口过热度增加B. 制冷量降低C. 蒸发压力降低D. 压缩机轴功率增大提示：膜片下方压力变大、阀开度减小11-7-1膨胀
阀思考题切记：冷剂流量减小或蒸发器换热量增大(过热度增大)，膨胀阀开度加大。11-7-1膨胀阀思考题切记：冷剂流量减小或蒸发器换热
量增大(过热度增大)，膨胀阀开度加大。11-7-1膨胀阀思考题TXV备件的针阀应处于( 关闭|打开 )状态。TXV温包漏气，则阀将
( 关闭|打开 ) 。TXV温包从管路脱落，则阀将( 关闭|打开 ) 。正常工作时TXV阀体(全部|靠出口一半|靠进口一半)结霜。
滤器堵进口带滤器的TXV整个阀体结霜，说明( )。11-7-3压力继电器压力继电器压缩机排压过高断电停车，消
除产生高压的原因后，需手动复位才能使压缩机启动。(故障+报警)吸气压力低到下限时断电停车，吸气压力回升到上限时，控制压缩机通电启动
。(正常、无报警)将高压继电器和低压继电器组合在同一壳体内，完成二者功能。11-7-3压力继电器低压控制范围：0.07~0.6MP
a; 复差：0.06~0.1MPa; 高压：0.6~3.0MPa低压高压YK306 高低压继电器11-7-3压
力继电器YK306型高低压继电器11-7-3压力继电器11-7-3压力继电器高压部分：高压断开压力由调节弹簧7(拉簧)的张力决定，
用调节螺钉6调节，切断后必须用按钮8手动复位。低压部分：低压接通压力由主弹簧4（压簧）的张力决定，用调节螺钉3调节。幅差压力由幅差
弹簧2的张力决定，用调节螺钉1调节，低压断开压力 = 接通压力—幅差压力单独调节主调弹簧4，使预紧力增加，吸入压力上限(接通)、下
限(切断)同时增加。单独调节幅差弹簧2，使预紧力增加，下限降低，上限不变。幅差弹簧2预紧力增加，下限植降低。补充内容a、c通压缩机
工作单独调节主调弹簧4，使预紧力增加，吸入压力上限(接通)、下限(切断)同时增加。单独调节幅差弹簧2，使预紧力增加，下限降低，上限
不变。幅差弹簧2预紧力增加，下限植降低。11-7-3压力继电器压力值的确定：1、高压断开压力(上限)：参照最高工作压力(冷剂46o
C对应的饱和压力)。2、低压断开压力(低压下限)：蒸发温度减去5oC对应的饱和压力(不小于10kPa)。3、低压闭合压力(低压上限
)：适当低于冷库温度上限对应的饱和压力。4、测定方法：慢慢关小吸入截止阀，停车时吸入压力表的读数为低压下限，重新启动时的读数为低压
上限。慢慢关小排出截止阀，停车时排出压力表的读数为高压断开压力。11-7-3压力继电器高低压继电器11-7-3压力继电器高低压继电
器11-7-3压力继电器高低压继电器11-7-4温度继电器用温度作为控制信号的电开关。作用：控制供液电磁阀的电路通断；一个温度继电
器直接控制压缩机起停；多个温度继电器并联控制压缩机起停。接通断开11-7-4温度继电器RT型温度继电器11-7-4温度继电器1.
继电器装在比控制温度高的场所；2. 温包放置在体现冷库平均温度的位置；3. 毛细管不能通过比温包温度低的结构；4. 毛细管需要弯曲
时，必须保持一定的圆弧(不能直弯)。5.毛细管沿墙壁通过时，应使用夹子固定。温度继电器安装的注意事项：11-7-5(油)压差继电器
用润滑油泵吸排压差作为控制信号的电开关，当压差小于设定值时，使压缩机停车，起保护作用。11-7-5(油)压差继电器JC3-5型压差
继电器11-7-5(油)压差继电器5、停车热油工作原理1、压差正常2、压差小，延时断电
手动复位3、复位4、调压11-7-5(油)压差继电器调整方法：1.转动调节轮22改变弹簧20张力，可改变压差调定值。2.压
缩机正常运行时，按下试验按钮3，达到延时时间(60±20s)后应停车。3.运行时调低滑油压力，压差开关动作时，滑油压力表和曲轴箱压
力表的差值为压差继电器的压差调定值。11-7-6电磁阀1. 直接作用电磁阀1-电磁线圈2-铜套筒3-芯铁4-复位弹簧5-阀盘6-阀
座7-阀孔8-垫片9-封帽10-强开顶杆11-接线盒适用于阀孔直径 3mm，接管直径<10~12mm场合。11-7-6电磁阀11-
7-6电磁阀2. 间接作用电磁阀制冷剂流量大时应使用间接作用式。11-7-6电磁阀间接作用电磁阀的工作过程进出口具有一定压差时，阀
才能打开导阀平衡孔主阀11-7-6电磁阀间接作用电磁阀的特点：启闭平稳，冲击小，启阀力大，适用于大口径。但动作不灵敏。11-7-7
蒸发压力调节阀蒸发压力调节阀装在高温库蒸发器出口管路上，以阀前蒸发压力为控制信号，自动调节开度，调节蒸发压力，使库温均匀。又称背压
阀。系统中的安装位置在单机多库系统中，安装在高温库蒸发器出口，防止高温库制冷剂蒸气进入低温库，导致高温库温降低。在单机单库系统中，
安装在冷库蒸发器回气管与压缩机之间，维持要求的蒸发压力，保证冷库蒸发温度，进行吸气节流和调节压缩机制冷量。11-7-7蒸发压力调节
阀11-7-7蒸发压力调节阀1-阀帽2-调节螺钉3-阀体4-调节弹簧5-阀盘6-阀座7-压力表接头8-阀杆9-波纹管10-阻尼器1
1-7-7蒸发压力调节阀蒸发压力调节阀的调节方法：按要求的库温减去设计传热温差 (5~10oC) 确定蒸发温度，求其对应的饱和压力
即为要求的蒸发压力。在压缩机工作时取下压力表接头7的帽罩，安装压力表。用螺丝刀缓慢转动螺钉2，将其调至所要求蒸发压力(压力表读数)
。取下压力表，拧紧帽罩。11-7-8冷却水量调节阀冷却水量调节阀安装在冷凝器的进水管上，可依据冷凝压力的变化自动调节冷却水的流量，
以使冷凝压力保持在调定的范围内，可防止冷凝压力过低，调节静压可稍大。11-7-8冷却水量调节阀1.直接作用式WVFM型调节方法：转
动六角螺帽，或升降弹簧座3，改变调节弹簧5的张力：顺时针转动六角螺帽，冷凝压力升高。接压缩机排气或冷凝器顶部11-7-8冷却水量调
节阀2.间接作用式WVS型调节方法：转动调节螺母15，改变弹簧2的张力，可调整阀的开启压力：弹簧张力越大，阀开启时的冷凝压力越大。11-7-8冷却水量调节阀直接作用式：控制精度差，适用于冷却水量小的场合。阀位移由冷凝压力控制。间接作用式：控制精度高，适用于冷却水量大的场合。导阀位移由冷凝压力控制，主阀位移由阀上下冷却水压差力控制。直接作用式、间接作用式比较问题：对于单机多库制冷系统，下列自动化元件：热力膨胀阀、低压继电器、高压继电器、温度继电器、压差继电器、电磁阀、蒸发压力调节阀、冷却水量调节阀：1. 不与系统制冷剂接触的是：温度继电器2. 系统正常运行(不发生故障)无任何动作的是：高压继电器3. 发生动作后必须按复位按钮有：4. 动作后能直接使压缩机停车的有：问题：对于单机多库制冷系统，下列自动化元件：热力膨胀阀、低压继电器、高压继电器、温度继电器、压差继电器、电磁阀、蒸发压力调节阀、冷却水量调节阀：5. 装有毛细管或传压管的有：6. 装有温包的有：7. 内部元件双位动作的是：电磁阀 |
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