高低溫濕熱試驗(yàn)箱電子膨脹閥的控制原理及優(yōu)勢(shì)分析

1.環(huán)境試驗(yàn)箱調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，電子膨脹閥作為電子控制元件，因其精度高，動(dòng)作快速、準(zhǔn)確、節(jié)能效果明顯，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化控制，在環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備中有廣泛的應(yīng)用。

那么電子膨脹閥的動(dòng)作原理究竟如何，怎樣才能實(shí)現(xiàn)控制呢?下面為大家詳細(xì)解讀下電子膨脹閥的工作原理及設(shè)計(jì)。

2.結(jié)構(gòu)與分類

對(duì)于電子膨脹閥的研究早在70年代末期日本就已經(jīng)開始對(duì)其進(jìn)行研究，當(dāng)時(shí)它是靠施加不同的電壓(0~12V)對(duì)雙金屬片加熱量的不同，造成雙金屬片膨脹不同而帶動(dòng)閥針的升降。

這種膨脹閥有較大的缺陷，后來已不大使用。除日本外其它國家在80年代也進(jìn)行了電子膨脹閥的研究和開發(fā)工作，其主要針對(duì)電磁式和電動(dòng)式(步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng))電子膨脹閥。

電磁式膨脹閥在電磁線圈通電前，閥針處于開的位置，閥針的開度取決于線圈上施加的控制電壓，從而調(diào)節(jié)膨脹閥的流量。該閥動(dòng)作響應(yīng)快，但在制冷系統(tǒng)中工作時(shí)一直需要供電。

電動(dòng)膨脹閥是一種以步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電子膨脹閥，它通過給步進(jìn)電機(jī)施加一定邏輯關(guān)系的數(shù)字信號(hào)，使步進(jìn)電機(jī)通過螺紋驅(qū)動(dòng)閥針的向前或向后運(yùn)動(dòng)，從而改變閥口的流量面積來達(dá)到控制流量的目的。

這種電子膨脹閥又可分為直動(dòng)型和減速型兩種。

直動(dòng)型是步進(jìn)電機(jī)直接帶動(dòng)閥針，減速型是步進(jìn)電機(jī)將動(dòng)力通過減速齒輪組來推動(dòng)閥針的動(dòng)作。通過減速齒輪組可以產(chǎn)生較大的推力，所以目前許多步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電子膨脹閥都是采用的這一種驅(qū)動(dòng)方式。

3.電子膨脹閥控制

電子膨脹閥的形式有多種，但都需要有電信號(hào)來控制，為在制冷循環(huán)中實(shí)施現(xiàn)代微機(jī)控制提供了可能。同時(shí)因系統(tǒng)、控制方法不同，每種形式的電子膨脹閥都有自己的優(yōu)勢(shì)。但步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電子膨脹閥因其更適用微機(jī)控制、并有較好的穩(wěn)定性，而為更多的制冷系統(tǒng)所采用。

由于電子膨脹閥采樣速度快、精度高等特點(diǎn)，易于實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的控制以達(dá)到舒適、節(jié)能等控制目標(biāo)，因而在中小型制冷設(shè)備中應(yīng)用越來越廣泛，特別是在家用空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用。

4.電子膨脹閥控制優(yōu)勢(shì)

因家用空調(diào)在制熱工況下室外蒸發(fā)器常常會(huì)結(jié)霜，而傳統(tǒng)的化霜是將四通閥換向，采用逆循環(huán)除霜，除霜時(shí)間約為11分鐘，室內(nèi)溫度波動(dòng)較大。

而電子膨脹閥在除霜期間閥口置全開的位置，并配以室內(nèi)風(fēng)機(jī)開關(guān)占空比為0.5，室外風(fēng)機(jī)全關(guān)控制，除霜時(shí)室內(nèi)溫度波動(dòng)小，除霜時(shí)間減少到以前的一半，且室內(nèi)換熱器的送風(fēng)溫度也不會(huì)降得太多，從而節(jié)約了除霜能耗及提高了室內(nèi)的舒適度。

采用電子膨脹閥來控制壓縮機(jī)排氣溫度，可以防止因排氣溫度的升高對(duì)系統(tǒng)性能產(chǎn)生的不利影響，同時(shí)可省去專設(shè)的安全保護(hù)器，節(jié)約成本，提高工作效率。

采用電子膨脹閥的制冷系統(tǒng)，停機(jī)時(shí)令膨脹閥全關(guān)，防止冷凝器的高溫液體流入蒸發(fā)器，造成再次啟動(dòng)時(shí)的能量損失;而在開機(jī)前，將膨脹閥全開，使系統(tǒng)高低壓側(cè)平衡，然后開機(jī)，這樣既實(shí)現(xiàn)了壓縮機(jī)的輕載啟動(dòng)，又減少了壓縮機(jī)啟、停造成的熱損失，節(jié)省電費(fèi)約6%左右。

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