膨張弁の概要

膨張弁の概要
温度膨張弁は凝縮器から出た高温・高圧の液冷媒を蒸発しやすい状態に減圧し、蒸発器内部の最適流量を確保します。
を防止します。
ご注文時の指定事項
1．標準形の場合はカタログ番号をご指定ください。
2．標準形以外の特殊仕様は、次のような点をご指定ください。
●常用圧力、最小・最大圧力（凝縮圧力、蒸発圧力）
f
●用途・封入方式……………………………………………………………… b
b
●常用温度、最低・最高温度（凝縮温度、蒸発温度）
●取付け場所（本体及び感温筒取付部温度等）
h
●冷凍能力（凝縮温度及び蒸発温度と共に）
●キャピラリチューブの長さ………………………………………………… f
●装置冷媒名
●継手形状（フレア、ろう付）… …………………………………………… h
関連用語の説明
凝縮器
4．
過熱度（SH）
過冷却度
蒸気
冷媒ガス温度相当圧力に対して、圧力は変化せず、温
度だけ上昇した度合。（膨張弁感温部温度と均圧部圧力
冷媒から取りさられた熱量（kJ/kg）
相当温度との温度差）
高温高圧液
5．
凝縮圧力
圧力を上昇させる
冷媒を循環させる
1. の温度相当圧力
6．
蒸発圧力
膨張弁
2. の温度相当圧力
7．
冷凍能力
圧力を低下させる
冷風
低温低圧液
（少し蒸気含）
蒸発器
過熱蒸気
冷却熱量を kW で表したもの。
1 米国冷凍トン：3.52kW
8．
圧力損失
圧縮機
配管内の摩擦抵抗が主な圧力損失の原因です。高圧側
冷媒循環量G（kg/h）
での発生は過冷却度の減少、またはフラッシュガスの発
熱
生となり、低圧側での発生は蒸発器内での温度バラツキ、
冷凍能力Q（kW）
能力ダウン傾向となります。内部均圧形膨張弁では運転
膨張弁と冷凍サイクルの関係
過熱度の増加につながります。
9．
最高使用圧力
1．
凝縮温度（CT）
通常の使用条件下で膨張弁が支障なく機能する最高圧
冷媒サイクルの中で一番温度の高い冷媒液状態の部分
力（設計圧力）です。
の温度です。（膨張弁入口冷媒飽和液温度）
10．
気密試験圧力
2．
蒸発温度（ET）
膨張弁の外部への漏れを検査する時の圧力で設計圧力
水・空気負荷等を冷却するための冷媒液ガスの混合状態
以上です。
の部分の温度です。（膨張弁出口冷媒飽和蒸気温度）
11．
耐圧試験圧力
3．
過冷却度（SC）
膨張弁の耐圧性能を検査する時の圧力で設計圧力の 1.5
冷媒液温度相当圧力に対して、圧力は変化せず、温度
倍です。
だけ低下した度合。
（膨張弁入口温度と圧力相当温度との差）
8
膨張弁
冷却負荷の増減によって変化する圧縮機の容量に合わせて冷媒ガスの過熱度を一定範囲内に保持し、異常加熱と液戻り
感温筒封入方式
封入方式は装置冷媒の種類、使用蒸発温度、デフロストによる熱影響、取付部の周囲温度等により最適な選択が必要です。
膨張弁
1.0
絶対圧力
（MPa
（abs）
）
0.9
0.8
ガス封入式（G）
ガス封入式の場合のM.O.P.
装置の使用冷媒と同種類の冷媒を封入したもので、一定の温度の上昇で封入液
R22冷媒飽和蒸気
感温筒内圧力
が過熱ガスになるポイントがあります。
このポイントを Maximum Operating Pressure（M.O.P.）
と呼んでいます。
弁閉方向の圧力
0.7
・主に冷房装置用
0.6
M.O.P. の規制の結果、始動時の液戻り防止、圧縮機モータの過負荷防止が可能。
P3
0.5
0.3
7゜
液封入式（L）
P1
P2
0.4
5゜
ガス封入式と同等の圧力特性で、常に封入液が感温筒に存在するようにしたも
4゜
スーパヒート
のです。
0
10
20
温度
（℃）
・主に冷房装置用
※感温筒温度と本体周囲温度の高低に関係なく正しく制御できる。但し、
G及びL封入特性
耐熱温度に注意が必要。
M.O.P.
1.0
絶対圧力
（MPa
（abs）
）
0.9
0.8
特殊封入式（S）
（SA）
（SL）
R22冷媒飽和蒸気
異種ガスを混合して封入したもので、（G）、（L）封入に比べて運転過熱度を
感温筒内圧力
弁閉方向の圧力
0.7
小さくでき、M.O.P. を規制することもできます。
・適用蒸発温度範囲と M.O.P. の違いによって記号を変えています。
P3
・主に冷房装置（施設園芸）、ヒートポンプ装置、低温装置用
0.6
P3
0.5
P2 P 1
0.4
0.3
2.5゜
3゜
スーパヒート
0
スーパヒート
10
20
温度
（℃）
S封入特性
特殊封入式（C）
（CL）
（CY）
R22冷媒飽和蒸気
絶対圧力
（MPa
（abs）
）
0.6
吸着材と特殊ガスを封入したものです。高温脱着、低温吸着による圧力変化
感温筒内圧力
を利用、低温で運転過熱度を小さくすることができます。また感温筒温度と
0.5
弁閉方向の圧力
P3
本体周囲温度の高低に関係なく正しく制御できます。M.O.P. 規制は有りませ
0.4
んが、過負荷防止効果が期待できます。
P1
0.3
・適用蒸発温度範囲の違いによって記号を変えています。
P1
P2
・主に低温装置、極低温装置用
0.2
P2
5゜
0゜
0.1
スーパヒート
−20
スーパヒート
−10
0
温度
（℃）
C封入特性
（　）付の封入方式については、特殊な封入方式になります。
対象装置
封入方式
TS と TB の関係
TB
TS
TS とはエレメント部温度
TB とは感温筒温度（制御温度）
G
L
S
（SA）（SL）
C
TS＞TB TS TB TS≧TB TS≧TB TS≧TB TSTB
M.O.P. 規制（過負荷防止）運転
○
冷房装置への適用
○
低温装置への適用
※1
極低温装置への適用
※1
ヒートポンプ装置への適用
（CL）（CY）
TSTB
TSTB
○
△
△
△
※2
○
○
○
○
※2
○
○
○
○
○
○
※2
○
○
※2
○
△
※１はＡＥＸ形のみ使用可能です。
※２はM.O.P.の設定によって使用可否が異なります。
9
均圧方式
蒸発器の圧力損失と圧力変動幅の大きい装置には外部均圧式、圧力損失の小さい装置には内部均圧式を選択します。
例えば低圧側に 0.088MPa の圧力損失が有る場合、内部均圧式の膨張弁では運転過熱度が約 5℃増加します。
冷媒　R22
膨張弁
Ａ点　0.588MPa abs（5℃）
Ｂ点　0.5MPa abs（0℃）
ばね圧力 P3　0.088MPa に設定
外部均圧方式の場合
内部均圧方式の場合
P1 0.588MPa abs
P1 0.676MPa abs
P2 0.5MPa abs
P2 0.588MPa abs
A 0.588MPa abs
5℃
A 0.588MPa abs
P3
0.088MPa
5℃
P3
0.088MPa
0.588MPa abs
0.676MPa abs
B 0.5MPa abs
5℃
B 0.5MPa abs
10℃
感温筒内部の圧力（P1）
感温筒内部の圧力（P1）
＝ 0.5 ＋ 0.088
＝ 0.588 ＋ 0.088
＝ 0.588MPa abs の飽和温度
＝ 0.676MPa abs の飽和温度
運転過熱度は　5℃− 0℃＝ 5℃となります。
運転過熱度は　10℃− 0℃＝ 10℃となります。
低圧配管の圧力損失
圧力損失相当分が運転過熱度の増加現象となり、
1℃温度相当圧力差（MPa）
吸入配管の圧力低下や冷凍能力の減少につながる
ため、過大な運転過熱度の増加は注意が必要です。
蒸発温度（℃）
冷　媒
1℃温度差に相当する圧力差程度が均圧方式の選
択の目安といわれています。
右記表内の値以上の圧力差が有る場合は外部均圧
方式が効果的です。
R22
R134a
R404
R407C
R410A
10
5
0
− 5 − 10 − 20 − 30 − 40 − 50 − 60
0.024
0.014
0.025
0.021
0.033
0.02
0.012
0.022
0.018
0.029
0.018
0.011
0.019
0.016
0.026
0.016
0.009
0.017
0.014
0.023
0.014
0.008
0.015
0.012
0.020
0.011
0.006
0.012
0.009
0.015
0.008
0.004
0.008
0.006
0.011
0.006
0.003
0.006
0.004
0.008
0.004
−
0.004
0.003
0.006
0.003
−
0.003
0.002
0.004
過熱度
冷媒の飽和蒸気温度に対して、圧力が変化せず温度だけが上昇した度合いです。膨張弁の過熱度には静止過熱度と過熱度
変化があり、この和が作動過熱度で、蒸発器出口部分で発生する過熱度に相当します。
過熱度の作動原理
静止過熱度調整
過熱度の調整とは静止過熱度の調整をいいます。
特別な理由がない限り、装置の安全を計るために、静止
温度膨張弁
A
P2
過熱度を設けるようにしてください。
飽和液
静止過熱度調整範囲（℃）
蒸発器
B
飽和蒸気
過熱蒸気
過熱度変化
1〜5
SCX
1 ～ 7（R134a、R404A）
1 ～ 5（R407C、R410A）
VPX
WPX
WHX
AEX
感温筒
P1 C
C'
QCX
RCX
P2
静止過熱度
作動過熱度
ATX
静止過熱度（SSH）
：弁が閉止から開き始めるまでの過熱度
過熱度変化（SHC）
：弁が開き始めから必要流量開度までの過熱度
作動過熱度（OSH）
：静止過熱度＋過熱度変化
ATX（R410A）
10
1〜7
1〜7
0 〜 20
S：0 〜 8
C：0 〜 10
CY：0 〜 13
他：3 〜 13
C：1 〜 7
CL：1 〜 7
スピンドル 1 回転あたりの変化量
（MPa）
約 0.045
約 0.025
約 0.035
約 0.05
約 0.007
能力に影響する補正要素
高圧側液管の圧力損失
高圧側の圧力損失は冷凍能力の低下となります。凝縮器から膨張弁までに発生する圧力損失はフラッシュガスの発生につ
ながり、膨張弁の能力低下となりますので通常 1 〜 3℃程度の過冷却を考慮する必要があります。
膨張弁
低圧側配管の圧力損失補正係数
分配器や蒸発器内部の圧力損失は温度の不均衡や能力低下の原因となり、また内部均圧式膨張弁では静止過熱度の増加に
つながります。分配器及び蒸発器中にて圧力損失が変化した場合の補正係数です。
R22
1.0
0.05
0.1
0.15
0.2
低圧側圧力損失（MPa）
能力補正係数
能力補正係数
蒸発温度
−60℃
−50℃
−40℃
−30℃
−20℃
−10℃
− 5℃
− 0℃
＋ 5℃
＋10℃
0.8
蒸発温度
−30℃
−20℃
−10℃
− 5℃
− 0℃
＋ 5℃
＋10℃
0.05
0.1
0.15
0.2
低圧側圧力損失（MPa）
0.25
蒸発温度
−60℃
−50℃
−40℃
−30℃
−20℃
−10℃
− 5℃
− 0℃
＋ 5℃
＋10℃
0.25
0.7
0
0.05
0.1
0.15
0.2
低圧側圧力損失（MPa）
0.25
R410A
0.9
蒸発温度
0.8
−60℃
−50℃
−40℃
−30℃
−20℃
−10℃
− 5℃
− 0℃
＋ 5℃
＋10℃
0.7
0
0.9
0.8
0.05
0.1
0.15
0.2
低圧側圧力損失（MPa）
1.0
0.9
0.7
0
0.7
0
0.25
R407C
1.0
0.9
0.8
R404A
1.0
能力補正係数
蒸発温度
−60℃
−50℃
−40℃
−30℃
−20℃
−10℃
− 5℃
− 0℃
＋ 5℃
＋10℃
0.8
0.7
0
能力補正係数
能力補正係数
0.9
R134a
1.0
0.05
0.1
0.15
0.2
低圧側圧力損失（MPa）
0.25
過冷却度による補正係数
通常二段圧縮装置の低段側高圧液冷媒や、ヒートエクスチェンジ付属装置等で考えられる過冷却の度合いによる能力変化を表した
ものです。大きな過冷却度のある装置については、能力表内の値に下表の係数を乗じた値が膨張弁の能力となります。
R22
2.0
R134a
2.0
R404A
3.0
2.8
1.8
2.6
1.8
℃
T60
△
能 1.6
力
補
正
係 1.4
数
△
0℃
△T4
℃
△T30
0℃
△T3
℃
△T20
1.2
△T10℃
30
40
50
60
1.0
30
R407C
2.8
2.6
2.6
2.4
2.4
能 2.2
力
補 2.0
正
係 1.8
数
能 2.2
力
補 2.0
正
係 1.8
数
1.6
60℃
△T
0℃
△T5
0℃
△T4
℃
3
T
△ 0
△T20℃
△T10℃
1.4
1.2
1.0
30
40
50
凝縮温度（℃）
60
60
1.4
60℃
△Ｔ ℃
50
△Ｔ
40℃
△Ｔ
0℃
△Ｔ3
0℃
△Ｔ2
1.2
△Ｔ10℃
1.0
30
40
50
凝縮温度（℃）
11
1.0
30℃
△T
0℃
△T2
△T10℃
30
40
50
凝縮温度（℃）
R410A
3.0
2.8
1.6
50
40℃
△T
1.2
凝縮温度（℃）
凝縮温度（℃）
3.0
40
50℃
△T
1.4
△T10℃
0℃
T6
△
能 2.2
力
補 2.0
正
係 1.8
数
1.6
△
△T20℃
1.2
1.0
2.4
℃
T40
能
力 1.6
補
正
係
数 1.4
℃
T50
60
60
選定例
PC
P
TC
TB
PA
P
PB
P
T
TA
S
（アキュムレータ）
膨張弁
（蒸発器）
二段圧縮一段膨張サイクル
装　置
条　件
単段圧縮サイクル
低温冷凍倉庫
低温冷蔵庫
冷　蔵　庫
R404A
R404A
R404A
− 10℃
− 50℃
50℃
13℃
1.83MPa abs（40℃相当）
28℃
− 30℃
10℃
8℃
1.74MPa abs（38℃相当）
38℃
− 10℃
0℃
7℃
1.74MPa abs（38℃相当）
0.084MPa abs（− 50℃相当）
0.201MPa abs（− 30℃相当）
0.438MPa abs（− 10℃相当）
低温側圧損　PB − PC
0.001MPa
0.049MPa
0.008MPa
能　力
11.6kW
4.6kW
2.81kW
例（1）
ATX 形での選定
例（2）
VPX/WPX 形での選定
例（3）
VPX/WPX 形での選定
冷　媒　名
温度条件
圧力条件
弁入口温度　TA
蒸発温度　TB
過冷却度　PA 相当 T − TA
過熱度　TC − PC 相当 T
凝縮圧力　PA
PB ＋ PC
蒸発圧力
2
検討機種
項　目
低圧側配管の
圧力損失補正係数値
過冷却度による補正係数値
感温筒封入方式の決定
均圧方式の決定
表中の選択能力
静止過熱度の調整
0.001MPa のためほとんど無視し
1.0 と見ます。
0.049MPa 蒸発温度− 40℃ では
0.98 と見ます。
0.008MPa 蒸発温度− 10℃ では
0.97 であり、1 と見ます。
⊿ T 50℃
凝縮温度 40℃では 2.01
⊿ T 10℃
凝縮温度 38℃では 1.22
0 のため 1
蒸発温度− 25 〜− 60℃に該当
USL に決定
蒸発温度 0 〜− 40℃に該当
UC に決定
蒸発温度 0 〜− 40℃に該当
UC に決定
TX 形は外均式標準のため外均に決定
圧力損失 0.049MPa は 1℃相当温度
以上のため WPX に決定
圧力損失 0.008MPa は 1℃相当温度
以下のため VPX に決定
11.6kW
≒ 5.77kW
2.01
4.6kW
≒ 3.85kW
0.98×1.22
（3）R404A 能力表で
CT　38℃
ET　− 10℃
より　能力　2.99kW
カタログ番号　3408 選定
（2）R404A 能力表で
CT　38℃
ET　− 30℃
より　能力　3.9kW
カタログ番号　3415 選定
（1）R404A 能力表で
CT　38℃
ET　− 50℃
より　能力　5.68kW
カタログ番号　34045 選定
表中能力　10℃　SHC から
表中能力 4 〜 5℃過熱度変化から
5.77kW×10
≒ 10.2℃
5.68kW
3.85kW×5 として
≒ 4.9℃
3.9kW
表中能力 4 〜 5℃過熱度変化から
2.81kW×5
≒ 4.7℃
2.99kW
目標過熱度 13℃− 10.2℃＝ 2.8℃の静止目標過熱度 8℃− 4.9℃＝ 3.1℃の静止目標過熱度 7℃− 4.7℃＝ 2.3℃の静止
過熱度となり、調整範囲内にあります。過熱度となり、調整範囲内にあります。過熱度となり、調整範囲内にあります。
カタログ番号の決定
ATX–34045B（D）USL
MOP-20℃付を選択します。
WPX–3415B（D）UC を選定します。
（1）R404A〈SL 封入　−25〜−60℃〉
カタログ番号
形　式
ATX–
番　号
34045BUSL
34045DUSL
蒸発
温度
（℃）
− 25
− 30
− 40
− 50
− 60
30
11.2
9.88
8.02
6.22
4.53
（3）R404A〈0〜−40℃〉
カタログ番号
形　式
VPX−
番　号
3408BUC
3408DUC
VPX–3408B（D）UC を選定します。
（2）R404A〈0〜−40℃〉
冷凍能力（kW）
R404A
凝縮温度（℃）
38
10.6
9.23
7.40
5.68
4.10
カタログ番号
形　式
40
10.3
8.98
7.17
5.49
3.95
WPX−
番　号
3415BUC
3415DUC
過熱度変化 4 〜 5℃
蒸発
温度
（℃）
0
−5
− 10
− 20
− 30
− 40
30
5.92
6.11
5.85
5.07
4.15
3.42
冷凍能力（kW）
R404A
凝縮温度（℃）
38
5.92
6.01
5.62
4.47
3.90
3.16
40
5.86
5.93
5.52
4.69
3.79
3.06
過熱度変化 4 〜 5℃
蒸発
温度
（℃）
0
−5
− 10
− 20
− 30
− 40
30
3.16
3.26
3.11
2.70
2.21
1.83
冷凍能力（kW）
R404A
凝縮温度（℃）
38
3.15
3.20
2.99
2.55
2.08
1.68
・単段圧縮サイクルでも過冷却（エコノマイザー）装置があり、過冷却が付く
場合は過冷却補正後の能力で選定が必要です。
・異なる条件の装置選定については、弊社へお問い合わせください。
40
3.12
3.16
2.94
2.49
2.02
1.63
12

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