Kapilární dávkovače se primárně používají v domácích a malých komerčních aplikacích, kde je tepelné zatížení výparníku poněkud konstantní.Tyto systémy mají také nižší průtoky chladiva a obvykle používají hermetické kompresory.Výrobci používají kapiláry kvůli jejich jednoduchosti a nízké ceně.Navíc většina systémů, které jako měřící zařízení používají kapiláry, nevyžaduje přijímač na vyšší straně, což dále snižuje náklady.
Kapilární trubice nejsou nic jiného než dlouhé trubice malého průměru a pevné délky instalované mezi kondenzátor a výparník.Kapilára vlastně měří chladivo z kondenzátoru do výparníku.Díky velké délce a malému průměru, když jím proudí chladivo, dochází ke tření kapaliny a poklesu tlaku.Ve skutečnosti, když podchlazená kapalina proudí ze spodní části kondenzátoru přes kapiláry, část kapaliny může vřít, zatímco dochází k těmto poklesům tlaku.Tyto tlakové ztráty snižují tlak kapaliny při její teplotě v několika bodech podél kapiláry pod saturační tlak.Toto blikání je způsobeno expanzí kapaliny při poklesu tlaku.
Velikost kapalného záblesku (pokud existuje) bude záviset na stupni podchlazení kapaliny z kondenzátoru a samotné kapiláry.Pokud dojde k záblesku kapaliny, je žádoucí, aby byl záblesk co nejblíže výparníku, aby byl zajištěn nejlepší výkon systému.Čím chladnější je kapalina ze dna kondenzátoru, tím méně kapaliny prosakuje kapilárou.Kapilára je obvykle stočena, protažena nebo přivařena k sacímu potrubí pro dodatečné podchlazení, aby se zabránilo varu kapaliny v kapiláře.Protože kapilára omezuje a měří tok kapaliny do výparníku, pomáhá udržovat tlakovou ztrátu potřebnou pro správné fungování systému.
Kapilární trubice a kompresor jsou dvě součásti, které oddělují vysokotlakou stranu od nízkotlaké strany chladicího systému.
Kapilární trubice se liší od dávkovacího zařízení expanzního ventilu v tom, že nemá žádné pohyblivé části a neřídí přehřátí výparníku za podmínek tepelné zátěže.I v nepřítomnosti pohyblivých částí mění kapilární trubice průtok se změnou tlaku v systému výparníku a/nebo kondenzátoru.Ve skutečnosti dosahuje optimální účinnosti pouze tehdy, když se spojí tlaky na vysoké a nízké straně.Je to proto, že kapilára funguje tak, že využívá rozdíl tlaků mezi vysokotlakou a nízkotlakou stranou chladicího systému.S rostoucím tlakovým rozdílem mezi horní a dolní stranou systému se zvýší průtok chladiva.Kapilární trubice fungují uspokojivě v širokém rozsahu tlakových ztrát, ale obecně nejsou příliš účinné.
Vzhledem k tomu, že kapilára, výparník, kompresor a kondenzátor jsou zapojeny do série, musí se průtok v kapiláře rovnat rychlosti čerpání kompresoru.To je důvod, proč je vypočtená délka a průměr kapiláry při vypočtených tlacích vypařování a kondenzace kritické a musí se rovnat výkonu čerpadla za stejných konstrukčních podmínek.Příliš mnoho závitů v kapiláře ovlivní její odpor vůči průtoku a následně ovlivní rovnováhu systému.
Pokud je kapilára příliš dlouhá a příliš vzdoruje, dojde k místnímu omezení průtoku.Pokud je průměr příliš malý nebo je při navíjení příliš mnoho závitů, kapacita trubky bude menší než kapacita kompresoru.To bude mít za následek nedostatek oleje ve výparníku, což má za následek nízký sací tlak a vážné přehřátí.Současně bude podchlazená kapalina proudit zpět do kondenzátoru, čímž vznikne vyšší dopravní výška, protože v systému není žádný přijímač, který by chladivo zadržoval.S vyšší dopravní výškou a nižším tlakem ve výparníku se průtok chladiva zvýší v důsledku vyššího poklesu tlaku v kapilární trubici.Zároveň se sníží výkon kompresoru v důsledku vyššího kompresního poměru a nižší objemové účinnosti.To donutí systém k vyrovnání, ale při vyšší dopravní výšce a nižším odpařovacím tlaku může dojít ke zbytečné neefektivitě.
Pokud je kapilární odpor menší, než je požadováno kvůli příliš krátkému nebo příliš velkému průměru, bude průtok chladiva větší než kapacita kompresorového čerpadla.To bude mít za následek vysoký tlak ve výparníku, nízké přehřátí a možné zahlcení kompresoru v důsledku přeplnění výparníku.Podchlazení může v kondenzátoru poklesnout a způsobit nízký tlak v hlavě a dokonce ztrátu kapalinového těsnění na dně kondenzátoru.Tato nízká dopravní výška a vyšší než normální tlak ve výparníku sníží kompresní poměr kompresoru, což má za následek vysokou objemovou účinnost.Tím se zvýší kapacita kompresoru, která může být vyvážena, pokud kompresor zvládne vysoký průtok chladiva ve výparníku.Často se stává, že chladivo přeteče kompresor, což způsobí jeho selhání.
Z výše uvedených důvodů je důležité, aby kapilární systémy měly ve svém systému přesnou (kritickou) náplň chladiva.Příliš mnoho nebo příliš málo chladiva může vést k vážné nerovnováze a vážnému poškození kompresoru v důsledku proudění kapaliny nebo zaplavení.Pro správné dimenzování kapilár se poraďte s výrobcem nebo nahlédněte do tabulky velikostí výrobce.Typový štítek nebo typový štítek systému přesně udává, kolik chladiva systém vyžaduje, obvykle v desetinách nebo dokonce setinách unce.
Při vysokém tepelném zatížení výparníku pracují kapilární systémy typicky s vysokým přehřátím;ve skutečnosti přehřátí výparníku 40° nebo 50°F není neobvyklé při vysokých tepelných zatíženích výparníku.Důvodem je to, že chladivo ve výparníku se rychle odpařuje a zvyšuje bod 100% nasycení páry ve výparníku, což dává systému vysokou hodnotu přehřátí.Kapilární trubice jednoduše nemají zpětnovazební mechanismus, jako je dálkové světlo termostatického expanzního ventilu (TRV), který by měřicímu zařízení řekl, že pracuje při vysokém přehřátí, a automaticky jej koriguje.Proto, když je zatížení výparníku vysoké a přehřátí výparníku vysoké, systém bude pracovat velmi neefektivně.
To může být jedna z hlavních nevýhod kapilárního systému.Mnoho techniků chce přidat do systému více chladiva kvůli vysokým hodnotám přehřátí, ale tím dojde pouze k přetížení systému.Před přidáním chladiva zkontrolujte normální hodnoty přehřátí při nízkém tepelném zatížení výparníku.Když je teplota v chlazeném prostoru snížena na požadovanou teplotu a výparník je pod nízkou tepelnou zátěží, normální přehřátí výparníku je typicky 5° až 10°F.V případě pochybností seberte chladivo, vypusťte systém a přidejte kritickou náplň chladiva uvedenou na typovém štítku.
Jakmile se sníží vysoké tepelné zatížení výparníku a systém se přepne na nízké tepelné zatížení výparníku, bod 100% nasycení výparníku se během několika posledních průchodů výparníku sníží.To je způsobeno snížením rychlosti odpařování chladiva ve výparníku v důsledku nízké tepelné zátěže.Systém bude mít nyní normální přehřátí výparníku přibližně 5° až 10°F.Tyto normální hodnoty přehřátí výparníku se objeví pouze tehdy, když je tepelné zatížení výparníku nízké.
Pokud je kapilární systém přeplněný, bude hromadit přebytečnou kapalinu v kondenzátoru, což způsobí vysokou tlakovou výšku kvůli chybějícímu přijímači v systému.Pokles tlaku mezi nízkotlakou a vysokotlakou stranou systému se zvýší, což způsobí zvýšení průtoku do výparníku a přetížení výparníku, což má za následek nízké přehřátí.Může dokonce zatopit nebo ucpat kompresor, což je další důvod, proč musí být kapilární systémy přísně nebo přesně naplněny stanoveným množstvím chladiva.
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.
Sponzorovaný obsah je speciální placená sekce, kde průmyslové společnosti poskytují vysoce kvalitní, nezaujatý, nekomerční obsah na témata zajímavá pro zpravodajské publikum ACHR.Veškerý sponzorovaný obsah poskytují reklamní společnosti.Máte zájem o účast v naší sekci sponzorovaného obsahu?Kontaktujte svého místního zástupce.
On Demand V tomto webináři se dozvíme o nejnovějších aktualizacích přírodního chladiva R-290 a o tom, jak to ovlivní průmysl HVACR.
Během webináře se dozvíte, jak úspěšně projít každou fází obchodního růstu.