制冷设备毛细管"脏堵"原因分析及解决方法

    毛细管是制冷系统的关键部件之一,其作用是节流和调节,将冷凝器出口的高压液态制冷剂节流为蒸发器入口的低压制冷剂。然而在实际运行中,毛细管时常出现"脏堵"问题,严重影响了制冷效果和设备使用寿命。

    本文我们将毛细管"脏堵"的主要原因,总结了脏堵后的常见症状和判断方法,并提出了相应的排除和预防措施,以期为制冷设备的维护提供参考。

 

一、前言      

         

制冷设备广泛应用于家用电器、商业冷柜、中央空调等领域,在人们的日常生活中扮演着重要角色。制冷系统的核心部件包括压缩机、冷凝器、蒸发器和节流装置,其中节流元件一般采用毛细管。

毛细管粗细如发丝,内径仅0.6-2mm[1],长度一般2-6m,利用其狭窄通道产生节流降压效应,并适量供液,是制冷剂从高压端到低压端的"门户"。然而, 毛细管内径细小,极易被杂质堵塞,导致制冷循环受阻 ,成为制冷系统的"卡脖子"问题。因此有必要对毛细管"脏堵"问题进行系统分析,找出应对良方。

 

二、毛细管"脏堵"的原因分析      

         

(一)制冷剂杂质污染     
制冷剂是制冷系统的"血液",其品质直接影响系统性能。然而在制冷剂生产、储运、灌注等环节,难免混入水汽、酸、蜡、焦油等杂质[2]。这些杂质进入系统后,在毛细管狭窄处沉积堵塞,导致过流面积减小,阻力增大。特别是家用小型制冷设备,其毛细管内径极细,污染少量即可造成堵塞。

(二)压缩机磨损碎屑     
压缩机是制冷系统的"心脏",长期高速运转难免产生磨损。活塞、气缸、轴承等部位相互摩擦,会产生金属碎屑、粉末等污染物[3]。这些碎屑随制冷剂进入毛细管,沉积在管壁,逐渐堆积形成障碍物,阻碍制冷剂流动。尤其老旧压缩机,零部件间隙加大,磨损加剧,脏堵风险大大提升。

(三)焊接助熔剂残留     
制冷设备大量采用铜管连接,需要钎焊。焊接时为去除氧化皮,通常涂抹焊剂助熔[4]。焊剂易残留在管路死角,随着时间推移逐渐溶解,这些腐蚀性物质进入毛细管后,在狭窄弯曲处形成堵塞。此外,焊剂还会与制冷剂发生反应,生成胶状沉淀物,进一步加重堵塞[5]。

(四)冷冻油结焦     
为润滑压缩机,系统内需要加入适量冷冻油。然而,有些冷冻油品质低劣,在高温环境下易分解结焦[6]。冷冻油裂解产生的焦炭颗粒,在毛细管聚集成块,堵塞液流通道。同时部分合成油溶解度差,低温下易析出蜡状物,沉积在毛细管内壁,厚度不断增加,最终阻塞管路[7]。

(五)管路焊接碎屑     
制冷管路的连接大多采用钎焊,焊接过程中熔融的焊料飞溅,产生大量焊渣碎屑。这些细小颗粒四处飘散,部分随气流进入毛细管,沉积聚集,形成"堰塞湖",造成堵塞[8]。尤其是手工焊接时,由于技术水平参差不齐,飞溅程度更甚,污染风险更高。

 

 

三、毛细管"脏堵"的症状与判断      

         

(一)常见症状     
1.制冷量下降: 毛细管堵塞,供液不足,蒸发器得不到充分的液态制冷剂,换热能力下降,导致制冷量骤减,典型表现为压缩机吸气过热度上升[9]。
  2.蒸发温度回升   :毛细管堵塞,蒸发器入口处液体淹没减少,蒸发面积下降,热交换效率降低,蒸发温度不断回升[10]。当蒸发温度接近环境温度时,又会出现蒸发压力骤降的现象。
  3.冷凝压力升高   :毛细管脏堵,节流阻力增大,高压端排液不畅,冷凝压力居高不下。此时压缩机排气温度也随之升高[11],同时还伴有振动加剧和噪音增大等征兆。
  4.毛细管结霜   :脏堵严重时,毛细管前端聚集大量污物,阻碍节流,低温端反而结霜,且随时间推移逐渐蔓延。结霜将进一步恶化传热,加速堵塞[12]。
  5.系统抖动   :堵塞物松动时,毛细管内液体不连续,出现气泡,致使节流调节失衡,压缩机排气量忽大忽小,表现为系统抖动[13]。压缩机停机后,气液会反复拥堵,发出water hammer声。

(二)判断方法   

1.测量过冷度   :在毛细管入口处测量制冷剂温度,同时测量冷凝压力,查焓压图表,过冷度低于正常值8K以上,可判断为毛细管脏堵[14]。
  2.观察毛细管结霜   :目测毛细管表面,如结霜面积超过1/3,且呈现向蒸发器蔓延的趋势,可初步判定为脏堵引起[15]。
  3.测量蒸发压力   :用压力表测量蒸发压力,如显著低于正常值(如0.3MPa以下),同时伴有压缩机吸气过热的现象,可进一步确认脏堵发生[16]。
  4.测量冷凝压力   :在冷凝器出口处安装压力表,如压力超过2.0MPa,且压缩机排气温度异常偏高,可判断高压端阻塞,多为毛细管脏堵导致[17]。
  5.气密性检查   :用氮气或高压空气对系统做气密性试验,在毛细管两端加压,如压力无明显变化,可判定为脏堵[18]。此外,堵塞处还可能出现局部鼓包或开裂。

 

四、毛细管"脏堵"的排除方法      

         

(一)冲洗疏通     
1.正向冲洗: 拆下毛细管,用高压气枪从入口端吹入氮气或干燥空气,气流顺毛细管方向流动,带出内部污物[19]。视堵塞程度,调整气源压力,持续吹扫直至管道顺畅。
  2   .反向冲洗   :同样拆卸毛细管,将气枪对准出口端,逆向鼓入高压气体。这种back flush的方式,利用气流反冲,能更有效地驱散沉积物[20]。但注意控制气压,以免损伤管路。
  3.化学清洗   :取下毛细管,浸泡在特定溶剂中,如丙酮、四氯乙烯等,借助化学反应溶解管内污垢[21]。浸泡一段时间后取出,再用压缩空气吹扫残留物,重复多次直至洁净。

(二)更换毛细管  
若毛细管脏堵严重,疏通困难或屡清屡堵,则应考虑更换。选用同规格的新毛细管,两端与管路对接。连接处采用硬钎焊,并调整安装位置,尽量避开弯曲、死角等污物易沉积处[22]。更换时还应彻底清理管路积垢,防止污物再次进入。

(三)安装过滤器  
在毛细管入口前设置过滤器,拦截杂质,避免污染物进入[23]。常用的有干燥过滤器、中间过滤器等。过滤器应定期检查清理,一旦发现滤网堵塞或滤芯变色,需及时更换,确保其净化效果[24]。

(四)优化制冷剂  
选用高品质、纯度好的制冷剂,减少杂质引入。定期检测制冷剂性能,如发现异常应及时更换[25]。对于已污染的制冷剂,可用专门的净化装置提纯,去除其中的水分、酸碱、油脂等杂质。

(五)改善焊接工艺

采用自动化焊接设备,提高焊接质量,减少飞溅。选用优质焊料,减少助焊剂使用量,焊后及时清理残留[26]。对于手工焊接,应加强操作人员培训,规范焊接方式,降低污染风险。

毛细管脏堵故障的排除方法，请参考以下的操作步骤：

01）、每次使用结束后，必须将氮气瓶的总阀门 关闭；

02）、空调器毛细管脏堵清洁时需要将空调器室外机通过二通截止阀接口冲入氮气（向毛细管中充氮清洁），需要准备的工具主要有氮气瓶、减压 器、连接软管等；

03）、设备连接好后，向毛细管内充注氮气。可用氧气焊加热毛细管，使脏物碳化，再加压吹氮气，将脏物排出，毛细管恢复正常；

 

五、结语      

         

制冷设备毛细管"脏堵"是一个多发、频发的故障,严重影响了设备性能和使用寿命。导致毛细管"脏堵"的因素错综复杂,涉及制冷剂品质、压缩机磨损、焊接工艺、冷冻油品质等多个方面。脏堵发生后,制冷系统会出现一系列异常症状,通过测量分析,可准确判断故障原因。排除毛细管脏堵应因地制宜,灵活采取冲洗疏通、更换毛细管、安装过滤器等应对措施。从源头预防,还需注重制冷剂净化、改进工艺、优化部件选型等。只有全面施策,才能从根本上解决毛细管"脏堵"这一顽疾。

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