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毛细管长度与制冷剂充注量匹配关系的分析
摘要：通过试验的方法研究了空调器毛细管长度与制冷剂充注量对制冷系统性能的影响,得出了KF-64与KF-35机型相应的关系曲线。结合理论进行分析, 对试验现象作了合理解释，并总结了匹配规律。结合毛细管的特性进行了毛细管选型编程计算，一定程度上提高了毛细管的匹配速率。
关键字： 空调器；毛细管；充注量；性能匹配
The match relation analysis of capillary tube length and refrigerant charge
Zhang Ya-ping, Wang Jian-guo
(xi′an university of science and techonology, shanxi xi′an ,710054)
ABSTRACT: The experimental method was studied the refrigeration system performance influence of length of the air-conditioner capillary tube and the refrigerant charge, obtained KF-64 and the KF-35 type corresponding relations curve, integrated the analysis of theory, make the reasonable explanation to the experimented phenomenon, and summarized the match rule. the article utilized the characteristic of the capillary tube to shaping programming computation, in the degree enhanced match speed of the capillary tube.
KEY WORDS：air conditioner, capillary tube, refrigerant charge, performance matching
中图分类号：TB65 文献表示码：A
对于采用毛细管作为节流装置的空调器来说,在其它部件确定的条件下,笔者认为其关键问题是确定毛细管的最佳长度和制冷剂的最佳充注量。厂家通常的做法是通过大量的系统匹配试验，来确定毛细管参数与制冷剂的充注量，工作量相当巨大、开发成本高外，还带有一定的偶然性。目前对于毛细管参数的研究， 一般采用动量方程、能量方程加上必要的假设来推导出公式进行计算【1】。关于制冷剂的充注量，一般以经验公式为基础。王玉贵等【2】对制冷器具中制冷剂充注量作了研究，提出以计算的方法来确定制冷剂充注量以及单相区、两相区工质数量，得出制冷剂充注量与制冷量之间存在最佳匹配关系，但未考虑到毛细管的影响。戴国民等【3】将毛细管长度与制冷剂充注量综合考虑作了研究，得到了分体空调器毛细管长度和充注量关系曲线，对试验现象作了合理解释，但结果具有局限性。由此可见目前研究有以下几方面的缺陷：多数研究是针对某一方面展开的，能够将二者结合研究的资料很少；虽然对试验中的现象作了合理的解释，但未上升到理论高度；试验对象单一，通常采用一台空调器进行试验，结果不具有普遍性。
1 试验
1.1试验装置
试验装置如图1所示，它主要由以下几部分组成：试验房间、测量装置（干湿球温度计、湿度计、压力计、风量测定装置、电流表、电压表）、空气再处理机组、被测空调器（本试验中采用KF-64机与KF-35机）、试验记录装置。

图1 焓差法试验装置图
1.2 试验参数测定方法
压缩机的吸气压力是用压力表直接进行测量的，温度的测量包括室内环境的干湿球温度，室外环境的干湿球温度，压缩机的吸排气温度等几个参数。其中空调机蒸发器进出风口的干湿球温度是通过干湿球温度计来测量的，制冷剂的充注量采用氟里昂充注机充注。空调系统的制冷量是通过计算机程序计算得到的，测定的参数有空调器的循环风量，空调器回风口和出风口的干湿球温度。
1.3部分试验结果
表1 匹配毛细管长度试验数据记录表(部分试验数据)

KF-64空调器（压缩机型号上海日立SHW73TC4-U，制冷剂充注量2100g）
序
号 毛细管参数 制冷量 压缩机
功率 室内出风
干湿球温度 出风口
风量 压缩机
吸排气温度 性能系数 吸气压力
内径 长度 根数 曲率
mm mm 根 mm W W ℃ ℃ m3/min ℃ ℃ COP EER kgf/cm2 Mpa
1 1.24 600 3 40 6437.7 2560.1 14.12 12.86 18.20 11.2 94.2 2.515 2.581 4.31 0.422
2 1.24 500 3 40 6688.5 2552.7 13.80 12.52 18.11 13.3 82.9 2.620 2.939 4.40 0.431
3 1.24 400 3 \ 6447.5 2542.7 13.92 12.76 17.99 5.0 71.9 2.536 2.653 4.60 0.451
4 1.24 300 3 \ 6316.7 2522.2 14.06 12.88 17.98 3.4 69.5 2.504 2.544 4.70 0.461
KF-35空调器（压缩机型号上海日立SL193SV-C7LU，制冷剂充注量1500g，出风口风量单位为m3/min
1 1.63 800 1 50 3371.0 1017.0 13.73 12.81 573.4 9.3 76.2 3.310 3.294 5.59 32.88
2 1.63 850 1 50 3395.0 1019.0 13.78 12.85 581.2 13.3 80.2 3.330 3.362 5.59 32.88
3 1.63 900 1 60 3429.0 1020.0 13.61 12.67 571.2 15.8 83.3 3.360 3.464 5.55 32.64
4 1.63 950 1 60 3451.0 1019.0 13.66 12.70 565.8 18.7 86.6 3.390 3.567 5.54 32.53

图2 KF-64毛细管长度与制冷量的关系 （G=2100g） 图3 KF-35毛细管长度与制冷量的关系 （G=1500g）

2程序计算
改变毛细管长度，对于每一长度的毛细管采用不同的制冷剂流量与其相匹配，计算其压力降，进而通过目标制冷量来校核毛细管长度与制冷剂的充注量，以此确定毛细管的尺寸。本论文对分别采用R12和R22作为制冷剂的空调器进行了编程，可以求得对应制冷剂下匹配毛细管的规格。
2.1程序设计框图