Dozatoarele capilare sunt utilizate în principal în aplicații casnice și comerciale mici, unde sarcina termică pe evaporator este oarecum constantă.Aceste sisteme au, de asemenea, debite mai mici de agent frigorific și folosesc de obicei compresoare ermetice.Producătorii folosesc capilare datorită simplității și costului redus.În plus, majoritatea sistemelor care folosesc capilare ca dispozitiv de măsurare nu necesită un receptor cu latură înaltă, reducând și mai mult costurile.
Tuburile capilare nu sunt altceva decât tuburi lungi de diametru mic și lungime fixă ​​instalate între condensator și evaporator.Capilarul măsoară de fapt agentul frigorific de la condensator la evaporator.Datorită lungimii mari și diametrului mic, atunci când agentul frigorific curge prin el, se produce frecarea fluidului și scăderea presiunii.De fapt, pe măsură ce lichidul subrăcit curge din partea de jos a condensatorului prin capilare, o parte din lichid poate fierbe în timp ce se confruntă cu aceste căderi de presiune.Aceste căderi de presiune aduc lichidul sub presiunea sa de saturație la temperatura sa în mai multe puncte de-a lungul capilarului.Această clipire este cauzată de expansiunea lichidului când presiunea scade.
Mărimea fulgerului de lichid (dacă există) va depinde de gradul de suprarăcire a lichidului din condensator și de capilarul însuși.Dacă apare fulgerarea lichidului, este de dorit ca fulgerul să fie cât mai aproape de evaporator pentru a asigura cea mai bună performanță a sistemului.Cu cât lichidul din partea inferioară a condensatorului este mai rece, cu atât mai puțin lichid se scurge prin capilar.Capilarul este de obicei spiralat, trecut prin sau sudat la linia de aspirație pentru o subrăcire suplimentară pentru a preveni fierberea lichidului din capilar.Deoarece capilarul restricționează și măsoară fluxul de lichid către evaporator, ajută la menținerea căderii de presiune necesare pentru ca sistemul să funcționeze corect.
Tubul capilar și compresorul sunt cele două componente care separă partea de înaltă presiune de partea de joasă presiune a unui sistem de refrigerare.
Un tub capilar diferă de un dispozitiv de dozare cu supapă de expansiune prin faptul că nu are părți mobile și nu controlează supraîncălzirea evaporatorului în orice condiție de încărcare termică.Chiar și în absența pieselor mobile, tuburile capilare modifică debitul pe măsură ce presiunea sistemului de evaporator și/sau condensator se modifică.De fapt, atinge o eficiență optimă numai atunci când presiunile pe partea de înaltă și de jos sunt combinate.Acest lucru se datorează faptului că capilarul funcționează prin exploatarea diferenței de presiune dintre părțile de înaltă și joasă presiune ale sistemului de refrigerare.Pe măsură ce diferența de presiune între părțile superioare și joase ale sistemului crește, debitul de agent frigorific va crește.Tuburile capilare funcționează satisfăcător pe o gamă largă de căderi de presiune, dar în general nu sunt foarte eficiente.
Deoarece capilarul, evaporatorul, compresorul și condensatorul sunt conectate în serie, debitul în capilar trebuie să fie egal cu viteza de pompare a compresorului.Acesta este motivul pentru care lungimea și diametrul calculate ale capilarului la presiunile de evaporare și condensare calculate sunt critice și trebuie să fie egale cu capacitatea pompei în aceleași condiții de proiectare.Prea multe rotații ale capilarului vor afecta rezistența acestuia la curgere și apoi vor afecta echilibrul sistemului.
Dacă capilarul este prea lung și rezistă prea mult, va exista o restricție locală a fluxului.Dacă diametrul este prea mic sau sunt prea multe spire la bobinare, capacitatea tubului va fi mai mică decât cea a compresorului.Acest lucru va duce la o lipsă de ulei în evaporator, rezultând o presiune scăzută de aspirație și o supraîncălzire severă.În același timp, lichidul subrăcit va curge înapoi în condensator, creând o înălțime mai mare, deoarece nu există un receptor în sistem care să rețină agentul frigorific.Cu o înălțime mai mare și o presiune mai mică în evaporator, debitul de agent frigorific va crește datorită scăderii mai mari de presiune pe tubul capilar.În același timp, performanța compresorului va scădea datorită raportului de compresie mai mare și eficienței volumetrice mai mici.Acest lucru va forța sistemul să se echilibreze, dar la o presiune mai mare și o presiune de evaporare mai mică pot duce la ineficiență inutilă.
Dacă rezistența capilară este mai mică decât cea necesară din cauza unui diametru prea scurt sau prea mare, debitul de agent frigorific va fi mai mare decât capacitatea pompei compresorului.Acest lucru va duce la o presiune ridicată a vaporizatorului, o supraîncălzire scăzută și o posibilă inundare a compresorului din cauza supraalimentării evaporatorului.Subrăcirea poate scădea în condensator, provocând o presiune scăzută la cap și chiar pierderea etanșării lichidului din partea inferioară a condensatorului.Această înălțime scăzută și presiunea evaporatorului mai mare decât cea normală vor reduce raportul de compresie al compresorului, rezultând o eficiență volumetrică ridicată.Acest lucru va crește capacitatea compresorului, care poate fi echilibrată dacă compresorul poate face față debitului mare de agent frigorific din evaporator.Se întâmplă adesea ca agentul frigorific să reverse compresorul, provocând defectarea compresorului.
Din motivele enumerate mai sus, este important ca sistemele capilare să aibă o încărcare exactă (critică) de agent frigorific în sistemul lor.Prea mult sau prea puțin agent frigorific poate duce la dezechilibru grav și deteriorarea gravă a compresorului din cauza curgerii fluidului sau a inundării.Pentru dimensionarea corectă a capilarelor, consultați producătorul sau consultați tabelul de mărimi al producătorului.Plăcuța de identificare sau plăcuța de identificare a sistemului va indica exact cât de mult agent frigorific necesită sistemul, de obicei în zecimi sau chiar sutimi de uncie.
La sarcini mari de căldură ale vaporizatorului, sistemele capilare funcționează de obicei cu supraîncălzire ridicată;de fapt, o supraîncălzire a evaporatorului de 40° sau 50° F nu este neobișnuită la sarcinile mari de căldură ale evaporatorului.Acest lucru se datorează faptului că agentul frigorific din evaporator se evaporă rapid și crește punctul de saturație a vaporilor de 100% din evaporator, oferind sistemului o citire de supraîncălzire ridicată.Tuburile capilare pur și simplu nu au un mecanism de feedback, cum ar fi o lampă de la distanță cu supapă de expansiune termostatică (TRV), care să spună dispozitivului de măsurare că funcționează la supraîncălzire ridicată și să o corecteze automat.Prin urmare, atunci când sarcina evaporatorului este mare și supraîncălzirea evaporatorului este mare, sistemul va funcționa foarte ineficient.
Acesta poate fi unul dintre principalele dezavantaje ale sistemului capilar.Mulți tehnicieni doresc să adauge mai mult agent frigorific în sistem din cauza citirilor ridicate de supraîncălzire, dar acest lucru va supraîncărca sistemul.Înainte de a adăuga agent frigorific, verificați valorile normale de supraîncălzire la sarcini de căldură scăzute ale vaporizatorului.Când temperatura din spațiul frigorific este redusă la temperatura dorită și evaporatorul este sub sarcină termică scăzută, supraîncălzirea normală a evaporatorului este de obicei între 5° și 10°F.Dacă aveți îndoieli, colectați agentul frigorific, goliți sistemul și adăugați încărcătura critică de agent frigorific indicată pe plăcuța de identificare.
Odată ce sarcina mare de căldură a vaporizatorului este redusă și sistemul comută la sarcina scăzută de căldură a vaporizatorului, punctul de saturație 100% a vaporilor din evaporator va scădea în ultimele câteva treceri ale evaporatorului.Acest lucru se datorează scăderii vitezei de evaporare a agentului frigorific din evaporator din cauza încărcăturii scăzute de căldură.Sistemul va avea acum o supraîncălzire normală a evaporatorului de aproximativ 5° până la 10°F.Aceste citiri normale de supraîncălzire a vaporizatorului vor apărea numai atunci când sarcina termică a vaporizatorului este scăzută.
Dacă sistemul capilar este supraumplut, acesta va acumula exces de lichid în condensator, provocând o înălțime ridicată din cauza lipsei unui receptor în sistem.Căderea de presiune între părțile de joasă și înaltă presiune ale sistemului va crește, determinând creșterea debitului către evaporator și supraîncărcarea evaporatorului, rezultând o supraîncălzire scăzută.Poate chiar inunda sau înfunda compresorul, acesta fiind un alt motiv pentru care sistemele capilare trebuie încărcate strict sau precis cu cantitatea specificată de agent frigorific.
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.
Conținutul sponsorizat este o secțiune specială plătită în care companiile din industrie oferă conținut necomercial de înaltă calitate, imparțial, pe subiecte de interes pentru audiența de știri a ACHR.Tot conținutul sponsorizat este furnizat de companii de publicitate.Sunteți interesat să participați la secțiunea noastră de conținut sponsorizat?Contactați reprezentantul local.
La cerere În acest webinar, vom afla despre cele mai recente actualizări ale agentului frigorific natural R-290 și despre cum va avea impact asupra industriei HVACR.
În timpul webinarului, vei învăța cum să treci cu succes fiecare etapă de creștere a afacerii.