冷水机科普小课堂丨节流装置选错,冷水机效率将大打折扣!
在蒸汽压缩式制冷循环中,压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器四大部件缺一不可,它们共同构成一个封闭的循环系统。其中,节流装置虽然结构简单,却承担着建立高低压差和精准调控制冷剂流量的关键作用。本文将为你详细介绍节流装置的主要类型、核心功能及其各自的技术特点。
一、节流装置的主要功能
在蒸汽压缩式制冷循环中,从冷凝器流出的制冷剂为中温高压的饱和液体。想要让它在蒸发器中有效吸热,必须先把它的压力和温度降下来,直至符合当前工况需求。节流装置正是完成这一“降压降温”任务的关键部件。它通过细小孔道、狭窄通道或可调阀门产生局部阻力,使高压液态制冷剂迅速膨胀。在此过程中,部分液体瞬间汽化,形成低温低压的气液两相混合物,随后进入蒸发器吸收热量。不仅如此,节流装置还承担着精确调节制冷剂流量的重要功能:
☑️防止过多液态制冷剂进入蒸发器,避免压缩机因吸入液体发生“液击”;
☑️防止供液不足,确保蒸发器充分换热,维持系统制冷能力
因此,节流装置不仅是实现压降和相变的“转换器”,更是保障系统能效、稳定性和安全运行的核心环节。
二、节流装置的不同分类
制冷系统中的节流装置主要分为两类:固定流口型和可变流口型。顾名思义,固定流口型的流通截面积恒定不变;而可变流口型则能根据系统运行状态(如负荷、压差等)动态调节流通面积,实现更精准的流量控制。
1. 固定流口型(Fixed Orifice)节流装置:

☑️毛细管(Capillary Tube):毛细管是最简单的固定流口型节流装置。它由内径0.5~2.5 mm、长度1~6 m的细长铜管构成,没有任何运动部件,成本低、可靠性高。毛细管的流量完全取决于系统高压侧和低压侧的压力差,因此只适合用在负荷稳定、运行工况变化小的小型定频设备上,比如家用冰箱和窗式空调等。
2. 可变流口型(Variable Orifice)节流装置:

☑️自动膨胀阀(AEV, Automatic Expansion Valve):自动膨胀阀通过检测蒸发器出口的压力来维持压力基本恒定,从而间接控制制冷剂流量。但单看压力这一个信号,无法判断制冷剂是否完全蒸发。因此在工况变化时,容易出现供液过多(可能造成液击)或供液不足(制冷效果变差)的问题。又因其控温精度有限,自动膨胀阀目前已基本被更先进的膨胀阀替代。

☑️热力膨胀阀(TXV, Thermostatic Expansion Valve):热力膨胀阀通过安装在蒸发器出口的感温包感知温度,并结合阀前压力,自动调节阀门开度,确保制冷剂在蒸发器内充分汽化,并维持稳定的过热度(防止液态制冷剂回流至压缩机)。作为纯机械装置,它无需外部电源,运行稳定可靠。根据蒸发器内部压降情况,分为内平衡式和外平衡式两种——当蒸发器阻力较大、压降明显时,建议选用外平衡式。热力膨胀阀目前广泛应用于商用冷柜、中央空调及工业制冷设备,是目前最主流的可变节流方案。

☑️电子膨胀阀(EEV, Electronic Expansion Valve):电子膨胀阀采用步进电机驱动,系统会通过传感器实时监测蒸发器出口的温度和压力,控制器再根据这些数据采用智能算法(比如PID控制)快速算出最合适的阀门开度,并实时进行调整。
相比机械式阀门,电子膨胀阀具备响应速度快(毫秒级)、控制精度高、可与变频压缩机协同优化、支持远程监控与智能诊断等优势,适用于对能效与稳定性要求极高的场景,比如高端热泵、新能源汽车热管理、数据中心冷却等。目前FerroTec冷水机多数采用电子膨胀阀,充分实现对制冷剂流量的精准调控,提升冷水机系统整体性能与能效水平。
三、节流技术的发展历程
从毛细管到电子膨胀阀,节流装置的演进体现了制冷系统对能效、工况适应性及控制精度的持续提升:
☑️早期以毛细管为代表,注重结构简单与运行可靠,满足基础制冷需求;
☑️中期引入热力膨胀阀(TXV)等机械式反馈装置,实现了基于过热度的自适应调节;
☑️如今依托电子控制与传感技术,通过电子膨胀阀(EEV)实现毫秒级响应、高精度调控及智能化管理。
这一技术升级在宽温域、多变负载的实际运行环境中,保障了制冷系统的高效、安全与稳定。
在冷水机系统中,节流装置虽结构紧凑,却是制冷循环中承上启下的关键环节。它不仅实现了制冷剂的降压与相变,还直接影响着系统的能效、稳定性和控温精度。深入理解节流装置的工作原理与适用场景,有助于我们在实际应用中更合理地对冷水机进行选型、设计和维护。




