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        空氣能采暖中,毛細管的長度、結構、直徑該如何設計?

        作者:Lucy  來源:正旭空氣能  發(fā)表時間:2019/8/9  點擊:8471


                  毛細管是制冷設備一個重要的部件,它的長度對空氣能熱泵系統(tǒng)的吸排氣壓力、制冷量與能效比都具有一定的影響。下面我們就一起來看下毛細管的直徑、結構、長度應該如何設計?


                  一:毛細管結構設計

                  因為空氣能熱泵設備的結構有多種多樣,而用戶對不同空氣能熱泵設備的要求也不一樣,所以在毛細管的結構設計上也有所不同。

                  1.單根毛細管:對于一般的冰箱或單冷型的空調,只需單根毛細管來節(jié)流即可,不過對于這根毛細管是盤成卷還是長條放置要看制冷設備的結構,家用冰箱冷凝器蒸發(fā)器比較近,一般盤起來,一些商用風冷冷柜冷凝器蒸發(fā)器離得較遠,一般是成條埋在發(fā)泡層。

                  2.單根帶單向閥:這種一般用在調空氣能熱泵,因為制冷,制熱所需的毛細管長度不一樣,所以分成制冷,制熱兩組毛細管,當某根毛細管不使用時,通過單向閥來短路這根毛細管,這種結構需要兩個單向閥,但設計簡單且互不干擾,特別適用于長連管分體空調;

                  3.雙根毛細管組合:對于空氣能熱泵,有時因為毛細管不能放在室內機(怕噪音太大),一根毛細管用于制冷,制熱時再加一根毛細管,這根毛細管在制冷循環(huán)時用單向閥來短路。

                  4.多根毛細管:當蒸發(fā)器比較大時,如果流程過長,在設計上需要分路,也可用毛細管來節(jié)流兼分配,這時對分配頭要求也沒有專用分配管那么嚴格,因為毛細管本身因為節(jié)流作用可以調節(jié)而避免分配不均的問題。這種結構一般只用在單冷系統(tǒng)。

                  二:毛細管長度設計

                  毛細管長度的選擇首先肯定要知道制冷劑的質量流量,所以要知道制冷量,蒸發(fā)溫度,冷凝溫度,過冷度,過熱度等參數(shù);對于風冷冷風型的空調來說,一般設計參數(shù)都差不多

                  這里一直提到臨界壓力的問題,為了對臨界壓力有一個直觀的理解,這里介紹一種查找臨界壓力的方法。右表給出了毛細管的不同進口條件下不同長徑比λ的臨界壓力,查找方法如下:

                  1.用已知的冷凝壓力和過冷度確定A點;

                  2.劃一橫線到標準毛細管的長徑比B點(λ=2030/1.625=1252);

                  3.再劃一豎線,按照和實際毛細管的長徑比的交點在縱坐標找到對應的臨界壓力;

                  對于空調,根據(jù)冷凝壓力和過冷度可以看出,一般都在7bar以上,都比蒸發(fā)溫度5-6bar 高,對于冰箱,也可以得出相同的結論。

                  因此,在確定毛細管長度時,主要是考慮冷凝壓力和過冷度。

                  三:毛細管的直徑

                  毛細管的長度和直徑都是決定制冷劑流量的重要因素,有實驗指出,在同樣工況同樣流量的條件下,毛細管的阻力和長度都近似與其內徑的4.6 次方成正比,即F1/F2=(D1/D2)^4.6,L1/L2=(D1/D2)^4.6。

                  對于毛細管直徑,現(xiàn)在主要是用ID0.4—2.5mm,在一些大的系統(tǒng)中,也會有用ID6 的銅管作為分配管,雖然也要考慮制冷劑在管路的壓降問題,但這類系統(tǒng)的節(jié)流主要還是在膨脹閥上,分配管上的只能算是壓力損失。

                  還有毛細管生產(chǎn)公司研究了冰箱系統(tǒng)使用的毛細管,結果表明,當長度超過一定值時“L”,將不對流量再產(chǎn)生影響,其實是當毛細管入口壓力一定時,當制冷劑在毛細管內的流速超過臨界速度時,毛細管出口壓力不再對制冷劑流量產(chǎn)生影響;而當毛細過小于一定值時“S”,毛細管的管長也不會對流量產(chǎn)生影響,而主要是管徑的變化影響制冷劑流量,這時毛細管相當于孔板節(jié)流。


                  而介于“L”點和“S”之間的長度為1.5-5 米(5-16FT)。還針對空氣能采暖系統(tǒng)常用的毛細管內徑,經(jīng)過測試,可以根據(jù)需要選擇不同直徑和不同長度,使用方法如下:

                  1.如現(xiàn)有一個內徑和長度的毛細管,要換成另外一個內徑和長度,那么先在左邊的Tube I.D.列中找出原來的內徑;

                  2.在表中第二行找到要換成的內徑(如果沒有可以用插值法),向下垂直找到和原來的內徑水平方向在表中的交點,就是換算系數(shù);

                  3.用原來的長度乘以換算系數(shù)就是要換成的長度。


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