1   熱力膨脹閥
目前氟利昂冷藏庫中采用的節流裝置是熱力膨脹閥，熱力膨脹閥的工作原理是通過感受蒸發器出口制冷劑蒸氣過熱 度的大小，來調節制冷劑的流量，以維持恒定的過熱度，在 控制原理上屬于比例調節器。雖然熱力膨脹閥可以自動調節 制冷劑的流量，但是它的缺點也是很顯著的：

（1）對過熱度 響應的延遲時間長，特別是容積延遲。蒸發器出口處的過熱 蒸氣先把熱量傳給感溫包外殼，感溫包外殼本身就具有較大 的熱惰性，造成了一定的容積延遲，感溫包外殼把熱量傳給 感溫介質，這又產生了進一步的延遲。延遲的結果會導致熱 力膨脹閥交替地開大或關小，即產生振蕩現象。當膨脹閥開 得過大時，蒸發器出口過熱度偏低，吸氣壓力上升；當閥開 得過小時，蒸發器供液不足，吸氣壓力降低。這對整個系統 的經濟性和安全性都會產生不利影響。實驗表明，熱力膨脹 閥調節效果對小型裝置要十幾分鐘，大型裝置要 30 min～40 min 才穩定。

（2）調節范圍有限。因為與閥針連接的膜片 的變形量有限，使得閥針的運動位移較小，故流量調節范圍小。這對于負荷變化較大的冷藏庫或者采用變頻壓縮機的系 統，熱力膨脹閥便無法滿足要求。

（3）調節精度低。熱力膨脹閥的執行機構膜片由于加工精度和安裝等因素，會產生的 變形及影響變形靈敏度，故難以達到較高的調節精度。
為了克服上述缺點，制冷系統中熱力膨脹閥的替代問題越來越引起了人們的關注。
2   電子膨脹閥
電子膨脹閥是按照預設程序調節蒸發器供液量，因屬于電子式調節模式，故稱為電子膨脹閥。它適應了制冷機電一 體化的發展要求，具有熱力膨脹閥無法比擬的優良特性，為 制冷系統的智能化控制提供了條件，是一種很有發展前途的 自控節能元件。電子膨脹閥與熱膨脹閥的基本用途相同，結 構上多種多樣，但在性能上，兩者卻存在較大的差異。
從控制實現的角度來看，電子膨脹閥由控制器、執行器 和傳感器 3 部分構成，通常所說的電子膨脹閥大多僅指執行 器，即可控驅動裝置和閥體，實際上僅有這一部分是無法完 成控制功能的。電子膨脹閥控制器的核心硬件為單片機，如 控制器同時要完成壓縮機及風機的變頻等控制功能，一般采 用多機級連的形式。電子膨脹閥的傳感器通常采用熱電偶或 熱電阻。
 
電子膨脹閥作為一種新型的控制元件，早已經突破了節流機構的概念，它是制冷系統智能化的重要環節，也是制冷 系統優化得以真正實現的重要手段和保證，也是制冷系統機 電一體的象征，已經被應用在越來越多的領域中。由于電子 膨脹閥的采用，突破了以前在空調機組設計過程中存在的某 種系統屈從熱力膨脹閥的觀念，進入膨脹閥為系統優化服務的新境界，對于制冷行業的發展起著重要的作用。
與熱力膨脹閥相比電子膨脹閥在以下方面有顯著的優 勢：

（1）電子膨脹閥的驅動方式是控制器通過對傳感器采集 得到的參數進行計算，向驅動板發出調節指令，由驅動板向 電子膨脹閥輸出電信號，驅動電子膨脹閥的動作。電子膨脹 閥從全閉到全開狀態其用時僅需幾秒鐘，反應和動作速度快， 不存在靜態過熱度現象，且開閉特性和速度均可人為設定， 尤其適合于工況波動劇烈的熱泵機組的使用。

（2）電子膨脹閥的適用溫度低。對于熱力膨脹閥，當環 境溫度較低，其感溫包內部的感溫介質的壓力變化大大減 小，嚴重影響了調節性能。而對于電子膨脹閥，其感溫部件 為熱電偶或熱電阻，它們在低溫下同樣能準確反應出過熱度 的變化。因此，在冷藏庫的凍結間等低溫環境中，電子膨脹 閥也能提供較好的流量調節。

（3）電子膨脹閥的過熱度設定值可調。只需改變一下控 制程序中的源代碼，就可改變過熱度的設定值。完全不像熱 力膨脹閥那樣要進入冷庫當中，現場調節彈簧的預緊力來改 變過熱度的設定值，對電子膨脹閥的調節作用可以徹底實現 遠距離控制，并且電子膨脹閥可根據不同需要靈活調整過熱 度以減小蒸發器表面和冷藏庫內環境之間的溫差，從而減少 蒸發器表面的結霜，這樣一來，既提高了冷凍能力，同時也 可以降低食品的干耗。

（4）電子膨脹閥可起到節能的作用。對于冷藏庫制冷系 統停機期間如使高低壓側連通，則會產生所謂工質遷移現象， 即冷凝器中的常溫高壓液體將逐漸流入蒸發器，使蒸發器的 溫度壓力都升高。再次開機時，要重新建立壓差也需要消耗 壓縮機額外一部分能量。反之，若在停機期間切斷高低壓側， 這雖然維持了蒸發器的低溫低壓，但再次啟動時，壓縮機屬 于帶載啟動，電流沖擊大，也會增加能量的損失。但若是采 用電子膨脹閥就會解決上述問題。具體做法是：停機時令膨脹閥全關，防止冷凝器的高溫液體流入蒸發器，造成再次啟 動時的能量損失。開機前，將膨脹閥全開，使系統高低壓側 平衡，然后開機。這樣既實現了輕載啟動，又減少了停機中 的熱棍失。另外，采用電子膨脹閥可以縮短凍結時間，電子 膨脹閥在凍結全過程中能做到負荷與冷量平衡，凍結效率可 以得到提高，凍結時間比熱力膨脹閥也可縮短10%，同時也 就減少了壓縮機的能耗。采用電子膨脹閥控制壓縮機排氣溫 度可以防止因排氣溫度的升高對系統性能產生的不利影響， 同時又可省去專設的安全保護器，節約成本，節省電耗約6%。

（5）電子膨脹閥適應機電一體化的發展要求。隨著微 機控制技術的崛起，機電一體化已成為制冷系統發展的新趨勢。電子膨脹閥照比熱力膨脹閥已由原來的機械式控制向電腦式控制發展，充分體現了機電一體化的發展趨勢。目前在 家用空調領域，電子膨脹閥和變頻壓縮機組成的系統已取得 了很好的效果，其原理就是將電子膨脹閥大范圍的流量調節特性與變頻壓縮機的變頻特性結合起來。
3   電子膨脹閥的形式
目前人們對電子膨脹閥的研究和開發主要針對的是電磁式膨脹閥和電動式膨脹閥。電磁式膨脹閥在電磁線圈通電前， 針閥處于打開位置；由線圈上施加的電壓控制針閥開度的大 小，從而調節膨脹閥的流量。該閥動作響應快，但在制冷系 統工作時一直需要供電。電磁式膨脹閥如圖1 所示。

 電動式膨脹閥也即步進電機驅動電子膨脹閥，它通過給 電機驅動施加一定邏輯關系的數字信號，使步進電機通過螺 紋驅動閥針的向前和向后運動，從而改變閥口的流通面積達 到控制流量的目的。電動式膨脹閥又有直動型和減速型兩種。 直動型是步進電機直接帶動閥針（直動型電動式膨脹閥如圖
2 所示）；減速型是步進電機通過減速齒輪組推動閥針動作。通過減速齒輪組可以產生較大的推力，是一種常用的驅動方式。