Kapilarni dozatori prvenstveno se koriste u kućanstvima i malim komercijalnim aplikacijama gdje je toplinsko opterećenje isparivača donekle konstantno.Ovi sustavi također imaju niži protok rashladnog sredstva i obično koriste hermetičke kompresore.Proizvođači koriste kapilare zbog njihove jednostavnosti i niske cijene.Osim toga, većina sustava koji koriste kapilare kao mjerni uređaj ne zahtijeva prijemnik na visokoj strani, što dodatno smanjuje troškove.
Kapilarne cijevi nisu ništa drugo nego dugačke cijevi malog promjera i fiksne duljine postavljene između kondenzatora i isparivača.Kapilara zapravo mjeri rashladno sredstvo od kondenzatora do isparivača.Zbog velike duljine i malog promjera, kada rashladno sredstvo teče kroz njega, dolazi do trenja tekućine i pada tlaka.Zapravo, dok pothlađena tekućina teče s dna kondenzatora kroz kapilare, dio tekućine može prokuhati dok doživljava ove padove tlaka.Ti padovi tlaka dovode tekućinu ispod njezina tlaka zasićenja pri njezinoj temperaturi na nekoliko točaka duž kapilare.Ovo treptanje je uzrokovano širenjem tekućine kada tlak padne.
Veličina bljeska tekućine (ako postoji) ovisit će o stupnju superhlađenja tekućine iz kondenzatora i same kapilare.Ako dođe do bljeskanja tekućine, poželjno je da bljesak bude što bliže isparivaču kako bi se osigurala najbolja izvedba sustava.Što je tekućina s dna kondenzatora hladnija, to manje tekućine 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 u isparivaču, pomaže u održavanju pada tlaka potrebnog za ispravno funkcioniranje sustava.
Kapilarna cijev i kompresor dvije su komponente koje odvajaju visokotlačnu stranu od niskotlačne strane rashladnog sustava.
Kapilarna cijev se razlikuje od uređaja za mjerenje ekspanzijskog ventila po tome što nema pomičnih dijelova i ne kontrolira pregrijavanje isparivača ni pod kojim uvjetima toplinskog opterećenja.Čak i u nedostatku pokretnih dijelova, kapilarne cijevi mijenjaju protok kako se mijenja tlak u isparivaču i/ili kondenzatoru.Zapravo, postiže optimalnu učinkovitost samo kada se kombiniraju pritisci na visokoj i niskoj strani.To je zato što kapilara radi iskorištavanjem razlike tlaka između visokotlačne i niskotlačne strane rashladnog sustava.Kako se razlika tlaka između visoke i niske strane sustava povećava, protok rashladnog sredstva će se povećati.Kapilarne cijevi rade zadovoljavajuće u širokom rasponu padova tlaka, ali općenito nisu vrlo učinkovite.
Budući da su kapilara, isparivač, kompresor i kondenzator spojeni u seriju, brzina protoka u kapilari mora biti jednaka brzini pumpanja kompresora.Zbog toga su izračunata duljina i promjer kapilare pri proračunatom tlaku isparavanja i kondenzacije kritični i moraju biti jednaki kapacitetu pumpe pod istim projektnim uvjetima.Previše zavoja u kapilari utjecat će na njen otpor protoku i zatim utjecati na ravnotežu sustava.
Ako je kapilara predugačka i previše se opire, doći će do lokalnog ograničenja protoka.Ako je promjer premalen ili ima previše zavoja prilikom namotavanja, kapacitet cijevi će biti manji od kapaciteta kompresora.To će rezultirati nedostatkom ulja u isparivaču, što će rezultirati niskim usisnim tlakom i teškim pregrijavanjem.U isto vrijeme, pothlađena tekućina će teći natrag u kondenzator, stvarajući višu visinu jer u sustavu nema spremnika za držanje rashladnog sredstva.S većom visinom i nižim tlakom u isparivaču, brzina protoka rashladnog sredstva će se povećati zbog većeg pada tlaka kroz kapilarnu cijev.U isto vrijeme, učinak kompresora će se smanjiti zbog većeg omjera kompresije i niže volumetrijske učinkovitosti.To će prisiliti sustav da se uravnoteži, ali pri većem naporu i nižem tlaku isparavanja može dovesti do nepotrebne neučinkovitosti.
Ako je kapilarni otpor manji od potrebnog zbog prekratkog ili prevelikog promjera, protok rashladnog sredstva bit će veći od kapaciteta pumpe kompresora.To će rezultirati visokim tlakom u isparivaču, niskim pregrijavanjem i mogućim preplavljivanjem kompresora zbog prevelike opskrbe isparivača.Pothlađenje može pasti u kondenzatoru uzrokujući nizak tlak, pa čak i gubitak brtve tekućine na dnu kondenzatora.Ova niska visina i tlak isparivača viši od normalnog smanjit će omjer kompresije kompresora što će rezultirati visokom volumetrijskom učinkovitošću.To će povećati kapacitet kompresora, koji se može uravnotežiti ako kompresor može podnijeti veliki protok rashladnog sredstva u isparivaču.Često se događa da rashladno sredstvo prelije kompresor, što uzrokuje kvar kompresora.
Iz gore navedenih razloga, važno je da kapilarni sustavi imaju točno (kritično) punjenje rashladnog sredstva u svom sustavu.Previše ili premalo rashladnog sredstva može dovesti do ozbiljne neravnoteže i ozbiljnog oštećenja kompresora zbog protoka tekućine ili poplave.Za pravilno dimenzioniranje kapilara obratite se proizvođaču ili pogledajte tablicu veličina proizvođača.Pločica s nazivom sustava ili pločica s nazivom će naznačiti točno koliko rashladnog sredstva sustav zahtijeva, obično u desetinkama ili čak stotinkama unce.
Pri visokim toplinskim opterećenjima isparivača kapilarni sustavi obično rade s visokim pregrijavanjem;zapravo, pregrijavanje isparivača od 40° ili 50°F nije neuobičajeno kod visokih toplinskih opterećenja isparivača.To je zato što rashladno sredstvo u isparivaču brzo isparava i podiže točku zasićenja pare od 100% u isparivaču, dajući sustavu visoko očitanje pregrijavanja.Kapilarne cijevi jednostavno nemaju mehanizam povratne sprege, kao što je daljinsko svjetlo termostatskog ekspanzijskog ventila (TRV), koji bi mjernom uređaju rekao da radi na visokom pregrijavanju i automatski ga ispravio.Stoga, kada je opterećenje isparivača visoko i pregrijavanje isparivača veliko, sustav će raditi vrlo neučinkovito.
Ovo može biti jedan od glavnih nedostataka kapilarnog sustava.Mnogi tehničari žele dodati više rashladnog sredstva u sustav zbog visokih očitanja pregrijavanja, ali to će samo preopteretiti sustav.Prije dodavanja rashladnog sredstva provjerite normalna očitanja pregrijavanja pri niskim toplinskim opterećenjima isparivača.Kada se temperatura u rashladnom prostoru smanji na željenu temperaturu, a isparivač je pod niskim toplinskim opterećenjem, normalno pregrijavanje isparivača je obično 5° do 10°F.Ako ste u nedoumici, sakupite rashladno sredstvo, ispraznite sustav i dodajte kritično punjenje rashladnog sredstva navedeno na natpisnoj pločici.
Nakon što se visoko toplinsko opterećenje isparivača smanji i sustav se prebaci na nisko toplinsko opterećenje isparivača, točka zasićenja pare isparivača od 100% smanjit će se tijekom posljednjih nekoliko prolaza isparivača.To je zbog smanjenja brzine isparavanja rashladnog sredstva u isparivaču zbog niskog toplinskog opterećenja.Sustav će sada imati normalno pregrijavanje isparivača od približno 5° do 10°F.Ova normalna očitanja pregrijavanja isparivača dogodit će se samo kada je toplinsko opterećenje isparivača nisko.
Ako je kapilarni sustav prepunjen, nakupit će višak tekućine u kondenzatoru, uzrokujući visoku visinu zbog nedostatka prijemnika u sustavu.Pad tlaka između niskotlačne i visokotlačne strane sustava će se povećati, uzrokujući povećanje protoka u isparivaču i preopterećenje isparivača, što će rezultirati niskim pregrijavanjem.Može čak poplaviti ili začepiti kompresor, što je još jedan razlog zašto se kapilarni sustavi moraju striktno ili precizno napuniti navedenom 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.
Sponzorirani sadržaj poseban je plaćeni odjeljak u kojem industrijske tvrtke pružaju visokokvalitetan, nepristran, nekomercijalni sadržaj o temama od interesa za ACHR-ovu publiku.Sav sponzorirani sadržaj osiguravaju oglašivačke tvrtke.Zainteresirani ste za sudjelovanje u našem odjeljku sponzoriranog sadržaja?Obratite se svom lokalnom predstavniku.
Na zahtjev U ovom webinaru naučit ćemo o najnovijim ažuriranjima prirodnog rashladnog sredstva R-290 i kako će ono utjecati na industriju HVACR-a.
Tijekom webinara naučit ćete kako uspješno proći svaku fazu poslovnog rasta.