自制冰箱冰柜蒸发器和毛细管的速算方法.docx

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自制冰箱冰柜蒸发器和毛细管的速算方法

自制冰箱、冰柜蒸发器和毛细管的速算方法

计算冰箱冷柜毛细管的公式

1.毛细管长度的试验方法

将工艺管打开，高压管连接压力表，毛细管的一端连接干燥过滤器，另一端暂不焊接，启动压缩机，如果压力表的压力稳定在0.98-----1.177Mpa左右，可以认为合适，压力过高就要割断一小段，压力过小时就加一小段，反复试验直到合适为止，然后将毛细管和蒸发器连接好。

再抽真空、充注制冷剂。

2.

工厂大部分采用测试的方法来判定毛细管的长短，需要的设备有：

高压瓶、流量计、液压测量和气压测量等条件，而在维修当中由于条件的制约，就有些困难;下面介绍一种方便的测量方法：

在需要更换毛细管的冰箱的冷凝器输出端换一个双尾干燥过滤器，焊接好冷凝器的接头和工艺管（工艺管选择直径5毫米的铜管和三通压力表架，在选择一条基本上与原毛细管差不多直径的毛细管，长度在可根据压缩机的功率估计，一般在2.0米-2.8米之间，一端焊接到干燥过滤器的输出端，插入深度一般在0.5~1厘米左右不能太深，过深会触到干燥过滤器的过滤网上造成堵塞，也不能过短，太短会使赃物堵住毛细管的口径，焊接无误后，切开压缩机的工艺口，开启压缩机观查接在干燥过滤器上的压力表的压力，根据所用的制冷剂的不同选择压力的大小，如压力过高可截短一些毛细管，反之要加长，当基本上符合下面提供的压力范围内即可。

下面提供不同的制冷剂的压力范围：

R1211.5~12.5KG/CM2

R13410.5~11.5KG/CM2

R2215.5~18KG/CM2

R6009.6~10.5KG.CM2

在实际维修当中不断的测试及可得出标准的长度可供以后无需测试及可知道长度，但是必须和测试的毛细管的直径一致

3.自制冰箱、冰柜蒸发器和毛细管的速算方法！

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在维修制冷设备时，如遇到冰箱、冰柜的蒸发器出现内漏时，一般可以不用拆动原蒸发器的盘管，在内包装皮的基础上可认重新盘管。

然而计算所用铜管的长度，会使许多维修员感到头痛。

下面介绍一种速算方法给大家，供参考。

一、速算方法

1．电冰箱蒸发器新管长度计算公式

管子总长度=冷冻室长度+冷藏室长度

冷冻室长度=1/3总容积（升）×0.148米/升

冷藏室长度=2/3总容积（升）×0.03米/升

2．电冰柜蒸发器新管长度计算公式

铜管总长度=1/3总容积×0.148米/升+2/3总容积×0.03米/升

注意：

公式中介绍的铜管长度的计算方法，适合于直径为∮6mm和∮8mm的紫铜管

4.

电冰箱要求压缩比达到1:

10，才能使制冷系统达到设计规范。

电冰箱的压缩机是高压压缩机，本身的压缩比远远满足要求，所以1:

10的压缩比就要有节流毛细管来控制了，毛细管加长可以增加压缩比，毛细管减短可以降低压缩比。

以制冷系统的低压压力0.06MPa为基准，则其绝对压力为0.16MPa，由于压缩比为1：

10，所以高压压力是低压压力的10倍，则高压压力为1.6MPa，用压力表读数为1.5MPa。

实际调试毛细管的时候，是将压缩机的低压端开口放置在大气中，大气压力在表上的读数为0，实际的压力为0.1MPa。

在压缩机高压端接压力表和毛细管，由于毛细管的阻流产生了高压压力读数，高压压力也应该是低压压力的10倍，所以高压压力的只是1MPa，读数为0.9MPa。

其实一台好的电冰箱其压缩比可以达到1:

12的，因此调试毛细管的长度高压读数为1.1MPa也是可以的。

因此毛细管的长度可以有一定的伸缩性的，不一定就是标准要多少的。

一般用电冰箱专用毛细管3m进行调试，观察压力表适当剪短毛细管即可。

使用年限长的冷柜制冷效果差

维修时排放制冷剂，感觉制冷剂量并未减少，经打压检漏并未发现系统泄漏。

怀疑压缩机排气效率降低，但更换压缩机无效。

产生此故障的原因是压机使用年限时间长，压机线圈绝缘漆与压机油和制冷剂发生共溶，在毛细管内壁“结蜡”，减小毛细管内径，造成制冷剂流量减弱，机器出现制冷差。

经冲洗无效后，可剪短毛细管0.4M左右，故障即可排除筑龙网拉来的：

毛细管

毛细管节流的特点

毛细管是一根有规定长度的小孔径管子，它没有运动部件，在制冷系统中可产生预定的压力降，一般用作电冰箱、空调机和小型冷库的节流元件。

毛细管依*其流动阻力沿长度方向产生压力降，来控制制冷剂的流量和维持冷凝器和蒸发器的压差。

当有一定过冷度的制冷剂进入毛细管后，会沿着流动方向产生压力和状态变化，先是过冷液体随压力的逐步降低，先变为相应压力下的饱和液体，这一段称液相段，其压力降不大，且呈线性变化；从出现第一个气泡开始至毛细管末端，均为气液共存段，也称两相流动段，该段内饱和蒸汽含量沿流动方向逐渐增加，因此压力降呈非线性变化，愈到毛细管的末端，其单位长度上的压力降愈大。

当压力降低至相应温度下的饱和压力时，就要产生闪发现象，使液体自身蒸发降温，也就是随着压力的降低，制冷剂的温度也相应降低，既降低至相应压力下的饱和温度。

毛细管作节流装置的特点

毛细管由紫铜管拉制而成，结构简单，造成方便，价格低廉。

没有运动部件，本身不易产生故障和泄漏。

具有自动补偿的特点，既制冷剂在一定压差（△P=PK-PO）下，流经毛细管时的流量稳定的，当制冷负荷变化，冷凝压力PK增大或蒸发压力PO降低时，△P值增大，制冷剂在毛细管内流量也相应增大，以适应制冷负荷变化对流量的要求，但这种补偿的能力较小。

制冷压缩机停止运转后，制冷系统内的高压侧压力和低压侧压力可迅速得到平衡，再次起动运转时，制冷压缩机的电动机起动负荷较小，故不必使用起动转矩大的电动机，这一点对半封闭和全封闭式制冷压缩机尤其重要。

毛细管的选择方法

毛细管的内径和长度必须经选择，但毛细管的理论计算比较复杂，计算结构误差也很大，所以一般均在选定内径之后，再来决定长度，在规定的条件下根据试验结果来决定毛细管尺寸。

氮气测定法和液体测量法：

测量方法是在毛细管连接在入口压力为表压980KPa的容器上，环境温度保持不变，测量毛细管每分钟的液体流量值。

在制冷系统上直接测定毛细管流量：

在制冷系统排气管上连接一个压力计。

吸气口与表压力为零的干燥空气或氮气源相接。

开启压缩机后，制冷系统压力（电冰箱）最好达到1200--1300KPa（蒸发温度为-15℃至-18℃），如果希望改变蒸发器压力，只需要加长或减短毛细管的长度就可以实现了。

这种方法操作简单，精度不高，可在维修时使用。

空调机和冷饮机一类的制冷系统一般使用“空调工况”，毛细管较粗，阻力小，用此方法测定毛细管的空气流量值，表压力可达到540--590KPa。

最基本的方法是按原毛细管的长度和内径尺寸更换新的就OK了。

毛细管流量液体测定法毛细管流量气体测定法

膨胀阀

膨胀阀的种类

手动膨胀阀：

是最简单的节流阀，它试用于制冷系统手动控制的场合。

它实际是一种带有细牙螺纹调节的针阀，手动调节阀的开启度。

当压缩机停机后，必须关闭手动膨胀阀，切断液体通路。

自动膨胀阀：

是依*作用在膜片（或波纹管）上相应的吸气压力来控制液体流量的一种自动阀，当阀开启时，制冷剂液体进入蒸发器，引起蒸发器压力的升高，同时会导致膨胀阀的关小。

当压缩机抽吸蒸发器中的蒸气时，压力降低，这种趋势会促使膨胀阀开打，这样它能自动调节阀的开启度。

制冷系统运行时，阀永远不会全关。

当压缩机开动时，针阀立即开大；当压缩机停止时，蒸发器中的压力可使膨胀阀全关。

热力膨胀阀：

是一种改进型的自动膨胀阀，广泛用于制冷和空调设备上，膜片或波纹管上部的压力来自远距离感温包压力的响应。

感温包内充有与制冷系统相似的工质，感温包柞缚在蒸发器出口附近的吸气管上，用毛细管与膨胀阀膜片（或波纹管）腔室相连。

制冷系统运行时，热力膨胀阀的感温包对吸气管上所在点的吸气热度起响应，自动调节阀的开启度，使蒸发温度得自动调节。

第十讲:

真空密封

王继常

（东北大学）

3可拆密封连接

    在真空系统需要经常拆卸的地方，应用可拆密封连接，这种连接在密封性能和机械强度上虽然不如永久连接，但是真空系统某些地方是需要经常惊醒拆卸的，因此这种连接用得较多。

其结构有如下几种。

3.1挠性连接

    挠性连接件主要有三种，即真空橡胶管、塑料管和波纹管。

真空橡胶管是用橡胶制成的一种厚壁管，多用于口径小于50mm的机械真空泵入口处，也可以连接玻璃管、金属管及其零件。

真空橡胶管连接的接头种类很多，最简单的方法是把插入橡胶管端部的接头做成图7所示的台阶形。

3.2用于静连接的弹性体密封垫圈

    由于弹性体具有弹性好、受压时体积不变，可堵塞漏气路径等一系列特点，因此把氯丁橡胶、丁腈橡胶、氟橡胶、硅橡胶、聚四氯乙烯等弹性体制成圆形截面或矩形截面的环，然后将其夹在两个连接件之间并压缩，如图8所示，即可实现真空静连接密封的目的。

这种弹性体垫圈的密封性能主要取决于弹性体和被连接件之间接触面的粗糙度及弹性体本身的透气性、放气率和蒸气压等因素。

为了消除这些因素对密封性能的影响，接触部位金属表面的粗糙度至少要求加工到3.2/Δ，而且应尽量设计得使弹性体暴露在真空侧的表面最少。

图9给出了垫圈密封的各种形式。

其中圆弧形槽和梯形槽加工较为困难。

最后一种由于完全没有凸缘和凹槽，两个连接件都是平面，弹性体被定位垫圈所定位，故加工容易，装配迅速，互换性也好。

根据这种结构制成的快速拆卸真空密封法兰，已制定了国际标准，其通径有10mm、16mm、25mm、40mm等四种规格。

其结构如图10所示。

图中a为夹具夹紧式，b为袋状螺母拧紧式，前者是把两个密封法兰作成平面而取代了密封槽从而简化了密封满的加工。

在紧固时为防止O型环串动可采用O形环座。

快速拆卸法兰的特点是拆卸容易，迅速可靠。

3.3用于静连接的金属密封垫圈

    为了适应超高真空系统进行高温烘烤的需要，在超高真空管道连接处应采用金属密封垫圈，其材料大都是具有延展性好、蒸气压低的一些金属及合金（如铟、铝、铜、银、金、蒙耐尔合金等）。

金属密封垫圈与弹性体垫圈相比较虽然具有放气量小、渗透率低、能耐高温烘烤等优点，但是密封时需要有较大的压紧力和较严格的调整技术，而且重复使用次数也较少。

    与弹性体O形圈相类似的金属密封垫圈是丝形圈。

如图11所示，把丝形圈夹压在两个法兰之间即可达到密封的目的。

图中（a）适用于铟丝，因为它在小的压力下就可变形，但铟的熔点较低，不能烘烤到高温。

铝丝可烘烤到400oC，但需要较大夹紧压力。

图中（b）适用于可重复烘烤到450oC温度也不漏气的金丝密封垫圈。

金丝在作为垫圈使用前必须退火以增大延展性。

铜丝垫圈较少使用，因为它与不锈钢法兰的膨胀系数差别太大，在热循环中会漏气。

    金属密封垫圈密封的最经常采用的形式是剪切一个矩形截面的铜环。

图12就是利用这种原理的四种密封形式。

图中a为交错阶形密封；b为重叠阶形密封。

这类密封垫圈一般只用一次。

图中c是矩形截面金属垫圈密封的另一种形式。

密封作用形成在刀缘两边，调整压力可改变卡入深度。

用钝的刀口是为了保证法兰与垫圈的接触良好。

图中d是锥形刀缘密封。

c、d两种密封形式均可重复使用几次。

3.4用于静连接的双重密封垫圈

3.4.1双重密封圈的密封效果

    真空橡胶圈在密封时，通过它所渗漏的气体量与许多因素有关。

例如橡胶的种类、硬度、蒸气压、压缩量，密封面的表面粗糙度、温度等等。

但最重要的影响因素是密封圈内外两侧的压力差。

实验证明：

密封圈两侧压差的减小，可极大地提高其密封性能。

    图13是双重密封圈的原理图。

图中a是单垫圈的结构，这时设大气压为Pd，真空泵对被抽容器的有效抽气速率为Se，由Se而获得的被抽容器内的压强为P，经过密封垫圈漏隙由大气Pd漏入到真空容器中的气体量为Q，根据气流连续性方程，则

Q=SeP=C（Pd-P）

（1）

    式中C是密封圈与法兰间漏隙的流导。

显然

P=[C/（Se+C）]Pd

（2）

    如果使用双重垫圈密封，并在双重垫圈之间用抽速为S1的真空泵抽空，在双重垫圈之间建立起P1压强值。

设此时真空室内的压强值为P`，如图13（b）所示。

则

P`=[C/（Se+C）]P1（3）

    两种情况相比较，显然

P`=（P1/Pd）P（4）

    双重垫圈之间若用油封式机械泵抽空，建立P1=101Pa的压强是很容易做到的，而大气压Pd=105Pa，所以P`=10-4P。

可见使用双重垫圈密封，并在双重垫圈之间抽空，可以极大地提高所获得的真空度。

3.4.2双重密封法兰结构

    图14是采用两个O型橡胶圈，在内外O形圈之间设有排气空腔，用真空泵抽气的密封法兰结构。

图15是橡胶O形圈1与金属O形圈1与金属O形圈2相结合的用于超高真空设备中的密封法兰结构。

因为在真空度高于1.3×10-3Pa的真空设备中所采用的橡胶O形圈对真空度的影响主要有两个因素，一是材料本身的透气性；二是材料本身的蒸发或升华。

前者在真空度1.3×10-3~1.3×10-4Pa时影响最显著，后者在真空度为1.3×10-5~1.3×10-7Pa时影响最显著。

因此这种结构在设计上把超高真空侧的密封圈选用金属材料是较为合适的。

如内侧真空容器温度较高时，外环应采用水冷，以防止橡胶过热老化。

此外，在金属O形圈的外表面上还可以涂上聚四氟乙烯，这样会使O形圈与相应密封接触面间的凸凹完全填满、紧密贴合，从而可进一步提高其密封性能。

这种密封装置只要把空腔用真空泵抽空到1.3×10-3Pa，则获得1.3×10-9Pa的超高真空是完全可能的。

3.5真空规管的密封连接

    真空规管密封连接的形式如图16所示。

靠拧紧螺母或压帽压缩胶圈来实现密封。

3.6电输入密封连接

3.6.1电输入密封的设计要求

    将电输入到真空容器中去进行供电，在各种真空设备上是经常遇到的，对于金属真空设备来说，这种引电装置最好采用可拆卸的连接密封，这样便于维修。

从输入的电流、电压、频率和输电线的温度等因素考虑，对输电线本身及真空密封材料的设计要求是

    ①引线装置的真空密封多采用橡胶做密封圈，因此对大电流、高温处应采用水冷，以防止温度过高时破坏真空橡胶圈和影响真空室的真空度。

    ②真空密封应可靠，对导电紫铜棒应当要求有较高的精度和较好的表面粗糙度，并且在装配时应涂以真空油脂。

    ③输电线的直径应大小适当，不应使电流密度过大，以防输电线过热。

    ④由于输电线上有一定的电压，因此必须使它与连接密封处绝缘，特别是高压输电线，更不能忽视。

绝缘才力哦啊的选用，应根据电压大小，温度的影响等因素，去考虑材料的电阻率，表面电阻率，击穿电压等问题。

常用的绝缘材料的电阻率，表面电阻率，击穿电压等问题。

常用的绝缘材料有真空橡胶，玻璃，陶瓷、玻璃布板、玻璃布棒、黄蜡布，聚四氟乙烯等。

    ⑤应考虑频率的影响。

在低频下频率对密封的影响并不大，但是在高频下，输电线同绝缘材料应按特殊要求确定。

例如，当频率达到108Hz以上时，用作输电线的某些材料的电阻率可能超过允许值，如可伐合金用作高频时，由于高频损耗，绝缘体的密封就会被加热到不允许的程度。

因此必须降低输电线的电阻率或采用其他材料。

    ⑥应考虑温度的影响。

对于需要烘烤的输电线，应能承受500oC高温。

必须区别引线在烘烤时，无电流时所承受的烘烤温度及工作时发热的两种情况。

如果输电线被加热，在结构中应避免用任何不能承受温度的材料。

3.6.2电输入密封的结构

    常用的电输入密封结构有如下几种。

    ①接线柱式密封

    如图17所示。

这种结构是一般真空设备上最常采用的把电引入到真空室中去的一种结构。

例如在真空镀膜设备上即常常用这种结构对镀膜室内的照明装置供电。

    图18是一种外套水冷式电极密封结构。

    ②固定式导电杆密封

    固定式导电杆密封的结构如图19。

当导电杆直径d≤20mm时采用（a）型，d＞20mm时用（b）型。