黃章義 楊芳

摘要：對于單個系統在12～25匹冷量輕型商用空調（后面簡稱輕商）而言，節(jié)流裝置的配置是直接關系到整個系統的可靠性以及經濟性的重要因素。本文通過對不同配置的節(jié)流方式進行實驗對比、總結出較為合理的應用在輕商上的節(jié)流配置裝置。

關鍵詞：輕商、電子膨脹閥、孔板、毛細管、蒸發(fā)溫度

0.引言

空調機組在運行過程中隨著環(huán)境工況的變化需要節(jié)通過流裝置來控制進入蒸發(fā)器的冷媒量。當冷媒量進入蒸發(fā)器過少則會導致蒸發(fā)器換熱面積無法充分利用，壓縮機排氣溫度過高，影響潤滑油的使用壽命和元器件的可靠性;當進入蒸發(fā)器的冷媒量過多，則冷媒在蒸發(fā)器內無法充分蒸發(fā)，導致壓縮機吸氣帶液，打碎渦旋盤，影響機組的正常使用。針對行業(yè)內中小型水冷渦旋機組，單個系統制冷能力在12～25匹之間，受限于市場上電子膨脹閥的容量以及其他因素的綜合影響（目前0～500步的電子膨脹閥沒有合的適容量，市場上成熟的0～500步的電子膨脹閥的口徑最大的只有Φ4.0mm，根據2臺12匹的并聯壓縮機需要采用口徑Φ6.0mm的電子膨脹閥，而常規(guī)控制器硬件因電流不足無法驅動口徑Φ6.0mm的電子膨脹閥。更換其他步數（0～2000）的電子膨脹閥存在價格昂貴、無法和現有步數的電子膨脹閥通用控制器的缺陷），無法單獨采用一個電子膨脹閥進行節(jié)流。

針對單個系統在12～25匹冷量的節(jié)流方案，目前常用的有過孔板+電子膨脹閥、毛細管+電子膨脹閥并聯的方案。

特對上述兩節(jié)流方案進行分析、測試、驗證和總結。

1.實驗要求

1.1節(jié)流效果最優(yōu)要求：

從最小負荷到最大負荷全范圍內有效節(jié)流，全范圍兼顧。

1.2通用要求：

能夠通用現有的控制硬件，實現硬件通用化。

1.3性價比最優(yōu)要求：

器件成本低，驗證調試快速精準。

1.4 測試點要求：

各系統壓縮機吸氣壓力、排氣壓力，各壓縮機吸氣溫度、排氣溫度、壓縮機油槽溫度。

2.試驗對象

節(jié)流設計對象為渦旋式殼管水源熱泵，4臺壓縮機（分兩個系統，每個系統采用的是2臺12匹的并聯壓縮機），節(jié)流配置如表1所示：

3 試驗驗證對比

下面通過對對水源熱泵機組3個不同工況下的驗證情況進行對比分析總結。

3.1設計目標

1）工況參數

2）達成要求

機組運行過程中確保同系統的壓縮機間排氣溫度差異在3℃以內;壓縮機間油溫差控制在3℃以內。

3.2驗證對比

經過對方案論證分析后，對兩個方案通過水源熱泵的水環(huán)、地下水以及地下環(huán)路三個工況的試驗測試驗證數據（排氣溫度以及油溫）進行對比分析方，試驗驗證過程如下：

1）對排氣溫度的影響

三個工況下對排氣溫度影響如下表3所示：

a、從上面三個工況的數據對比表中可以發(fā)現采用孔板+電子膨脹閥節(jié)流的方式時存在壓縮機間的排氣溫度差異較大，尤其是水環(huán)工況下壓縮機間排氣溫度差高達10℃以上，同個系統并聯壓縮機間的排氣溫度差值也高達7℃;

b、采用毛細管+電子膨脹閥的節(jié)流方式后壓縮機間的排氣溫度差值最大都沒有超過1.0℃，這個溫度差值完全可以使看作測了誤差，忽略不計。

2）對油溫的影響

節(jié)流機構的結構形式對壓縮機油溫影響相當大，且并聯孔板時的油溫明細比并聯毛細管時要低，而且壓縮機間的油溫差異較大，油溫偏低時油的黏度過大，導致壓縮機潤滑不良，影響機組的可靠使用。

4 分析及總結

采用電子膨脹閥+毛細管并聯節(jié)流的方式較采用電子膨脹閥+孔板并聯節(jié)流在實驗室測試數據較采用電子膨脹閥+孔板并聯節(jié)流在穩(wěn)定性和一致性上改善明顯，分析如下：

如圖3所示，可以看出孔口處孔徑為Φ3.8mm，厚度為1mm;由于孔板的特性，加工精度對其節(jié)流影響非常大，在生產加工過程中要求非常高，但生產過程非常控制，經常出現口徑偏差±0.2mm的情況，有的時候甚者出現1mm孔口厚度都被切削掉的現象。導致另外機組在小負荷的情況下電子膨脹閥全關后孔板由于調節(jié)能力有限無法較大范圍控制通過的制冷劑流量，導致供入蒸發(fā)器的液過多無法完全蒸發(fā)，進一步導致壓縮機吸氣帶液，并聯壓縮機間吸氣量不均衡以及油潤滑不良的現象。為解決這個問題現需對節(jié)流進行重新設計和優(yōu)化。

采用電子膨脹閥+毛細管并聯節(jié)流的方式后解決了如下問題：

1）解決了采用電子膨脹閥+孔板節(jié)流在一致性、穩(wěn)定性差的問題;

2）解決了機組在低負荷下孔板節(jié)流范圍局限以及冷媒過多時導致壓縮機吸氣帶液和油潤滑問題;

3）解決了因孔板加工精度對節(jié)流穩(wěn)定性和一致性的影響;

參考文獻：

[1] 吳業(yè)正，韓寶琦.制冷原理及設備（第二版）.西安交通大學出版社

[2] 史美中，王中錚.熱交換器原理與設計（第4版）：東南大學出版社

作者簡介：黃章義（1987-），男，湖南省永州人，學士，主要從事商用空調機組開發(fā)設計。

楊芳（1986-），女，陜西省渭南人，學士，主要從事暖通設計工作。