毛细管的设计
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毛细管及冷媒量匹配设计规范1适用范围本规范适用于房间空调器毛细管冷媒量的匹配设计。
2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
2.1国家标准GB/T 7725-2004房间空气调节器GB 12021.3-2004 房间空气调节器能源效率限定值及节能评价值2.2企业标准QJ/MK02.001-2001a 房间空气调节器QJ/MK02.003-2005家用产品试验指引QJ/MK08.001-2004 异常噪声检测、判定方法QJ/MK08.004-2000 产品可靠性评定导则QJ/MK08.005-2004 产品可靠性试验室评定方法QJ/MK08.007-2004 房间空气调节器凝露试验判定方法QJ/MK08.015-2006整机一般环境长期运行试验规范QJ/MK08.017-2003 长途运输试验规范QJ/MK08.036-2003 振动运输试验方法QJ/MK08.037-2003 零部件耐候性试验和评价方法QJ/MK08.038-2004 分体式空调器非标安装评价方法Q/MDL006-2000 变频式房间空气调节器3设计要求3.1制冷系统媒量的确定:在进行制冷系统的匹配时,如何确定冷媒的充注量是很重要的一个步骤,对任何制冷系统其冷媒充注量必须合适。
一般制冷系统冷媒的充注量与两器、连接管、室内外风量、压缩机有关,在匹配时往往要根据冷凝器和蒸发器的内容积、连接管的长度和管径大小、压缩机允许充注的冷媒量来确定制冷系统的冷媒充注量。
3.1.1首先要查一查所用压缩机的最大允许冷媒充注量,匹配时所充注的冷媒量不能超过该允许值,如果超过就必须通知压缩机厂对该冷媒量进行确认,要验证压缩机油面、液面是否满足要求,同时追加长配管试验(分体机15m、柜机20m、天花机30m、定制机另算,分别按规定配管长度做GB-7725-2004要求的可靠性试验,主要观察压缩机在各种工况下油位、温度、压力等参数,确保压缩机在压缩机厂规定的允许范围内运行)和高落差试验(分体机5m、柜机10m、天花机15m,分别按规定高落差做长期运行,主要观察压缩机的油位,其油位要确保压缩机能可靠运行)。
毛细管的设计计算与分析毛细管一般指径为0.4~2.0mm的细长铜管。
作为制冷系统的节流机构,毛细管是最简单的一种,因其价廉、选用灵活,故广泛用于小型制冷装置中,最近在较大制冷量的机组中也有采用,如我公司10匹柜机采用了,甚至在更大的单冷系统也有用到,某公司40KW的水冷柜机机组中也有采用。
目前公司使用的毛细管的规格有:1.24mm、1.37mm、1.63mm。
定制的毛细管规格有:1.8mm、2.1mm、2.4,还有6mm、8mm的铜管也可做较大系统节流用等。
1、毛细管的节流特性毛细管节流是利用制冷剂在细长管流动的阻力而实现的。
按使用情况,毛细管可以是有热交换和无热交换的,故制冷剂流经毛细管的过程可以典型化为绝热膨胀过程和有热交换的膨胀过程。
目前公司基本上采用绝热膨胀的方式。
制冷剂在毛细管中的流动状态,沿管长方向的压力和温度变化,如图1所示。
1)过冷区从冷凝器流出的液体制冷剂以过冷状态1点进入毛细管流动,并随着压力的降低液体过冷度不断减小,直至变为饱和液体,即理论闪点2点,此段制冷剂状态为单相液体。
在这一段中制冷剂在管为绝热流动,同时因流速不变,其管液体部分的压力降是一条直线。
2)亚稳区即从毛细管流动的制冷剂的理论闪点2点到达到饱和湿蒸汽点3点。
通过对毛细管的机理研究,由于毛细管直径很小,制冷剂的流速较大,通常情况下,会出现亚稳定状态的液体——过热液体的存在,使得闪点的温度和压力并不对应,一般闪点延迟3C左右。
3)两相区从3点开始制冷剂为汽液两相流动,随着压力的降低,温度也降低,压力和温度曲线重合。
毛细管汽液两相混合物也是一种可压缩流体,当毛细管的进口压力保持不变,制冷剂的质量流量将不会随出口压力减小而无限增大,而是达到某一值后,就不受出口压力的影响而保持不变,也会出现临界流现象,也就是说,通过毛细管的流量,是随毛细管进口压力的增加而增加,而毛细管出口压力降低时流量也会增加,但出口压力降低到临界压力以下,流量就不再增加,即出现临界流现象,这也是用毛细管来控制流量的重要待征。
毛细管辐射空调系统是一种可代替常规中央空调的新型节能舒适空调。
系统以水作为冷媒载体,通过均匀紧密的毛细管席(一般管体4.3mm*0.8mm,间距20mm)辐射传热。
由于该系统所需的夏季冷冻源供水温度只需17-19度供回水温度,冬季只需32-30度供回水温度,大大低于常规水空调夏季7-12度和冬季45-40度供回水所需的能耗,因而系统节能。
而由于毛细管辐射空调系统是以均匀的辐射面进行辐射传热,所以该系统没有常规对流传热所产生的对流不均匀,风机噪音和室内温度梯度明显,再加上为毛细管辐射空调系统配置的新风置换系统使得系统更加舒适于常规空调。
如何使得毛细管辐射空调系统的初期投资接近常规中央空调,且该系统的运行好坏对室内装饰影响尤其明显,对毛细管辐射空调设计提出了新的要求。
以下简单谈下毛细管辐射空调系统需要注意的设计要领,仅供参考。
1,了解房屋的围护结构负荷指标首先我们要了解建筑结构对毛细管辐射空调系统的重要性。
由于毛细管辐射末端的供回水温度在夏季仅为17-19度,显而易见,毛细管辐射末端只能处理室内显热(常规空调夏季供回水7-12度为处理室内全热,产生冷凝水排走),在毛细管管壁接触面上达到16.8度的露点温度会产生冷凝水且影响吊顶面积水发霉(毛细管夏季供水温度上升到20度上,制冷效率衰减倍增)。
在毛细管辐射空调系统中,室内潜热由新风系统负责承担(如果房屋围护负荷指标大于节能设计标准,风系统还要承担毛细管处理不了的显热)。
因此,我们建议房屋的结构越保温且避免冷桥,节能优势及毛细管及配套风系统初期投资越明显(可参考我们关于“毛细管辐射空调系统对建筑围护结构的基本要求”一文)。
2,配置房屋基本新风量和送风量大小新风量和送风量是关于毛细管辐射空调系统的相对两个概念,新风量一般按照规范标准定义,我们可以按照换气次数定义(民宅和公共建筑根据功能要求的换气次数不一样),也可以根据人均新风量来定义。
送风量则是为满足除毛细管能提供的制冷量外剩余需要风系统承担的建筑物负荷(负荷越高,送风量越大;而为了减少风噪音需保证送风口数量的增加),我们由此可以看出房屋的围护结构负荷指标对毛细管辐射空调系统设计和初期投资的重要性3,确定毛细管铺设方式毛细管的铺设方式分顶面、侧墙、地面,顶面是目前最为常见的铺设方式,考虑获取毛细管足够的制冷量,我们一般也建议在侧墙和地面铺设毛细管制冷(冬季只开地面毛细管所获得的舒适性高于顶面制热)。
毛细管系统施工方案(干式)
一、项目背景
毛细管系统是一种用于输送液体的管道系统,广泛应用于农业灌溉、园林绿化等领域。
本文将重点介绍毛细管系统在干式环境下的施工方案,以确保系统的高效运行和长期稳定性。
二、施工前准备
1.确定施工区域:清理施工区域,确保无障碍物影响系统布局和安装。
2.测量布局:根据实际情况进行毛细管系统的布局规划,确定管道路径
和喷灌点位置。
三、材料准备
1.毛细管:选择耐高温、耐腐蚀的毛细管,确保系统的稳定性。
2.接头和配件:选择高质量的接头和配件,确保连接牢固。
3.竖井和过滤器:安装竖井和过滤器,确保系统稳定运行和灌溉水质清
洁。
四、施工步骤
1.毛细管安装:根据布局规划,按需切割毛细管并安装好管道。
2.接头和配件安装:在需要连接处安装接头和配件,确保连接牢固。
3.竖井和过滤器安装:根据设计要求安装竖井和过滤器,保证系统的正
常运行。
4.喷灌点设置:根据喷灌覆盖面积和需求,在适当位置设置喷灌点。
5.系统测试:安装完成后进行系统测试,检查各部件是否正常工作。
五、施工注意事项
1.施工过程中避免损坏毛细管,确保系统的完整性。
2.定期清洗过滤器,保证系统正常运行。
3.避免在高温环境下长时间暴露毛细管,防止老化影响系统寿命。
六、总结
毛细管系统在干式环境下的施工需要细致周密的规划和严格执行,只有确保每个步骤的质量和细节,才能保证系统的高效运行和长期稳定性。
希望本文的施工方案能为相关从业人员提供参考指导,确保毛细管系统在干式环境下的顺利施工。
制冷系统中毛细管的长度怎么设计?毛细管的计算法制冷系统中一般称内径0.5~2mm左右,长度在1~4m左右的紫钢管为毛细管。
在内径及长度已确定后,毛细管的流量主要受进、出口两侧即高、低压两端压力差大小的影响,与来液过冷度大小、含闪发气体多少以及管弯曲程度、盘绕圈数等也有关。
因此机组系统一定时,不能任意改变工况或更换任意规格的毛细管。
据有关实验表明,在同样工况和同样流量条件下,毛细管的长度与其内径的4.6次方近似成正比,即 L1/L2=(d1/d2)4.6当环境温度升高或制冷剂充加量过多时,冷凝器压力变高,毛细管流量增大会使蒸发器压力及蒸发温度随之升高。
反之,当环境温度降低或制冷剂充加量不足时,冷凝器压力变低,毛细管流量减小会使蒸发器压力及蒸发温度随之降低,导致制冷量下降,甚至降不到所需的温度。
因此,采用毛细管的制冷设备,必须根据设计要求严格控制制冷剂的充加量。
例如200L左右的电冰箱加R12量在150克左右,上下偏差不大于5克。
一般系统的首次充液量M 可近似按下式确定: M=20+0.6V (克)式中:V?蒸发盘管内容积(cm3)一般冰箱用内径为0.5mm、长度3m的紫铜毛细管。
一般空调用内径为1.42mm、长度450mm的紫铜毛细管。
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。
精心整理毛细管的设计计算与分析毛细管一般指内径为0.4~2.0mm 的细长铜管。
作为制冷系统的节流机构,毛细管是最简单的一种,因其价廉、选用灵活,故广泛用于小型制冷装置中,最近在较大制冷量的机组中也有采用,如我公司10匹柜机采用了,甚至在更大的单冷系统也有用到,某公司40KW 的水冷柜机机组中也有采用。
目前公司使用的毛细管的规格有:1.24mm 、1.37mm 、1.63mm 。
定制的毛细管规格有:1.8mm 、2.1mm 、2.4,还有6mm 、8mm 的铜管也可做较大系统节流用等。
1 23从毛也会出2、毛细管长度对系统的影响1) 吸、排气压力灌注量一定时,随毛细管长度的增加,吸气压力降低,排气压力升高。
增加毛细管的长度,则通过毛细管的质量流量下降,向蒸发器供液减少,开始时压缩机质量流量不变,导致蒸发器内工质减少,蒸发压力下降,冷凝器内工质增多,冷凝压力上升。
随着吸气比容开始上升,压缩机质量流量下降,高低压压差增大,使压缩机的输气系数下降,加大压缩机质量流量的下降趋势,同时随压差增大,毛细管节流量又有所回升,最后当毛细管和压缩机两者的质量流量相等使,整个系统稳定运行。
这时,蒸发压力和吸气压力下降,冷凝压力和排气压力上升,系统质量流量减少。
2)功率和电流空调器的功率主要由压缩机和风机电机两部分组成,其中风机电机的功率很小且基本不变,主要是压缩机随运行情况变化。
压缩机的指示功率为:可以看出,指示功率与质量流量、高低压比成正比。
压缩机功率主要受质量流量的影响,随灌注量的增加,压缩机质量流量增大功率上升。
灌注量一定,随毛细管减短,质量流量增加,冷凝压力下降,蒸发压力上升,压比减小。
根据上式,随质量流量的增加,功率有增大趋势,而随压比减少,功率又有减少的趋势,这两者相互制约。
通过实验可以得到,实验范围内流量的影响起决定作用,即毛细管的减短,流量增大,功率上升。
3)系统加,长,31)受t k要发生变化。
图32)毛细管几何尺寸毛细管几何尺寸包括内径D、长度L和管内壁粗糙度e。
毛细管电色谱基本原理及设计要求毛细管电色谱是80年代末发展起来的一种新型分离分析技术。
按流动相驱动力的不同,可分为电渗流驱动毛细管电色谱和电渗流与压力联合驱动的毛细管电色谱。
前者可在一般的毛细管电泳商品仪器上进行,是目前研究较多的一类。
在这种电色谱中,既引入了高选择性的色谱固定相,提高了电泳的分离能力,又克服了压力驱动的压力流引起的区带展宽,可以实现高效、高选择性分离。
但是因电渗流的限制,难于驱赶出电泳过程中产生的气泡,实验常因气泡而中断。
在电渗流与压力联合驱动的毛细管电色谱中,液相泵产生的压力流可以将操作中产生的气泡冲出毛细管或者使气体在高压下溶解,不仅是流动相的平均线速度比相同条件下HPLC大,缩短分析时间,而且能减少压力流引起的区带展宽,使分离效率比HPLC明显提高。
若利用HPLC的进样和检测装置,可使其重现性和定量性优于毛细管电泳(CE)。
此外,还能像HPLC那样进行梯度洗脱,使分离能力进一步提高。
因此,有效的梯度洗脱是所开发仪器应有的重要功能。
在电渗流与压力联合驱动的毛细管电色谱中,被分离组分按照它们的容量因子在固定相和流动相之间进行分配,溶质的流动速度决定于它们的电泳淌度、电渗流和流动相的压力。
电色谱的分离选择性包括两部分的贡献[5],即溶质在两相间的分配对分离选择性的贡献和电场作用溶质的泳动对分离选择性的贡献。
当电场的作用与分配的作用相一致时,CEC将表现更高的选择性。
否则两者作用相互抵消,降低分离的选择性。
在相同的表现线速度下,若电场驱动的流向与压力流方向相同,此时电场的作用有助于提高柱效;反之,电场的作用将降低柱效。
所以,选择能使分配与电场协同作用的分离条件对提高选择性和增加柱效都非常重要,这些条件包括电场方向及强度、洗脱液的流速及组成和固定相的种类等。
(上海通微)。
毛细管网辐射采暖供冷一般设计参数1、每平米毛细管网的散热散冷量是根据国家空调所实测数据并考虑到损耗系数规定的,具体如下:(1)空气中散热、冷量:q={[(T1+T2)/2]-T设计}×10 w/㎡/℃;(单位W/㎡,其中T1、T2为系统供、回水温度,T设计为室内设计温度)。
实际设计时可参考《供热空调设计手册》第二版。
(2)水体中换热量:q={[(T2+T1)/2]-T环境}×100w/㎡/℃;(单位W/㎡,其中T1、T2为系统供、回水温度,T环境为换热水体的温度)。
2、毛细管网夏季供冷(处理显热)时,供水温度以室内辐射面层温度不低于室内露点温度为准,一般控制在16℃-18℃,供回水3℃温差;冬季采暖供水温度根据室内热舒适度要求决定,一般控制在30-35℃。
如果用做室内局部高温(40℃以上)供热,考虑到毛细管网长期使用寿命,一般供水温度不超过65℃。
供热时供回水3-5℃温差。
3、毛细管网在温度65℃,压力0.6Mpa工况下使用寿命为50年,毛细管网长期工作压力一般不超过0.6MPa,爆破压力5.6 MPa。
4、毛细管网外径4.3mm,内径2.5mm,壁厚0.8mm,干管为de20。
单片毛细管网标准宽度为660mm,毛细管长度根据设计图纸而定,考虑到水力平衡等问题,一般长度不大于12m。
5、普来福毛细管网材料为热水PPR,连接方式以热熔连接为主,特殊情况在保证不漏水的情况下可辅以快速连接管件连接。
6、当环境温度平均低于5℃时,考虑到毛细管网冷脆性问题,如不配合相关温度保障措施,应停止施工。
7、毛细管网用于辐射供冷时,应配以合理的除湿系统,如冷凝除湿、吸附除湿等。
8、毛细管网施工时,如果铺设在墙面或屋顶面,一般抹灰找平层厚度为0.5cm—1cm;如果铺设在地面用作超薄型地暖,底层需铺设保温层,兼具防止逆向传热和找平作用,保温层建议使用发泡水泥,一般厚度为2cm,毛细管网找平层厚度为1cm,中间无需铺豆石砼层,总占用层高为3cm左右。
毛细管的设计
一、 毛细管影响到系统的制冷量及流量匹配,是靠其流动阻力沿管长方向的压力变化来
控制制冷剂的流量和保持蒸发器与冷凝器的压力(流量匹配)。
当一定过冷度的液体制冷剂进入毛细管后,会沿着流动方向发生压力状态变化,过冷液体随压力降低变成饱和液体称液相段,其压力降基本上成线性变化。
二、 确定毛细管长度和制冷剂充灌量的最佳组合才能取得最大的能效比(即节能)。
三、 当制冷剂充灌量一定的情况下,随着毛细管长度的增加,制冷量增加,并达到一个
最大值,其后随着毛细管长度的增加而制冷量降低。
当毛细管长度不变,而制冷剂充灌量增大时,过冷度增加,过热度减小,制冷剂流量增大,制冷量先增大后减小,而功率逐渐增大。
因此,当制冷剂充灌量增大时,系统的能效比先增大后减小,存在最大值。
四、 模型的设计:
一些说明:毛细管的长度L ;毛细管的管径D ;制冷剂质量流量m ;制冷剂流速V ,制冷剂密度;(过冷度:凝汽器中汽轮机排汽饱和温度与凝结水温度之差。
冷凝温度:是指物质状态由气态转变为液态的临界温度)
建立模型:
建立如图1毛细管微圆模型:
1. 对于稳态流动,即工质流经毛细管是一维绝热均相流动,流动处于紊流区,且制冷剂在流动过程中状态变化是连续的,连续性方程为()0d V ρ=;式中:ρ— 制冷剂密度,kg/3m ;V-制冷剂流速,m/s ;
2.能量方程:21()02dh d V += 式中:h-制冷剂比焓,J/kg (焓=内能+压强*体积);
3.动量方程:2
2dL V dp f VdV D
ρρ--=;式中:p-压强,Pa ;L-毛细管管长,m ;D-毛细管内径,m ;制冷剂流体进入毛细管,开始处于过冷区,比容不变,焓值也不变,由4.动量方程式积分得:22()
in f sc sc sc D p p L G f v -=;式中:G-质流密度,2/()kg m s •;
下标sc — 过冷区参数;下标f — 饱和液体参数;下标in — 毛细管进口参数;随着制冷剂在毛细管中继续流动时,压力逐渐下降,焓保持不变,流动变为两相流,根据假设对上述方程离散化,则连续性方程为:1212
V A V A m v v ==;式中:-制冷剂质量流量,kg/s ;V-制冷剂的比容,3/m kg ;A-毛细管过流截面积,2m ;
则能量方程为:2212121000100022
V V h h +=+; 则动量方程为:21221()2m V l p p f G V V D v
∆--=-;当V/v=G 是常数时, 则有:222
m m m m V V L L f f G D v D ∆∆==;再由上述动量方程得出:12122[()]m
m D L p p G V V f GV ∆=---; 上式中的焓、比容由下式确定,则: (1)f g h h x h x =-+,(1)f g v v x v x =-+;m V 速度取1,2点间的平均值,即
122
m V V V +=
;x-制冷剂干度;下标g 表示饱和气体参数。
Stoecker 方程为: 0.250.33Re f =;f 是目前毛细管两相区内摩擦阻力系数。
Chruchill 方程为:123/21/28[(8/Re)()]f A B -=++;
式中: 160.9172.457ln(()0.27)Re A D ε-⎧⎫=+⎨⎬⎩⎭
; 1637530()Re
B = Cicchitti 方程:(1)g f x x μμμ=+-;
μ是两相区动力滞带系数。
McAdams 方程:(1)
f g f g x x μμμμμ=+-; Dukler 方程:(1)(1)g g f f g f
xv x v xv x v μμμ+-=
+-.
模型求解: 采用以上建立的绝热毛细管长度模型,采用Stoecker 方程,m f 取1、2点的平均值,即12()/2m f f f =+;再采用Cicchitti 方程对制冷剂R22进行计算,,计算条件为冷凝温度40C ,蒸发温度为5C ,毛细管内径为1.63mm ,制冷剂流量为10g/s 计算过程如下表:
由表’ 看出,当计算温度到3C时,计算值L 为-0.00050与实际不符合,,这说明制冷剂在毛细管中的流动发生了壅塞现象,则可取上一个计算点的2.05365作为该条件下的毛细管管长,并且计算时间非常短。
在同样的条件下,采用不同的摩擦阻力系数和动力粘滞系数,对制冷剂R22进行计算,计算过程如表2
由表2看出,当冷凝温度40,蒸发温度5,制冷剂R22,两相区的计算内摩擦阻力系数采用Stoecker模型,动力滞带系数采用Cicchitti方程,绝热毛细管管长计算值2.053;因此模型精确,由此可以看出这两个系数对结果有一定影响。
模型的分析:
通过以上模型可以算出不同毛细管内径下制冷剂量随长度的变化(图1);不同过冷度制冷剂量随长度的变化(图2); 不同冷凝温度下制冷剂量随长度的变化(图3);
图1(1-内径2.5mm;2-内径2.0;图2(1-过冷度4C;2-过冷3-内径1.8mm;4-内径1.6mm)度2C,3-过冷度0C)(R22,冷凝温度40C,过冷度0C)(R22,冷凝温度45C,内径2.0mm)
图3(1-冷凝温度45C;2-冷凝温度40C)
(R22,毛细管长度2.0mm;过冷度0C)
分析结论:毛细管在同内径下,制冷剂流量越大管长越短;在相同的长度下,流量越大毛细管内径越大,并且不同的内径适用于不同流量;相同制冷剂流量下,随着过冷度的增加,毛细管的计算长度增加。
在同一毛细管长度下,随着制冷剂流量的增加,制冷剂的过冷度增加。
在相同制冷剂流量下,当冷凝温度增加,毛细管的计算长度增加。
当毛细管计算长度相同的情况下,随冷凝温度的增加,制冷剂流量有所增加,这就说明制冷剂通过毛细管的压力降增
大,说明了当制冷工况发生变化,制冷剂流量要发生变。