Kapillærdispensere bruges primært i husholdninger og mindre kommercielle applikationer, hvor varmebelastningen på fordamperen er nogenlunde konstant.Disse systemer har også lavere kølemiddelstrømningshastigheder og bruger typisk hermetiske kompressorer.Producenter bruger kapillærer på grund af deres enkelhed og lave omkostninger.Derudover kræver de fleste systemer, der bruger kapillærer som måleenhed, ikke en højsidemodtager, hvilket yderligere reducerer omkostningerne.
Kapillarrør er intet andet end lange rør med lille diameter og fast længde installeret mellem kondensatoren og fordamperen.Kapillæren måler faktisk kølemidlet fra kondensatoren til fordamperen.På grund af den store længde og lille diameter, når kølemidlet strømmer igennem det, opstår der væskefriktion og trykfald.Faktisk, da den underafkølede væske strømmer fra bunden af ​​kondensatoren gennem kapillærerne, kan noget af væsken koge, mens de oplever disse trykfald.Disse trykfald bringer væsken under dets mætningstryk ved dens temperatur på flere punkter langs kapillæren.Dette blink skyldes, at væsken udvider sig, når trykket falder.
Størrelsen af ​​væskeflashen (hvis nogen) vil afhænge af graden af ​​underafkøling af væsken fra kondensatoren og selve kapillæren.Hvis der opstår væskeblink, er det ønskeligt, at flashen er så tæt på fordamperen som muligt for at sikre den bedste ydeevne af systemet.Jo koldere væsken er fra bunden af ​​kondensatoren, jo mindre væske siver gennem kapillæren.Kapillæren oprulles sædvanligvis, føres igennem eller svejses til sugeledningen for yderligere underkøling for at forhindre væsken i kapillæren i at koge.Fordi kapillæren begrænser og måler strømmen af ​​væske til fordamperen, hjælper den med at opretholde det trykfald, der kræves for, at systemet kan fungere korrekt.
Kapillarrøret og kompressoren er de to komponenter, der adskiller højtrykssiden fra lavtrykssiden af ​​et kølesystem.
Et kapillarrør adskiller sig fra en ekspansionsventildoseringsanordning ved, at det ikke har nogen bevægelige dele og ikke kontrollerer fordamperens overhedning under nogen varmebelastningstilstand.Selv i fravær af bevægelige dele ændrer kapillarrørene strømningshastigheden, efterhånden som trykket i fordamperen og/eller kondensatorsystemet ændres.Faktisk opnår den kun optimal effektivitet, når trykket på høj- og lavsiden er kombineret.Det skyldes, at kapillaren virker ved at udnytte trykforskellen mellem høj- og lavtrykssiden af ​​kølesystemet.Efterhånden som trykforskellen mellem den høje og lave side af systemet øges, vil kølemiddelflowet stige.Kapillarrør fungerer tilfredsstillende over en lang række trykfald, men er generelt ikke særlig effektive.
Da kapillaren, fordamperen, kompressoren og kondensatoren er forbundet i serie, skal flowhastigheden i kapillaren være lig med kompressorens nedpumpningshastighed.Dette er grunden til, at den beregnede længde og diameter af kapillaren ved de beregnede fordampnings- og kondenseringstryk er kritiske og skal være lig med pumpekapaciteten under de samme designbetingelser.For mange drejninger i kapillæren vil påvirke dens modstand mod strømning og derefter påvirke balancen i systemet.
Hvis kapillæren er for lang og modstår for meget, vil der være lokal strømningsbegrænsning.Hvis diameteren er for lille, eller der er for mange vindinger ved vikling, vil rørets kapacitet være mindre end kompressorens.Dette vil resultere i mangel på olie i fordamperen, hvilket resulterer i lavt sugetryk og alvorlig overophedning.Samtidig vil den underafkølede væske strømme tilbage til kondensatoren, hvilket skaber et højere løftehøjde, fordi der ikke er en modtager i systemet til at holde kølemidlet.Med højere løftehøjde og lavere tryk i fordamperen vil kølemidlets strømningshastighed stige på grund af det højere trykfald over kapillarrøret.Samtidig vil kompressorens ydeevne falde på grund af det højere kompressionsforhold og lavere volumetriske effektivitet.Dette vil tvinge systemet til at ækvilibrere, men ved højere løftehøjde og lavere fordampningstryk kan det føre til unødvendig ineffektivitet.
Hvis kapillarmodstanden er mindre end påkrævet på grund af en for kort eller for stor diameter, vil kølemidlets strømningshastighed være større end kompressorpumpens kapacitet.Dette vil resultere i højt fordampertryk, lav overhedning og mulig kompressoroversvømmelse på grund af overforsyning af fordamperen.Underkøling kan falde i kondensatoren, hvilket forårsager lavt hovedtryk og endda tab af væskeforseglingen i bunden af ​​kondensatoren.Dette lave løftehøjde og højere end normalt fordampertryk vil reducere kompressorens kompressionsforhold, hvilket resulterer i høj volumetrisk effektivitet.Dette vil øge kompressorens kapacitet, som kan balanceres, hvis kompressoren kan klare det høje kølemiddelflow i fordamperen.Det sker ofte, at kølemidlet løber over kompressoren, hvilket får kompressoren til at svigte.
Af ovennævnte årsager er det vigtigt, at kapillarsystemer har en nøjagtig (kritisk) kølemiddelfyldning i deres system.For meget eller for lidt kølemiddel kan føre til alvorlig ubalance og alvorlig skade på kompressoren på grund af væskeflow eller oversvømmelse.For korrekt kapillærstørrelse, kontakt producenten eller se producentens størrelsesskema.Systemets navneskilt eller navneskilt vil angive nøjagtigt, hvor meget kølemiddel systemet kræver, normalt i tiendedele eller endda hundrededele af en ounce.
Ved høje fordampervarmebelastninger fungerer kapillarsystemer typisk med høj overhedning;faktisk er en fordamperoverhedning på 40° eller 50°F ikke ualmindelig ved høje fordampervarmebelastninger.Dette skyldes, at kølemidlet i fordamperen fordamper hurtigt og hæver 100% dampmætningspunktet i fordamperen, hvilket giver systemet en høj overhedningsaflæsning.Kapillarrør har simpelthen ikke en feedback-mekanisme, såsom en termostatisk ekspansionsventil (TRV) fjernlys, til at fortælle måleapparatet, at det fungerer ved høj overhedning og automatisk korrigere det.Derfor, når fordamperbelastningen er høj, og fordamperens overhedning er høj, vil systemet fungere meget ineffektivt.
Dette kan være en af ​​de største ulemper ved kapillærsystemet.Mange teknikere ønsker at tilføje mere kølemiddel til systemet på grund af høje overhedningsmålinger, men dette vil kun overbelaste systemet.Før du tilføjer kølemiddel, skal du kontrollere for normale overhedningsmålinger ved lave fordampervarmebelastninger.Når temperaturen i det kølede rum reduceres til den ønskede temperatur, og fordamperen er under lav varmebelastning, er normal fordamperoverhedning typisk 5° til 10°F.Hvis du er i tvivl, skal du samle kølemidlet, dræne systemet og tilføje den kritiske kølemiddelfyldning, der er angivet på typeskiltet.
Når den høje fordampervarmebelastning er reduceret, og systemet skifter til lav fordampervarmebelastning, vil fordamperdampens 100 % mætningspunkt falde i løbet af de sidste par gange af fordamperen.Dette skyldes et fald i kølemidlets fordampningshastighed i fordamperen på grund af den lave varmebelastning.Systemet vil nu have en normal fordamperoverhedning på ca. 5° til 10°F.Disse normale aflæsninger af fordamperoverhedning vil kun forekomme, når fordamperens varmebelastning er lav.
Hvis kapillarsystemet er overfyldt, vil det akkumulere overskydende væske i kondensatoren, hvilket forårsager høj løftehøjde på grund af manglen på en modtager i systemet.Trykfaldet mellem lav- og højtrykssiden af ​​systemet vil stige, hvilket medfører, at strømningshastigheden til fordamperen stiger, og fordamperen bliver overbelastet, hvilket resulterer i lav overhedning.Det kan endda oversvømme eller tilstoppe kompressoren, hvilket er en anden grund til, at kapillarsystemer skal fyldes strengt eller præcist med den specificerede mængde kølemiddel.
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.
Sponsoreret indhold er en særlig betalt sektion, hvor industrivirksomheder leverer uvildigt, ikke-kommercielt indhold af høj kvalitet om emner af interesse for ACHR's nyhedspublikum.Alt sponsoreret indhold leveres af reklamevirksomheder.Interesseret i at deltage i vores sponsorerede indholdssektion?Kontakt din lokale repræsentant.
On Demand I dette webinar lærer vi om de seneste opdateringer til det naturlige kølemiddel R-290, og hvordan det vil påvirke HVACR-industrien.
I løbet af webinaret lærer du, hvordan du med succes passerer hvert trin i virksomhedens vækst.