电子膨胀阀在多联机系统关键技术应用

1、 前言：随着国家对于节能的重视，节能标准不断出台，对于空调节能的要求也不断提高，多联机，俗称“一拖多”空调正是符合这一要求的空调系列，“多联机”指的是一台室外机通过配管连接多台室内机，室外侧采用风冷换热形式，室内侧采用直接蒸发换热形式的一次制冷剂空调系统。多联机的容量介于普通家用空调机和大型中央空调系统之间，特别适用于中小形建筑空调设计应用。目前主要应用于高档住宅、酒店政府机关、商业大厦等。多联机空调系统由于其：能耗低、响应速度快、温度控制平稳、温度场均匀、室内机形式丰富，技术成熟，在家用中央空调领域非常的适用，但其初投资相对较高，目前在国内市场还不能广泛推广。主要的生产厂家包括有三菱、东芝、

2、日立、大金等日本品牌，采用的是直流变速技术，还有三星、美的、格力、春兰、华凌等品牌，主要采用了数码变频技术。1、PAW与PWM技术：多联机对于冷媒工质有着精确的控制，可以根据不同的负荷要求进行冷媒流量的调节。目前控制的方法主要有两种：一种是通过调节压缩机转速的方式来调节冷媒的流量；另一种采用数字脉冲控制技术，调节压缩机在单位时间内输出的工质量。这两种技术就是目前市场上多联机的主导技术：变频和数码涡旋技术。他们都能够根据房间的不同冷量需求来调节冷媒工质的流量，但实现的方式并不相同。在多联机技术及数码涡旋技术中都采用了PWM技术，而在变频技术中还采用了PAM技术，首先介绍一下两者的概念。1、 PW

3、M（Pulse Width Modulation）(脉冲宽度调制)缩写，按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度，以调节输出量值和波形的一种调制方式。2、 PAM是（Pulse Amplitude Modulation）(脉冲幅度调制)缩写，是按一定规律该表脉冲列的幅度，以调节输出量值和波形的一种调制方式。在变频技术中PAM技术与PWM技术主要是通过调节频率来调节压缩机转速，来改变冷媒的流量。而在数码蜗旋技术中，PWM技术主要用以调节电磁阀的开启闭合的时间和开启程度来调节冷媒流量，从而调节容量的输出。因此同样的技术在两种压缩机中的应用是不相同的。变频变容量技术含量高，调控装置复杂，厂家进入的门槛高，没有

4、一定的开发应用背景很难掌握该项目产品制造的核心技术。早期的国产空调厂家进入多联机市场，一般都与日本空调厂家合作建立生产线，例如美的和东芝、海信和日立、海尔和三菱重工等。多联式VRF空调是一种高新技术的体现，与传统空调相比，具有显著的优势，它集一拖多，智能控制、节能、分户计费和网络空调等多种高新技术于一身，能满足消费者对舒适性、方便性等方面的要求，在日本已经有二十年以上的实用案例，技术非常成熟。目前，数码涡旋多联机迅速发展，占有了不少分额，其核心部件数码涡旋压缩机主要生产厂家是美国谷轮公司。据谷轮公司介绍，中国市场中的美的、格力、春兰、华凌、TCL、麦克威尔、三星等八家空调厂家均采用了谷轮公司的

5、数码涡旋压缩机生产多联式空调机组。作为其核心的数码蜗旋压缩机，所采用的是数码蜗旋技术，较之变频技术是后进技术。据谷轮公司介绍，该公司不仅提供提供压缩机，还提供包括驱动程序、电脑板等整套控制系统。因此空调厂家进入多联机市场的门槛极低，只需进行简单组装即可，不需开发核心部件，可以快速抢占多联机市场份额。PAM与PWM技术在变频与数码涡旋技术中的应用变频变容量技术是指单一管路一拖多空调热泵系统的室外主机调节输出能力方式：（1）通过改变投入工作的压缩机的数量来调节主机的容量，进行主机容量的粗调节；（2）通过变频装置改变变频压缩机输入频率来改变压缩机的转速，进行主机容量的细调节，通过粗细配合，可以使得室

6、外主机输出能力连续线性调节。在三菱电机空调压缩机的应用原理为利用PWM技术，改变输入电压的平均电压，由转速公式：Tn=9550Un*In/Nn(Un:额定电压,In:额定电流，Nn:额定转速)转矩不变，改变平均电压就可以改变额定转速，从而改变压缩机的冷媒输出量，其对冷媒的控制非常精确。数码涡旋压缩机的控制循环周期包括一段“负载期”和一段“卸载期”。负载期间，涡旋盘处于如图1所示位置，压缩机像常规涡旋压缩机一样工作，输出100%容量。卸载期间，由于压缩机的柔性设计，使两个涡旋盘在轴向有一个微量分离，因此不再有制冷剂通过压缩机，压缩机输出为零。这样，由负载期和卸载期的时间便可确定压缩机的输出容量。

7、通过前面介绍的PWM概念可以知道，它是一种脉宽调制方式，通过改变脉冲宽度来调节改变电磁阀停止与开启的时间，从而改变“负载期”和“卸载期”的组合，调节输出容量负载期和卸载期这两种状态的转换是通过安装在压缩机上的PWM电磁阀来控制的。如图一所示，有活塞安装于顶部的顶涡旋盘处，活塞的顶部有一调节室，通过0.6mm直径的排气孔和排气压力相连通，而PWM电磁阀连接调节室和吸气管。电磁阀断电时处于常闭位置，活塞上下侧的压力为排气压力，以弹簧力确保两个涡旋盘处于正常工作位置，使压缩机在满载下工作。当电磁阀通电时，调节室内的排气被释放到低压吸气管，导致活塞上移，带动了顶部的定涡旋盘上移，该动作使两个涡旋盘分离

8、，导致无制冷剂通过涡旋盘，使压缩机卸载。当电磁阀断电时，压缩机再次满载，恢复压缩操作。排气管PWM电磁阀排气管PWM电磁阀排气孔排气孔定涡旋盘定涡旋盘吸气口动涡旋盘吸气口动涡旋盘图1数码涡旋压缩机的一个“工作周期时间”包括“负载状态”时间和“卸载状态”时间，如图2所示，通过数码控制改变这两个时间不同时间组合，就可调节压缩机的输出容量在10%-100%的范围内变化。图2在变频技术中我们分别采用了PAM与PWM技术，两种技术都是为了调节压缩机的转速，但这两种技术的主要区别在于调压和调频是在两个不同阶段进行的。如图3所示图3PAM特点：调压和调频在两个环节上进行，两者要求在控制电路上协调配合，其结构

9、简单，控制方便。但由于输入端采用晶闸管可控整流器，当电压调的较低时，电网功率因数较小。但PAM在调压过程中可对电流波形有整形作用，因此可抑制高次谐波的产生。最高转速为PWM的1.5倍。PWM特点：输入功率因数较高，调压和调频都在PWM逆变器上进行，则电网功率因数较高，由于采用PWM逆变器调压和调频同时进行较易产生高次谐波。由于受到晶闸管开关次数限制，频率改变也受到一定的限制，因此最高转速为7000转/分。由于三菱电机空调采用了大容量直流电机驱动压缩机，所以需要调节平均电压来调节电动机的转速，而PWM正满足了该要求，可通过改变占空比来改变平均电压从而调节压缩机转速。（如图4）由于输入功率及电网因

10、数较高，所以应用于三菱电机大匹数的空调系统中。而PAM同样是一种调节压缩机转速的技术，虽然它结构简单，控制方便。但由于输入端采用晶闸管可控整流器，当电压调的较低时，电网功率因数较小，所以被应用于三菱电机小匹数的POWERMULTI系列的空调系统中。图4在数码蜗旋压缩机中，也同样遇到了PWM技术，但其运用的场合并不相同，它被运用于PWM电磁阀中，用于负载和卸载之间的调配上。因此外界经常见到的PAM和PWM技术，在变频技术和数码涡旋技术上的运用是不相同的，变频技术对于PAM和PWM技术的要求更高。两种技术的比较 31技术成熟性比较 变频技术是成熟可靠的技术，应用于空调领域也已经有二十年的时间，工程

11、实例已经证明应用该技术的空调系统是有保证的。 数码涡旋技术开发的时间很短，对于压缩机的机械要求很高且结构非常复杂，应用于空调领域只有五年左右的时间，谷轮公司的数码涡旋空调技术并没有在美国使用过的经验，还没有经过足够时间可靠性运行的体验。32容量调节和温度湿度的调节 数码涡旋容量调节范围广，调温速度快，除湿能力好。 变频压缩机的容量输出是通过变频分级达到的，由于N=120*f*(1-S)/P(f表示频率，S表示转差率，P表示极对数),通过改变频率可以改变压缩机的转速，而无论采用PAM或者PWM技术，进行变频，其频率的改变都必须经过中间频率，因此存在一定的时间滞后。而数码涡旋通过PWM电磁阀调节负

12、载和卸载时间，容量能迅速从10%到100%，不需要分步实现，属于连续和无级调节。变频压缩机必须通过中间频率，从低频到高频的转换，存在时间的滞后，当系统内的负荷突然发生变化时，变频系统无法立即响应负荷的变动，使得室温的波动较大。而数码涡旋技术的无级调节和宽广的调节范围确保了室内空气温度的精确控制。 变频系统在低容量（低频）运行时，蒸发温度较低，随着运行频率的降低，蒸发温度逐渐升高，整个运行阶段平均蒸发温度较高，而一般的空调系统多在部分负荷下运行，这就导致了除湿能力的下降。而数码系统无论在何种运行比例时，其负载运行时均是全负荷，所以如图所示能在整个运行阶段保持较低的蒸发温度，尤其是容量在40%80

13、%范围内（较常使用的容量区间），数码涡旋体现了明显的优势，所以其显热比较少，除湿能力较强，保证了高精度的除湿要求。数码涡旋空调这种在低容量情况下能有效提供较好的湿度控制功能，对于相对湿度较高的地区及一些特殊场合尤为适用。 33对电网的冲击干扰 数码涡旋的工作方式为压缩机通过PWM电磁阀的瞬间加载与卸载，电流的变化为10%和100%交互变化。对电网而言负载电流的剧增和瞬减会对电网产生冲击，造成涡流和发热，对电网设施不利。 而变频调速过程采用了PAM与PWM技术，通过改变频率来改变压缩机的转速，从而调整压缩机的容量输出，整流和调频（也就是逆变过程）相对较为平稳，对电网的冲击小。从对电网的影响方面考

14、虑，使用变频压缩机要优于数码涡旋压缩机。附录资料：不需要的可以自行删除液压缸焊接工艺规范 目的和适用范围本规范规定了液压缸焊接件的技术要求及检验规则。本规范适用于我公司所有液压缸焊接件的CO2/MAG气体保护焊及焊条手工电弧焊接。对有特殊要求的，可参照此规范或按相关技术协议执行。本规范引用如下标准 GB/T 985 气焊、手工电弧焊焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸GB/T 3323-2005 钢溶化焊对接接头射线照相和质量分级GB/T 6417.1-2005 金属溶化焊焊缝缺陷分类及说明GB/T 8110 气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝GB/T 12469-1990 焊接质量保证钢熔

15、化焊接头的要求和缺陷分级GB/T 15830-1995 钢制管道对接环焊用技术条件JB/T 6046 碳钢、低合金钢焊接构件缝超声波探伤方法和检验结果的分级JB/T 5943-1991 工程机械 焊接件通焊后热处理方法XYG8-10 抽样检查方法技术要求3.1. 液压缸焊接件的制造应符合经规定程序批准的产品图样及技术文件和本标准的规定3.2.CO2钢瓶的使用要求 常温（20 C50C）下瓶装液态CO2压力应在5MPa以上，瓶中压力小于1MPa时不得再继续使用，不用时钢瓶应放完余气以备再次充装。3.3. 焊接件材料和焊接材料3.3.1 用于焊接件的材料钢号、规格尺寸等应符合图样要求，检验合格后方

16、可使用。常用钢号为Q235、20、35、45、27SiMn。3.3.2 用于焊接的材料和焊接材料进厂时应按材料标准规定，检验合格后方可使用。3.3.3 焊接材料选用应按工艺技术文件的规定，凡技术文件中未明确规定焊条、焊丝型号时，焊条型号为E5016；焊丝型号为ER50-6，如需高强度焊丝时应选用HO8Mn2SiMoA.焊丝应符合GB/T 8110标准。3.3.4 焊条在施焊前必须烘干，烘干后的焊条在一天内使用，超过一天，必须重新烘干，烘干次数不得超过三次。3.4 焊前要求3.4.1 全部零件须检验合格后，方可组装。3.4.2 组装焊接零件的焊缝坡口形式与尺寸及焊缝间隙应符合经规定程序批准的产品

17、图样及技术文件。设计编制工艺要求符合GB/T 985的规定。3.4.3 CO2或混合保护气体焊前必须放水提纯。3.4.4 焊接前需将距焊缝边缘（不小于10mm）范围内焊接结构表面上的铁锈、油、油渍、尘土等杂物除净，并去除潮湿。焊丝、焊条无缺损及油污。3.4.5 液压缸用油管、芯管、缸体等过油腔体施焊前，必须对管内外表面进行酸洗、磷化或喷砂处理除锈。3.4.6 焊前预热处理凡公称尺寸200mm的45#钢材料必须进行焊道预热处理，预热温度为200C250C。特殊要求除外。3.5 焊接要求3.5.1 定位焊采用的焊接规范应与正式焊接时相同3.5.2 首次采用焊接的新牌号钢材、新焊条、新焊丝的焊接工艺

18、、新的焊接方法等，必须在正式施焊前做出工艺评定，评定合格后方能施焊。3.5.3 禁止在非焊缝区引弧，焊接工艺参数应符合工艺要求。3.5.4 在焊接过程中对粗糙度要求Ra3.2以上的表面应加以保护。3.5.5 对图样及工艺规程中焊接表示不明确的零件不得焊接，经技术部门相关人员解释后方可施焊。3.6 焊后要求3.6.1 焊后应去除焊瘤、焊渍、保证焊缝表面的平整，对于未清理焊缝的工件视为不合格品。3.6.2 没有特殊要求的焊缝不得打掉余高。3.6.3 除特殊部位需要焊后低温热处理的零件按工艺要求参数焊后热处理，其余需要焊后热处理的焊接件应符合JB/T 6046标准。3.6.4 对有油口、接头座、油管

19、、螺纹等的焊接件，应特别注意避免磕碰，按相应的防护工艺规范加以保护。3.6.5 焊接接头缺陷根据GB/T 6417.1-2005标准，将焊接缺陷分为六大类来判断：裂纹、孔穴、固体夹杂、未熔合和未焊透、形状缺陷、其他缺陷。根据GB/T 3323-2005标准中，按缺陷的性质、缺陷的尺寸及数量将焊缝质量分为、共四级（质量依次降低），按规定我厂液压缸焊接件的焊缝质量等级为不低于级。3.6.6 液压缸常见焊接形式的焊缝收弧位置见表1的要求。3.6.7 外部形状缺陷应符合表2的要求。3.6.8 焊缝的内部缺陷应符合表3的要求。3.6.9 有密封性要求的液压缸零件焊缝，不得有渗漏。3.6.10 焊后按要求

20、打上焊工的印记。检验规则4.1 焊接件的质量应按图样、工艺文件及本标准进行检验。4.2 焊缝的外部几何形状用量具或样板逐件检验，焊缝收弧位置应符合表1的规定，外部形状缺陷应按表2逐件进行检验。4.3 焊缝的内部缺陷按XYG8-10抽样检查方法进行抽样检验，应符合表3的规定。4.4 密封检验、探伤及机械性能检验按图样、相关技术文件或定货技术要求中的规定进行。4.5 规定公称尺寸200mm的缸筒、法兰及活塞杆上环形焊缝按工艺要求检查表面产生的气孔、裂纹，可用表面着色法检验。4.6 规定公称尺寸200mm的缸筒、法兰及活塞杆上环形焊缝按工艺要检查内部的气孔、裂纹、固体夹渣、未熔合和未焊透缺陷，可用超声波探伤检查，探伤长度不小于焊缝全长的30%，当发现缺陷时应加大透视长度，以及全部焊缝进行透视。4.7 凡评定为不合格的焊缝，须经技术质量部门的同意后方可返修，同一焊缝最多返修次数不多于两次。表1 液压缸常见焊接形式的焊缝收弧位置序号项目简图说明1缸底轴测图：类似起重机支腿缸、伸臂缸焊平缸底，外部有油管等小件的工件，缸底焊缝收弧位置如左图，在油管或接头