A kapilláris adagolókat elsősorban háztartási és kiskereskedelmi alkalmazásokban használják, ahol az elpárologtató hőterhelése valamelyest állandó.Ezeknek a rendszereknek a hűtőközeg-áramlási sebessége is alacsonyabb, és jellemzően hermetikus kompresszorokat használnak.A gyártók kapillárisokat használnak egyszerűségük és alacsony költségük miatt.Ezenkívül a legtöbb, mérőeszközként kapillárist használó rendszerhez nincs szükség magas oldali vevőkészülékre, ami tovább csökkenti a költségeket.
A kapilláris csövek nem mások, mint hosszú, kis átmérőjű és rögzített hosszúságú csövek, amelyeket a kondenzátor és az elpárologtató közé szerelnek.A kapilláris valójában méri a hűtőközeget a kondenzátortól az elpárologtatóig.A nagy hossz és a kis átmérő miatt, amikor a hűtőközeg átfolyik rajta, folyadéksúrlódás és nyomásesés lép fel.Valójában, mivel az aláhűtött folyadék a kondenzátor aljáról a kapillárisokon keresztül áramlik, a folyadék egy része felforrhat, miközben ilyen nyomáseséseket tapasztal.Ezek a nyomásesések a folyadékot a kapilláris mentén több ponton a telítettségi nyomása alá csökkentik.Ezt a villogást a folyadék tágulása okozza, amikor a nyomás csökken.
A folyadékvillanás nagysága (ha van) a kondenzátorból és magától a kapillárisból származó folyadék túlhűtésének mértékétől függ.Ha folyadék villog, kívánatos, hogy a villanó a lehető legközelebb legyen az elpárologtatóhoz, hogy biztosítsa a rendszer legjobb teljesítményét.Minél hidegebb a folyadék a kondenzátor aljáról, annál kevesebb folyadék szivárog át a kapillárison.A kapillárist általában feltekercseljük, átvezetjük vagy hozzáhegesztjük a szívóvezetékhez további túlhűtés céljából, hogy megakadályozzuk a kapillárisban lévő folyadék felforrását.Mivel a kapilláris korlátozza és méri a folyadék áramlását az elpárologtatóba, segít fenntartani a rendszer megfelelő működéséhez szükséges nyomásesést.
A kapilláriscső és a kompresszor az a két alkatrész, amely elválasztja a hűtőrendszer nagynyomású oldalát az alacsony nyomású oldaltól.
A kapilláriscső abban különbözik az expanziós szelepes adagolókészüléktől, hogy nincsenek mozgó alkatrészei, és nem szabályozza az elpárologtató túlhevülését semmilyen hőterhelés mellett.A kapilláris csövek mozgó alkatrészek hiányában is megváltoztatják az áramlási sebességet az elpárologtató és/vagy a kondenzátor rendszer nyomásának változásával.Valójában csak akkor éri el az optimális hatékonyságot, ha a magas és az alacsony oldali nyomás kombinálódik.Ennek az az oka, hogy a kapilláris úgy működik, hogy kihasználja a hűtőrendszer magas és alacsony nyomású oldala közötti nyomáskülönbséget.Ahogy nő a nyomáskülönbség a rendszer felső és alsó oldala között, a hűtőközeg áramlása nő.A kapilláris csövek kielégítően működnek a nyomásesések széles tartományában, de általában nem túl hatékonyak.
Mivel a kapilláris, az elpárologtató, a kompresszor és a kondenzátor sorba vannak kapcsolva, a kapillárisban lévő áramlási sebességnek meg kell egyeznie a kompresszor leszivattyúzási sebességével.Ezért kritikus a kapilláris számított hossza és átmérője a számított párolgási és kondenzációs nyomások mellett, és meg kell egyeznie a szivattyú teljesítményével azonos tervezési feltételek mellett.A kapilláris túl sok fordulata befolyásolja annak áramlási ellenállását, majd a rendszer egyensúlyát.
Ha a kapilláris túl hosszú és túlságosan ellenáll, helyi áramláskorlátozás lép fel.Ha az átmérő túl kicsi, vagy a tekercseléskor túl sok fordulat történik, a cső kapacitása kisebb lesz, mint a kompresszoré.Ez olajhiányt eredményez az elpárologtatóban, ami alacsony szívónyomást és súlyos túlmelegedést eredményez.Ezzel egyidejűleg az aláhűtött folyadék visszaáramlik a kondenzátorba, magasabb nyomást hozva létre, mivel a rendszerben nincs tartály a hűtőközeg tárolására.Magasabb emelőmagasságnál és alacsonyabb nyomásnál az elpárologtatóban a hűtőközeg áramlási sebessége nő a kapilláriscsőben bekövetkező nagyobb nyomásesés miatt.Ugyanakkor a kompresszor teljesítménye csökken a nagyobb tömörítési arány és az alacsonyabb térfogati hatásfok miatt.Ez a rendszer egyensúlyba hozására kényszeríti, de magasabb emelőmagasság és alacsonyabb párolgási nyomás szükségtelen hatástalansághoz vezethet.
Ha a kapilláris ellenállás a szükségesnél kisebb a túl rövid vagy túl nagy átmérő miatt, a hűtőközeg áramlási sebessége nagyobb lesz, mint a kompresszor szivattyú kapacitása.Ez magas párologtatónyomást, alacsony túlhevülést és a párologtató túlfeszültsége miatt a kompresszor esetleges elárasztását eredményezi.A kondenzátorban a túlhűtés csökkenhet, ami alacsony fejnyomást és akár a folyadéktömítés elvesztését is okozhatja a kondenzátor alján.Ez az alacsony emelőmagasság és a normálnál magasabb párologtatónyomás csökkenti a kompresszor kompressziós arányát, ami nagy térfogati hatékonyságot eredményez.Ez növeli a kompresszor kapacitását, amely kiegyenlíthető, ha a kompresszor képes kezelni az elpárologtatóban lévő nagy hűtőközeg áramlást.Gyakran előfordul, hogy a hűtőközeg túlfolyik a kompresszoron, ami a kompresszor meghibásodását okozza.
A fent felsorolt ​​okok miatt fontos, hogy a kapilláris rendszerekben pontos (kritikus) hűtőközeg-töltet legyen.A túl sok vagy túl kevés hűtőközeg súlyos egyensúlyhiányhoz és a kompresszor súlyos károsodásához vezethet folyadékáramlás vagy elárasztás miatt.A megfelelő kapilláris méretezéshez forduljon a gyártóhoz, vagy tekintse meg a gyártó mérettáblázatát.A rendszer adattáblája vagy adattáblája pontosan jelzi, hogy mennyi hűtőközeget igényel a rendszer, általában tized vagy akár század unciában.
Az elpárologtató nagy hőterhelése esetén a kapilláris rendszerek jellemzően nagy túlhevítéssel működnek;Valójában a párologtató 40°-os vagy 50°F-os túlhevülése nem ritka az elpárologtató nagy hőterhelése mellett.Ennek az az oka, hogy az elpárologtatóban lévő hűtőközeg gyorsan elpárolog, és megemeli a párologtató 100%-os gőztelítési pontját, így a rendszer magas túlhevülési értéket ad.A kapilláriscsövek egyszerűen nem rendelkeznek visszacsatoló mechanizmussal, például termosztatikus expanziós szelep (TRV) távlámpával, amely jelezné a mérőeszköznek, hogy nagy túlmelegedés mellett működik, és automatikusan korrigálja azt.Ezért, ha az elpárologtató terhelése nagy és az elpárologtató túlhevülése magas, a rendszer nagyon rosszul fog működni.
Ez lehet a kapilláris rendszer egyik fő hátránya.Sok technikus szeretne több hűtőközeget adagolni a rendszerbe a magas túlhevülési értékek miatt, de ez csak túlterheli a rendszert.A hűtőközeg hozzáadása előtt ellenőrizze a normál túlhevülési értékeket alacsony párologtató hőterhelés mellett.Ha a hűtött térben a hőmérsékletet a kívánt hőmérsékletre csökkentjük, és az elpárologtató alacsony hőterhelés alatt áll, a párologtató normál túlhevülése általában 5–10 °F.Ha kétségei vannak, gyűjtse össze a hűtőközeget, ürítse ki a rendszert, és adja hozzá az adattáblán feltüntetett kritikus hűtőközeg-töltetet.
Ha a párologtató magas hőterhelése csökken, és a rendszer alacsony párologtató hőterhelésre vált, az elpárologtató gőzének 100%-os telítési pontja csökken az elpárologtató utolsó néhány menetében.Ennek oka az alacsony hőterhelés miatt a párologtatóban lévő hűtőközeg párolgási sebességének csökkenése.A rendszer ezentúl normál párologtató túlhevülése körülbelül 5°-10°F.Ezek a normál párologtató túlhevítési értékek csak akkor jelennek meg, ha az elpárologtató hőterhelése alacsony.
Ha a kapilláris rendszer túl van töltve, a folyadék felhalmozódik a kondenzátorban, ami magas nyomást okoz a rendszerben lévő vevő hiánya miatt.A nyomásesés a rendszer alacsony és magas nyomású oldala között megnő, ami az elpárologtató áramlási sebességének növekedését és az elpárologtató túlterhelését okozza, ami alacsony túlhevülést eredményez.Akár a kompresszort is eláraszthatja vagy eltömítheti, ami egy másik oka annak, hogy a kapilláris rendszereket szigorúan vagy pontosan fel kell tölteni a megadott mennyiségű hűtőközeggel.
John Tomczyk is Professor Emeritus of HVACR at Ferris State University in Grand Rapids, Michigan and co-author of Refrigeration and Air Conditioning Technologies published by Cengage Learning. Contact him at tomczykjohn@gmail.com.
A Szponzorált tartalom egy speciális fizetős rovat, ahol az iparági vállalatok kiváló minőségű, elfogulatlan, nem kereskedelmi tartalmat kínálnak az ACHR hírközönségét érdeklő témákban.Minden szponzorált tartalmat reklámcégek biztosítanak.Érdekel részt venni a szponzorált tartalom rovatunkban?Forduljon a helyi képviselőhöz.
Igény szerint Ebben a webináriumban megismerkedünk az R-290 természetes hűtőközeg legújabb frissítéseivel, és megtudjuk, hogy ez milyen hatással lesz a HVACR iparágra.
A webinárium során megtudhatja, hogyan léphet át sikeresen az üzleti növekedés egyes szakaszaiban.