CN108518736A - 恒温恒湿内机、恒温恒湿***及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种恒温恒湿内机、恒温恒湿***及其控制方法，所述恒温恒湿内机，包括：风机；第一蒸发器；第二蒸发器，且所述第二蒸发器与所述第一蒸发器在所述恒温恒湿内机的冷媒压缩循环中并联设置；第一电子膨胀阀，设置在所述恒温恒湿内机的冷媒压缩循环中并且与所述第一蒸发器串联设置，所述第一电子膨胀阀用于控制所述第一蒸发器内的冷媒流量。本发明通过将两个蒸发器并联设置，其中，第一电子膨胀阀全关，由第二蒸发器除湿，避免了压缩机升频导致制冷能力增加，有效避免大功率电辅热开启不节能的情况。

Description

恒温恒湿内机、恒温恒湿***及其控制方法
技术领域
本发明涉及恒温恒湿设备技术领域，具体涉及一种恒温恒湿内机、恒温恒湿***及其控制方法。
背景技术
恒温恒湿机是商用特种空调的一种，其产品开发过程中有国标限制，与具有恒温恒湿功能的空调或者空调的恒温恒湿控制完全不同。
空调除湿原理是将使风吹过温度较低的蒸发器，使得换热后的风的温度低于露点温度，这种情况下风中的水蒸气部分会凝露成液态的水滴。对于使用常规冷媒的空调，在制冷的时候一般都会除湿，想要增大除湿效果，可以增大内机风量或降低蒸发温度。对于变频恒温恒湿空调机，当室内环境有除湿需求的时候，空调机组一般会通过升高压缩机频率(加大压缩机高低压差从而降低***低压和蒸发温度)和开大电子膨胀阀步数(增大冷媒循环量从而降低蒸发温度)的方法来除湿。
但是，恒温恒湿机内风机一般都会使用交流电机，转速不可调。风量不变的情况下除湿会导致一个结果：压缩机升频会导致制冷能力提高，室内负荷不变的情况下，为了维持恒温恒湿需要打开电辅热抵消多余的冷量，这就导致了无效耗能。
发明内容
本发明公开了一种恒温恒湿内机、恒温恒湿***及其控制方法，解决了现有恒温恒湿***除湿时因风量不变会产生多余冷量的问题。
根据本发明的一个方面，公开了一种恒温恒湿内机，包括：风机；第一蒸发器；第二蒸发器，且所述第二蒸发器与所述第一蒸发器在所述恒温恒湿内机的冷媒压缩循环中并联设置；第一电子膨胀阀，设置在所述恒温恒湿内机的冷媒压缩循环中并且与所述第一蒸发器串联设置，所述第一电子膨胀阀用于控制所述第一蒸发器内的冷媒流量。
进一步地，所述恒温恒湿内机还包括回风口，所述第一蒸发器位于所述第二蒸发器与所述回风口之间。
进一步地，所述第一蒸发器与所述第二蒸发器倾斜设置并形成V型结构。
根据本发明的另一个方面，公开了一种恒温恒湿***，包括冷媒压缩循环和上述的恒温恒湿内机，所述冷媒压缩循环，包括：压缩机；第一热交换回路，第一端与冷凝器连接，所述第一热交换回路的第二端与所述压缩机的进气口连通；第二热交换回路，与所述第一热交换回路并联；所述恒温恒湿内机的所述第一蒸发器和所述第一电子膨胀阀设置在所述第一热交换回路上，且所述第一电子膨胀阀位于所述第一蒸发器的上游；所述恒温恒湿内机的所述第二蒸发器设置在所述第二热交换回路上。
根据本发明的另一个方面，公开了一种恒温恒湿***的控制方法，所述恒温恒湿***为上述的恒温恒湿***，所述控制方法包括：步骤S10：获取环境温度TID-Amb，获取设定温度TID-Tar，获取环境湿度RHID-Amb，获取设定湿度RHID-Tar；步骤S20：根据所述环境温度TID-Amb、所述设定温度TID-Tar、所述环境湿度RHID-Amb、所述设定湿度RHID-Tar，判断所述恒温恒湿***是否进入除湿加强模式。
进一步地，所述步骤S20包括以下步骤：步骤S21：判断所述环境温度TID-Amb和所述环境湿度RHID-Amb是否处于预设范围；步骤S22：当TID-Amb＜TID-Tar+Tdeviation，且RHID-Amb＞RHID-Tar时，控制所述恒温恒湿***进入除湿加强模式；步骤S23：当TID-Amb≥TID-Tar+Tdeviation+1或RHID-Amb＜RHID-Tar时，控制所述恒温恒湿***退出除湿加强模式；其中，Tdeviation为温度精度。
进一步地，当所述恒温恒湿***在除湿加强模式下，压缩机(9)升频，控制所述第一电子膨胀阀(4)的开度逐渐关小。
进一步地，所述第一电子膨胀阀(4)的开度按下列公式控制：
其中，EXVID-Tar为第一电子膨胀阀目标开度，EXVID-Pnt为第一电子膨胀阀当前开度，TID-Amb为室内环境温度，TID-Tar为室内设定温度。
进一步地，当所述恒温恒湿控制***退出除湿加强模式时，控制所述第一电子膨胀阀的开度逐渐增大。
根据本发明的另一个方面，公开了一种恒温恒湿***的控制方法，所述恒温恒湿***为上述的恒温恒湿***，所述控制方法包括：步骤S10：获取环境温度TID-Amb，获取设定温度TID-Tar，获取环境湿度RHID-Amb，获取设定湿度RHID-Tar，获取所述第二蒸发器的冷媒进管温度TID-In；步骤S20：根据所述环境温度TID-Amb、所述设定温度TID-Tar、所述环境湿度RHID-Amb、所述设定湿度RHID-Tar、所述第二蒸发器的冷媒进管温度TID-In，判断所述恒温恒湿***是否进入除湿加强模式。
进一步地，步骤S20包括以下步骤：步骤S21：判断所述环境温度TID-Amb、所述环境湿度RHID-Amb、所述冷媒进管温度TID-In是否处于预设范围；步骤S22：当同时满足TID-Amb＜TID-Tar+Tdeviation、RHID-Amb＞RHID-Tar、TID-In＞A条件时，控制所述恒温恒湿***进入除湿加强模式；步骤S23：当满足TID-Amb≥TID-Tar+Tdeviation+1、RHID-Amb＜RHID-Tar或TID-In≤B中的任一条件时，控制恒温恒湿***退出除湿加强模式；其中，Tdeviation为温度精度，A为预设安全温度，B为预设过冷温度。
进一步地，当所述恒温恒湿***在除湿加强模式下，压缩机升频，控制所述第一电子膨胀阀的开度逐渐关小。
进一步地，所述第一电子膨胀阀(4)的开度按下列公式控制：
其中，
EXVID-Tar为第一电子膨胀阀目标开度，EXVID-Pnt为第一电子膨胀阀当前开度，TID-Amb为室内环境温度，TID-Tar为室内设定温度。
进一步地，当所述恒温恒湿控制***退出除湿加强模式时，控制所述第一电子膨胀阀的开度逐渐增大。
本发明通过将两个蒸发器并联设置，并利用电子膨胀阀控制其中一个的冷媒流量大小，当室内除湿需求较大但室内负荷不高的时候，机组进入除湿加强模式，其中，第一电子膨胀阀全关，由第二蒸发器除湿，本来经过两个蒸发器的冷媒，现在只从第二蒸发器经过，这导致经过第二蒸发器的冷媒循环量增加，热负荷一定的情况下会导致蒸发温度下降，更有利于除湿，同时第一电子膨胀阀关闭，只由第二蒸发器去完成制冷和除湿，这种情况相当于减小了蒸发面积和风量，不回因为压缩机升频而使制冷能力增加，从而避免了由于恒温恒湿机因风量不变产生多余冷量，导致大功率电辅热开启不节能的情况。
附图说明
图1是本发明实施例的恒温恒湿内机的结构示意图；
图2是本发明实施例的恒温恒湿***的工作原理图；
图3是本发明实施例的恒温恒湿***的控制方法工作流程图；
图4是本发明另一实施例的恒温恒湿***的控制方法工作流程图；
图例：1、风机；2、第一蒸发器；3、第二蒸发器；4、第一电子膨胀阀；5、第二电子膨胀阀；6、回风口；7、第一电辅热装置；8、第二电辅热装置；9、压缩机；10、第一热交换回路；11、第二热交换回路；12、温度传感器。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不局限于说明书上的内容。
本发明公开了一种恒温恒湿内机，包括：风机1、第一蒸发器2、第二蒸发器3和第一电子膨胀阀4，风机1设置在恒温恒湿内机的风道内的出风口处；第一蒸发器2设置在风机1与风道的回风口6之间；第二蒸发器3设置在风机1与回风口6之间，且第二蒸发器3与第一蒸发器2在恒温恒湿内机的冷媒压缩循环中并联设置；第一电子膨胀阀4设置在恒温恒湿内机的冷媒压缩循环中并且与第一蒸发器2串联设置，第一电子膨胀阀4用于控制第一蒸发器2内的冷媒流量。
通过将两个蒸发器并联设置，并利用电子膨胀阀控制其中一个的冷媒流量大小，当室内除湿需求较大但室内负荷不高的时候，机组进入除湿加强模式，其中，第一电子膨胀阀4全关，由第二蒸发器3除湿，本来经过两个蒸发器的冷媒，现在只从第二蒸发器3经过，这导致经过第二蒸发器3的冷媒循环量增加，热负荷一定的情况下会导致蒸发温度下降，更有利于除湿，同时第一电子膨胀阀4关闭，只由第二蒸发器3去完成制冷和除湿，这种情况相当于减小了蒸发面积和换热风量，不回因为压缩机升频而使制冷能力增加，从而避免了由于恒温恒湿机风量不变会产生多余冷量，导致大功率电辅热开启不节能的情况。
而且，在热负荷不高，室内电辅热功率不高的情况下，为保证除湿效果，可能会导致冷量过大，电辅热产生的热量不足以抵消导致室内环境温度失控。通过将两个蒸发器并联设置，并利用电子膨胀阀控制其中一个的冷媒流量大小，只由第二蒸发器3去完成制冷和除湿，这种情况相当于减小了蒸发面积和风量，从而避免出现温度失控的现象。
在上述实施例中，恒温恒湿内机还包括：第二电子膨胀阀5，第二电子膨胀阀5设置在恒温恒湿内机的冷媒压缩循环中并且与第二蒸发器3串联设置，用于控制第二蒸发器3内的冷媒流量，第一蒸发器2位于第二蒸发器3与回风口6之间，第一蒸发器2与第二蒸发器3倾斜设置并形成V型结构。通过由电子膨胀阀单独控制，当室内环境对除湿需求较大但是热负荷不高时，机组可以通过电子膨胀阀控制蒸发器内的冷媒流量，只利用第二蒸发器3除湿，而不会导致制冷量增加，从而有效避免室内温度失控或者能耗增加。而且，由于第一蒸发器2位于第二蒸发器3与回风口6之间，且将第一蒸发器2与第二蒸发器3形成V型夹角结构，从而调整了风场分布，从回风口6进入的回风经过靠近回风口6的第一蒸发器2后，风量和风速都相对减小，从而使经过第二蒸发器3的风量和风度也相对减小，风量的减小会防止换热量过大，风速减低会更有利于除去回风中水蒸气凝结，从而使恒温恒湿机在提高除湿效果的同时，还不会产生多余冷量。
在上述实施例中，恒温恒内湿机还包括：第一电辅热装置7和第二电辅热装置8，第一电辅热装置7设置在第一蒸发器2与风机1之间；第二电辅热装置8设置在第二蒸发器3与风机1之间。通过电辅热装置可以进一步保证温度失控。
根据本发明的另一方面，公开了一种恒温恒湿***，包括冷媒压缩循环和上述的恒温恒湿内机，冷媒压缩循环包括：压缩机9、第一热交换回路10和第二热交换回路11，第一热交换回路10的第一端与冷凝器连接，第一热交换回路10的第二端与压缩机9的进气口连通；第二热交换回路11与第一热交换回路10并联；恒温恒湿内机的第一蒸发器2和第一电子膨胀阀4设置在第一热交换回路10上，且第一电子膨胀阀4位于第一蒸发器2的上游；恒温恒湿内机的第二蒸发器3设置在第二热交换回路11上。通过设置两个并联的热交换回路，并将两个蒸发器分别设置在两个热交换回路上，并利用电子膨胀阀控制其中一个蒸发器内的冷媒流量大小，当室内除湿需求强烈但室内负荷不高的时候，机组进入除湿加强模式，其中，第一蒸发器2上游的第一电子膨胀阀4全关，由第二蒸发器3除湿，本来经过两个蒸发器的冷媒，现在只从第二蒸发器3经过，这导致经过第二蒸发器3所在的第二热交换回路11的冷媒循环量增加，热负荷一定的情况下会导致蒸发温度下降，更有利于除湿，同时第一电子膨胀阀4关闭，只由第二蒸发器3去完成制冷和除湿，这种情况相当于减小了蒸发面积和风量，因此，避免了压缩机升频导致制冷能力增加，有效避免大功率电辅热开启不节能的情况。
根据本发明的另一方面，公开了一种恒温恒湿***的控制方法，恒温恒湿***为上述的恒温恒湿***，第二热交换回路11上设置有第二电子膨胀阀5，第二电子膨胀阀5用于控制第二蒸发器3内的冷媒流量大小，控制方法包括：
步骤S10：获取环境温度TID-Amb，获取设定温度TID-Tar，获取环境湿度RHID-Amb，获取设定湿度RHID-Tar；
步骤S20：根据环境温度TID-Amb、设定温度TID-Tar、环境湿度RHID-Amb、设定湿度RHID-Tar，判断恒温恒湿***是否进入除湿加强模式。
在上述实施例中，步骤S20包括以下步骤：
步骤S21：判断环境温度TID-Amb和环境湿度RHID-Amb是否处于预设范围；
步骤S22：当TID-Amb＜TID-Tar+Tdeviation，且RHID-Amb＞RHID-Tar时，控制恒温恒湿***进入除湿加强模式；
步骤S23：当RHID-Amb≥TID-Tar+Tdeviation或RHID-Amb＜RHID-Tar时，控制恒温恒湿***退出除湿加强模式；
其中，Tdeviation为温度精度。
在上述实施例中，当恒温恒湿***在除湿加强模式下，压缩机9升频，控制第一电子膨胀阀4的开度逐渐关小，第二电子膨胀阀5的开度不变。
在上述实施例中，第一电子膨胀阀4的开度按下列公式控制：
其中，
EXVID-Tar为电子膨胀阀目标开度，EXVID-Pnt为电子膨胀阀当前开度，TID-Amb为室内环境温度，TID-Tar为室内设定温度。
在上述实施例中，当恒温恒湿控制***退出除湿加强模式时，控制第一电子膨胀阀4的开度逐渐增大，第二电子膨胀阀5的开度不变。
通过上述方法，由于除湿加强模式的条件是TID-Amb＜TID-Tar+Tdeviation，所以TID-Amb-TID-Tar+Tdeviation是个负数，所以EXVID-Tar＝EXVID-Pnt+负数，第一电子膨胀阀4会一直关小直到0，第一热交换回路10关闭，这导致经过第二蒸发器3所在的第二热交换回路11的冷媒循环量增加，热负荷一定的情况下会导致蒸发温度下降，更有利于除湿，同时由于第一电子膨胀阀4关闭，只由第二蒸发器3去完成制冷和除湿，这种情况相当于减小了换热面积和风量，因此，避免了压缩机升频导致制冷能力增加，有效避免大功率电辅热开启不节能的情况。
由于除湿加强模式下会关闭第一电子膨胀阀4，导致经过另第二蒸发器3的冷媒循环量增加，第二蒸发器3的冷媒进管温度会在原来的基础上降低，当第二蒸发器的冷媒进管温度低于-1℃时，在室内热负荷不变的情况下蒸发器会蒸发不完全，导致压缩机大量回液，而一般恒温恒湿***都设置有防冻结保护，不仅导致制冷效率降低，而且***运行不稳定。
为了解决上述问题，本发明公开了另一个实施例，该实施例公开了一种恒温恒湿***的控制方法，恒温恒湿***为上述的恒温恒湿***，第二热交换回路11上设置有第二电子膨胀阀5，第二电子膨胀阀5用于控制第二蒸发器3内的冷媒流量大小，第二蒸发器3的冷媒入口管路上设置有温度传感器12，温度传感器12用于获取第二蒸发器3的冷媒进管温度，控制方法包括：
步骤S10：获取环境温度TID-Amb，获取设定温度TID-Tar，获取环境湿度RHID-Amb，获取设定湿度RHID-Tar，获取第二蒸发器3的冷媒进管温度TID-In；
步骤S20：根据环境温度TID-Amb、设定温度TID-Tar、环境湿度RHID-Amb、设定湿度RHID-Tar，冷媒进管温度TID-In，判断恒温恒湿***是否进入除湿加强模式。
在上述实施例中，步骤S20包括以下步骤：
步骤S21：判断环境温度TID-Amb、环境湿度RHID-Amb、冷媒进管温度TID-In是否处于预设范围；
步骤S22：当同时满足TID-Amb＜TID-Tar+Tdeviation、RHID-Amb＞RHID-Tar、TID-In＞A条件时，控制恒温恒湿***进入除湿加强模式；
步骤S23：当满足TID-Amb≥TID-Tar+Tdeviation+1≥TID-Amb≥TID-TarTdeviation+1、RHID-Amb＜RHID-Tar或TID-In≤B中的任一条件时，控制恒温恒湿***退出除湿加强模式；
其中，Tdeviation为温度精度，一般为0.5℃，A为预设安全温度，B为预设过冷温度。
在上述实施例中，A的取值范围为3℃～5℃。
在上述实施例中，B的取值范围为1℃～3℃。
在上述实施例中，在步骤S22中，当恒温恒湿***在除湿加强模式下，压缩机9工作频率逐渐增大，且第一电子膨胀阀4的开度逐渐关小，第二电子膨胀阀5的开度不变。
在上述实施例中，第一电子膨胀阀4的开度按下列公式控制：
其中，
EXVID-Tar为第一电子膨胀阀目标开度，EXVID-Pnt为第一电子膨胀阀当前开度，TID-Amb为室内环境温度，TID-Tar为室内设定温度。
在上述实施例中，在步骤S23中，当恒温恒湿控制***退出除湿加强模式时，第一电子膨胀阀4的开度逐渐增大至正常，第二电子膨胀阀5的开度不变。
通过上述方法，在避免了压缩机升频导致制冷能力增加，有效避免大功率电辅热开启不节能的情况。同时，由于在第二蒸发器3进管上的设置温度传感器，通过检测第二蒸发器进管温度并将其作为控制条件，从而能防止因为进入除湿加强模式而导致防冻结保护，提高除湿降能力的同时保证***运行可靠性。
显然，本发明的上述实施方式仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (14)

1.一种恒温恒湿内机，其特征在于，包括：
风机(1)；
第一蒸发器(2)；
第二蒸发器(3)，且所述第二蒸发器(3)与所述第一蒸发器(2)在所述恒温恒湿内机的冷媒压缩循环中并联设置；
第一电子膨胀阀(4)，设置在所述恒温恒湿内机的冷媒压缩循环中并且与所述第一蒸发器(2)串联设置，所述第一电子膨胀阀(4)用于控制所述第一蒸发器(2)内的冷媒流量。
2.根据权利要求1所述的恒温恒湿内机，其特征在于，所述恒温恒湿内机还包括回风口(6)，所述第一蒸发器(2)位于所述第二蒸发器(3)与所述回风口(6)之间。
3.根据权利要求2所述的恒温恒湿内机，其特征在于，所述第一蒸发器(2)与所述第二蒸发器(3)倾斜设置并形成V型结构。
4.一种恒温恒湿***，其特征在于，包括冷媒压缩循环和权利要求1-3任一项所述的恒温恒湿内机，所述冷媒压缩循环，包括：
压缩机(9)；
第一热交换回路(10)，第一端与冷凝器连接，所述第一热交换回路(10)的第二端与所述压缩机(9)的进气口连通；
第二热交换回路(11)，与所述第一热交换回路(10)并联；
所述恒温恒湿内机的所述第一蒸发器(2)和所述第一电子膨胀阀(4)设置在所述第一热交换回路(10)上，且所述第一电子膨胀阀(4)位于所述第一蒸发器(2)的上游；
所述恒温恒湿内机的所述第二蒸发器(3)设置在所述第二热交换回路(11)上。
5.一种恒温恒湿***的控制方法，所述恒温恒湿***为权利要求4所述的恒温恒湿***，其特征在于，所述控制方法包括：
步骤S10：获取环境温度TID-Amb，获取设定温度TID-Tar，获取环境湿度RHID-Amb，获取设定湿度RHID-Tar；
步骤S20：根据所述环境温度TID-Amb、所述设定温度TID-Tar、所述环境湿度RHID-Amb、所述设定湿度RHID-Tar，判断所述恒温恒湿***是否进入除湿加强模式。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S20包括以下步骤：
步骤S21：判断所述环境温度TID-Amb和所述环境湿度RHID-Amb是否处于预设范围；
步骤S22：当TID-Amb＜TID-Tar+Tdeviation，且RHID-Amb＞RHID-Tar时，控制所述恒温恒湿***进入除湿加强模式；
步骤S23：当TID-Amb≥TID-Tar+Tdeviation+1或RHID-Amb＜RHID-Tar时，控制所述恒温恒湿***退出除湿加强模式；
其中，Tdeviation为温度精度。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，当所述恒温恒湿***在除湿加强模式下，压缩机(9)升频，控制所述第一电子膨胀阀(4)的开度逐渐关小。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述第一电子膨胀阀(4)的开度按下列公式控制：
其中，
EXVID-Tar为第一电子膨胀阀目标开度，EXVID-Pnt为第一电子膨胀阀当前开度，TID-Amb为室内环境温度，TID-Tar为室内设定温度。
9.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，当所述恒温恒湿控制***退出除湿加强模式时，控制所述第一电子膨胀阀(4)的开度逐渐增大。
10.一种恒温恒湿***的控制方法，所述恒温恒湿***为权利要求4所述的恒温恒湿***，其特征在于，所述控制方法包括：
步骤S10：获取环境温度TID-Amb，获取设定温度TID-Tar，获取环境湿度RHID-Amb，获取设定湿度RHID-Tar，获取所述第二蒸发器(3)的冷媒进管温度TID-In；
步骤S20：根据所述环境温度TID-Amb、所述设定温度TID-Tar、所述环境湿度RHID-Amb、所述设定湿度RHID-Tar、所述第二蒸发器(3)的冷媒进管温度TID-In，判断所述恒温恒湿***是否进入除湿加强模式。
11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，步骤S20包括以下步骤：
步骤S21：判断所述环境温度TID-Amb、所述环境湿度RHID-Amb、所述冷媒进管温度TID-In是否处于预设范围；
步骤S22：当同时满足TID-Amb＜TID-Tar+Tdeviation、RHID-Amb＞RHID-Tar、TID-In＞A条件时，控制所述恒温恒湿***进入除湿加强模式；
步骤S23：当满足TID-Amb≥TID-Tar+Tdeviation+1、RHID-Amb＜RHID-Tar或TID-In≤B中的任一条件时，控制恒温恒湿***退出除湿加强模式；
其中，Tdeviation为温度精度，A为预设安全温度，B为预设过冷温度。
12.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，当所述恒温恒湿***在除湿加强模式下，压缩机(9)升频，控制所述第一电子膨胀阀(4)的开度逐渐关小。
13.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于，所述第一电子膨胀阀(4)的开度按下列公式控制：
其中，
EXVID-Tar为第一电子膨胀阀目标开度，EXVID-Pnt为第一电子膨胀阀当前开度，TID-Amb为室内环境温度，TID-Tar为室内设定温度。
14.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，当所述恒温恒湿控制***退出除湿加强模式时，控制所述第一电子膨胀阀(4)的开度逐渐增大。
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