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熱力膨脹閥內平衡式
內平衡式熱力膨脹閥的工作原理圖，從圖1中可以看出，它由閥芯、閥座、彈性金屬膜片、彈簧、感溫包和調整螺釘等組成。其中，1—閥芯；2—彈性金屬膜片；3—彈簧；4—調整螺釘；5—感溫包。以常用的同工質充液式熱力膨脹閥分析，彈性金屬膜片受三種力的作用 。
P1—閥后制冷劑的壓力，作用在膜片下部，使閥門向關閉方向移動；
P2—彈簧作用力，也施加于膜片下方，使閥門向關閉方向移動，其作用力大小可通過調整螺絲予以調整；
p3—感溫包內制冷劑的壓力，作用在膜片上部，使閥門向開啟方向移動，其大小取決于感溫包內制冷劑的性質和感溫包感受的溫度。
對于任一運行工況，此三種作用力均會達到平衡，即p1+p2=p3，此時，膜片不動，閥芯位置不動，閥門開度一定
熱力膨脹閥外平衡式
當蒸發盤管較細或相對較長，或者多根盤管共用一個熱力膨脹閥，通過分液器并聯時，因制冷劑流動阻力較大，若仍使用內平衡式熱力膨脹閥，將導致蒸發器出口制冷劑的過熱度很大，蒸發器面積不能有效利用。這時，就不應使用內平衡式熱力膨脹閥。
如圖2所示為外平衡式熱力膨脹閥工作原理圖。其中，1—閥芯；2—彈性金屬膜片；3—彈簧；4—調整螺釘；5—感溫包；6—平衡管。從圖2中可以看出，外平衡式熱力膨脹閥的構造與內平衡式熱力膨脹閥基本相同，只是彈性金屬膜片下部空間與膨脹出口互不相通，而是通過一根小口徑平衡與蒸發器出口相連，這樣，膜片下部承受蒸發器出口制冷劑的壓力，從而消除了蒸發器內制冷劑流動阻力的影響。
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