认识并使用毛细管

由全封闭型压缩机组成的小型空调热泵机组、冰箱制冷系统，如窗式空调器和柜式空调机，广泛的采用毛细管来替代热力膨胀阀，作为制冷剂流量控制元件。

毛细管是一段细的紫铜管，内径一般为0.5~2.5mm,一般设计标注为：内径×外径，适宜于冷凝压力和蒸发压力比较稳定的小型热泵装置。

毛细管工作原理：

制冷剂液体在毛细管中压力、温度变化如下图所示。

对于一根给定内径和长度的毛细管，制冷剂流动分液体流动和气液两相流动两个区域，制冷剂液体从A点进入毛细管入口，由于液体流动阻力较小，制冷剂压力PA沿着管长呈平缓的线性下降，到B点压力降至PB,液体制冷剂开始蒸发，在AB管段内压力的下降比较缓慢，制冷剂的温度基本保持不变，在BC管段内，由于蒸汽量的增多，制冷剂在管内的流动呈气液两相流动，使阻力增大，压力的下降较快，越到后面，蒸汽含量越多，阻力越来越大，所以截面B以后，压力呈越来越陡的非线性变化，到达出口处C点时，压力降低为Pc，温度为压力Pc对应的饱和温度，C点到D点为制冷剂从毛细管末端进入蒸发器时，其压力、温度仍有一个降落。

毛细管是一种当制冷装置热负荷变化，流道截面不变的节流元件。对外界因素引起的流量变化具有一定的自补偿能力。假若由于热负荷的变化，引起毛细管进出口的压力差变化，当压力差增大时，会引起制冷剂流量增大，但由于制冷剂在毛细管内的流动阻力也同时增大，造成管内闪发气体量增多，从而抑制了流量过分增大。反之，当压力差减小时，它就具有抑制流量过分减少的能力。这种抑制能力就可在环境温度升高，而引起冷凝压力升高，或由于负荷降低，而引起蒸发温度下降的情况，防止制冷剂流量的过分增加；相反，由于冷凝压力下降，或蒸发压力增大时，能防止制冷剂流量过分减少。因此采用毛细管的制冷装置，由于制冷剂流量几乎不随热负荷变化而变化，所以只能用在负荷变化不大的，蒸发温度大致恒定的场合。

毛细管的优缺点：

优点：

紫铜管拉制而成，结构简单，制造方便，价格低廉；

没有运动部件，本身不易产生故障和泄漏；

具有自补偿的特点，即工质在一定压差下，流经毛细管的流量是稳定的。

压缩机停止运转后，系统内的高压侧压力和低压侧压力可迅速得到平衡，再次启动时，压缩机的电动机启动符合较小，故可不用启动转矩大的电动机，对半封闭和全封闭式压缩机尤为重要，适于热泵采用开停调节制热量和控制制热温度。

缺点：

当机组中工质的充注量较多时，需在蒸发器和压缩机之间设置气液分离器，以防工质液体进入压缩机气缸，避免出现液击。

毛细管的调节能力较弱，当热泵的实际工况点偏离设计点时，则热泵效率就降低。另外，采用毛细管作节流部件时，要求工质充注量要准确。

当工质中有脏物或蒸发温度低于0℃而系统中有水时，易将毛细管的狭窄部位堵住。

毛细管的选型

用经验公式估算作为参考。

以R22为例，一定长度和内径的毛细管，其流量的近似估算式为下式：

                   式中：m——工质通过毛细管的质量流量，g/s

                              △p——毛细管进出口的压力差，MPa

                              L——毛细管的长度，m

                              D——毛细管的内径，m

比较法

新开发热泵时，若已知相近制热量的已有机组的毛细管尺寸，且机组的工质、工况（主要为冷凝压力和蒸发压力）也相近，则可采用与之相同的毛细管，也可将毛细管的内径和长度稍作调整，工质流量相同时二者之间的关系为：

                   式中，L为长度，d为内径

毛细管使用注意事项：

毛细管内径小、管子长，容易堵塞，要求系统内清洁无杂物，在毛细管进口处安装细目干燥过滤器。

毛细管不能随意更改或调换，制冷装置内充注的制冷剂量要严格控制在规定数量内，否则会严重影响系统的正常工作。

在制冷装置中，细长的毛细管一般盘成螺旋状，卷曲直径要均匀，以防折损。为了避免毛细管喷流噪声，可在毛细管外面用异丁橡胶包扎，起到隔声、减震作用。