冷蔵庫を下ろすことを拒否する寒い部屋に入ると、多くの場合、コンプレッサーが最初に疑われます。しかし、実際のサービスケースの多くでは、蒸発器の入口にあるはるかに小さなコンポーネント、つまり熱膨張弁が原因です。この計量装置は、蒸発器に入る液体冷媒の正確な量を制御します。故障すると、冷却不良から急速な短いサイクルに至るまで、システム全体に混乱を招く症状が現れます。
熱膨張弁とは何ですか?
温度膨張弁 (TXV または TEV) は、冷凍および空調システムで使用される絞り装置です。コンデンサーとエバポレーターの間にあります。バルブは、凝縮器からの高圧液体冷媒を蒸発器で必要な低圧まで減圧します。同時に、蒸発器が既存の熱負荷に対して適切な量の液体を受け取るように冷媒の流量を計測します。
サーモスタットという名前は、蒸発器出口の温度を感知し、その開度を調整するバルブの機能に由来しています。供給される冷媒が多すぎると、液体が溢れてコンプレッサーに戻る可能性があります。供給量が少なすぎると、蒸発器が不足し、システムの能力が失われます。これが、TXV が冷凍サイクルのローサイドの頭脳と言われる理由です。
熱膨張弁はどのように動作するのですか?
機械式 TXV の動作原理は 3 つの力のバランスです。感知バルブは蒸発器出口の吸入ラインにクランプされています。バルブには冷媒が封入されており、その圧力は吸入ガスの温度に応じて変化します。この圧力は毛細管を通ってバルブ本体内のダイヤフラムの上面に伝達されます。ダイヤフラムの下側は蒸発器の圧力を感じ、スプリングによってバルブニードルが閉じる方向に押されます。バルブは、これら 3 つの力が釣り合った開口部で落ち着きます。
バルブの目的は、蒸発器出口での過熱を一定に維持することです。過熱度は、実際の吸入ライン温度と吸入圧力の飽和温度との差です。一般的な設定は 5 ～ 8 ケルビン (華氏 9 ～ 14 度) です。出口ガスが暖かくなると、バルブの圧力が上昇し、ダイヤフラムが下に移動し、より多くの冷媒をコイルに送り込むためにバルブが大きく開きます。出口ガスが冷えると、逆のことが起こり、バルブが少し閉じます。このシンプルなフィードバック ループにより、液体をコンプレッサーに送らずに蒸発器をアクティブに保ちます。
冷媒分配器を使用するシステムや蒸発器全体の圧力降下が大きいシステムでは、外部で均等化された TXV が使用されます。このバージョンでは、蒸発器の圧力をバルブの入口ではなく出口で感知するため、圧力が低下しても過熱度の設定は正確に保たれます。
TXV が故障すると何が問題になるのでしょうか?
膨張バルブの問題によってシステムが完全に停止することはほとんどありません。これらは通常、パフォーマンスの低下、奇妙な曇り模様、または保護装置のトリップとして現れます。サービス技術者は、TXV の故障とコンプレッサーまたはコンデンサーの故障を区別するために、圧力と温度を測定する必要があることがよくあります。
一般的な症状は次のとおりです。
- スタードエバポレーターと高い過熱度で吸引圧力が低すぎる
- 液体の逆流と低い過熱により吸引圧力が高すぎる
- エバポレーター表面に不均一な霜が付く
- コンプレッサーは連続運転しますが、室温の低下が非常に遅いです。
- コンプレッサーからの液体のスラッギング音
典型的な根本原因は、感知バルブの充電の喪失、オリフィスの詰まり、フィルタースクリーンの詰まり、キャピラリの破損、スプリングの疲労、過熱度の不適切な調整などです。定期的なメンテナンスには、感知バルブの接触と絶縁のチェック、ストレーナの清掃、およびバルブが適切な過熱度で動作することの確認が含まれます。
サーモスタット膨張弁 vs. 電子膨張弁
電子膨張弁 (EEV) は、機械的な感知バルブとスプリングをステッピング モーターとコントローラーに置き換えます。コントローラーは温度センサーと圧力センサーを監視し、目標過熱度または目標液体レベルを維持するようにバルブを位置決めします。 EEV は機械式 TXV よりも速く応答し、より厳密な制御を維持し、熱負荷の大きな変動などの変化する条件に適応できます。
メーカーは現在、電子制御と可変容量コンプレッサーを組み合わせてエネルギー消費を削減しています。オースンの AI周波数可変温調ホットフッ素ユニット はこの方向性の一例です。冷蔵室の負荷に合わせてコンプレッサーの速度と冷媒の流れを調整します。シンプルで定常負荷のアプリケーションでは、従来の TXV が信頼性が高く経済的な選択肢となります。
Ai周波数可変温調 周波数可変ホットフッ素ユニットS Aosheng は、Ai 可変周波数温度制御可変周波数ホットフッ素ユニットを販売しています。当社はカスタム Ai 可変周波数温度制御ユニットです。 製品を見る→ | 特徴 | サーモスタット膨張弁 | 電子膨張弁 |
|---|---|---|
| 制御方法 | 機械的圧力検知 | マイクロプロセッサ制御の電気モーター |
| スーパーヒート | スプリングセッティングで固定 | プログラム可能で適応性のある |
| 応答速度 | 中 | 速い |
| コスト | 下位 | より高い |
| メンテナンス | 機械的チェック | 電子診断 |
| 最適な用途 | 安定した負荷またはゆっくりと変化する負荷 | 変動負荷と効率重視のシステム |
システムに合わせた膨張バルブのサイズ設定と選択
正しい TXV を選択することは、パイプの直径が一致するかどうかだけではありません。バルブは、冷媒の種類、蒸発温度範囲、必要な冷却能力、液体ライン全体の圧力降下、必要な均等化のスタイルに応じて選択する必要があります。主な要因は次のとおりです。
- 冷媒の種類。各冷媒は異なる圧力と温度の関係を持っています。
- 蒸発温度、通常は蒸発器出口の飽和温度
- コンプレッサーの定格馬力ではなく、動作条件におけるエバポレーターの冷却能力
- 液体ラインの圧力降下により、フラッシュガスやバルブの枯渇が発生する可能性があります
- ディストリビューターの圧力降下に応じて、内部または外部イコライザー
バルブが供給するコンポーネントのより鮮明な画像については、を参照してください。 冷蔵室用エバポレーターの仕組み 。バルブが大きすぎると、ハンチングが発生し、急速に開閉し、不安定な過熱が発生します。バルブのサイズが小さすぎるとエバポレーターが詰まり、プルダウン速度が低下します。
高速プルダウン アプリケーションの場合、 中温急速プルダウン蒸発器 多くの場合、幅広い過渡負荷に対応するサイズの TXV と一致します。バルブは、最初のプルダウン中にコイルをアクティブに保ち、部屋が設定点に近づくと安定する必要があります。
上流の凝縮ユニットもバルブの性能に影響を与えます。義務に見合った 中低温空冷凝縮器 バルブ入口部の液圧を安定に保ちます。凝縮ユニットが大きすぎたり小さすぎたりすると、バルブは圧力の変動を認識し、正しい過熱度を維持できなくなります。
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温度式膨張弁は、冷凍システムに大きな影響を与える小さな部品です。コンプレッサーをフラッドバックから保護し、エバポレーターを飢餓から保護します。正しいサイズ設定、適切な過熱度調整、クリーンな冷媒回路により、TXV は何年も機能し続けます。従来の機械式バルブを選択するか、電子代替バルブを選択するかに関係なく、室温が安定し、エネルギー消費が低減され、故障が少なくなります。
冷蔵室または商業用冷凍プロジェクトを計画するときは、バルブ、蒸発器、および凝縮ユニットを 1 つの適合したシステムとして評価します。 3 つのコンポーネントすべてを設計および構築するメーカーに相談すると、高額なサービス コールにつながる互換性の問題を回避できます。
