摘要:本文通过介绍电冰箱毛细管的作用、特点,以两款常用电冰箱为例,对电冰箱维修过程中毛细管的选配方法进行了实验研究和探讨。 关键词:电冰箱 毛细管 选配
蒸气压缩式制冷循环系统主要由压缩机、冷凝器、节流元件和蒸发器4大部件组成(如图1所示)。其中,节流元件在系统中分别连接冷凝器和蒸发器,它保证冷凝器和蒸发器之间的压差,将高温高压的制冷剂液体节流成为低温低压的制冷剂,输送至蒸发器中吸热制冷。还可调节进入蒸发器中的制冷剂流量,以适应蒸发器中的负荷变化,使系统正常进行。常用的节流元件有毛细管和节流阀等。家用小型制冷装置如电冰箱、空调器、抽湿机等均采用毛细管作为节流元件。在毛细管中,节流过程是在沿毛细管总长的流动过程中逐步完成的。当制冷系统的运行工况和所需的制冷量确定后,毛细管的选配长度也可以通过计算确定。但是,由于制冷剂在毛细管中的节流过程比较复杂,加上各个制冷装置个体之间的差异性,利用现有的一些公式和图表来确定毛细管长度往往不太准确。本文通过具体的实验,探讨在电冰箱的实际维修过程中毛细管选配的问题。
图1 电冰箱制冷循环示意图及其lgP-h图
一、毛细管的作用和特点
毛细管是一根小孔径管子,在制冷系统中连接冷凝器和蒸发器,起着输送制冷剂并将其节流降压的作用。它由紫铜管拉制而成,没有运动部件,结构简单,价格低廉。在电冰箱维修过程中,我们常常会碰到毛细管堵塞、折断、泄漏等故障,或者在更换新的蒸发器后,可能会与原配毛细管不相匹配,或者受到具体结构的限制,更换蒸发器时废除了原有的毛细管,需要更换新的毛细管。因此,毛细管的选配对于电冰箱的维修来讲是一项重要的基本技术,也是中职学校制冷专业教学和技能鉴定中的一项重要内容。如果随意的选配毛细管,不能和电冰箱制冷系统中其它部件和系统的额定制冷量相匹配,将带来制冷量不足等后果,甚至造成制冷系统无法正常工作。
二、毛细管选配的原则和方法
选用毛细管就是根据制冷系统的配置和额定制冷量来选择其内径、长度。毛细管参数是否合适,关系到制冷系统能否正常工作。如果内径过小或者长度过长,将使得毛细管的节流能力提高,液态制冷剂的流量太小,冷凝器内贮存的制冷剂量过多,进入蒸发器的制冷剂量过少,造成压缩机负荷增大,制冷量下降。反之,如果内径过大或者长度过短,将使制冷剂流量过大,制冷剂在冷凝器中未能得到充分的冷凝,在毛细管中未能得到足够的节流降压,而且使得制冷剂的供给量超过了蒸发器的有效容积,使系统的制冷量下降。毛细管内径常见的有0.66mm,0.79mm,0.91mm,1.07mm,1.24mm等几种规格,在维修过程中可以肉眼判断并选配与原来内径相同的毛细管。但对于毛细管的长度,由于维修过程中的剪切、焊接等操作,往往需要重新选配毛细管的长度。
现行使用的电冰箱维修培训教材中,常常会给出毛细管与压缩机的匹配尺寸速算公式或者对照表,但是由于不同种类的电冰箱设计参数有差异,所以直接使用速算公式或者对照表上的数据确定毛细管的长度,往往未能得到很好的匹配,未能使电冰箱获得最佳效能。为了确定毛细管的合理长度,我们采用实验的方法进行研究。实验选取珠三角地区较为常用的万宝WBRF-133型和WBRF-188型直冷式电冰箱进行研究。通常电冰箱的毛细管一般在2.0m～4.0m之间,新换毛细管应选择稍长一些的,这样便于调整。我们选取内径与原配毛细管相同的毛细管分别为0.66mm和0.79mm,长度为4.0m,毛细管一端连着冷凝器,另一端连着蒸发器。
在电冰箱压缩机的工艺管上连接一只修理三通阀和低压表,脱开冷凝器出口与干燥过滤器焊接点,接入修理三通阀与高压表,在过滤器的出口处接上新毛细管,毛细管的另一端敞开,分别打开两只修理三通阀并启动压缩机。
空气由接在压缩机工艺管的修理阀吸入,从毛细管敞开的一端喷出。当接工艺口的低压表压力与大气压力相等时,接在冷凝器出口和过滤器间的高压端压力应保持在1.00MPa～1.20MPa。由于更换毛细管之后,我们还将对毛细管和回气管进行回热的处理,毛细管被弯曲盘绕在回气管上,其中的流体阻力还将略微增大,所以实验将选择高压端压力为1.00MPa左右时的毛细管长度作为实验最终测定的结果(见表1)。当高压端压力过高时,则说明流量过小,可将毛细管适当截去一小段,继续观察测试,直到高压端压力合适为止。如果高压端压力过低,则应换用更长或内径更小的毛细管,以增强毛细管的节流作用。
表1 WBRF-133型和WBRF-188型电冰箱毛细管长度与
高压端压力对照表
WBRF-133型(额定输入功率80w) WBRF-188型(额定输入功率100w)
毛细管长度(m) 高压端压力(MPa) 毛细管长度(m) 高压端压力(MPa)
4.00 1.86 4.00 1.65
3.50 1.60 4.80 1.50
3.00 1.31 3.60 1.34
2.80 1.18 3.40 1.18
2.70 1.10 3.30 1.10
2.60 1.03 3.20 1.04
2.55 1.01 3.10 1.00
通过实验得出的数据,对于WBRF-133型电冰箱,选取当高压端压力为1.01MPa时对应的毛细管长度值2.55m;对于WBRF-188型电冰箱,选取当高压端压力为1.00MPa时对应的毛细管长度值3.10m作为最终测量结果。通过对完成毛细管选配后的两台电冰箱进行低压侧充注制冷剂,充注结束后开机运行,得到的实测数据(见表2):
表2
型号
参数 t0(℃) Tk(℃) P0(MPa) Pk(MPa)
WBRF-133 -22 52 0.05 1.12
WBRF-188 -22 51 0.05 1.10
此时用钳形电流表测得电冰箱的工作电流与额定电流相符,观察压缩机、冷凝器、干燥过滤器、蒸发器和回气管情况均比较理想。笔者用许多教材上提供的经验估算长度―3.66m的毛细管分别接入两台电冰箱的制冷系统,结果表明由于毛细管长度过长,导致当系统工作电流达到电冰箱额定电流时,系统冷凝温度过高,且蒸发温度分别只有-12℃和-14℃,未能达到设备的设计要求。上述结果表明了用实验的方法选配毛细管的方法可行而有效,仅依靠经验估算进行毛细管的选配,将很可能产生误差而未能使电冰箱达到最佳制冷效果。
三、结束语
在进行电冰箱毛细管的选配时,一方面选择与原来相同管径的毛细管,一方面可通过实验的方法,不断调整毛细管的长度值,并通过系统运行时的现象和参数来验证毛细管选配的合理性,保证制冷系统稳定、高效地运行。希望本文对电冰箱毛细管及其选配方法的介绍,可以为电冰箱维修人员和中职学校制冷专业教学提供一些参考。
参考文献
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