熱膨張弁は、蒸発器出口における気体冷媒の過熱度によって膨張弁の開度を制御するため、液冷式蒸発器以外で広く用いられています。熱膨張弁は、バランス方式の違いにより、内部バランス型と外部バランス型に分類されます。熱膨張弁の温度検知システムには、液体充填、気体充填、クロス充填、混合充填、吸着充填など、さまざまな物質と方法が用いられます。

 

1. 熱膨張弁の調整技術とタブー

熱膨張弁が特定の運転条件下で自動調整機能を果たすためには、冷凍システムの試運転中に調整を行い、システム運転中に熱膨張弁が正しく自動調整を実行できるようにする必要があります。膨張弁の調整は調整ロッドによって行います。調整ロッドのねじ込みまたはねじ抜きは、基本的にスプリングの圧縮または緩めであり、つまり、冷凍条件のニーズを満たすように熱膨張弁の静的アセンブリ過熱度を調整します。一般的に、時計回りに回転させると前進し、逆方向に回転させると後退します。蒸発圧力を調整する場合は、キャップを取り外し、レンチで調整ロッドを時計回りに回してスプリングの圧縮を増やし、ダイヤフラムを押し上げて弁を閉じ、蒸発圧力を徐々に下げます。同様に、調整ロッドを逆方向に回転させると弁が開き、蒸発圧力が上昇します。

熱膨張弁を調整する際は、コンプレッサーの吸込停止弁に低圧ゲージを取り付けて、蒸発圧力の変化を観察する必要があります。正常な蒸発圧力は、吸込管への霜や結露（中低温機器の霜、空調機器の結露）です。吸込停止弁やコンプレッサーの半分に霜や結露が発生する場合は、弁が大きすぎるため、小さくする必要があります。蒸発器出口にのみ霜や結露が発生する場合、または出口に霜や結露が発生しない場合は、弁が小さすぎるため、大きくする必要があります。

熱膨張弁の試運転は、一般的に2段階で行います。最初は粗調整で、1回転ずつ回します。機器が動作状態に近づいたら、1/4～1/2回転ずつ微調整を行います。各調整後、システムを数分間以上運転し、次の調整を決定する前に低圧ゲージの変化を観察する必要があります。膨張弁の試運転の最後に、キャップをねじ込み、レンチで締めて冷媒漏れを防ぎます。熱膨張弁の調整は細心の注意を要する作業です。調整中は焦らないでください。調整済みの熱膨張弁は、冷蔵庫の動作状態が変わらない限り、他の理由で調整してはなりません。一般的に、工場出荷時のユニットの熱膨張弁は出荷前に調整済みであり、現場での試運転中にユニットを調整してはなりません。

 

 

2. 熱膨張弁の保守作業

熱膨張弁の一般的な故障としては、詰まり、温度感知バッグの作動媒体の漏れなどが挙げられます。弁穴の詰まりには、氷による詰まりや油による詰まりなどがあります。

冷凍システム内に水が存在する場合、水は冷媒に溶解します。その溶解度は冷媒の温度に関係しており、温度が高いほど溶解度は大きく、温度が低いほど溶解度は小さくなります。凝縮温度が約30℃の冷媒液が膨張弁のオリフィスに流れ込み、絞り弁として機能させると、蒸発圧力によって瞬時に飽和温度（蒸発温度）まで冷却され、一部の水が分離します。蒸発温度が0℃を下回ると、弁オリフィスに付着した部分に氷の層が形成されます。氷の層が大きくなると、弁オリフィスが閉塞します。

冷媒油と冷媒は互いに溶解し合い、その溶解量は温度にも関係します。溶解量は高温では多く、低温では少なくなります。液体が膨張弁の穴に入り、絞り弁で温度が急激に低下すると、冷媒油の一部が分離して弁の穴の周囲に付着します。蒸発温度が冷媒油の凝固点よりも低い場合、冷媒油は凝縮してペースト状になります。油が徐々に増加すると、蒸発温度が低いほど水と油が分離しやすくなるため、弁の穴が詰まります。そのため、蒸発温度の低い低温冷凍装置では、氷による詰まりや油による詰まりが発生しやすくなります。

バルブ穴の氷詰まりまたは油詰まりの判定：冷凍ユニットが正常に運転を開始してからしばらくすると、吸引圧力が急速に負圧（真空）まで低下し、倉庫（チャンバー）の温度が上昇し、霜層が溶け（まず吸引パイプの霜層が溶け）​​、膨張弁の流動音が聞こえなくなります。この時点で、バルブ穴が氷または油で詰まっていると判断できます。バルブ穴が詰まっていることをさらに確認するには、膨張弁本体をアルコールランプで加熱します（停止せずに）。1～2分間加熱した後、空気の流れの音が聞こえ、きしみ音が聞こえ、吸引圧力も上昇し、膨張弁の出口が再び白くなり始めると、バルブ穴が実際に氷または油で詰まっていることがわかります。