Kapilárne dávkovače sa primárne používajú v domácich a malých komerčných aplikáciách, kde je tepelné zaťaženie výparníka do istej miery konštantné.Tieto systémy majú tiež nižšie prietoky chladiva a zvyčajne používajú hermetické kompresory.Výrobcovia používajú kapiláry kvôli ich jednoduchosti a nízkej cene.Okrem toho väčšina systémov, ktoré používajú ako meracie zariadenie kapiláry, nevyžaduje prijímač na vyššej strane, čo ďalej znižuje náklady.
Kapilárne rúrky nie sú nič iné ako dlhé rúrky malého priemeru a pevnej dĺžky inštalované medzi kondenzátorom a výparníkom.Kapilára vlastne meria chladivo z kondenzátora do výparníka.V dôsledku veľkej dĺžky a malého priemeru, keď cez ňu prúdi chladivo, dochádza k treniu kvapaliny a poklesu tlaku.V skutočnosti, keď podchladená kvapalina prúdi zo spodnej časti kondenzátora cez kapiláry, časť kvapaliny môže vrieť, pričom dochádza k týmto poklesom tlaku.Tieto poklesy tlaku znižujú tlak kvapaliny pod jej saturačný tlak pri jej teplote v niekoľkých bodoch pozdĺž kapiláry.Toto blikanie je spôsobené expanziou kvapaliny pri poklese tlaku.
Veľkosť kvapalného záblesku (ak existuje) bude závisieť od stupňa podchladenia kvapaliny z kondenzátora a samotnej kapiláry.Ak dôjde k blikaniu kvapaliny, je žiaduce, aby bol záblesk čo najbližšie k výparníku, aby sa zabezpečil najlepší výkon systému.Čím chladnejšia je kvapalina zo spodnej časti kondenzátora, tým menej kvapaliny presakuje cez kapiláru.Kapilára je zvyčajne stočená, prechádzajúca alebo privarená k saciemu vedeniu na dodatočné podchladenie, aby sa zabránilo varu kvapaliny v kapiláre.Pretože kapilára obmedzuje a meria prietok kvapaliny do výparníka, pomáha udržiavať pokles tlaku potrebný na správne fungovanie systému.
Kapilárna trubica a kompresor sú dva komponenty, ktoré oddeľujú vysokotlakovú stranu od nízkotlakovej strany chladiaceho systému.
Kapilárna trubica sa líši od dávkovacieho zariadenia expanzného ventilu tým, že nemá žiadne pohyblivé časti a neriadi prehriatie výparníka pri akomkoľvek tepelnom zaťažení.Dokonca aj v prípade absencie pohyblivých častí kapilárne trubice menia prietok, keď sa mení tlak v systéme výparníka a/alebo kondenzátora.V skutočnosti dosahuje optimálnu účinnosť len vtedy, keď sa spoja tlaky na vysokej a nízkej strane.Je to preto, že kapilára funguje tak, že využíva tlakový rozdiel medzi vysokotlakovou a nízkotlakovou stranou chladiaceho systému.Keď sa tlakový rozdiel medzi hornou a nízkou stranou systému zvyšuje, prietok chladiva sa zvyšuje.Kapilárne trubice fungujú uspokojivo v širokom rozsahu poklesu tlaku, ale vo všeobecnosti nie sú veľmi účinné.
Pretože kapilára, výparník, kompresor a kondenzátor sú zapojené do série, prietok v kapiláre sa musí rovnať rýchlosti čerpania kompresora.To je dôvod, prečo sú vypočítaná dĺžka a priemer kapiláry pri vypočítaných tlakoch odparovania a kondenzácie kritické a musia sa rovnať výkonu čerpadla za rovnakých konštrukčných podmienok.Príliš veľa závitov v kapiláre ovplyvní jej odpor voči prietoku a potom ovplyvní rovnováhu systému.
Ak je kapilára príliš dlhá a príliš odoláva, dôjde k lokálnemu obmedzeniu prietoku.Ak je priemer príliš malý alebo je pri navíjaní príliš veľa závitov, kapacita trubice bude menšia ako kapacita kompresora.To bude mať za následok nedostatok oleja vo výparníku, čo bude mať za následok nízky sací tlak a vážne prehriatie.Súčasne bude podchladená kvapalina prúdiť späť do kondenzátora, čím sa vytvorí vyššia dopravná výška, pretože v systéme nie je prijímač, ktorý by udržal chladivo.S vyššou dopravnou výškou a nižším tlakom vo výparníku sa prietok chladiva zvýši v dôsledku vyššieho poklesu tlaku cez kapiláru.Zároveň sa zníži výkon kompresora v dôsledku vyššieho kompresného pomeru a nižšej objemovej účinnosti.To prinúti systém k vyrovnaniu, ale pri vyššom spáde a nižšom odparovacom tlaku môže viesť k zbytočnej neefektívnosti.
Ak je kapilárny odpor menší, ako sa požaduje v dôsledku príliš krátkeho alebo príliš veľkého priemeru, prietok chladiva bude väčší ako kapacita kompresorového čerpadla.To bude mať za následok vysoký tlak vo výparníku, nízke prehriatie a možné zahltenie kompresora v dôsledku nadmerného zásobovania výparníka.Podchladenie môže v kondenzátore klesnúť, čo spôsobí nízky tlak v hlave a dokonca stratu kvapalinového tesnenia na dne kondenzátora.Táto nízka dopravná výška a vyšší tlak vo výparníku zníži kompresný pomer kompresora, čo vedie k vysokej objemovej účinnosti.Tým sa zvýši kapacita kompresora, ktorá môže byť vyvážená, ak kompresor zvládne vysoký prietok chladiva vo výparníku.Často sa stáva, že chladivo pretečie kompresor, čo spôsobí poruchu kompresora.
Z vyššie uvedených dôvodov je dôležité, aby kapilárne systémy mali vo svojom systéme presnú (kritickú) náplň chladiva.Príliš veľa alebo príliš málo chladiva môže viesť k vážnej nerovnováhe a vážnemu poškodeniu kompresora v dôsledku prúdenia kvapaliny alebo zaplavenia.Správne dimenzovanie kapilár konzultujte s výrobcom alebo si pozrite tabuľku veľkostí výrobcu.Typový štítok alebo typový štítok systému presne uvádza, koľko chladiva systém vyžaduje, zvyčajne v desatinách alebo dokonca stotinách unce.
Pri vysokých tepelných zaťaženiach výparníka kapilárne systémy zvyčajne pracujú s vysokým prehriatím;v skutočnosti prehriatie výparníka 40° alebo 50°F nie je nezvyčajné pri vysokých tepelných zaťaženiach výparníka.Je to preto, že chladivo vo výparníku sa rýchlo vyparuje a zvyšuje bod 100 % nasýtenia parou vo výparníku, čo dáva systému vysokú hodnotu prehriatia.Kapilárne trubice jednoducho nemajú mechanizmus spätnej väzby, ako je diaľkové svetlo termostatického expanzného ventilu (TRV), ktoré by meraciemu zariadeniu oznámilo, že pracuje pri vysokom prehriatí, a automaticky ho koriguje.Preto, keď je zaťaženie výparníka vysoké a prehriatie výparníka je vysoké, systém bude fungovať veľmi neefektívne.
To môže byť jednou z hlavných nevýhod kapilárneho systému.Mnohí technici chcú do systému pridať viac chladiva z dôvodu vysokých hodnôt prehriatia, ale to len preťaží systém.Pred pridaním chladiva skontrolujte normálne hodnoty prehriatia pri nízkych tepelných zaťaženiach výparníka.Keď sa teplota v chladiacom priestore zníži na požadovanú teplotu a výparník je pod nízkym tepelným zaťažením, normálne prehriatie výparníka je zvyčajne 5 ° až 10 °F.V prípade pochybností zachyťte chladivo, vypustite systém a pridajte kritickú náplň chladiva uvedenú na typovom štítku.
Akonáhle sa zníži vysoké tepelné zaťaženie výparníka a systém sa prepne na nízke tepelné zaťaženie výparníka, bod 100 % nasýtenia pár výparníka sa zníži počas niekoľkých posledných prechodov výparníka.Je to spôsobené znížením rýchlosti vyparovania chladiva vo výparníku v dôsledku nízkej tepelnej záťaže.Systém bude mať teraz normálne prehriatie výparníka približne 5° až 10°F.Tieto normálne hodnoty prehriatia výparníka sa objavia len vtedy, keď je tepelné zaťaženie výparníka nízke.
Ak je kapilárny systém preplnený, nahromadí sa nadbytočná kvapalina v kondenzátore, čo spôsobí vysokú dopravnú výšku v dôsledku nedostatku prijímača v systéme.Pokles tlaku medzi nízkotlakovou a vysokotlakovou stranou systému sa zvýši, čo spôsobí zvýšenie prietoku do výparníka a preťaženie výparníka, čo bude mať za následok nízke prehriatie.Môže dokonca zaplaviť alebo upchať kompresor, čo je ďalší dôvod, prečo musia byť kapilárne systémy prísne alebo presne naplnené stanoveným množstvom chladiva.
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.
Sponzorovaný obsah je špeciálna platená sekcia, kde priemyselné spoločnosti poskytujú vysoko kvalitný, nezaujatý, nekomerčný obsah na témy, ktoré zaujímajú spravodajské publikum ACHR.Všetok sponzorovaný obsah poskytujú reklamné spoločnosti.Máte záujem o účasť v našej sekcii sponzorovaného obsahu?Kontaktujte svojho miestneho zástupcu.
Na požiadanie V tomto webinári sa dozvieme o najnovších aktualizáciách prírodného chladiva R-290 a o tom, ako to ovplyvní priemysel HVACR.
Počas webinára sa naučíte, ako úspešne prejsť každou fázou obchodného rastu.