節流短管替代毛細管在家用空調器上的應用研究

流體機械 徐言生 順德職業技術學院

  針對節流短管替代毛細管在家用空調器應用過程中可能遇到的一些問題,分別進行了節流短管與毛細管的氮氣流量、制冷劑流量、變工況流量特性以及空調器整機性能試驗。試驗表明現有的加工工藝能較好的保證節流短管一致性,同時節流短管也具有較好的流量調節性能。節流短管完全可以取代毛細管在家用空調器上全面應用。

1、前言

  節流短管是一種定截面的節流膨脹裝置,它具有低成本、高可靠性、易于檢修及更換,取消了熱泵系統用于判別制冷劑流向所增設的檢查閥等優點,因此節流短管作為一種新型的節流膨脹裝置已經被越來越多地應用于汽車空調、家用空調及熱泵系統 。

  由于國內眾多廠家對節流短管缺乏深入的了解,在一定程度上造成了節流短管難以大規模地應用到家用空調系統設計中去。主要有3個方面的影響因素: (1)節流短管加工的一致性; (2)在變工況下的流量調節性; (3)空調器整機的匹配性。鑒于上述原因,本試驗研究旨在通過節流短管同毛細管進行對比試驗進行驗證。

2、節流短管一致性試驗

  試驗隨機選取用于KF-32GW空調器的3根毛細管和3個節流短管,分別進行氮氣流量和制冷劑流量測試來對比其加工一致性。毛細管尺寸規格為<1.7mm (內徑) ×1100mm(長度),節流短管尺寸規格為<0.94mm(內徑) ×12mm (長度)。

2.1、氮氣流量對比試驗

  試驗選用北京某公司D60-1A/2M型數字毛細管測試儀,測量精度為±2%,節流元件進出口壓差為100kPa。試驗結果如表1所示。

表1 節流短管與毛細管氮氣流量測試對比

節流短管與毛細管氮氣流量測試對比

  在空調器生產中一般要求節流元件進行氮氣流量測試時流量偏差控制在±3%以內。從表1中可以看出,節流短管加工的一致性與毛細管相當,完全能滿足實際應用的要求。

2.2、制冷劑流量對比試驗

  為進行節流元件制冷劑流量測試,專門開發了一臺節流元件制冷劑流量測試臺。該試驗臺包括壓縮機、變頻器、油分離器、水冷冷凝器、冷卻水箱、儲液器、過冷器、節流短管測試段、量熱器、針閥、電加熱器、控制系統、測量系統等,參見圖1。

節流元件制冷劑流量測試臺示意

圖1 節流元件制冷劑流量測試臺示意圖

  節流元件入口壓力主要通過調整流過冷凝器中水量的大小和溫度來調整,入口溫度通過調整過冷器中冷水的水溫和流量來控制,出口壓力主要通過調整壓縮機的轉速來調節,而壓縮機的轉速主要是通過調節變頻器的輸出頻率來改變,測試臺溫度測量精度為±0.2℃,壓力測量精度為±0.2% ,流量測試精度為±1%。

  選用制冷劑為R22,測試工況為壓縮機測試標準工況,即節流元件入口壓力為2.146MPa、入口溫度為46℃、出口壓力為0.625MPa。試驗結果如表2所示。

表2 節流短管與毛細管制冷劑流量測試對比

節流短管與毛細管制冷劑流量測試對比

  由表2可以看出,節流短管的制冷劑流量一致性也能較好地滿足實際應用的要求。