快速计算毛细管管径和长度的方法 / 开普饭

在小型制冷装置中，比如窗机、家用除湿机、家用空调、冰箱和冷柜等，节流装置通常采用的是毛细管，不仅价格低廉，制冷系统也比较稳定。

关于毛细管直径和长度的选择，目前国内外学者发表过多种方法，但由于毛细管中气、液两相流动过程比较复杂，在实际应用中,因管径偏差、管壁的粗糙度等都难以准确测量，所以计算结果都存在一定误差。在小型制冷系统毛细管的设计中，一般先用实验或计算法初步预选毛细管，然后再通过整台制冷装置的测试试验，确定其最终尺寸。

我们下面介绍下两种确定毛细管长度和直径的方法：

1、实测法：

我们一般采用氮气(或空气)流量测定法，用压缩机为排气动力，进行氮气(空气)流量测定。其测定方法：

在压缩机吸、排气侧连接低压，高压阀门和压力表，低压阀门处于全开状态，把毛细管一端焊在干燥过滤器出口上(要保持干燥过滤器畅通)，另一端暂不焊入蒸发器。压缩机启动运行后，氮气或空气从低压阀门吸人，直到低压吸人压力与大气压力相等时，高压表指示压力应稳定在1~1.2MPa的数值上。

如高压超过说明流量过小，可截去一段毛细管，边截边试，直到压力值合适为止。

如压力过低，说明流量过大，要更换长一些的毛细管或加大毛细管的阻力如增加毛细管盘成小圈的圈数等。这种方法在电冰箱维修中应用较普遍。

2、公式计算法

我们重点看下如何利用公式来计算出毛细管的长度和直径，采用目前毛细管计算的一个常用的计算公式（参考制冷百家网站相关资料）：

根据此公式，我们编写一个excel计算表格，方便我们的计算。

首先是已知参数，包括制冷系统的蒸发、冷凝温度、制冷量，制冷剂的种类以及毛细管的管径参数等，目前我们写的这个excel表格，支持多种制冷剂的选择：

其中：isobutane=R600a，冰箱常见的制冷剂；propane=R290，也是目前热泵系统常用的制冷剂；

已知参数输进去之后，后续的就是中间计算的一些过程参数了：

最后就是输出结果：

整体效果如下：

在上述的计算中，我们做了很多简化处理，比如认为冷媒在毛细管中节流的时候，其温度为蒸发温度和冷凝温度之和的一半，再以此计算出冷媒的液体比体积、气体比体积、液体粘度、气体粘度等参数，再根据出口的干度，来计算平均的比体积、密度和平均粘度，这样简化处理的结果就是计算出来的结果会有偏差，因此最终还是需要通过实验室的验证和调试，得到最终的毛细管长度才行。

3、两个案例：

案例一：家用冰箱毛细管的计算；

设计一套90W制冷量的家用冰箱，制冷剂采用R600a，冰箱周围环境温度为32℃，相对湿度为75%；

根据国标，我们选择冷凝温度为54.4℃，过冷度选择30℃，蒸发温度为-23.3℃，回气去温度5℃，毛细管我们选用常见内径0.66mm的，将已知条件输入我们的excel计算小程序，得到以下计算结果。