冷媒膨脹閥特性探討

Abstract

本文以實驗探討冷凍循環中之電子膨脹閥在穩態及暫態條件下之特性，實 驗系統以冷媒R-134a為工作流體，採用雙套管式熱交換器及可變轉速壓縮 機，膨脹裝置為步進馬達驅動型之電子膨脹閥。在穩態實驗方面，改變電 子膨脹閥開度、壓縮機轉速及蒸發器和冷凝器進口水溫，探討不同條件對 系統性能的影響。暫態實驗則以控制蒸發器出口過熱度為目的，探討電子 膨脹閥之控制模式和過熱度暫態反應之關係。實驗中另以內平衡感溫式膨 脹閥在相同條件下與電子膨脹閥做一比較。實驗結果發現，電子膨脹閥流 量控制範圍較大，可以隨負荷大小及壓縮機轉速改變閥開度，而感溫式膨 脹閥較適用於定轉速之冷凍系統。在穩態時系統之性能隨電子膨脹閥開度 愈大而有較高之 EER值，蒸發器入口水溫愈高或冷凝器入口水溫愈低則性 能愈佳，同時也發現壓縮機轉速較低，系統會有較高之 EER值。暫態實驗 方面，感溫式膨脹閥在啟動初期過熱度有相當大幅度之振盪，到達穩定後 的振盪幅度也頗大；電子膨脹閥在初期會有高於穩態值之超越現象 (overshoot)，這可由初始開度的選擇使其稍為緩和，達到穩定後過熱度 之振盪幅度可控制約在±1℃以內。