Капилярните дозатори се използват предимно в домашни и малки търговски приложения, където топлинното натоварване на изпарителя е до известна степен постоянно.Тези системи също имат по-ниски дебити на хладилен агент и обикновено използват херметични компресори.Производителите използват капиляри поради тяхната простота и ниска цена.В допълнение, повечето системи, които използват капиляри като измервателно устройство, не изискват приемник от висока страна, което допълнително намалява разходите.
Капилярните тръби не са нищо повече от дълги тръби с малък диаметър и фиксирана дължина, монтирани между кондензатора и изпарителя.Капилярката всъщност измерва хладилния агент от кондензатора до изпарителя.Поради голямата дължина и малкия диаметър, когато хладилният агент тече през него, се получава флуидно триене и спад на налягането.Всъщност, тъй като преохладената течност тече от дъното на кондензатора през капилярите, част от течността може да заври, докато се наблюдават тези спадове на налягането.Тези спадове на налягането водят течността под нейното налягане на насищане при нейната температура в няколко точки по дължината на капиляра.Това мигане се дължи на разширяването на течността, когато налягането падне.
Големината на светкавицата на течността (ако има такава) ще зависи от степента на преохлаждане на течността от кондензатора и самата капилярка.Ако възникне мигане на течност, желателно е светкавицата да е възможно най-близо до изпарителя, за да се осигури най-добра работа на системата.Колкото по-студена е течността от дъното на кондензатора, толкова по-малко течност прониква през капиляра.Капилярката обикновено е навита, прекарана или заварена към смукателния тръбопровод за допълнително преохлаждане, за да се предотврати кипенето на течността в капилярката.Тъй като капилярът ограничава и измерва потока течност към изпарителя, той помага да се поддържа спадът на налягането, необходим за правилното функциониране на системата.
Капилярната тръба и компресорът са двата компонента, които разделят страната с високо налягане от страната с ниско налягане на хладилната система.
Капилярната тръба се различава от измервателното устройство с разширителен вентил по това, че няма движещи се части и не контролира прегряването на изпарителя при никакви условия на топлинно натоварване.Дори при липса на движещи се части, капилярните тръби променят скоростта на потока, тъй като налягането на изпарителя и/или кондензаторната система се променя.Всъщност той постига оптимална ефективност само когато натискът от високата и ниската страна се комбинира.Това е така, защото капилярът работи, като използва разликата в налягането между страните с високо и ниско налягане на хладилната система.Тъй като разликата в налягането между високата и ниската страна на системата се увеличава, потокът на хладилния агент ще се увеличи.Капилярните тръби работят задоволително в широк диапазон от спадове на налягането, но като цяло не са много ефективни.
Тъй като капилярката, изпарителят, компресорът и кондензаторът са свързани последователно, скоростта на потока в капилярката трябва да бъде равна на скоростта на изпомпване на компресора.Ето защо изчислената дължина и диаметър на капиляра при изчислените налягания на изпарение и кондензация са критични и трябва да бъдат равни на капацитета на помпата при същите проектни условия.Твърде много завъртания в капиляра ще повлияят на съпротивлението на потока и след това ще засегнат баланса на системата.
Ако капилярът е твърде дълъг и се съпротивлява твърде много, ще има локално ограничение на потока.Ако диаметърът е твърде малък или има твърде много навивки при навиване, капацитетът на тръбата ще бъде по-малък от този на компресора.Това ще доведе до липса на масло в изпарителя, което ще доведе до ниско смукателно налягане и силно прегряване.В същото време преохладената течност ще тече обратно към кондензатора, създавайки по-висок напор, тъй като в системата няма приемник, който да задържа хладилния агент.При по-висок напор и по-ниско налягане в изпарителя, скоростта на потока на хладилния агент ще се увеличи поради по-високия спад на налягането през капилярната тръба.В същото време производителността на компресора ще намалее поради по-високото съотношение на компресия и по-ниската обемна ефективност.Това ще принуди системата да се уравновеси, но при по-висок напор и по-ниско налягане на изпарение може да доведе до ненужна неефективност.
Ако капилярното съпротивление е по-малко от необходимото поради твърде къс или твърде голям диаметър, дебитът на хладилния агент ще бъде по-голям от капацитета на помпата на компресора.Това ще доведе до високо налягане на изпарителя, ниско прегряване и възможно наводняване на компресора поради свръхзахранване на изпарителя.Преохлаждането може да спадне в кондензатора, причинявайки ниско налягане на главата и дори загуба на течно уплътнение в долната част на кондензатора.Този нисък напор и по-високо от нормалното налягане на изпарителя ще намалят съотношението на компресия на компресора, което води до висока обемна ефективност.Това ще увеличи капацитета на компресора, който може да бъде балансиран, ако компресорът може да се справи с големия поток на хладилен агент в изпарителя.Често се случва хладилният агент да прелее компресора, което води до повреда на компресора.
Поради изброените по-горе причини е важно капилярните системи да имат точно (критично) зареждане с хладилен агент в тяхната система.Твърде много или твърде малко хладилен агент може да доведе до сериозен дисбаланс и сериозна повреда на компресора поради поток на течност или наводняване.За правилното оразмеряване на капилярите се консултирайте с производителя или вижте таблицата с размери на производителя.Табелката или табелката с наименование на системата ще покаже точно колко хладилен агент изисква системата, обикновено в десети или дори стотни от унция.
При високи топлинни натоварвания на изпарителя капилярните системи обикновено работят с високо прегряване;всъщност, прегряване на изпарителя от 40° или 50°F не е необичайно при високи топлинни натоварвания на изпарителя.Това е така, защото хладилният агент в изпарителя се изпарява бързо и повишава 100% точка на насищане на пара в изпарителя, давайки на системата високо отчитане на прегряване.Капилярните тръби просто нямат механизъм за обратна връзка, като дистанционна светлина на термостатичен разширителен вентил (TRV), който да каже на измервателното устройство, че работи при високо прегряване и автоматично да го коригира.Следователно, когато натоварването на изпарителя е високо и прегряването на изпарителя е високо, системата ще работи много неефективно.
Това може да бъде един от основните недостатъци на капилярната система.Много техници искат да добавят повече хладилен агент към системата поради високи показания за прегряване, но това само ще претовари системата.Преди да добавите хладилен агент, проверете за нормални показания за прегряване при ниски топлинни натоварвания на изпарителя.Когато температурата в хладилното пространство се намали до желаната температура и изпарителят е под ниско топлинно натоварване, нормалното прегряване на изпарителя обикновено е 5° до 10°F.Когато се съмнявате, вземете хладилния агент, източете системата и добавете критичното зареждане с хладилен агент, посочено на табелката с данни.
След като високото топлинно натоварване на изпарителя бъде намалено и системата превключи на ниско топлинно натоварване на изпарителя, точката на 100% насищане на парите на изпарителя ще намалее през последните няколко преминавания на изпарителя.Това се дължи на намаляване на скоростта на изпаряване на хладилния агент в изпарителя поради ниското топлинно натоварване.Сега системата ще има нормално прегряване на изпарителя от приблизително 5° до 10°F.Тези нормални показания за прегряване на изпарителя ще се появят само когато топлинният товар на изпарителя е нисък.
Ако капилярната система е препълнена, тя ще натрупа излишна течност в кондензатора, причинявайки висок напор поради липсата на приемник в системата.Спадът на налягането между страните с ниско и високо налягане на системата ще се увеличи, което ще доведе до увеличаване на скоростта на потока към изпарителя и изпарителя да бъде претоварен, което води до ниско прегряване.Може дори да наводни или задръсти компресора, което е друга причина, поради която капилярните системи трябва да бъдат стриктно или прецизно заредени с определеното количество хладилен агент.
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.
Спонсорираното съдържание е специална платена секция, където индустриалните компании предоставят висококачествено, безпристрастно, некомерсиално съдържание по теми, представляващи интерес за новинарската аудитория на ACHR.Цялото спонсорирано съдържание се предоставя от рекламни компании.Интересувате ли се от участие в нашия раздел със спонсорирано съдържание?Свържете се с вашия местен представител.
При поискване В този уебинар ще научим за най-новите актуализации на естествения хладилен агент R-290 и как той ще повлияе на HVACR индустрията.
По време на уебинара ще научите как да преминете успешно всеки етап от растежа на бизнеса.