Капілярні дозатори в основному використовуються в побутових і невеликих комерційних приміщеннях, де теплове навантаження на випарник дещо постійне.Ці системи також мають нижчу швидкість потоку холодоагенту та зазвичай використовують герметичні компресори.Виробники використовують капіляри через їх простоту і дешевизну.Крім того, більшість систем, які використовують капіляри як вимірювальний пристрій, не вимагають високого приймача, що додатково знижує витрати.
Капілярні трубки - це не що інше, як довгі трубки невеликого діаметру і фіксованої довжини, встановлені між конденсатором і випарником.Капіляр фактично вимірює холодоагент від конденсатора до випарника.Через велику довжину і малий діаметр при протіканні холодоагенту через нього виникає рідинне тертя і падіння тиску.Насправді, коли переохолоджена рідина тече знизу конденсатора через капіляри, частина рідини може закипіти під час перепадів тиску.Ці перепади тиску знижують тиск рідини до тиску насичення при її температурі в кількох точках уздовж капіляра.Це миготіння спричинене розширенням рідини під час падіння тиску.
Величина спалаху рідини (якщо така буде) буде залежати від ступеня переохолодження рідини з конденсатора і самого капіляра.Якщо виникає спалах рідини, бажано, щоб спалах був якомога ближче до випарника, щоб забезпечити найкращу продуктивність системи.Чим холодніша рідина знизу конденсатора, тим менше рідини просочується через капіляр.Капіляр зазвичай згорнутий, пропущений або приварений до лінії всмоктування для додаткового переохолодження, щоб запобігти кипінню рідини в капілярі.Оскільки капіляр обмежує та вимірює потік рідини до випарника, він допомагає підтримувати перепад тиску, необхідний для належного функціонування системи.
Капілярна трубка та компресор — це два компоненти, які відокремлюють сторону високого тиску від сторони низького тиску холодильної системи.
Капілярна трубка відрізняється від вимірювального пристрою розширювального клапана тим, що вона не має рухомих частин і не контролює перегрів випарника за будь-яких умов теплового навантаження.Навіть за відсутності рухомих частин капілярні трубки змінюють швидкість потоку, коли змінюється тиск у системі випарника та/або конденсатора.Насправді він досягає оптимальної ефективності лише тоді, коли тиск на високій і низькій стороні поєднується.Це тому, що капіляр працює, використовуючи різницю тиску між сторонами високого та низького тиску холодильної системи.Коли різниця тиску між високим і низьким сторонами системи збільшується, потік холодоагенту збільшиться.Капілярні трубки задовільно працюють у широкому діапазоні перепадів тиску, але, як правило, не дуже ефективні.
Оскільки капіляр, випарник, компресор і конденсатор з'єднані послідовно, швидкість потоку в капілярі повинна дорівнювати швидкості відкачування компресора.Ось чому розрахункова довжина та діаметр капіляра при розрахунковому тиску випаровування та конденсації є критичними та повинні дорівнювати потужності насоса за тих самих проектних умов.Занадто багато обертів у капілярі вплине на його опір потоку, а потім вплине на баланс системи.
Якщо капіляр занадто довгий і чинить занадто великий опір, буде локальне обмеження потоку.Якщо діаметр занадто малий або витків при намотуванні занадто багато, потужність трубки буде менше, ніж у компресора.Це призведе до нестачі масла у випарнику, що призведе до низького тиску всмоктування та сильного перегріву.У той же час переохолоджена рідина повертатиметься до конденсатора, створюючи вищий напір, оскільки в системі немає ресивера для зберігання холодоагенту.З більшим напором і нижчим тиском у випарнику швидкість потоку холодоагенту збільшиться через більший перепад тиску в капілярній трубці.Водночас продуктивність компресора зменшиться через вищий ступінь стиснення та нижчу об’ємну ефективність.Це змусить систему врівноважити, але при вищому напорі та нижчому тиску випаровування може призвести до непотрібної неефективності.
Якщо капілярний опір менший за необхідний через занадто короткий або занадто великий діаметр, швидкість потоку холодоагенту буде більшою, ніж потужність насоса компресора.Це призведе до високого тиску у випарнику, низького перегріву та можливого затоплення компресора через надлишок у випарнику.Переохолодження може впасти в конденсаторі, спричинивши низький напірний тиск і навіть втрату рідинного ущільнення в нижній частині конденсатора.Цей низький напір і вищий за нормальний тиск у випарнику зменшить ступінь стиснення компресора, що призведе до високої об’ємної ефективності.Це збільшить потужність компресора, яку можна збалансувати, якщо компресор справлятиметься з великим потоком холодоагенту у випарнику.Часто буває так, що холодоагент переливається через компресор, в результаті чого компресор виходить з ладу.
З причин, перерахованих вище, важливо, щоб капілярні системи мали точне (критичне) заправлення холодоагентом у своїй системі.Занадто багато або замало холодоагенту може призвести до серйозного дисбалансу та серйозного пошкодження компресора через потік рідини або затоплення.Щоб отримати відповідний розмір капіляра, зверніться до виробника або зверніться до таблиці розмірів виробника.Паспортна табличка або паспортна табличка точно вказуватимуть, скільки холодоагенту вимагає система, зазвичай у десятих або навіть сотих частках унції.
При високих теплових навантаженнях на випарник капілярні системи зазвичай працюють із високим перегрівом;фактично перегрів випарника 40° або 50°F не є рідкістю при високих теплових навантаженнях випарника.Це пояснюється тим, що холодоагент у випарнику швидко випаровується і підвищує точку насичення пари у випарнику на 100%, даючи системі високі показники перегріву.Капілярні трубки просто не мають механізму зворотного зв’язку, такого як дистанційне освітлення термостатичного розширювального клапана (TRV), щоб повідомляти вимірювальному пристрою, що він працює при високому перегріві, і автоматично коригувати це.Тому, коли навантаження на випарник високе і перегрів випарника великий, система працюватиме дуже неефективно.
Це може бути одним з головних недоліків капілярної системи.Багато техніків хочуть додати більше холодоагенту в систему через високі показники перегріву, але це лише перевантажить систему.Перед додаванням холодоагенту перевірте нормальні показники перегріву при низьких теплових навантаженнях випарника.Коли температура в охолоджуваному просторі знижується до бажаної температури, а випарник знаходиться під низьким тепловим навантаженням, нормальний перегрів випарника зазвичай становить від 5° до 10°F.Якщо сумніваєтеся, заберіть холодоагент, злийте систему та додайте критичну кількість холодоагенту, зазначену на заводській табличці.
Коли високе теплове навантаження випарника зменшується і система перемикається на низьке теплове навантаження випарника, точка 100% насичення пари випарника знизиться протягом останніх декількох проходів випарника.Це пов'язано зі зниженням швидкості випаровування холодоагенту у випарнику внаслідок низького теплового навантаження.Тепер система матиме нормальний перегрів випарника приблизно від 5° до 10°F.Ці звичайні показники перегріву випарника з’являться лише тоді, коли теплове навантаження випарника низьке.
Якщо капілярна система переповнена, вона буде накопичувати надлишок рідини в конденсаторі, викликаючи високий напір через відсутність ресивера в системі.Перепад тиску між сторонами низького та високого тиску системи збільшиться, спричиняючи збільшення швидкості потоку до випарника та перевантаження випарника, що призводить до низького перегріву.Він може навіть затопити або засмітити компресор, що є ще однією причиною, чому капілярні системи повинні бути строго або точно заповнені вказаною кількістю холодоагенту.
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.
Спонсорований вміст — це спеціальний платний розділ, де галузеві компанії надають високоякісний, неупереджений, некомерційний контент на теми, які цікавлять аудиторію новин ACHR.Весь спонсорований контент надається рекламними компаніями.Хочете взяти участь у нашому розділі спонсорованого контенту?Зверніться до місцевого представника.
На вимогу На цьому вебінарі ми дізнаємося про останні оновлення природного холодоагенту R-290 і про те, як це вплине на індустрію HVACR.
Під час вебінару ви дізнаєтесь, як успішно пройти кожен етап розвитку бізнесу.