毛细管的工作原理、性能、使用注意事项

2024-10-15 11:45

毛细管是制冷系统重要的结构部件,对系统运行有重要影响,本文我们一起来探讨了解毛细管的工作原理、性能、使用注意事项。


一、毛细管的主要指标
小型制冷装置如电冰箱、家用空调中大多用毛细管作为节流装置。因为它结构非常简单,一般是一根内径0.5mm~2.0mm紫铜管,其长度一般在0.5m~3m。
毛细管主要指标如下:
压力差:毛细管两端的内孔阻力降。
流量:在一定温度、一定入口压力下单位时间内通过毛细管的气体体积。
限位环:为保证毛细管与其他零部件在连接时插入尺寸的准确性,在毛细直管上制成的限位环。
毛细管尺寸标注的是外径和内径,内径小于0.6mm 的毛细管,必须用流量或压力差试验来保证


 
二、毛细管工作原理
 
毛细管作用是:降低液体制冷剂的压力和温度;调节进入蒸发器的制冷剂流量。
制冷剂液体在毛细管中压力、温度变化如下图所示。

 
对于毛细管,冷媒流动分为液体流动和气液两相流动两个区域,制冷剂液体从A点进入毛细管,由于液体的流阻较小,制冷剂压力图片,沿着管长呈平缓的线性下降,到B点压力降至图片, 液体开始蒸发。
在AB管段压力下降较缓慢,制冷剂温度基本不变,在BC管段,由于蒸汽量的增多,流动呈气液两相流动,使阻力增大,压力下降较快,越往后,蒸汽越多,阻力越大,所以B点后,压力呈越来越陡的非线性变化,到达出口C点时,压力降低为Pc,温度为压力Pc对应的饱和温度,C点到D点为制冷剂从毛细管末端进入蒸发器时,其压力、温度仍有下降。
毛细管是一种当制冷装置热负荷变化,流道截面不变的节流元件,对外界因素引起的流量变化具有一定的自补偿能力。
假如由于热负荷变化,引起毛细管两端压差变化,当压差增大时,会引起制冷剂流量增大,但由于流阻也同时增大,造成管内闪发气体量增多,从而抑制了流量过分增大。反之,当压力差减小时,它就具有抑制流量过分减少的能力。
这种抑制能力就可在环境温度升高,而引起冷凝压力升高,或由于负荷降低,而引起蒸发温度下降的情况,防止制冷剂流量的过分增加;相反,由于冷凝压力下降,或蒸发压力增大时,能防止制冷剂流量过分减少。
采用毛细管的制冷装置,由于制冷剂流量几乎不随热负荷变化而变化,所以只能用在负荷变化不大的,蒸发温度大致恒定的场合。



三、毛细管的液封
制冷剂应该“从上向下”的方向进入毛细管,也就是说毛细管入口位置要低于干燥过滤器。这样,制冷剂液体开始堆积,由于其重量,毛细管入口形成“液体密封”以避免蒸汽进入。
如果流动方向为“从下向上”,液体只是通过速度到达毛细管,但是他自然的流动方向是向后,这样通过液体变为蒸汽进入毛细管,造成排放压力增加,系统效力降低。


四、毛细管的优势和局限
1、毛细管的优势  
1)  紫铜管拉制而成,结构简单,制造方便,价格低廉;
2)  没有运动部件,本身不易产生故障和泄漏;
3)  具有自补偿的特点,即工质在一定压差下,流经毛细管的流量是稳定的。
4)  压缩机停止运转后,系统内的高压侧压力和低压侧压力可迅速得到平衡,再次启动时,压缩机的电动机启动符合较小,故可不用启动转矩大的电动机,对半封闭和全封闭式压缩机尤为重要,适于热泵采用开停调节制热量和控制制热温度。

 
2、毛细管的局限性   
1)  当机组中工质的充注量较多时,需在蒸发器和压缩机之间设置气液分离器,以防工质液体进入压缩机气缸,避免出现液击。
2)  毛细管的调节能力较弱,当热泵的实际工况点偏离设计点时,则热泵效率就降低。另外,采用毛细管作节流部件时,要求工质充注量要准确。
3)  当工质中有脏物或蒸发温度低于0℃而系统中有水时,毛细管的狭窄部位容易冰堵。




五、毛细管使用注意事项
 
1) 毛细管内径小、管子长,容易堵塞,要求系统内清洁无杂物,在毛细管进口处安装细目干燥过滤器。
2) 毛细管不能随意更改或调换,制冷装置内充注的制冷剂量要严格控制在规定数量内,否则会严重影响系统的正常工作。
3) 在制冷装置中,细长的毛细管一般盘成螺旋状,卷曲直径要均匀,以防折损。为了避免毛细管喷流噪声,可在毛细管外面用异丁橡胶包扎,起到隔声、减震作用。





文章来源:文章来源于空调实验室
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