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制冷系统毛细管的工作原理与过程

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一、毛细管的工作原理: 毛细管是制冷系统常用的节流装置,毛细管一般指内径为0.4~2.0mm的细长铜管。 作为制冷系统的节流机构,毛细管是最简单的一种,因其价廉、选用灵活,故广泛用于小型制冷装置中,最近在较大制冷量的机组中也有采用,如10匹柜机采用了,甚至在更大的单冷系统也有用到,某公司40KW的水冷柜机机组中也有采用。 目前公司常用的毛细管的规格有: 1.24mm、1.37mm、1.63mm。

一、毛细管的工作原理:

毛细管是制冷系统常用的节流装置,毛细管一般指内径为0.4~2.0mm的细长铜管。

作为制冷系统的节流机构,毛细管是最简单的一种,因其价廉、选用灵活,故广泛用于小型制冷装置中,最近在较大制冷量的机组中也有采用,如10匹柜机采用了,甚至在更大的单冷系统也有用到,某公司40KW的水冷柜机机组中也有采用。

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目前公司常用的毛细管的规格有:

1.24mm、1.37mm、1.63mm。

定制的毛细管规格有:

1.8mm、2.1mm、2.4mm

还有6mm、8mm的铜管也可做较大系统节流用等。

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节流装置主要是通过制冷剂在装置内流动的压降来控制蒸发器所需的制冷剂流量。

毛细管(虽然叫毛细管,但其实并不会有毛细作用)其实只是一段内径比较小的铜管,它一头连接冷凝器出口(一般在毛细管入口会加一个过滤器,以防毛细管堵塞),另一头连接蒸发器入口,这种结构因为没有热交换,叫绝热毛细管

在一些冰箱制冷系统中,毛细管和回气管是焊在一起的,它们之间有热交换,叫放热毛细管

高压制冷剂液体在管内流动,因为毛细管的内径比较小,一般中小型制冷装置常用为0.4—2.5mm,所以压降比较大,因此可以通过更改毛细管尺寸来变更制冷剂流动的压力降,从而达到控制流量的目的。

二、毛细管的工作过程:

下图是常用的描述制冷剂在毛细管中沿长度方向流动状态的曲线图:

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1、0-2过程:

这一段因为制冷剂还完全是过冷液体,流速变化不大,所以制冷剂在毛细管内的压降恒定,呈线性变化,制冷剂压力不断下降而接近饱和压力,而因为是绝热过程,因此温度不变;

2、“2”过程:

这一点是制冷剂液体的饱和状态点,制冷剂会在这点开始吸热蒸发出气体,所以一般叫闪发点,但是根据Lietal.(1990)和Mikol(1963)的研究指出,虽然制冷剂达到饱和状态点“2”,但仍然不会蒸发,而制冷剂压力还要沿着很短的毛细管长度继续下降到点“2’”才开始蒸发,2-2’这段过程叫亚稳定状态或过热液体状态。

3、2-3过程:

制冷剂液体从“2”点后就开始蒸发出气体,因为气体容积较大,所以流速加快,制冷剂压降增大,所以这段是两相段,压降比较大,但是当制冷剂的压力达到“3”点后,就不会再下降了,所以“3”点的压力也叫临界压力(当地音速);

这时毛细管出现流动雍塞,也就是达到最大流量。在实际制冷系统中多数系统中制冷剂都会降到这个压力,所以通常毛细管出口压力为点“3”

4、“4”过程点:

“4”点是蒸发器入口压力,它和蒸发器大小,制冷剂流量和压缩机排气量有关,在这里它表示小于临界压力时的情况,对于多数制冷系统来说,都在点“4”附近。

从上图中可以清楚的了解制冷剂在毛细管内的压力和温度变化情况,现在来看制冷剂流量,当蒸发器的入口压力大于毛细管临界压力时,它和毛细管入口压力(点“0”)和毛细管出口压力(也叫出口背压),也就是蒸发器的入口压力(点“4’”)有关,随着毛细管入口压力的增大而增大,随着蒸发器入口压力的减小而增大;当蒸发器的入口压力小于毛细管临界压力时,它只随着毛细管入口压力的增大而增大。

因为在毛细管中随着制冷剂气体的增加阻力也增大,所以过冷度越大,制冷剂流量也会增大。

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