現在、ますます多くの民生用および商業用冷凍装置が、純正の熱式膨張弁の代わりに電子膨張弁を使用しています。電子膨張弁と熱式膨張弁は基本的な用途は同じですが、性能が異なります。
1. 調整範囲
現在、温度式膨張弁の調整範囲は一般的に狭いです。ヒートポンプユニットは冷凍だけでなく加熱も行う必要があり、適切な環境温度範囲は-15℃〜+43℃で、対応する冷媒蒸発温度は-25℃〜5℃の範囲で動作します。さらに、冷凍回路内に複数の圧縮機がある場合、ユーザー負荷の変化に応じて稼働する圧縮機の数も変化し、冷媒流量が大幅に変化します。
したがって、単一の熱式膨張弁では、大型のヒートポンプ ユニットの動作には適していません。現在、大規模ヒートポンプ製品の多くはシングルループ、シングルコンプレッサーで設計されており、独立した冷凍モードと暖房モードを備えた膨張弁システムが採用されており、システムの複雑さと製造コストが増加します。電子膨張弁は15％～100％の範囲で正確に調整可能です。
現在の使用効果によると、上記の条件下では単一の電子膨張弁でヒートポンプユニットの規制を満たすことができます。製品の特性に合わせて調整範囲を設定できるため、柔軟性が高まります。
2.過熱度の制御
(1) 過熱度制御点:
温度式膨張弁の場合、一般に蒸発器出口の過熱度のみを制御できます。セミクローズドおよびフルクローズドコンプレッサーシステムでは、制御点を蒸発器出口だけでなくコンプレッサー吸入ポートにも設定でき、コンプレッサーの吸入過熱度を制御してコンプレッサーの効率を確保できます。
(2)過熱度設定値：
温度式膨張弁の場合、過熱度設定値はメーカーが製造工程で設定するのが一般的で、通常は5℃、6℃、または8℃です。電子膨張弁の過熱度は、製品のさまざまな特性に応じて手動で設定できます。たとえば、蒸発器出口の過熱度を 6 ℃、コンプレッサー吸入の過熱度を 15 ℃ に設定することができ、非常に柔軟です。
(3) 標準以外の運転条件下での過熱度制御の安定性:
温度式膨張弁の過熱設定値は全て標準状態での設定値です。しかし、充填する作動流体の特性上、システムが標準使用条件から逸脱すると、凝縮圧力の変化に伴い過熱度が設定値から外れ、システム効率の低下を引き起こすだけでなく、システムの変動を引き起こすことになります。電子膨張弁の過熱度はコントローラーによって人為的に設定され、システムの実際の過熱度はセンサーが収集した制御点のパラメータから計算されるため、このような問題はありません。
(4) システム規制のインテリジェンス:
温度式膨張弁の過熱度制御は、充填された作動流体の特性によって決まる電流制御点の状態に基づいて行われます。システムの変化傾向を判断することはできません。電子膨張弁の制御ロジックは、さまざまな製品の設計および製造特性に応じて、さまざまなインテリジェント制御システムを採用できます。システムの現在の状態を調整するだけでなく、過熱度の変化率やその他のパラメーターに応じてシステムの特性を区別することもできます。さまざまなシステム変化の傾向に応じて、対応する制御方法が採用されます。そのため、温度式膨張弁よりも応答速度やシステム変化への追従性が優れています。
3. 反応速度
The thermal expansion valve is driven by taking advantage of the thermal characteristics of the filling working medium, so its opening and closing characteristics are as follows:
(1) The sensitivity of reaction and the speed of opening and closing are slow.
(2) Generally speaking, the opening and closing speed of thermal expansion valve is relatively consistent.
(3) In the process of unit start-up, there is static superheat. The superheat (SH) of thermal expansion valve is composed of static superheat (SS) and opening superheat (OS). Due to the existence of static superheat, there will be a tendency to delay the opening of thermal expansion valve during startup.
電子膨張弁の駆動モードは、コントローラーがセンサーによって収集されたパラメータを計算し、調整コマンドを駆動ボードに送信し、駆動ボードが電子膨張弁に電気信号を出力して電子膨張弁の動作を駆動します。電子膨張弁は全閉から全開までわずか数秒で変化します。反応速度、動作速度が速く、静的な過熱現象がありません。また、開閉特性や開閉速度を手動で設定できるため、運転条件の変動が激しいヒートポンプユニットの使用に特に適しています。
4. 多彩な制御機能
ユニットの初期起動時に過剰な冷媒圧力と蒸発側流量によって引き起こされるコンプレッサーの過負荷を防ぐために、温度式膨張弁には一般にモップ機能が装備されています。つまり、蒸発圧力が設定値より低い場合にのみ膨張弁が開きます。しかし、電子膨張弁と比較すると、その機能はまだ単調です。
電子膨張弁の構造は、スロットル機構と電磁弁を有機的に組み合わせたものと考えられ、コントローラによって調整することができます。したがって、さまざまな製品特性に応じて、ユニットの起動、負荷変化、霜取り、シャットダウン、および故障保護の条件下で制御機能の多様性と優位性を示します。たとえば、冷媒の流れを調整する電子膨張弁は、蒸発器を制御するだけでなく、凝縮器の調整にも使用できます。
蒸発条件が許せば、凝縮圧力が高すぎる場合は、膨張弁を適切に閉じてシステム内の冷媒流量と凝縮器の負荷を軽減し、凝縮圧力を下げてユニットの効率的かつ信頼性の高い動作を実現することができます。