电子膨胀阀在制冷陈列柜中的应用研究

为了分析制冷陈列柜采用电子膨胀阀时柜内温度控制稳定性和节能效果,针对电子膨胀阀和热力膨胀阀用于制冷陈列柜时的柜内温度及功耗进行试验。结果表明:采用电子膨胀阀时,制冷陈列柜内温度下降较快,且温度波动范围小,比采用热力膨胀阀时节能约4.46%。

多联式热泵空调用电子膨胀阀进出口流向控制对节流噪声影响的实验研究

多联机热泵空调用电子膨胀阀因具有进出口管相互垂直的结构特性,使制冷剂具有以垂直阀针轴线方向和以平行阀针轴线方向进入电子膨胀阀两种流向形式,制冷剂在这两种流向型式下节流时产生的节流噪声具有明显差异,需要明确进出口流向控制对节流噪声的影响。设计并搭建了可对流经电子膨胀阀的制冷剂进行状态调控和流型观测且可对节流噪声的声压级进行测量的实验装置,获得了不同制冷剂流量和干度工况下制冷剂流向对节流噪声的影响规律。研究表明:制冷剂从与阀针轴线方向垂直的进口管流入时,节流噪声主要表现为制冷剂节流空化时产生的空泡溃灭噪声,声压级范围较低;制冷剂从与阀针轴线方向平行的进口管流入时,节流噪声表现为空泡溃灭与阀针振动相互耦合的噪声,声压级范围较高;在实验中这两种流向下节流噪声的声压级范围分别为47.1~57.1 dB及61.9~67.7 dB。通过对空调系统的制冷剂流向进行优化设计,保证制冷剂始终从与阀针轴线方向平行的进口管流入电子膨胀阀,可降低多联机热泵空调系统在运行过程中的噪声水平。

采用电子膨胀阀和毛细管的空气源热泵热水器性能对比实验研究

为研究不同节流方式对空气源热泵热水器性能的影响,分别以毛细管(CAP)和电子膨胀阀(EEV)作为节流元件研制了样机,通过实验对比研究其运行特征。结果表明:CAP系统的吸气过热度能稳定在1℃左右;CAP系统的排气温度相对更低,约比EEV系统低15℃;加热同样一箱水,CAP系统的制热速度更快;EEV系统的COP和全年性能系数(APF)均高于CAP系统,但在名义工况下CAP系统具有与EEV系统相当的制热COP。综合考虑制热性能及初投资等因素,可根据需要优先采用毛细管作为节流装置。

基于流型调整器结构优化的电子膨胀阀降噪设计

空调器中电子膨胀阀入口制冷剂为不稳定的气液两相流型时,容易产生严重的流动噪声。通过在流路中加流型调整器,有望稳定制冷剂流型,从而降低噪声,这需要掌握流型调整器对于噪声的影响机制,在此基础上优化其结构参数。先通过实验验证流型模拟方法的可靠性,然后通过模拟得到典型的制冷剂不稳定弹状流入口条件下,流型调整器孔间隔、厚度、孔径对制冷剂流动噪声的影响规律;并对流型调整器的结构参数进行合理组合,优选得到最有利于降噪的流型调整器结构。研究结果表明:流动噪声随着孔间隔的增大而增大,随着厚度和孔径的增大而先减小后增大。孔径是影响流型调整效果的最主要因素,通过合理设计该参数可以使流动噪声得到最大程度的降低;本文的研究条件下,可以使噪声降低6.88 dB。

R1234yf新能源汽车空调电子膨胀阀测试系统研制

针对目前国内现有电子膨胀阀测试系统偏差大、测试范围小、耗能大,研制了一种新型R1234yf新能源汽车空调电子膨胀阀测试系统,该测试系统利用制冷剂节流后气相经压缩机加压、液相经制冷剂循环泵加压,两相充分混合后进入冷凝器,利用排气节流阀直接控制被测电子膨胀阀阀后压力。依据汽车热管理国家标准对该测试系统进行了可行性及热力性能分析,并与实际制冷方法、液环法测试系统冷凝热负荷及耗功总和进行对比。结果表明:该系统利用两相环法,可以减少冷凝后的冷凝热量,通过排气节流阀控制被测阀后压力,取消蒸发器,提高系统性能;在流经被测试电子膨胀阀的工质质量流量为0.02~0.18 kg/s工况下,该系统冷凝热负荷较实际制冷方法减小了71.6%,较液环法降低了37.9%,耗功总和则比实际制冷方法下降了63.7%~38.6%,但比液环法约增加了7.5%。该系统可为新能源汽车空调行业电子膨胀阀性能测试提供可行且节能的测试方法。

电子膨胀阀的开度对变频除湿机低温工况下除湿性能的影响

在低温工况下,霜层容易在冷冻除湿机的蒸发盘管表面出现,从而恶化其除湿性能。为了提升冷冻除湿机在低温工况下的除湿性能,搭建了变频除湿机性能测试系统,通过实验研究了在低温工况下,压机频率和风机转速不同组合下,电子膨胀阀的开度对除湿系统运行参数、除湿性能以及结霜现象的影响。得出以下结论:电子膨胀阀开度的增大可以提高蒸发温度,使蒸发器最低温度点推迟到流程后半段,使霜层在冷凝水分布稀疏的区域首先出现,从而缓解结霜现象,提高除湿性能。并且当蒸发温度达到-4℃附近时,结霜覆盖率接近100%,蒸发盘管表面严重结霜,此时吸气压力也异常降低,达到0.2 MPa。实验结果表明,-4℃的蒸发温度和0.2 MPa的吸气压力可以作为除霜开始的一般判据。研究成果可以为冷冻除湿机在低温工况下的除湿性能提升提供优化方向和参考依据。

电子膨胀阀的两相流致噪声特性及降噪技术研究

电子膨胀阀是空调运行的关键部件之一,也是可能产生噪声的部件之一。空调运行产生的噪声可能会影响其舒适性,而阀门的两相流致噪声问题也带来了一定的困扰。为解决这一问题,改造阀门结构并进行研究,以实现阀门降噪的目标。针对双向节流元件电子膨胀阀的流动特性,提出了优化方案。其中,在阀门管路上加入沟槽结构以实现制热方向的降噪,对阀门阀座进行倒角处理以实现制冷方向的降噪。通过对原模型和优化模型进行数值计算,得出以下结论:电子膨胀阀的原模型和优化模型的两相流致噪声都主要集中在节流后产生;在制冷方向上,优化模型的流场最大噪声从原模型的111.7654 dB减小到109.2905 dB;在制热方向上,阀门下游的噪声明显减小,即优化模型中噪声向下游发展的趋势减小。

电子膨胀阀对物流车冷冻系统性能的影响

为了研究电子膨胀阀开度对纯电动物流车冷冻系统性能的影响,在焓差实验室搭建一套中压补气型纯电动物流车冷冻系统实验台,通过改变主路和补路电子膨胀阀开度进行实验。结果表明:主阀开度由10%逐渐升高到22%时,排气温度降低11.92%;主阀开度为14%时,制冷量、制冷效率(COP)和能效比(EER)分别取得最大值1.41 kW、1.57、1.04;补阀开度从10%升高到25%的过程中,制冷量、COP和EER分别降低3.52%、7.40%和7.30%,压缩机功率升高4.55%。

基于掺气空化的电子膨胀阀降噪研究

空调、冰箱等家用小型制冷设备提供舒适居家环境的同时,其产生的噪声也成为消费者投诉的关键问题之一。本文运用掺气空化理论对电子膨胀阀进行结构优化,通过加装旁通管将蒸发器入口处的制冷剂引入至电子膨胀阀出口处进行掺气,提高制冷剂局部流动压力,有效抑制两相流中气泡的破裂,改进后的双旁通电子膨胀阀和四旁通电子膨胀阀对出口处制冷剂气泡破裂产生的噪声具有极大的降低作用。经数值模拟和实验验证研究发现,双旁通电子膨胀阀和四旁通电子膨胀阀比原电子膨胀阀产生的噪声值分别降低2.729 dB(A)和3.778 dB(A)。

低频工况下电子膨胀阀的调节特性

基于一台R32冷水机组,通过实验研究了低频工况下换热器水侧出口温度、阀前过冷度对于电子膨胀阀调节特性和系统性能的影响,得到以下结论:低频率下吸气过热度对于膨胀阀开度的改变更加敏感,此实验中相同的过热度范围,35 Hz的膨胀阀调节范围为3%,比50 Hz下降9%,容易造成膨胀阀过调的现象,影响系统的稳定性;过冷度对于膨胀阀的敏感问题没有改善作用,而提高水侧出口温度可以扩大阀的调节范围,此实验中冷却水出口温度提高5℃,膨胀阀开度调节范围扩大2.8%;冷冻水出口水温提高4℃,膨胀阀开度调节范围提高2.6%,提高系统稳定性,但过度提高水侧出口温度会影响机组的性能,在实际的应用过程中需要结合实际情况调节水侧出口温度。

绿色工质HP-1高温热泵系统中膨胀阀开度与流量匹配特性

节流过程作为热泵系统中的重要环节,对系统运行有着重要影响.以新型环保工质HP-1准二级压缩高温热泵为对象,考虑电子膨胀阀的阀体开度和制冷剂性质等参数影响,利用MATLAB建立系统循环和电子膨胀阀的数学模型,对系统在变工况下的电子膨胀阀开度与流量匹配特性进行模拟,并利用实验数据通过幂律拟合的方法得到了HP-1的流量系数关联式.研究结果表明:椭圆锥形阀体结构的电子膨胀阀可用于HP-1高温热泵系统,能够适应系统在变工况下的节流特性,蒸发温度在50~90℃、冷凝温度在60~120℃范围变化时,该种类型阀体用于主节流阀的开度调节范围为49.8%~69.8%,用于补气路节流阀的开度调节范围为41.5%~56.0%,且经过实验验证具有良好适用性;获得的拟合关联式与实际数据的相对偏差在-7.8%~+7.5%之间,能够准确地预测电子膨胀阀的流量特性.根据制冷剂性质选择与之匹配的电子膨胀阀,并对其控制系统进行优化改进,这对于实际机组的运行性能至关重要.本研究为高温热泵用电子膨胀阀的选型与控制系统的优化提供了良好的研究基础.

电子膨胀阀的空化流动与噪声的数值模拟分析

电子膨胀阀是空调制冷系统中常用的节流元件,也是空调运转产生噪声的源头之一。文章针对电子膨胀阀在制冷过程中出现的空化及其产生噪声的问题,利用数值分析方法研究阀门开度对空化流动及噪声的影响。结果表明:随着阀门开度的增大,阀门出口的含气率和声功率减小,但最大声功率级的位置总是与空化有关,集中分布在空化区域附近;电子膨胀阀空化噪声随着开度的增大而减小,噪声从40%开度时的170 dB减小到80%开度时的143 dB;除了空化产生的噪声外,阀针的阻碍作用通过改变流体方向产生压力波动而增大流动噪声,下游中间流速大而靠近壁面流速小,从而在剪切力的作用下产生涡流和回流,与壁面相互碰撞也会增大内部流场的噪声。

热气直通化霜技术及电子膨胀阀设计研究

在该研究中,首先提出了空气源热泵热气直通化霜的概念,该技术不需增设热气旁通支路,化霜期间的冷媒流向同制热循环。然后对热气直通化霜期间的流量需求进行了分析,改进了电子膨胀阀的流量曲线,设计了双锥面电子膨胀阀结构以满足正常制热和热气直通化霜期间的流量需求。最后利用CFD技术模拟了热气直通化霜过程中不同膨胀阀脉冲时R32制冷剂在膨胀阀内部的热量损失,结果表明存在最优膨胀阀开度使得膨胀阀出口的化霜热量最大。

多孔材料整流式电子膨胀阀降噪模拟研究

随着制冷技术的发展和进步,现阶段研究重点已由提高空调系统的制冷能力及能效向提升其使用舒适度方向转变,通过降低空调系统室内侧电子膨胀阀内制冷剂流动产生的流致噪声可有效提高空调使用舒适度。应用商业仿真软件FLUENT,采用Mixture多相流模型和空化模型并通过编译UDF设置多孔介质区域的动量源项,在以R410a为工质的制冷系统中,增设不同孔隙率的多孔材料进行整流,模拟整流前后电子膨胀阀内的流场特性和流致噪声。研究不同电子膨胀阀开度下多孔材料的整流降噪效果。研究结果表明:增设多孔材料可在制冷系统制冷量不变的情况下对电子膨胀阀内的制冷剂起到整流作用;整流后的电子膨胀阀在多个方向上噪声都有一定程度的降低,以电子膨胀阀阀孔为中心,半径15 mm内流致噪声声压级平均降低2.9 dB,半径25 mm内流致噪声声压级平均降低3.0 dB,且对高频噪声降噪效果显著;经多孔材料整流后垂直于流动方向的平面内气相分布更加均匀,气泡流转化为内部压力波动较小的泡沫流,有效抑制了制冷剂流经及流出电子膨胀阀时的气泡破裂现象;整流后电子膨胀阀出口处湍动能强度可降低至原始设计的25%以下;采用多孔材料进行降噪适用于小开度工况;通过选定较低孔隙率的多孔材料和合适的电子膨胀阀进出口压差可有效抑制流致噪声的产生。

基于CFD电子膨胀阀空化及噪声特性分析

传统的节流元件(如毛细管等)越来越不能满足空调器的需求,而电子膨胀阀以其调节范围宽等优点被广泛应用。在空调运行过程中电子膨胀阀同样伴随着噪声的产生,本文基于数值计算对不同开度下电子膨胀阀的流场特性进行研究,得到了流场的分布规律和空泡的产生特点,最终得到以下结论:随着阀门开度的增大阀内流量从0.01499 kg/s增大到0.02431kg/s;流场的最大流速随阀门脉冲数的增大而增大,而阀门喉部压降随阀门开度增大而减小;空泡主要在下游产生,且随阀门开度的增大流场中空化现象逐渐减弱;当阀门开度从100脉冲增大到150脉冲时,流场的最大噪声从113.86 dB增大到122.01 dB。

电子膨胀阀对变频CO_(2)热泵调节特性的研究

基于一台跨临界CO_(2)空气源热泵,通过实验研究在恒定气冷器进口水温及水流量工况下,电子膨胀阀对于65—80 Hz的4个高频热泵系统的调节特性,提出针对不同目标的膨胀阀控制策略。研究结果表明:频率一定时,随着膨胀阀开度不断减小,制热量、出口水温、排气压力均先增大后减小;性能系数C_(OP)、蒸发压力均不断减小;针对制热量、出口水温和C_(OP)随开度变化呈现不同的变化趋势,提出不同的电子膨胀阀调控策略以满足不同的用户需求;在电子膨胀阀的实际调控过程中,可以通过观测出口水温和排气压力随开度的变化来避免因质量流量过小导致压缩机性能恶化。

汽车空调热力膨胀阀容量测试技术研究及应用

热力膨胀阀在不同工况下的容量特性是影响制冷系统性能的重要因素,因此需要对热力膨胀阀进行容量测试.本文中研制的制冷量范围为1.5~15.0 kW汽车空调热力膨胀阀容量测试台,其测量值的准确度为1%,控温精度为±0.5℃,测温准确度0.1℃,可以在标准工况或特定工况下进行热力膨胀阀的制冷剂流量测试;在标准工况下,对额定容量的H型热力膨胀阀进行流量-开度、温度-开度等测试,通过分析实验数据,得到在热力膨胀阀工作区域内其温度与流量基本成线性比例关系的结论.通过对实验数据及曲线的分析,结合膨胀阀内部结构尺寸,对膨胀阀进行优化设计,从而获得高性能、高稳定性的膨胀阀产品,向相关企业推广运用,产生社会效益与经济效益.

电子膨胀阀对纯电动冷藏车制冷性能的影响

电子膨胀阀的阀门开度会影响冷藏系统制冷剂的流量,从而影响冷藏系统的制冷性能。在标准焓差实验室中,搭建中压补气型冷藏系统试验台,研究主阀过热度设定值与补阀开度对系统制冷性能的影响。结果表明:系统不补气、补阀开度为0的情况下,主阀过热度设定值为6 K时,冷藏系统的制冷性能最好。系统中压补气、主阀过热度值设定值为6 K的情况下,补阀开度从5%增加到20%时,压缩机排气温度下降了2.52%~6.16%,压缩机功率升高了0.81%~1.57%;补阀开度为10%时,制冷量最大,为4.12 kW,COP最大,为1.66。研究表明,主阀过热度设定值为6 K、补阀开度为10%时,冷藏系统的制冷性能最佳。

汽车空调膨胀阀噪声分析及其优化措施

通过对汽车空调系统的噪声-振动-声振粗糙度(NVH)问题进行分析,阐述了膨胀阀与空调系统匹配的重要性,以及膨胀阀匹配性对空调系统噪声的影响。针对膨胀阀对空调系统相关噪声形成的3种影响因素,即膨胀阀节流过程产生的噪声、冷媒流动的噪声、振动产生的噪声,分析其各自产生的原因并提出解决方案。另外,简单分析了膨胀阀迟滞对系统噪声的影响。

低环境温度空气源热泵机组电子膨胀阀控制策略优化

为提高低环境温度空气源热泵机组制热性能和运行稳定性,对电子膨胀阀吸气过热度控制策略进行优化。通过引入补气过热度、冷凝压力等作为补偿信号对膨胀阀开度进行补偿纠偏,调整吸气侧和补气侧制冷剂流量。试验结果表明:电子膨胀阀控制策略优化后,经济器过冷度从7℃提升至23℃,机组制热量提升10.3%,制热COP提升8.3%,机组运行稳定性提高。