熱力膨脹閥又稱恒溫膨脹閥，是一種自動膨脹閥，是制冷系統的重要部件，它靠蒸發器出口氣態制冷劑的過熱度來控制閥門的開啟度，以自動調節供給蒸發器的制冷劑流量，并同時起節流作用。熱力膨脹閥由感溫包、毛細管﹑膜片、定值彈簧、節流針閥、調節螺絲等零件組成，普遍用于氟利昂制冷系統中，與非滿液式蒸發器聯合使用。
熱力膨脹閥根據其膜片下蒸發壓力的引出點不同，分為內平衡式與外平衡式。前者的蒸發壓力從閥體內部引出，而后者的平衡壓力從蒸發器出口處引出。因此對于阻力損失大（冷量亦較大）的蒸發器均應選用外平衡式。
內平衡式
如圖1所示是內平衡式熱力膨脹閥的工作原理圖，從圖中可以看出，它由閥芯、閥座、彈性金屬膜片、彈簧、感溫包和調整螺釘等組成。其中，1—閥芯；2—彈性金屬膜片；3—彈簧；4—調整螺釘；5—感溫包。以常用的同工質充液式熱力膨脹閥分析，彈性金屬膜片受三種力的作用：
P1—閥后制冷劑的壓力，作用在膜片下部，使閥門向關閉方向移動；
P2—彈簧作用力，也施加于膜片下方，使閥門向關閉方向移動，其作用力大小可通過調整螺絲予以調整；
p3—感溫包內制冷劑的壓力，作用在膜片上部，使閥門向開啟方向移動，其大小取決于感溫包內制冷劑的性質和感溫包感受的溫度。
對于任一運行工況，此三種作用力均會達到平衡，即p1+p2=p3，此時，膜片不動，閥芯位置不動，閥門開度一定。
外平衡式
當蒸發盤管較細或相對較長，或者多根盤管共用一個熱力膨脹閥，通過分液器并聯時，因制冷劑流動阻力較大，若仍使用內平衡式熱力膨脹閥，將導致蒸發器出口制冷劑的過熱度很大，蒸發器面積不能有效利用。這時，就不應使用內平衡式熱力膨脹閥。
如圖2所示為外平衡式熱力膨脹閥工作原理圖。其中，1—閥芯；2—彈性金屬膜片；3—彈簧；4—調整螺釘；5—感溫包；6—平衡管。從圖中可以看出，外平衡式熱力膨脹閥的構造與內平衡式熱力膨脹閥基本相同，只是彈性金屬膜片下部空間與膨脹出口互不相通，而是通過一根小口徑平衡與蒸發器出口相連，這樣，膜片下部承受蒸發器出口制冷劑的壓力，從而消除了蒸發器內制冷劑流動阻力的影響。
安裝
熱力膨脹閥的安裝位置應靠近蒸發器，閥體應垂直放置，不可傾斜，更不可顛倒安裝。由于熱力膨脹閥依靠感溫包感受到的溫度進行工作，且溫度傳感系統的靈敏度比較低，傳遞信號的時間滯后較大，易造成膨脹閥頻繁啟閉和供液量波動，因此感溫包的安裝非常重要。
（1）感溫包的安裝方法，正確的安裝方法旨在改善感溫包與吸氣管中制冷劑的傳熱效果，以減小時間滯后，提高熱力膨脹閥的工作穩定性。
通常將感溫包纏在吸氣管上，感溫包緊貼管壁，包扎緊密；接觸處應將氧化皮消除干凈，必要時可涂一層防銹層。當吸氣管外徑小于22mm時，管周圍溫度的影響可以忽略，安裝位置可以任意，一般包扎在吸氣管上部；當吸氣管外徑大于22mm時，感溫包安裝處若有液態制冷劑或潤滑油流動，水平管上、下側溫差可能較大，因此將感溫包安裝在吸氣管水平軸線以下45°之間（一般為30°），如圖3所示。為了防止感溫包受外界溫度影響，故在扎好后，務必用不吸水絕熱材料纏包。
（2）感溫包的安裝位置，感溫包安裝在蒸發器出口、壓縮機吸氣管段上，并盡可能裝在水平管段部分。但必須注意不得置于有積液、積油之處。如圖4所示，為了防止因水平管積液、膨脹閥操作錯誤，蒸發器出口處吸氣管需要抬高時，抬高處應設存液彎，否則，只得將感溫包安裝在立管上。當采用外平衡式熱力膨脹閥時，外平衡管一般連接在蒸發器出口、感溫包后的壓縮機吸氣管上，連接口應位于吸氣管頂部，以防被潤滑油堵塞。當然，為了抑制制冷系統運行的波動，也可將外平衡管連接在蒸發管壓力降較大的部位。
問題與改進
現有各種熱力膨脹閥，均是通過感溫包感受蒸發器出口制冷劑溫度的變化來調節制冷劑流量的。當感溫包發生泄漏故障時，膨脹閥將會關閉，供給蒸發器的制冷劑流量為零，導致系統無法工作。針對這一問題，一種帶保險結構的雙向熱力膨脹閥被提出，如圖5所示。當感溫包未發生泄漏時，其原理和外平衡式熱力膨脹閥一樣；當發生泄漏時，閥芯5與閥座孔2-1之間的節流通道關閉，限位塊1-6及膜片1-4在通過壓力傳遞管3傳遞的蒸發器出口制冷劑壓力的作用下向上移動，并帶動閥針4向上移，使閥芯5內的軸向通孔開啟，成為節流通道，繼續向蒸發器供液，保證系統繼續工作。
參考資料 >