Kapillaariannostelijoita käytetään pääasiassa kotitalouksissa ja pienissä kaupallisissa sovelluksissa, joissa höyrystimen lämpökuorma on jonkin verran vakio.Näissä järjestelmissä on myös alhaisemmat kylmäaineen virtausnopeudet, ja niissä käytetään tyypillisesti hermeettisiä kompressoreita.Valmistajat käyttävät kapillaareja niiden yksinkertaisuuden ja alhaisten kustannusten vuoksi.Lisäksi useimmat järjestelmät, jotka käyttävät kapillaareja mittauslaitteena, eivät vaadi yläpuolista vastaanotinta, mikä vähentää kustannuksia entisestään.
Kapillaariputket ovat vain pitkiä halkaisijaltaan pieniä ja kiinteän pituisia putkia, jotka on asennettu lauhduttimen ja höyrystimen väliin.Kapillaari itse asiassa mittaa kylmäaineen lauhduttimesta höyrystimeen.Suuren pituuden ja pienen halkaisijan vuoksi, kun kylmäaine virtaa sen läpi, esiintyy nestekitkaa ja painehäviötä.Itse asiassa, kun alijäähdytetty neste virtaa lauhduttimen pohjalta kapillaarien läpi, osa nesteestä voi kiehua samalla kun paine putoaa.Nämä painehäviöt alentavat nesteen kyllästymispaineensa alapuolelle sen lämpötilassa useissa kohdissa kapillaarin varrella.Tämä vilkkuminen johtuu nesteen laajenemisesta paineen laskiessa.
Nesteen välähdyksen suuruus (jos sellainen on) riippuu lauhduttimesta ja itse kapillaarista tulevan nesteen alijäähtymisasteesta.Jos nestettä välähtää, on toivottavaa, että salama on mahdollisimman lähellä höyrystintä järjestelmän parhaan toiminnan varmistamiseksi.Mitä kylmempää neste on lauhduttimen pohjalta, sitä vähemmän nestettä vuotaa kapillaarin läpi.Kapillaari yleensä kierretään, johdetaan tai hitsataan imulinjaan lisäjäähdytystä varten, jotta kapillaarissa oleva neste ei kiehuisi.Koska kapillaari rajoittaa ja mittaa nesteen virtausta höyrystimeen, se auttaa ylläpitämään painehäviötä, joka tarvitaan järjestelmän moitteettoman toiminnan kannalta.
Kapillaariputki ja kompressori ovat kaksi komponenttia, jotka erottavat jäähdytysjärjestelmän korkeapainepuolen matalapainepuolelta.
Kapillaariputki eroaa paisuntaventtiilin annostelulaitteesta siten, että siinä ei ole liikkuvia osia eikä se ohjaa höyrystimen tulistusta missään lämpökuormitustilassa.Jopa liikkuvien osien puuttuessa kapillaariputket muuttavat virtausnopeutta höyrystimen ja/tai lauhdutinjärjestelmän paineen muuttuessa.Itse asiassa se saavuttaa optimaalisen tehokkuuden vain, kun korkean ja matalan puolen paineet yhdistetään.Tämä johtuu siitä, että kapillaari toimii hyödyntämällä jäähdytysjärjestelmän korkean ja matalan paineen puolen paine-eroa.Kun paine-ero järjestelmän ylä- ja alapuolen välillä kasvaa, kylmäainevirtaus kasvaa.Kapillaariputket toimivat tyydyttävästi laajalla painehäviöalueella, mutta eivät yleensä ole kovin tehokkaita.
Koska kapillaari, höyrystin, kompressori ja lauhdutin on kytketty sarjaan, kapillaarin virtausnopeuden tulee olla yhtä suuri kuin kompressorin pumppausnopeus.Tästä syystä kapillaarin laskettu pituus ja halkaisija lasketuilla haihtumis- ja kondensaatiopaineilla ovat kriittisiä ja niiden tulee olla samat kuin pumpun kapasiteetti samoissa suunnitteluolosuhteissa.Liian monta kierrosta kapillaarissa vaikuttaa sen virtausvastukseen ja sitten järjestelmän tasapainoon.
Jos kapillaari on liian pitkä ja vastustaa liikaa, tapahtuu paikallinen virtausrajoitus.Jos halkaisija on liian pieni tai kelattaessa on liikaa kierroksia, putken kapasiteetti on pienempi kuin kompressorin.Tämä johtaa öljyn puutteeseen höyrystimessä, mikä johtaa alhaiseen imupaineeseen ja vakavaan ylikuumenemiseen.Samanaikaisesti alijäähdytetty neste virtaa takaisin lauhduttimeen, mikä nostaa nostokorkeutta, koska järjestelmässä ei ole kylmäainetta sisältävää vastaanotinta.Korkeampi nostokorkeus ja matalampi paine höyrystimessä, kylmäaineen virtausnopeus kasvaa kapillaariputken suuremman painehäviön vuoksi.Samaan aikaan kompressorin suorituskyky heikkenee korkeamman puristussuhteen ja alhaisemman tilavuushyötysuhteen vuoksi.Tämä pakottaa järjestelmän tasapainottumaan, mutta korkeammalla paineella ja alhaisemmalla haihdutuspaineella voi johtaa tarpeettomaan tehottomuuteen.
Jos kapillaarivastus on vaadittua pienempi liian lyhyen tai liian suuren halkaisijan vuoksi, kylmäaineen virtausnopeus on suurempi kuin kompressoripumpun kapasiteetti.Tämä johtaa korkeaan höyrystimen paineeseen, alhaiseen tulistukseen ja mahdolliseen kompressorin tulvimiseen höyrystimen ylituotannon vuoksi.Alijäähdytys voi laskea lauhduttimessa, mikä aiheuttaa alhaisen paineen ja jopa nestetiivisteen menetyksen lauhduttimen pohjassa.Tämä alhainen nostokorkeus ja normaalia korkeampi höyrystimen paine vähentää kompressorin puristussuhdetta, mikä johtaa korkeaan tilavuushyötysuhteeseen.Tämä lisää kompressorin kapasiteettia, joka voidaan tasapainottaa, jos kompressori pystyy käsittelemään korkean kylmäainevirtauksen höyrystimessä.Usein käy niin, että kylmäaine vuotaa yli kompressorin, mikä aiheuttaa kompressorin vian.
Yllä mainituista syistä on tärkeää, että kapillaarijärjestelmissä on tarkka (kriittinen) kylmäainepanos järjestelmässään.Liian paljon tai liian vähän kylmäainetta voi johtaa vakavaan epätasapainoon ja vakavaan kompressorin vaurioitumiseen nestevirtauksen tai tulvimisen vuoksi.Ota yhteyttä valmistajaan tai katso valmistajan kokotaulukkoa oikean kapillaarin mitoituksen saamiseksi.Järjestelmän tyyppikilpi tai tyyppikilpi kertoo tarkalleen kuinka paljon kylmäainetta järjestelmä tarvitsee, yleensä unssin kymmenesosissa tai jopa sadasosissa.
Höyrystimen suurilla lämpökuormilla kapillaarijärjestelmät toimivat tyypillisesti suurella tulisuksella;itse asiassa höyrystimen ylikuumeneminen 40° tai 50°F ei ole harvinaista suurilla höyrystimen lämpökuormilla.Tämä johtuu siitä, että höyrystimessä oleva kylmäaine haihtuu nopeasti ja nostaa höyrystimen 100 %:n höyrykyllästymispistettä, mikä antaa järjestelmälle korkean ylikuumenemislukeman.Kapillaariputkissa ei yksinkertaisesti ole takaisinkytkentämekanismia, kuten termostaattisen paisuntaventtiilin (TRV) kaukovaloa, joka kertoisi mittauslaitteelle, että se toimii korkealla ylikuumenemisella, ja korjaa sen automaattisesti.Siksi, kun höyrystimen kuormitus on korkea ja höyrystimen tulikuumennus korkea, järjestelmä toimii erittäin tehottomasti.
Tämä voi olla yksi kapillaarijärjestelmän tärkeimmistä haitoista.Monet teknikot haluavat lisätä järjestelmään lisää kylmäainetta korkeiden tulistuslukemien vuoksi, mutta tämä vain ylikuormittaa järjestelmää.Ennen kuin lisäät kylmäainetta, tarkista normaalit tulistuslukemat alhaisilla höyrystimen lämpökuormilla.Kun jäähdytetyn tilan lämpötila lasketaan haluttuun lämpötilaan ja höyrystimessä on alhainen lämpökuormitus, normaali höyrystimen ylikuumeneminen on tyypillisesti 5° - 10°F.Jos olet epävarma, kerää kylmäaine, tyhjennä järjestelmä ja lisää tyyppikilvessä ilmoitettu kriittinen kylmäainetäyttö.
Kun höyrystimen korkeaa lämpökuormaa on vähennetty ja järjestelmä siirtyy alhaiseen höyrystimen lämpökuormitukseen, höyrystimen höyryn 100 % kyllästyspiste laskee muutaman viimeisen höyrystimen aikana.Tämä johtuu kylmäaineen haihtumisnopeuden laskusta höyrystimessä alhaisen lämpökuorman vuoksi.Järjestelmän normaali höyrystimen tulikuumennus on nyt noin 5–10 °F.Nämä normaalit höyrystimen tulistuslukemat tapahtuvat vain, kun höyrystimen lämpökuorma on alhainen.
Jos kapillaarijärjestelmä on ylitäytetty, se kerää ylimääräistä nestettä lauhduttimeen, mikä aiheuttaa korkean paineen, koska järjestelmässä ei ole vastaanotinta.Painehäviö järjestelmän matala- ja korkeapainepuolen välillä kasvaa, jolloin virtausnopeus höyrystimeen kasvaa ja höyrystin ylikuormitetaan, mikä johtaa alhaiseen ylikuumenemiseen.Se voi jopa tulvii tai tukkia kompressorin, mikä on toinen syy siihen, miksi kapillaarijärjestelmät on täytettävä tiukasti tai tarkasti määritellyllä määrällä kylmäainetta.
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.
Sponsoroitu sisältö on erityinen maksullinen osio, jossa alan yritykset tarjoavat korkealaatuista, puolueetonta, ei-kaupallista sisältöä ACHR:n uutisyleisöä kiinnostavista aiheista.Kaiken sponsoroidun sisällön tarjoavat mainosyritykset.Oletko kiinnostunut osallistumaan sponsoroidun sisällön osioon?Ota yhteyttä paikalliseen edustajaan.
On Demand Tässä webinaarissa opimme R-290 luonnollisen kylmäaineen viimeisimmistä päivityksistä ja siitä, miten se vaikuttaa LVI-teollisuuteen.
Webinaarin aikana opit menestymään yrityksen kasvun jokaisessa vaiheessa.