小型商用制冷裝置，如小型冷飲水機、小型冰淇淋機等，通常采用毛細管代替熱力膨脹閥作為節(jié)流機構(gòu)。毛細管的管徑一般為0.6一2mm的等截面紫銅管，長度在0.5m以上。由于它的長度和小管孔徑產(chǎn)生的高摩擦阻力，以及在毛細管中逐漸形成的閃發(fā)氣體而產(chǎn)生的節(jié)流效果.使液體的壓力降低到它的飽和壓力以下。毛細管的作用和熱力膨脹閥類似，起限制或定量供給冷凝器到蒸發(fā)器的液體流量，同時也維持這兩個部件之間需要的運行壓力差。
當給定毛細管的長度和孔徑時，毛細管的阻力特性亦隨之恒定。在任一時間內(nèi)通過毛細管的液體流速與毛細管兩端的壓力差成正比。這里所說的壓力差即為系統(tǒng)蒸發(fā)器與冷凝器之間的壓力差。由于毛細管和壓縮機在系統(tǒng)中是串聯(lián)連接的，顯然毛細管的通流能力應(yīng)該等于壓縮機運行時的抽吸能力。因此.如果系統(tǒng)是有效地維持在設(shè)計壓力下運行，則確定的毛細針長度和管徑應(yīng)滿足在設(shè)計條件下的通流能力正好等于壓縮機在同樣條件下的抽吸能力。
如果毛細管的阻力.也即是毛細管的通流能力大于或小于壓縮機在設(shè)計條件下的抽吸能力，則系統(tǒng)運行的平衡點將建立在設(shè)計條件以外的某個運行狀態(tài)點。例如，如果毛細管的阻力太大(毛細管太長或孔徑太小)，則毛細管的通流能力將比壓縮機在設(shè)計條件下的抽吸能力小;這時蒸發(fā)器將缺液，過多的液體回吸到冷凝器的低部，即在毛細管的人口處積聚。事實上蒸發(fā)器的缺液會導(dǎo)致壓縮機吸汽壓力的降低，而冷凝器中液體的聚積會減少冷凝器的有效冷凝面積，致使冷凝溫度變高。從而使壓縮機在偏離設(shè)計工況的條件下運行，該平衡點是比系統(tǒng)設(shè)計壓力低的吸汽壓力和高的冷凝壓力點。在此運行狀態(tài)下，由干壓縮機的抽吸能力被降低，致使整個系統(tǒng)的制冷能力少于設(shè)計能力。另一方面當毛細管沒有足夠的阻力時(毛細管太短或是閥的孔徑太大)，毛細管的通流能力將大于壓縮機在設(shè)計條件下的抽吸能力，該運行條件下蒸發(fā)器的過反供液將會引起液體進入壓縮機的危險。同樣，在冷凝器中將沒有液體封住毛細管的入口處。因此，沒有冷凝的氣體將會隨著液體一起進入毛細管流向蒸發(fā)器，會使系統(tǒng)的制冷能力降低。由于過多的制冷劑流量通過毛細管，壓縮機將沒有能力去降低蒸發(fā)器壓力到期望位。
使用毛細管的制冷系統(tǒng)運行的最大效率位只在一個運行工況點，除此之外的運行工況均使制冷系統(tǒng)的效率略微低于最大值，所以合理的設(shè)計和使用毛細管是完全必要的。通常，生產(chǎn)廠家是按一定的運行工況設(shè)計選定了毛細管的規(guī)格尺寸。當制冷系統(tǒng)正常負荷變化(增加或減少)時，毛細管的通流能力隨之相應(yīng)的增加或減少。事實上，毛細管通流能力的調(diào)節(jié)一方面由冷凝器內(nèi)冷凝壓力的變化來補充制冷系統(tǒng)負荷的正常變化;另一方面由冷凝器內(nèi)制冷劑液體過冷的程度進行調(diào)節(jié)。例如，當蒸發(fā)器負荷增加時，液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器中被蒸發(fā)與在冷凝器中被冷凝的瞬時速率比液體通過毛細管到蒸發(fā)器的瞬時速率高.引起過多的液體積聚在冷凝器的底部使冷凝器的冷凝壓力增加;同時在冷凝器底部的液體將有一較大的過冷度，從而將減少制冷劑在毛細管中產(chǎn)生閃發(fā)氣體，以達到增加蒸發(fā)器供液量的目的。這一特性既有助于毛細管通流能力的增加，既有助于制冷系統(tǒng)的制冷能力的增加。相反地，當制冷系統(tǒng)負荷的減少時，冷凝壓力和過冷度降低，因而毛細管的通流能力相應(yīng)降低。
毛細管與其他種類的制冷劑流動控制的差異是它不能在停止制冷循環(huán)期間切斷和停止制冷劑液體流到蒸發(fā)器的通路。當壓縮機停機時高低壓側(cè)的壓力通過開啟的毛細管達到平衡.同時在冷凝器中剩余的液體流到低壓側(cè)的蒸發(fā)器，停留在蒸發(fā)器里直到壓縮機重新開機。鑒于這個原因，在毛細管系統(tǒng)中制冷劑的容量是非常關(guān)鍵的。由于在冷凝器和毛細管之間沒有使用儲液器，制冷劑的容量既要滿足蒸發(fā)器負荷需要的最低限度又要維持系統(tǒng)運行期間在冷凝器與毛細管的聯(lián)接部位形成液體密封。任何過量的制冷劑將只有積滯在冷凝器中，從而增加了冷凝壓力，又降低了系統(tǒng)性能。特別是當冷凝器中全部過量液體制冷劑在停機期間流向蒸發(fā)器時，將會引起蒸發(fā)器迅速變熱，從而引起蒸發(fā)器的溶霜。此外，在停機期間大量的液體進入蒸發(fā)器，當壓縮機再次起動時很可能發(fā)生液休回流到壓縮機的液擊現(xiàn)象，使壓縮機受到損壞。因此，在使用毛細管節(jié)流的制冷系統(tǒng)中應(yīng)當嚴格控制制冷劑的充灌量，以保證制冷系統(tǒng)的正常運行。
毛細管節(jié)流方式具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低的優(yōu)點。同時在停機期間通過毛細管制冷系統(tǒng)的高壓與低壓之間迅速得到平衡，使壓縮機可以實現(xiàn)無負荷啟動，從而可以使用低啟動扭矩的電機驅(qū)動壓縮機。此外，毛細管制冷系統(tǒng)制冷劑充灌量小省去了儲液罐，進一步降低了制冷機的制造成本。綜上所述.由于毛細管使用中的諸多優(yōu)點，使得毛細管節(jié)流方式在許多小型商業(yè)制冷裝置中得到廣泛使用。
使用毛細管節(jié)流的制冷系統(tǒng)通常都是專門設(shè)計的制冷系統(tǒng)，較適用于連接緊密的整機制冷系統(tǒng)，有相對穩(wěn)定的負荷和使用封閉式壓縮機。一般說來，毛細管不用于使用開啟式壓縮機的制冷系統(tǒng).這是因為開啟式壓縮機的軸封部位可能會引起制冷劑的泄漏，致使制冷系統(tǒng)內(nèi)充灌的制冷劑逐漸減少，壓縮機不能正常工作。此外，毛細管還不適用于遠距離輸送制冷劑的系統(tǒng)(即壓縮機離開蒸發(fā)器的距離較遠)，因為長距離的輸送管線將導(dǎo)致壓縮機的制冷充灌量不準確，影響毛細管的正常工作。而且，由于制冷劑充灌量的大大增加，使得其在壓縮機停機期間全部聚集在蒸發(fā)器中，當壓縮機重新啟動時可能發(fā)生嚴重的液體回流現(xiàn)象這是壓縮機的運行所不允許的。除非在吸汽管路中安裝一合適的儲液器，這樣將增加制冷系統(tǒng)的復(fù)雜性，實際上較少使用。
