毛细管长度、结构、直径应该如何设计？

1.影响一： 压力损失与制冷剂流量

毛细管长度的变化会直接影响制冷系统的压力损失和制冷剂的流量。较短的毛细管可以减小压力损失，提高制冷剂流速，从而提高系统的效率。然而，过短的毛细管可能会导致制冷剂流速过快，制冷剂无法充分蒸发，从而影响制冷效果。因此，在设计毛细管长度时，需要综合考虑压力损失、制冷剂流速和制冷效果等因素。

2. 影响二：制冷效果与系统效率  

较长的毛细管会增加压力损失，降低制冷剂流速，这可能导致制冷剂无法充分蒸发，从而影响制冷效果。然而，较长的毛细管也可以使制冷剂充分蒸发，提高制冷效果。因此，在设计毛细管长度时，需要根据具体的制冷需求和系统要求进行平衡，以达到最佳的制冷效果和系统效率。

 3.长度设计   

毛细管长度的选择首先肯定要知道制冷剂的质量流量，所以要知道制冷量，蒸发温度，冷凝温度，过冷度，过热度等参数；对于风冷冷风型的空调来说，一般设计参数都差不多，见下表：

所以制冷剂的质量流量为：

Gf=制冷量/ΔHkg/s

这里一直提到临界压力的问题，为了对临界压力有一个直观的理解，这里介绍一种查找临界压力的方法。右表给出了毛细管的不同进口条件下不同长径比λ的临界压力，查找方法如下：

1．用已知的冷凝压力和过冷度确定A点；

2．划一横线到标准毛细管的长径比B点（λ=2030/1.625=1252）；

3．再划一竖线，按照和实际毛细管的长径比的交点在纵坐标找到对应的临界压力；

从图中的示例可以看出，对于空调，根据冷凝压力和过冷度可以看出，一般都在7bar以上，都比蒸发温度5-6bar 高，对于冰箱，也可以得出相同的结论。

因此，在确定毛细管长度时，主要是考虑冷凝压力和过冷度。

 1. 内部结构

毛细管的内部结构包括管径、管壁厚度和内螺纹等。较大的管径可以减小制冷剂阻力，提高制冷剂流速，从而提高系统效率。然而，过大的管径可能会降低传热系数，从而影响制冷效果。较薄的管壁可以减少热损失，提高传热效率，但也可能会降低毛细管的强度和耐用性。内螺纹可以增加制冷剂的蒸发面积，提高传热系数，从而提高制冷效果。

 2. 外部结构  

毛细管的外部结构包括保温材料、防护层和保护套等。保温材料可以减少热损失，提高传热效率，但也可能会增加毛细管的体积和重量。防护层可以保护毛细管免受外部损伤，提高毛细管的耐用性和可靠性。保护套可以保护毛细管免受腐蚀和磨损，延长毛细管的使用寿命。

3.如何设计？

因为制冷设备的结构有多种多样，而用户对不同制冷设备的要求也不一样，所以在毛细管的结构设计上也有所不同。

1）单根毛细管： 对于一般的冰箱或单冷型的空调，只需单根毛细管来节流即可，不过对于这根毛细管是盘成卷还是长条放置要看制冷设备的结构，家用冰箱冷凝器蒸发器比较近，一般盘起来，一些商用风冷冷柜冷凝器蒸发器离得较远，一般是成条埋在发泡层。

2）单根带单向阀： 这种一般用在调热泵，因为制冷，制热所需的毛细管长度不一样，所以分成制冷，制热两组毛细管，当某根毛细管不使用时，通过单向阀来短路这根毛细管，这种结构需要两个单向阀，但设计简单且互不干扰，特别适用于长连管分体空调；

3）双根毛细管组合： 对于热泵型家用空调，有时因为毛细管不能放在室内机（怕噪音太大），一根毛细管用于制冷，制热时再加一根毛细管，这根毛细管在制冷循环时用单向阀来短路。

4）多根毛细管： 当蒸发器比较大时，如果流程过长，在设计上需要分路，也可用毛细管来节流兼分配，这时对分配头要求也没有专用分配管那么严格，因为毛细管本身因为节流作用可以调节而避免分配不均的问题。这种结构一般只用在单冷系统。

 1. 制冷效果与制冷剂流量

毛细管直径的变化会直接影响制冷系统的制冷剂和流量。较小的毛细管直径可以增加制冷剂的蒸发面积和传热系数，从而提高制冷效果。然而，过小的毛细管直径会增加制冷剂的阻力和压力损失，从而影响制冷剂的流量和系统的效率。因此，在设计毛细管直径时，需要综合考虑制冷效果、制冷剂流量和系统效率等因素。

 2. 传热性能与制冷剂阻力  

较大的毛细管直径可以减小制冷剂阻力，提高制冷剂流速，从而提高系统效率。然而，过大的毛细管直径可能会降低传热系数，从而影响制冷效果。因此，在设计毛细管直径时，需要根据具体的制冷需求和系统要求进行平衡，以达到最佳的制冷效果和系统效率。

3.如何设计？

有实验指出，在同样工况同样流量的条件下，毛细管的阻力和长度都近似与其内径的4.6 次方成正比，即F1/F2=（D1/D2）^4.6，L1/L2=（D1/D2）^4.6。

对于毛细管直径，现在主要是用ID0.4—2.5mm，在一些大的系统中，也会有用ID6 的铜管作为分配管，虽然也要考虑制冷剂在管路的压降问题，但这类系统的节流主要还是在膨胀阀上，分配管上的只能算是压力损失。还有毛细管生产公司研究了冰箱系统使用的毛细管，结果表明，当长度超过一定值时“L”，将不对流量再产生影响，其实是当毛细管入口压力一定时，当制冷剂在毛细管内的流速超过临界速度时，毛细管出口压力不再对制冷剂流量产生影响；而当毛细过小于一定值时“S”，毛细管的管长也不会对流量产生影响，而主要是管径的变化影响制冷剂流量，这时毛细管相当于孔板节流。

而介于“L”点和“S”之间的长度为1.5-5 米(5-16FT)。该公司还针对制冷系统常用的毛细管内径，经过测试，制作了一个不同直径的长度换算表（见下表），可以根据需要选择不同直径和不同长度，使用方法如下：

1）如现有一个内径和长度的毛细管，要换成另外一个内径和长度，那么先在左边的Tube I.D.列中找出原来的内径；

2）在表中第二行找到要换成的内径（如果没有可以用插值法），向下垂直找到和原来的内径水平方向在表中的交点，就是换算系数；

3）用原来的长度乘以换算系数就是要换成的长度。

毛细管作为制冷空调系统中的关键部件，其设计直接影响到整个系统的性能和效率。在设计毛细管长度、结构和直径时，需要综合考虑压力损失、制冷剂流速、制冷效果、传热性能、热损失、保护性能、制冷剂阻力、系统效率等因素，以达到最佳的制冷效果和保护性能。