电子膨胀阀变频节能技术及合同能源管理运营手册

第二十一节　电子膨胀阀变频节能技术

一、技术名称

电子膨胀阀变频节能技术。

二、适用范围

家用空调、商用空调、冷冻及冷藏设备。

三、与该节能技术相关生产环节的能耗现状

新颁布的国家标准—《房间空调能效限定值及能效等级》（GB12021.3—2010）将房间空调（制冷量≤4500W）的五个能效等级调整成为三个等级，从一级到三级的能效值分别为3.6、3.4和3.2，入门等级由原来的2.6提高到了3.2，但因该标准未对制热状态的能效值进行评价，导致该标准并未能全面评价房间空调的年度综合能效。考虑对于房间空调的年度综合能效评价，目前市场上销售的大部分房间空调的年度能耗指标仍然偏高。

四、技术内容

（一）技术原理

电子膨胀阀由阀体和线圈两部分构成，阀体通过连接管与空调系统连接，线圈装配在阀体上。线圈与阀体构成了PM型步进电机，线圈相当于步进电机的定子，阀体充当步进电机的转子，通过对脉冲发生器输入到线圈的脉冲驱动信号的控制，可以控制阀体内转子的定位转动，从而实现电子膨胀阀的开闭和冷媒流量的线性调节。

电子膨胀阀是变频空调系统中的关键节流元件。变频空调是通过变频器改变压缩机的供电频率，通过频率的变化调节压缩机的转速，当供电频率高时，压缩机转速就快，空调器制冷（热）量也就大；当供电频率较低时，空调器制冷（热）量就小。上述大小变化必须依靠电子膨胀阀来自动控制系统中冷媒流量的大小，使之与变频压缩机的功率相匹配。通过电子膨胀阀对制冷剂流量的自动调节，可使空调系统始终保持在最佳的工况下运行，达到快速制冷、精确控温、节省电能的效果。而且电子膨胀阀具有可逆性，可实现制冷、制热状态下流量的自动控制。

（二）关键技术

（1）可回收的热塑性塑料及导磁体内封装工艺制作线圈；

（2）钕铁硼磁粉注塑成型阀体的磁转子；

（3）阀体的阀腔结构的设计优化。

（三）工艺流程

电子膨胀阀的工作原理如图10-28所示：

图10-28　电子膨胀阀工作原理图(www.xing528.com)

五、主要技术指标

（1）气密性4.2MPa×1min无泄漏；

（2）耐压6.3MPa×3min无变形；

（3）破坏压力16.8MPa×1min无开裂破坏；

（4）阀口泄漏≤600ml/min；

（5）逆向开阀压差≥2.11MPa；

（6）最高动作压差≥3.43MPa；

（7）绝缘电阻≥100MΩ，电气强度AC500 V/50Hz1min无闪络或击穿；

（8）线圈温升≤60K；

（9）线圈抗雷击5kV以上；

（10）寿命耐久10万次以上。

六、技术应用情况

该技术已通过省级新产品鉴定，产品技术达到国内领先水平。目前已在部分变频空调机上应用，技术成熟，节能效果较好。

七、典型用户及投资效益

典型用户：三菱电机。

建设规模：年产600万套直流变频空调用电子膨胀阀的生产线。主要技改内容：选择和采购合适的高精度加工设备及确定合理的加工工艺；选择和采购转子部件相关材料（特别是功能材料），转子部件相关成型模的设计制造和加工工艺的确定，以及转子充磁工装的设计和充磁参数的确定，以满足转子精度、磁性能和稳定性、可靠性的要求；3PBT塑封线圈的极板精度保证包封材料、加工设备的选型、工艺设备的确定，以保证分度精度和塑封密封性等。节能技改投资额7500万元，建设期2年。每年可节电21.268亿kWh，折合26.0万tce，投资回收期5.6年。

八、推广前景和节能潜力

电子膨胀阀主要应用于变频空调系统中，以实现制冷剂流量的自动调节，具有较好的节能效果。目前国内压缩机上的使用比例约为20%，随着变频节能技术的推广，国内变频空调市场将会逐步扩大，预计2015年，全国使用电子膨胀阀的压缩机将超过2000万台，年节能能力可达85万tce。