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摘要：目前空调市场上一对一热泵空调器以其冷热兼用、安装使用简便等特点受到市场的广泛青睐。电子膨胀阀可按电脑设定程序进行流量调节，它适应制冷系统机电一体化的要求，具有传统热力膨胀阀的优点并抛弃了其存在的缺陷。本文通过对电子膨胀阀作为节流机构等一系列作用描述，深刻探讨了一对一热泵空调器采用电子膨胀阀进行控制的优点。
关键词：一对一热泵空调器;电子膨胀阀;流量控制
随着我国国民经济的不断发展，空调市场需求越来越大。其中一对一热泵空调器以其冷热兼用、安装使用简便等特点受到了市场的广泛青睐。人们对空调器的要求已转向其实现过程高效节能，这就促进空调行业现在研究的重点从单纯提高整机标准工况的能效比转移到提高季节能效比等方向上。
一对一热泵空调器由于要求运行环境条件从43℃至-25℃，而且机组一般处于全年连续运行状态，用户负荷的波动较剧烈，如何在动态情况下始终保持机组的高效运行，即提高季节能效比、降低运行费用是目前行业所共同关心的问题。
采用电子膨胀阀作为节流机构，目的在于提高系统的可靠性和效率。提高系统的可靠性关注点在于减少压缩机故障或回避重大故障的功能;提高系统效率的关注点在于冷却器换热面积的充分利用尽可能减少过热度和提高不同工况下的能效比。电子膨胀阀较多地选择过热度作为其控制参数，对一对一热泵空调器来讲，如果单纯采用蒸发器过热度为控制参数可能在某些工况突变条件下导致机组内压缩机的排气温度过高出现重大故障。为防止压缩机破损大多数控制采用排气温度过高报警处理强制停止压缩机而不能在排气温度出现异常趋势前对制冷剂流量进行控制、而且为了保证一定的过热度需要减少蒸发器冷却面积降低换热量效率。
压缩机排气温度是反应系统运行状态的重要参数。采用排气温度模式与采用过热度模式相比从控制特性上看排气温度控制模式的最大长处是在控制排气温度的同时能控制蒸发器出口处的制冷剂状态。蒸发器出口处过热度大时，排气温度高，排气温度反馈信号使电子膨胀阀增大供液量，保证蒸发器直到出口处保持良好的润湿状态，蒸发器传热面积得到充分利用，热交换效率提高，制冷能力提高，另一方面，压缩机吸入饱和气态制冷剂压缩效率有所提高，排气温度又得到控制，于是机组运行的经济性和可靠性都提高。
电子膨胀阀采用排气温度控制模式，也便于使流量控制参与系统控制，我们可以使它与室内外温度控制协调。当负荷大、室温高时，适当降低排气温度的设定值，则供液量增大，使系统处于较高蒸发温度下进行，制冷能力和稳定性得到提高。
为尽可能全面比较电子膨胀阀开度变化对压缩机排气温度、蒸发器过热度、等温度值的影响，通过手工调节被测空调器在额定标准工况下电子膨胀阀的开阀步数，对其分别进行了制冷、制热两种工况不同开阀步数的观察。
空调器的性能测试是在松下制冷（大连）有限公司焓差实验室进行的。通过预制实验室的温湿度，可实现对空调器的制冷量、耗功、压力、温度、风量和电参数等参数的测量。
实验研究结果如下：
1.各温度响应曲线
实验在额定制冷工况手工调节电子膨胀阀的脉冲时蒸发器出口过热度、蒸发温度、冷凝温度、排气温度的动态响应，在保证热负荷恒定的前提下，待系统启动稳定后，将电子膨胀阀的开度进行调整，采样测量蒸发器的进出口温度、压缩机的排气温度等温度，计算出蒸发器出口的过热度，得出实验曲线图1至2。
图1 电子膨胀阀开度由95步变到105步相应温度值变化图
图2 电子膨胀阀开度由105步变到95步相应温度值变化图
在电子膨胀阀的开度减小后，蒸发器进口温度下降，出口温度上升，过热度增大，约经过几分钟的动态过程后达到稳定，此时压缩机的排气、冷凝和蒸发温度也达到稳定状态，在电子膨胀阀开度变化较大时，蒸发器过热度变化有超调过程，蒸发器进口温度有一个先降低而后回升的过程，蒸发器出口温度则稳定上升，因而引起过热度变化的波动，这主要是蒸发器进口温度的影响。
电子膨胀阀开度变小，使得蒸发器出口温度升高，直接影响从冷凝器经过电子膨胀阀节流流入蒸发器可视为等焓节流过程，因而蒸发器进口状态的变化可以映射出冷凝器出口状态的变化，即过冷制冷剂状态的变化。电子膨胀阀开度变大，蒸发温度出现剧烈的变动，过热度变化不明显。
2.两种节流装置实验比较
在实验样机上只改变节流装置分别采用电子膨胀阀和毛细管组件，通过制冷、制热在不同工况下机器性能来比较两者的不同。以制热量变化曲线为例，
图3 不同工况制热量变化
从图3可以看出，用电子膨胀阀节流和采用毛细管节流在额定工况下制热量相差不大，但随着工况的变化即室外温度的下降，电子膨胀阀节流的空调器能力下降百分比、能效比下降百分比均比采用毛细管节流的空调器能力下降百分比、能效比下降百分比大，所以可以看出电子膨胀阀节流空调在进行制热时适应低温环境温度的能力更强。同样电子膨胀阀节流和采用毛细管节流在额定工况下制冷量和排气温度相差也不大，但电子膨胀阀节流空调在进行制冷时适应高温环境温度的能力却更强。
参考文献
[1]前田秀雄.TKS-SK-D000311，电磁阀设计基准，1987.11.27
[2]Application Engineering Bulletin，AE-1260-R1，Revised March 1，1993，Copeland 17～1260.
[3]岸谷良平.压缩机の吐出温度を制御して送液制御すゐ电子膨胀阀システム，冷冻[J]， Vol.72，№837.
[4]TKS-SK-D 000369， 電気用品技術基準チェックリスト.
关键词：一对一热泵空调器;电子膨胀阀;流量控制
随着我国国民经济的不断发展，空调市场需求越来越大。其中一对一热泵空调器以其冷热兼用、安装使用简便等特点受到了市场的广泛青睐。人们对空调器的要求已转向其实现过程高效节能，这就促进空调行业现在研究的重点从单纯提高整机标准工况的能效比转移到提高季节能效比等方向上。
一对一热泵空调器由于要求运行环境条件从43℃至-25℃，而且机组一般处于全年连续运行状态，用户负荷的波动较剧烈，如何在动态情况下始终保持机组的高效运行，即提高季节能效比、降低运行费用是目前行业所共同关心的问题。
采用电子膨胀阀作为节流机构，目的在于提高系统的可靠性和效率。提高系统的可靠性关注点在于减少压缩机故障或回避重大故障的功能;提高系统效率的关注点在于冷却器换热面积的充分利用尽可能减少过热度和提高不同工况下的能效比。电子膨胀阀较多地选择过热度作为其控制参数，对一对一热泵空调器来讲，如果单纯采用蒸发器过热度为控制参数可能在某些工况突变条件下导致机组内压缩机的排气温度过高出现重大故障。为防止压缩机破损大多数控制采用排气温度过高报警处理强制停止压缩机而不能在排气温度出现异常趋势前对制冷剂流量进行控制、而且为了保证一定的过热度需要减少蒸发器冷却面积降低换热量效率。
压缩机排气温度是反应系统运行状态的重要参数。采用排气温度模式与采用过热度模式相比从控制特性上看排气温度控制模式的最大长处是在控制排气温度的同时能控制蒸发器出口处的制冷剂状态。蒸发器出口处过热度大时，排气温度高，排气温度反馈信号使电子膨胀阀增大供液量，保证蒸发器直到出口处保持良好的润湿状态，蒸发器传热面积得到充分利用，热交换效率提高，制冷能力提高，另一方面，压缩机吸入饱和气态制冷剂压缩效率有所提高，排气温度又得到控制，于是机组运行的经济性和可靠性都提高。
电子膨胀阀采用排气温度控制模式，也便于使流量控制参与系统控制，我们可以使它与室内外温度控制协调。当负荷大、室温高时，适当降低排气温度的设定值，则供液量增大，使系统处于较高蒸发温度下进行，制冷能力和稳定性得到提高。
为尽可能全面比较电子膨胀阀开度变化对压缩机排气温度、蒸发器过热度、等温度值的影响，通过手工调节被测空调器在额定标准工况下电子膨胀阀的开阀步数，对其分别进行了制冷、制热两种工况不同开阀步数的观察。
空调器的性能测试是在松下制冷（大连）有限公司焓差实验室进行的。通过预制实验室的温湿度，可实现对空调器的制冷量、耗功、压力、温度、风量和电参数等参数的测量。
实验研究结果如下：
1.各温度响应曲线
实验在额定制冷工况手工调节电子膨胀阀的脉冲时蒸发器出口过热度、蒸发温度、冷凝温度、排气温度的动态响应，在保证热负荷恒定的前提下，待系统启动稳定后，将电子膨胀阀的开度进行调整，采样测量蒸发器的进出口温度、压缩机的排气温度等温度，计算出蒸发器出口的过热度，得出实验曲线图1至2。
图1 电子膨胀阀开度由95步变到105步相应温度值变化图
图2 电子膨胀阀开度由105步变到95步相应温度值变化图
在电子膨胀阀的开度减小后，蒸发器进口温度下降，出口温度上升，过热度增大，约经过几分钟的动态过程后达到稳定，此时压缩机的排气、冷凝和蒸发温度也达到稳定状态，在电子膨胀阀开度变化较大时，蒸发器过热度变化有超调过程，蒸发器进口温度有一个先降低而后回升的过程，蒸发器出口温度则稳定上升，因而引起过热度变化的波动，这主要是蒸发器进口温度的影响。
电子膨胀阀开度变小，使得蒸发器出口温度升高，直接影响从冷凝器经过电子膨胀阀节流流入蒸发器可视为等焓节流过程，因而蒸发器进口状态的变化可以映射出冷凝器出口状态的变化，即过冷制冷剂状态的变化。电子膨胀阀开度变大，蒸发温度出现剧烈的变动，过热度变化不明显。
2.两种节流装置实验比较
在实验样机上只改变节流装置分别采用电子膨胀阀和毛细管组件，通过制冷、制热在不同工况下机器性能来比较两者的不同。以制热量变化曲线为例，
图3 不同工况制热量变化
从图3可以看出，用电子膨胀阀节流和采用毛细管节流在额定工况下制热量相差不大，但随着工况的变化即室外温度的下降，电子膨胀阀节流的空调器能力下降百分比、能效比下降百分比均比采用毛细管节流的空调器能力下降百分比、能效比下降百分比大，所以可以看出电子膨胀阀节流空调在进行制热时适应低温环境温度的能力更强。同样电子膨胀阀节流和采用毛细管节流在额定工况下制冷量和排气温度相差也不大，但电子膨胀阀节流空调在进行制冷时适应高温环境温度的能力却更强。
参考文献
[1]前田秀雄.TKS-SK-D000311，电磁阀设计基准，1987.11.27
[2]Application Engineering Bulletin，AE-1260-R1，Revised March 1，1993，Copeland 17～1260.
[3]岸谷良平.压缩机の吐出温度を制御して送液制御すゐ电子膨胀阀システム，冷冻[J]， Vol.72，№837.
[4]TKS-SK-D 000369， 電気用品技術基準チェックリスト.