电子膨胀阀流量特性试验台的研制

　　0 前言

　　电子膨胀阀是指运用电子式调节模式,按照预设程序调节蒸发器供液量的节流装置。它既可以调节制冷剂流量,使得制冷量和负荷量相匹配,维持温度相对恒定;又可以精确控制蒸发器出口过热度,保证蒸发器的传热面积得到有效利用,具有调节范围大、调节反应快、控制精度高等特点。因此,在变制冷剂流量的系统中,电子膨胀阀作为节流元件可以很好的控制流量、蒸发温度及过热度[1],使得蒸发器负荷、压缩机的输送量及阀的供液量相适应[2-3],产生节能、高效及高舒适性的效果。

　　随着电子膨胀阀的广泛应用,国内外学者对其进行了不同方式的研究(控制方案、算法改进等)[4]。但无论哪种方式的研究,最后应用在制冷系统中,电子膨胀阀的阀芯决定其流量特性。此外,应用在不同系统和产品的电子膨胀阀,即使运行工况相同,对阀的流量特性要求也不一样。这就迫切要求研制适用于各种系统的电子膨胀阀。

　　因此,通过研制电子膨胀阀流量特性试验装置进行试验研究,是进行电子膨胀阀流量特性研究的重要手段。

　　1 电子膨胀阀流量特性试验研究方法

　　电子膨胀阀的流量特性的测定首先要参照制冷系统阀件的测量标准。因此设计试验台需要参考国内机械行业标准中有关膨胀阀的测量标准。标准JB/T10212-2000制冷空调用直动式电子膨胀阀中规定,流量试验按6.8.1.1规定的方法进行。

　　1.1 试验条件

　　根据试验工况规定的参数调节压力调节阀和手动膨胀阀,待工况稳定后,测得被测膨胀阀不同开度时的制冷剂流量,至少10个点以上。如图1所示。试验装置中,用于试验的制冷剂中的含油量不超过5%。所示的膨胀阀控制器在该部位能任意开启、关闭膨胀阀,并能测定电子膨胀阀开度。

　　1.2 试验数据处理

　　根据测定的试验数据值,绘制一相对膨胀阀开度的制冷剂流量曲线。

　　2 电子膨胀阀流量特性试验

　　2.1 试验台的性能指标

　　(1)制冷剂: R410A、R134a、R22;

　　(2)电子膨胀阀的容量: 1~18kW (空调工况);

　　(3)蒸发温度: -10~15e;

　　(4)冷凝温度: 40e;

　　2.2 试验台原理

　　电子膨胀阀的流量特性是指在一定进出口条件下通过电子膨胀阀的制冷剂质量流量与阀开度之间的对应变化关系[5]。根据学者的研究结果[6],电子膨胀阀的流量特性由下式决定:

　　m--制冷剂的流量, kg/s;

　　CD--流量系数;

　　A--阀的流通面积, m2;

　　Q--进口制冷剂的密度, kg/m3;

　　P1--制冷剂进口压力, Pa;

　　P2--制冷剂出口压力, Pa