毛細(xì)管如何設(shè)計(jì)計(jì)算？
陌肖 2024-11-12 10:41 來源：暖通南社 瀏覽量：16797
空調(diào)、冰箱制冷系統(tǒng)中的毛細(xì)管屬于膨脹裝置（或叫節(jié)流裝置），其作用是：降低液體制冷劑的壓力和溫度；調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑流量。
小型制冷裝置如電冰箱、房間空調(diào)器中大多用毛細(xì)管作為節(jié)流裝置。毛細(xì)管一般是銅制的，管內(nèi)直徑在1mm以下，連接于冷凝器與蒸發(fā)器之間。起到一個(gè)能降低壓縮機(jī)送來的高壓液化制冷劑的壓力的作用。本文我們一起來探討下毛細(xì)管應(yīng)該如何設(shè)計(jì)。
毛細(xì)管一般是銅制的，管內(nèi)直徑在1mm以下，連接于冷凝器與蒸發(fā)器之間。起到一個(gè)能降低壓縮機(jī)送來的高壓液化制冷劑的壓力的作用。制冷系統(tǒng)中制冷劑流量隨毛細(xì)管長度的增加而減少，隨毛細(xì)管直徑的增大而增加。因此改變毛細(xì)管長度和直徑，也就改變了供給蒸發(fā)器的制冷劑流量，制冷設(shè)備的工作狀態(tài)將產(chǎn)生變化。毛細(xì)管孔徑尺寸偏差0.01mm，約影響制冷劑流量2.5％～4％。孔內(nèi)表面越粗糙，流阻越大，制冷劑流量將減少。毛細(xì)管直徑和長度的確定，一般應(yīng)初步估算，然后通過實(shí)際空調(diào)器中運(yùn)行調(diào)試，最終獲得最佳尺寸。初步估算毛細(xì)管尺寸和長度時(shí)，可應(yīng)用下式：ΔP-毛細(xì)管進(jìn)、出口的壓力差（Mpa）毛細(xì)管作為節(jié)流裝置的不足之處在于，它對(duì)于制冷系統(tǒng)工況變化適應(yīng)性差，不能使各種工作狀態(tài)都處于最佳。二、毛細(xì)管的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因?yàn)橹评湓O(shè)備的結(jié)構(gòu)有多種多樣，而用戶對(duì)不同制冷設(shè)備的要求也不一樣，所以在毛細(xì)管的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上也有所不同。三、毛細(xì)管的長度和直徑設(shè)計(jì)毛細(xì)管的長度和直徑都是決定制冷劑流量的重要因素。1）如現(xiàn)有一個(gè)內(nèi)徑和長度的毛細(xì)管，要換成另外一個(gè)內(nèi)徑和長度，那么先在左邊的Tube I.D.列中找出原來的內(nèi)徑；2）在表中第二行找到要換成的內(nèi)徑（如果沒有可以用插值法），向下垂直找到和原來的內(nèi)徑水平方向在表中的交點(diǎn)，就是換算系數(shù)；3）用原來的長度乘以換算系數(shù)就是要換成的長度。毛細(xì)管長度的選擇首先肯定要知道制冷劑的質(zhì)量流量，所以要知道制冷量，蒸發(fā)溫度，冷凝溫度，過冷度，過熱度等參數(shù)；一般設(shè)計(jì)參數(shù)見下表：對(duì)于毛細(xì)管長度的確定現(xiàn)在多用曲線比對(duì)法，先選擇一個(gè)尺寸的毛細(xì)管作為標(biāo)準(zhǔn)毛細(xì)管，在一系列常用條件下做實(shí)驗(yàn)畫出一系列曲線，當(dāng)要確定某一條件下的毛細(xì)管時(shí)，用該條件下的已知條件和標(biāo)準(zhǔn)毛細(xì)管對(duì)比，然后確定所需毛細(xì)管尺寸。這里介紹Hopkins(1950)開發(fā)的確定毛細(xì)管尺寸的一種方法，但只有R12和R22兩種制冷劑：下圖給出的就是上述介紹的方法，下圖是標(biāo)準(zhǔn)毛細(xì)管在不同冷凝溫度和過冷度時(shí)的曲線，這個(gè)圖只適用于毛細(xì)管出口壓力大于蒸發(fā)壓力的條件，前面已經(jīng)說了，現(xiàn)在商用和家用制冷系統(tǒng)都是毛細(xì)管出口壓力大于蒸發(fā)壓力的，因?yàn)檫@樣毛細(xì)管的流量和蒸發(fā)壓力是沒有太大關(guān)系的。右圖是基于標(biāo)準(zhǔn)毛細(xì)管的各種毛細(xì)管的尺寸。確定所需毛細(xì)管的尺寸步驟如下：1．通過已知條件，如制冷量，蒸發(fā)壓力，冷凝壓力，過冷度，過熱度等計(jì)算出制冷劑的質(zhì)量流量G；2．利用左圖查出標(biāo)準(zhǔn)流量 Ga，然后計(jì)算相對(duì)流量系數(shù)φ1=G/Ga；這里一直提到臨界壓力的問題，為了對(duì)臨界壓力有一個(gè)直觀的理解，這里介紹一種查找臨界壓力的方法。右表給出了毛細(xì)管的不同進(jìn)口條件下不同長徑比λ的臨界壓力，查找方法如下：從圖中的示例可以看出，對(duì)于空調(diào)，根據(jù)冷凝壓力和過冷度可以看出，一般都在7bar以上，都比蒸發(fā)溫度5-6bar 高，對(duì)于冰箱，也可以得出相同的結(jié)論。因此，在確定毛細(xì)管長度時(shí)，主要是考慮冷凝壓力和過冷度。在ASHRAE的手冊(cè)，介紹了Wolf et al.(1995)重新開發(fā)的曲線，這些曲線的使用方法和上面的類似，但誤差比上面的會(huì)小些，使用的前提條件是絕熱毛細(xì)管，毛細(xì)管的出口壓力大于蒸發(fā)壓力，這些曲線也是通過標(biāo)準(zhǔn)毛細(xì)管曲線來確定所需毛細(xì)管的尺寸和流量，而且這些曲線都是現(xiàn)在常用的制冷劑，如R22，R134a，R410A等。和上面的方法有點(diǎn)不一樣的是，對(duì)于 R22，R410A，當(dāng)毛細(xì)管進(jìn)口是兩相時(shí)，流量系數(shù)圖不和單相的共用一張，而有自己的流量系數(shù)圖。而R134a當(dāng)進(jìn)口是兩相時(shí)，實(shí)際流量需乘以0.95 這個(gè)調(diào)整系數(shù)，對(duì)于其他的具體步驟同上。從這兩種方法，我們可以看出，當(dāng)流量系數(shù)一樣時(shí)，對(duì)應(yīng)的毛細(xì)管尺寸有幾種，這也就是說，當(dāng)流量系數(shù)一樣時(shí)，不同毛細(xì)管尺寸之間可以互換。
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