Kapilarski dozatori se prvenstveno koriste u kućnim i malim komercijalnim aplikacijama gdje je toplinsko opterećenje na isparivaču donekle konstantno.Ovi sistemi takođe imaju niže brzine protoka rashladnog sredstva i obično koriste hermetičke kompresore.Proizvođači koriste kapilare zbog njihove jednostavnosti i niske cijene.Osim toga, većina sistema koji koriste kapilare kao mjerni uređaj ne zahtijevaju prijemnik na visokoj strani, što dodatno smanjuje troškove.
Kapilarne cijevi nisu ništa drugo do dugačke cijevi malog promjera i fiksne dužine postavljene između kondenzatora i isparivača.Kapilara zapravo mjeri rashladno sredstvo od kondenzatora do isparivača.Zbog velike dužine i malog prečnika, kada rashladno sredstvo teče kroz njega, dolazi do trenja fluida i pada pritiska.U stvari, kako pothlađena tečnost teče sa dna kondenzatora kroz kapilare, deo tečnosti može da proključa dok doživljava ove padove pritiska.Ovi padovi pritiska dovode tečnost ispod pritiska zasićenja na njenoj temperaturi na nekoliko tačaka duž kapilare.Ovo treptanje je uzrokovano širenjem tečnosti kada pritisak padne.
Veličina bljeska tečnosti (ako postoji) zavisiće od stepena prehlađenja tečnosti iz kondenzatora i same kapilare.Ako dođe do bljeskanja tekućine, poželjno je da bljesak bude što bliže isparivaču kako bi se osigurale najbolje performanse sistema.Što je hladnija tečnost sa dna kondenzatora, manje tečnosti curi kroz kapilaru.Kapilara je obično namotana, provučena ili zavarena na usisni vod radi dodatnog pothlađivanja kako bi se spriječilo ključanje tekućine u kapilari.Budući da kapilara ograničava i mjeri protok tekućine do isparivača, pomaže u održavanju pada tlaka potrebnog za pravilno funkcioniranje sistema.
Kapilarna cijev i kompresor su dvije komponente koje odvajaju stranu visokog pritiska od strane niskog pritiska rashladnog sistema.
Kapilarna cijev se razlikuje od uređaja za doziranje ekspanzionog ventila po tome što nema pokretnih dijelova i ne kontrolira pregrijavanje isparivača ni pod kojim uvjetima toplinskog opterećenja.Čak i u odsustvu pokretnih dijelova, kapilarne cijevi mijenjaju brzinu protoka kako se mijenja pritisak u sistemu isparivača i/ili kondenzatora.Zapravo, on postiže optimalnu efikasnost samo kada se kombinuju pritisci na visokoj i niskoj strani.To je zato što kapilara radi tako što iskorištava razliku pritiska između strane visokog i niskog pritiska rashladnog sistema.Kako se povećava razlika pritiska između gornje i niske strane sistema, protok rashladnog sredstva će se povećati.Kapilarne cijevi rade zadovoljavajuće u širokom rasponu padova tlaka, ali općenito nisu vrlo efikasne.
Budući da su kapilara, isparivač, kompresor i kondenzator spojeni u seriju, brzina protoka u kapilari mora biti jednaka brzini ispumpavanja kompresora.Zbog toga su izračunata dužina i prečnik kapilare pri izračunatim pritiscima isparavanja i kondenzacije kritični i moraju biti jednaki kapacitetu pumpe pod istim projektnim uslovima.Previše zavoja u kapilari će uticati na njen otpor protoku, a zatim će uticati na ravnotežu sistema.
Ako je kapilara predugačka i previše se opire, doći će do lokalnog ograničenja protoka.Ako je promjer premali ili ima previše zavoja pri namotavanju, kapacitet cijevi će biti manji od kapaciteta kompresora.To će rezultirati nedostatkom ulja u isparivaču, što će rezultirati niskim usisnim tlakom i ozbiljnim pregrijavanjem.U isto vrijeme, pothlađena tečnost će teći nazad u kondenzator, stvarajući veći pad jer u sistemu nema prijemnika koji bi mogao zadržati rashladno sredstvo.Sa većom glavom i nižim pritiskom u isparivaču, brzina protoka rashladnog sredstva će se povećati zbog većeg pada tlaka u kapilarnoj cijevi.U isto vrijeme, performanse kompresora će se smanjiti zbog većeg omjera kompresije i manje volumetrijske efikasnosti.Ovo će prisiliti sistem da se uravnoteži, ali pri većem naponu i nižem pritisku isparavanja može dovesti do nepotrebne neefikasnosti.
Ako je kapilarni otpor manji od potrebnog zbog prekratkog ili prevelikog promjera, brzina protoka rashladnog sredstva bit će veća od kapaciteta pumpe kompresora.To će rezultirati visokim pritiskom u isparivaču, niskim pregrijavanjem i mogućim poplavama kompresora zbog prevelike količine isparivača.Pothlađivanje može pasti u kondenzatoru uzrokujući nizak pritisak glave, pa čak i gubitak zaptivke tečnosti na dnu kondenzatora.Ovaj nizak napon i veći pritisak u isparivaču od normalnog će smanjiti omjer kompresije kompresora što rezultira visokom volumetrijskom efikasnošću.Ovo će povećati kapacitet kompresora, koji se može izbalansirati ako kompresor može podnijeti veliki protok rashladnog sredstva u isparivaču.Često se dešava da rashladno sredstvo prelije kompresor, što uzrokuje kvar kompresora.
Iz gore navedenih razloga, važno je da kapilarni sistemi imaju tačno (kritično) punjenje rashladnog sredstva u svom sistemu.Previše ili premalo rashladnog sredstva može dovesti do ozbiljne neravnoteže i ozbiljnog oštećenja kompresora zbog protoka tekućine ili poplave.Za ispravnu veličinu kapilara, konsultujte proizvođača ili pogledajte tabelu veličina proizvođača.Natpisna pločica ili natpisna pločica sistema će tačno naznačiti koliko je rashladnog sredstva potrebno sistemu, obično u desetinama ili čak stotim delovima unce.
Pri visokim toplotnim opterećenjima isparivača, kapilarni sistemi obično rade sa visokim pregrijavanjem;u stvari, pregrijavanje isparivača od 40° ili 50°F nije neuobičajeno pri visokim toplinskim opterećenjima isparivača.To je zato što rashladno sredstvo u isparivaču brzo isparava i podiže tačku zasićenja pare od 100% u isparivaču, dajući sistemu visoko očitavanje pregrijavanja.Kapilarne cijevi jednostavno nemaju mehanizam povratne sprege, kao što je daljinsko svjetlo termostatskog ekspanzionog ventila (TRV), koji bi obavijestio mjerni uređaj da radi pri visokoj pregrijavanju i automatski ga ispravio.Stoga, kada je opterećenje isparivača veliko i pregrijavanje isparivača veliko, sistem će raditi vrlo neefikasno.
Ovo može biti jedan od glavnih nedostataka kapilarnog sistema.Mnogi tehničari žele da dodaju više rashladnog sredstva u sistem zbog visokih očitavanja pregrevanja, ali to će samo preopteretiti sistem.Prije dodavanja rashladnog sredstva, provjerite normalna očitavanja pregrijavanja pri niskim toplinskim opterećenjima isparivača.Kada se temperatura u rashlađenom prostoru smanji na željenu temperaturu, a isparivač je pod niskim toplinskim opterećenjem, normalno pregrijavanje isparivača je tipično 5° do 10°F.Kada ste u nedoumici, sakupite rashladno sredstvo, ispraznite sistem i dodajte kritično punjenje rashladnog sredstva naznačeno na natpisnoj pločici.
Kada se visoko toplotno opterećenje isparivača smanji i sistem pređe na nisko toplotno opterećenje isparivača, tačka zasićenja isparivača 100% će se smanjiti tokom poslednjih nekoliko prolaza isparivača.To je zbog smanjenja brzine isparavanja rashladnog sredstva u isparivaču zbog niskog toplinskog opterećenja.Sistem će sada imati normalno pregrijavanje isparivača od približno 5° do 10°F.Ova normalna očitavanja pregrijavanja isparivača će se pojaviti samo kada je toplinsko opterećenje isparivača nisko.
Ako je kapilarni sistem prepun, akumuliraće se višak tečnosti u kondenzatoru, uzrokujući visok napon zbog nedostatka prijemnika u sistemu.Pad pritiska između strane niskog i visokog pritiska sistema će se povećati, uzrokujući povećanje protoka do isparivača i preopterećenje isparivača, što rezultira niskim pregrijavanjem.Može čak poplaviti ili začepiti kompresor, što je još jedan razlog zašto kapilarni sistemi moraju biti striktno ili precizno napunjeni određenom količinom rashladnog sredstva.
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.
Sponzorisani sadržaj je posebna plaćena sekcija u kojoj industrijske kompanije pružaju visokokvalitetan, nepristrasan, nekomercijalan sadržaj o temama od interesa za publiku vijesti ACHR-a.Sav sponzorirani sadržaj obezbjeđuju reklamne kompanije.Zainteresovani ste za učešće u našoj sekciji sponzorisanog sadržaja?Obratite se lokalnom predstavniku.
Na zahtjev U ovom webinaru naučit ćemo o najnovijim ažuriranjima prirodnog rashladnog sredstva R-290 i kako će to utjecati na HVACR industriju.
Tokom webinara naučit ćete kako uspješno proći svaku fazu poslovnog rasta.