Kapilarni razpršilniki se uporabljajo predvsem v domačih in majhnih komercialnih aplikacijah, kjer je toplotna obremenitev uparjalnika nekoliko konstantna.Ti sistemi imajo tudi nižje pretoke hladilnega sredstva in običajno uporabljajo hermetične kompresorje.Proizvajalci uporabljajo kapilare zaradi njihove enostavnosti in nizkih stroškov.Poleg tega večina sistemov, ki uporabljajo kapilare kot merilno napravo, ne potrebuje sprejemnika na visoki strani, kar dodatno zmanjša stroške.
Kapilarne cevi niso nič drugega kot dolge cevi majhnega premera in fiksne dolžine, nameščene med kondenzatorjem in uparjalnikom.Kapilara dejansko meri hladilno sredstvo od kondenzatorja do uparjalnika.Zaradi velike dolžine in majhnega premera, ko hladilno sredstvo teče skozenj, pride do trenja tekočine in padca tlaka.Dejansko, ko podhlajena tekočina teče od dna kondenzatorja skozi kapilare, lahko nekaj tekočine med temi padci tlaka zavre.Ti padci tlaka spravijo tekočino pod tlak nasičenja pri njeni temperaturi na več točkah vzdolž kapilare.To utripanje je posledica širjenja tekočine, ko tlak pade.
Velikost bliska tekočine (če obstaja) bo odvisna od stopnje podhlajanja tekočine iz kondenzatorja in same kapilare.Če pride do utripanja tekočine, je zaželeno, da je utrip čim bližje uparjalniku, da se zagotovi najboljše delovanje sistema.Čim hladnejša je tekočina z dna kondenzatorja, tem manj tekočine pronica skozi kapilaro.Kapilara je običajno navita, napeljana ali privarjena na sesalni vod za dodatno podhlajevanje, da preprečimo vrenje tekočine v kapilari.Ker kapilara omejuje in meri pretok tekočine v uparjalnik, pomaga vzdrževati padec tlaka, ki je potreben za pravilno delovanje sistema.
Kapilarna cev in kompresor sta dve komponenti, ki ločujeta visokotlačno stran od nizkotlačne strani hladilnega sistema.
Kapilarna cev se razlikuje od merilne naprave z ekspanzijskim ventilom po tem, da nima gibljivih delov in ne nadzoruje pregretja uparjalnika pri nobeni toplotni obremenitvi.Tudi če ni gibljivih delov, kapilarne cevke spreminjajo pretok, ko se spreminja tlak v sistemu uparjalnika in/ali kondenzatorja.Pravzaprav doseže optimalno učinkovitost le, če se združita pritisk na visoki in nizki strani.To je zato, ker kapilara deluje tako, da izkorišča tlačno razliko med visoko in nizkotlačno stranjo hladilnega sistema.Ko se razlika v tlaku med visoko in nizko stranjo sistema poveča, se poveča pretok hladilnega sredstva.Kapilarne cevi delujejo zadovoljivo v širokem razponu padcev tlaka, vendar na splošno niso zelo učinkovite.
Ker so kapilara, uparjalnik, kompresor in kondenzator povezani zaporedno, mora biti pretok v kapilari enak hitrosti črpanja kompresorja.Zato sta izračunana dolžina in premer kapilare pri izračunanem tlaku izhlapevanja in kondenzacije kritična in morata biti enaka zmogljivosti črpalke pri enakih konstrukcijskih pogojih.Preveč obratov v kapilari bo vplivalo na njen upor proti pretoku in nato vplivalo na ravnovesje sistema.
Če je kapilara predolga in se preveč upira, bo prišlo do lokalne omejitve pretoka.Če je premer premajhen ali je pri navijanju preveč ovojev, bo zmogljivost cevi manjša od zmogljivosti kompresorja.To bo povzročilo pomanjkanje olja v uparjalniku, kar bo povzročilo nizek sesalni tlak in močno pregrevanje.Istočasno bo podhlajena tekočina stekla nazaj v kondenzator in ustvarila višjo višino, ker v sistemu ni sprejemnika, ki bi zadrževal hladilno sredstvo.Pri višji višini in nižjem tlaku v uparjalniku se bo pretok hladilnega sredstva povečal zaradi večjega padca tlaka v kapilarni cevi.Hkrati se bo zmogljivost kompresorja zmanjšala zaradi višjega kompresijskega razmerja in manjše volumetrične učinkovitosti.To bo prisililo sistem, da se uravnoteži, vendar lahko pri višji višini in nižjem tlaku izparevanja pride do nepotrebne neučinkovitosti.
Če je kapilarni upor manjši od zahtevanega zaradi prekratkega ali prevelikega premera, bo pretok hladilnega sredstva večji od zmogljivosti črpalke kompresorja.To bo povzročilo visok tlak v uparjalniku, nizko pregrevanje in morebitno poplavo kompresorja zaradi prenapolnjenosti uparjalnika.Podhladitev lahko pade v kondenzatorju, kar povzroči nizek tlačni tlak in celo izgubo tekočega tesnila na dnu kondenzatorja.Ta nizka tlačna višina in tlak uparjalnika, višji od običajnega, bosta zmanjšala kompresijsko razmerje kompresorja, kar ima za posledico visoko volumetrično učinkovitost.To bo povečalo zmogljivost kompresorja, ki jo je mogoče uravnotežiti, če kompresor prenese velik pretok hladilnega sredstva v uparjalniku.Pogosto se zgodi, da hladilno sredstvo prelije kompresor, kar povzroči okvaro kompresorja.
Zaradi zgoraj navedenih razlogov je pomembno, da imajo kapilarni sistemi natančno (kritično) polnjenje s hladilnim sredstvom v svojem sistemu.Preveč ali premalo hladilnega sredstva lahko povzroči resno neravnovesje in resne poškodbe kompresorja zaradi pretoka tekočine ali poplave.Za ustrezno velikost kapilar se posvetujte s proizvajalcem ali glejte proizvajalčevo tabelo velikosti.Imenska tablica ali ploščica z imenom bo natančno navedla, koliko hladilnega sredstva potrebuje sistem, običajno v desetinkah ali celo stotinkah unče.
Pri visokih toplotnih obremenitvah uparjalnika kapilarni sistemi običajno delujejo z visokim pregrevanjem;pravzaprav pregrevanje uparjalnika 40° ali 50°F ni neobičajno pri visokih toplotnih obremenitvah uparjalnika.To je zato, ker hladilno sredstvo v uparjalniku hitro izhlapi in dvigne 100-odstotno točko nasičenosti s paro v uparjalniku, kar daje sistemu visok odčitek pregretja.Kapilarne cevi preprosto nimajo povratnega mehanizma, kot je daljinska lučka termostatskega ekspanzijskega ventila (TRV), ki bi merilni napravi povedala, da deluje pri visokem pregretju, in to samodejno popravila.Zato bo sistem deloval zelo neučinkovito, ko je obremenitev uparjalnika visoka in pregrevanje uparjalnika visoko.
To je lahko ena glavnih pomanjkljivosti kapilarnega sistema.Mnogi tehniki želijo dodati več hladiva v sistem zaradi visokih odčitkov pregretja, vendar bo to samo preobremenilo sistem.Pred dodajanjem hladiva preverite normalne odčitke pregretja pri nizkih toplotnih obremenitvah uparjalnika.Ko se temperatura v hlajenem prostoru zniža na želeno temperaturo in je uparjalnik pod nizko toplotno obremenitvijo, je običajno pregrevanje uparjalnika običajno 5° do 10°F.Če ste v dvomih, zberite hladilno sredstvo, izpraznite sistem in dodajte kritično količino hladilnega sredstva, navedeno na ploščici z imenom.
Ko se visoka toplotna obremenitev uparjalnika zmanjša in sistem preklopi na nizko toplotno obremenitev uparjalnika, se bo 100-odstotna točka nasičenosti hlapov uparjalnika znižala v zadnjih nekaj prehodih uparjalnika.To je posledica zmanjšanja stopnje izhlapevanja hladilnega sredstva v uparjalniku zaradi nizke toplotne obremenitve.Sistem bo zdaj imel običajno pregrevanje uparjalnika približno 5° do 10°F.Ti običajni odčitki pregretja uparjalnika se bodo pojavili le, ko je toplotna obremenitev uparjalnika nizka.
Če je kapilarni sistem prenapolnjen, se bo v kondenzatorju kopičila odvečna tekočina, kar bo povzročilo visoko tlačno višino zaradi pomanjkanja sprejemnika v sistemu.Padec tlaka med nizko in visokotlačno stranjo sistema se bo povečal, kar bo povzročilo povečanje pretoka v uparjalnik in preobremenitev uparjalnika, kar bo povzročilo nizko pregrevanje.Lahko celo poplavi ali zamaši kompresor, kar je še en razlog, zakaj morajo biti kapilarni sistemi striktno ali natančno napolnjeni z določeno količino hladiva.
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.
Sponzorirana vsebina je poseben plačan razdelek, kjer industrijska podjetja zagotavljajo visokokakovostno, nepristransko, nekomercialno vsebino o temah, ki zanimajo občinstvo novic ACHR.Vso sponzorirano vsebino zagotavljajo oglaševalska podjetja.Vas zanima sodelovanje v našem razdelku s sponzorirano vsebino?Obrnite se na lokalnega predstavnika.
Na zahtevo V tem spletnem seminarju bomo spoznali najnovejše posodobitve naravnega hladilnega sredstva R-290 in kako bo vplivalo na industrijo HVACR.
Na spletnem seminarju se boste naučili, kako uspešno prestati posamezno stopnjo poslovne rasti.