製冷系統毛細管的工作原理與過程

一、毛細管的工作原理：

毛細管是製冷系統常用的節流裝置，毛細管一般指內徑為0.4~2.0mm的細長銅管。

作為製冷系統的節流機構，毛細管是最簡單的一種，因其價廉、選用靈活，故廣泛用於小型製冷裝置中，最近在較大製冷量的機組中也有採用，如10匹櫃機採用了，甚至在更大的單冷系統也有用到，某公司40KW的水冷櫃機機組中也有採用。

目前公司常用的毛細管的規格有：

1.24mm、1.37mm、1.63mm。

定製的毛細管規格有：

1.8mm、2.1mm、2.4mm

還有6mm、8mm的銅管也可做較大系統節流用等。

節流裝置主要是通過製冷劑在裝置內流動的壓降來控制蒸發器所需的製冷劑流量。

毛細管（雖然叫毛細管，但其實並不會有毛細作用）其實只是一段內徑比較小的銅管，它一頭連接冷凝器出口（一般在毛細管入口會加一個過濾器，以防毛細管堵塞），另一頭連接蒸發器入口，這種結構因為沒有熱交換，叫絕熱毛細管。

在一些冰箱製冷系統中，毛細管和回氣管是焊在一起的，它們之間有熱交換，叫放熱毛細管。

高壓製冷劑液體在管內流動，因為毛細管的內徑比較小，一般中小型製冷裝置常用為0.4—2.5mm，所以壓降比較大，因此可以通過更改毛細管尺寸來變更製冷劑流動的壓力降，從而達到控制流量的目的。

二、毛細管的工作過程：

下圖是常用的描述製冷劑在毛細管中沿長度方向流動狀態的曲線圖：

1、0-2過程：

這一段因為製冷劑還完全是過冷液體，流速變化不大，所以製冷劑在毛細管內的壓降恆定，呈線性變化，製冷劑壓力不斷下降而接近飽和壓力，而因為是絕熱過程，因此溫度不變；

2、「2」過程：

這一點是製冷劑液體的飽和狀態點，製冷劑會在這點開始吸熱蒸發出氣體，所以一般叫閃發點，但是根據Lietal.(1990)和Mikol(1963)的研究指出，雖然製冷劑達到飽和狀態點「2」，但仍然不會蒸發，而製冷劑壓力還要沿著很短的毛細管長度繼續下降到點「2』」才開始蒸發，2-2』這段過程叫亞穩定狀態或過熱液體狀態。

3、2-3過程：

製冷劑液體從「2」點後就開始蒸發出氣體，因為氣體容積較大，所以流速加快，製冷劑壓降增大，所以這段是兩相段，壓降比較大，但是當製冷劑的壓力達到「3」點後，就不會再下降了，所以「3」點的壓力也叫臨界壓力（當地音速）；

這時毛細管出現流動雍塞，也就是達到最大流量。在實際製冷系統中多數系統中製冷劑都會降到這個壓力，所以通常毛細管出口壓力為點「3」

4、「4」過程點：

「4」點是蒸發器入口壓力，它和蒸發器大小，製冷劑流量和壓縮機排氣量有關，在這裡它表示小於臨界壓力時的情況，對於多數製冷系統來說，都在點「4」附近。

從上圖中可以清楚的了解製冷劑在毛細管內的壓力和溫度變化情況，現在來看製冷劑流量，當蒸發器的入口壓力大於毛細管臨界壓力時，它和毛細管入口壓力（點「0」）和毛細管出口壓力（也叫出口背壓），也就是蒸發器的入口壓力（點「4』」）有關，隨著毛細管入口壓力的增大而增大，隨著蒸發器入口壓力的減小而增大；當蒸發器的入口壓力小於毛細管臨界壓力時，它只隨著毛細管入口壓力的增大而增大。

因為在毛細管中隨著製冷劑氣體的增加阻力也增大，所以過冷度越大，製冷劑流量也會增大。

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