制冷系统中的膨胀阀研究现状及发展展望

苗芳　宋帅　王舒妍

摘 要：近年来膨胀阀一直是制冷系统中的研究热点，该文通过对国内制冷系统中膨胀阀专利申请数据的统计分析，对涉及该领域的国内外主要申请人及其相关专利研究展开分析，研究了国内制冷系统中膨胀阀的发展现状，梳理了制冷系统中膨胀阀的技术发展路线，希望对该领域的产业发展有所帮助。

关键词：制冷 膨胀阀 专利

中图分类号：TB657 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）05（a）-0106-02

作为制冷循环的四大部件之一，节流装置在系统中起着非常关键的作用，通过选择合适的节流机构与制冷系统匹配是整个制冷设备降低能耗的重要环节。膨胀阀是制冷系统中的重要部件，中温高压的液体制冷剂通过其节流成为低温低压的湿蒸汽，制冷剂在蒸发器中吸收热量达到制冷效果，节流机构与制冷系统的匹配度决定着制冷系统中的节能环保效果，膨胀阀作为主要的节流机构，研究其在制冷系统中的应用，对于节能减排、实现可持续发展具有广泛和深远的影响[1-2]。

1 膨胀阀专利申请现状

图1中，国外申请人率先进入中国市场，很大程度上垄断了该行业，但自2002年后，国内膨胀阀逐渐发展起来，突破了技术瓶颈，2005—2007年，国内研究进入白炽化。随着技术逐步成熟，该领域逐渐开始回落，但每隔4年会有一个小的峰值，也就意味着该项技术又有了新的发展方向；而国外申请人在华申请总体上呈现出缓慢增长，国内研究成熟之后，开始逐渐退出中国市场。

在制冷系统膨胀阀的技术发展中，国内申请占据申请总量的75%，日本在华申请量达到20%以上，远远领先欧美等国家；日本是国内制冷行业的强劲对手，其中，日本的株式会社不二工机制作所占有绝对的优势，其在苏州设有在华独资企业，主要涉及空调和膨胀阀的研究。

分析国内的专利申请地域分布情况，浙江省在制冷技术领域中膨胀阀的技术投入远超过其他省份，大部分沿海省份在该制冷系统中的整体发展趋势远远领先内陆省份，内陆省份中仅仅北京的发展相对较突出。主要原因是沿海地区经济发达，科技进步快，加之政府已经开始重视节能减排问题，无论是国家出台的节能减排政策最先在沿海发达城市实施，还是政府对节能减排技术研发的扶持，都促进了当地制冷技术的发展，带动了该技术领域中膨胀阀的发展。

2 膨胀阀在制冷领域中的技术发展

膨胀阀在制冷系统中应用发展的20多年里，主要有两大分支：热力膨胀阀和电子膨胀阀，两者具有各自的优势，发展相对比较均衡。由图2可知，热力膨胀阀和电子膨胀阀在发展初期，起步都差不多，但发展的进程不太一致；相比，热力膨胀阀的研究热度集中在2004—2010年，人们逐渐将研究的热点转向电子膨胀阀。

两大分支的研究热度相对均衡，其中热力膨胀阀中的外平衡式膨胀阀结构具有绝对优势，这与热力膨胀阀可随时调节、灵活性强的优势相关；相比，内平衡式膨胀阀申请量略显单薄，分析可能与内平衡式膨胀阀只能在空调系统安装之前进行这一制约因素有关。

2010年后电子膨胀阀研究火热，分析可能原因，其由原来的机械式控制向电脑式控制发展，在家用空调领域，电子膨胀阀和变频压缩机组成的系统逐渐取得好的效果，带动了该技术的蓬勃发展。由步進电机旋转直接驱动阀针实现流量控制的电动式膨胀阀中，直动式电磁膨胀阀最传统，应用也最广，其申请量占据25%左右；相比之下，减速式则是在阀体内增加了减速装置，使得流量调节更加精确，但同时增加了成本。电磁式膨胀阀则是在电动式膨胀阀发展的基础上，由电磁线圈直接替代电动机实现，其结构简单，对信号变化动作响应快，其申请量占据18%左右。

3 结语

我国制冷系统中的膨胀阀得到了快速发展，取得了一些成果，但是，国外申请人尤其是日本对中国制冷系统的市场发展具有很大的竞争力。为了更好地发展国内制冷系统，政府应鼓励行业发展，加大对制冷行业支柱企业的投入和要求；企业内部需统筹规划本企业在膨胀阀方面的发展和专利布局，加强国内市场占有率的同时，逐渐进入海外市场，逐步形成参与国际竞争的优势。

参考文献

[1] Dr.F. BILLIARD.制冷与可持续发展[J].制冷学报， 2003，24（2）：22-26.

[2] 田怀璋，朱瑞琪，刘星.电子膨胀阀技术综述[J].流体工程，1992（7）：55-60.