Capillaire dispensers worden voornamelijk gebruikt in huishoudelijke en kleine commerciële toepassingen waar de warmtebelasting op de verdamper enigszins constant is.Deze systemen hebben ook een lager koelmiddeldebiet en maken doorgaans gebruik van hermetische compressoren.Fabrikanten gebruiken capillairen vanwege hun eenvoud en lage kosten.Bovendien hebben de meeste systemen die capillairen als meetapparaat gebruiken geen high-side ontvanger nodig, waardoor de kosten verder worden verlaagd.
Capillaire buizen zijn niets anders dan lange buizen met een kleine diameter en een vaste lengte, geïnstalleerd tussen de condensor en de verdamper.Het capillair meet feitelijk het koelmiddel van de condensor naar de verdamper.Vanwege de grote lengte en kleine diameter treden er vloeistofwrijving en drukval op wanneer het koelmiddel er doorheen stroomt.Terwijl de onderkoelde vloeistof van de bodem van de condensor door de capillairen stroomt, kan een deel van de vloeistof koken terwijl deze drukdalingen optreden.Deze drukdalingen brengen de vloeistof op verschillende punten langs het capillair onder de verzadigingsdruk op zijn temperatuur.Dit knipperen wordt veroorzaakt door het uitzetten van de vloeistof wanneer de druk daalt.
De omvang van de vloeistofflits (indien aanwezig) zal afhangen van de mate van onderkoeling van de vloeistof uit de condensor en het capillair zelf.Als vloeistofflash optreedt, is het wenselijk dat de flash zich zo dicht mogelijk bij de verdamper bevindt om de beste prestaties van het systeem te garanderen.Hoe kouder de vloeistof uit de bodem van de condensor, hoe minder vloeistof door het capillair sijpelt.Het capillair wordt gewoonlijk opgerold, door de zuigleiding gevoerd of aan de zuigleiding gelast voor extra onderkoeling om te voorkomen dat de vloeistof in het capillair gaat koken.Omdat het capillair de vloeistofstroom naar de verdamper beperkt en meet, helpt het de drukval te handhaven die nodig is om het systeem goed te laten functioneren.
De capillaire buis en de compressor zijn de twee componenten die de hogedrukzijde van de lagedrukzijde van een koelsysteem scheiden.
Een capillaire buis verschilt van een doseerapparaat met een expansieklep doordat deze geen bewegende delen heeft en de oververhitting van de verdamper onder geen enkele warmtebelasting controleert.Zelfs als er geen bewegende delen zijn, veranderen de capillaire buizen het debiet als de druk in het verdamper- en/of condensorsysteem verandert.In feite wordt een optimaal rendement alleen bereikt als de druk aan de hoge en lage kant wordt gecombineerd.Dit komt omdat het capillair werkt door gebruik te maken van het drukverschil tussen de hoge- en lagedrukzijde van het koelsysteem.Naarmate het drukverschil tussen de hoge en lage zijden van het systeem toeneemt, zal de koelmiddelstroom toenemen.Capillaire buisjes werken bevredigend over een groot bereik aan drukval, maar zijn over het algemeen niet erg efficiënt.
Omdat het capillair, de verdamper, de compressor en de condensor in serie zijn geschakeld, moet het debiet in het capillair gelijk zijn aan de afpompsnelheid van de compressor.Dit is de reden waarom de berekende lengte en diameter van het capillair bij de berekende verdampings- en condensatiedrukken cruciaal zijn en gelijk moeten zijn aan de pompcapaciteit onder dezelfde ontwerpomstandigheden.Te veel windingen in het capillair zullen de weerstand tegen stroming beïnvloeden en vervolgens de balans van het systeem beïnvloeden.
Als het capillair te lang is en te veel weerstand biedt, zal er plaatselijke stroombeperking optreden.Als de diameter te klein is of er te veel windingen zijn bij het opwikkelen, zal de capaciteit van de buis kleiner zijn dan die van de compressor.Dit zal resulteren in een gebrek aan olie in de verdamper, wat resulteert in een lage zuigdruk en ernstige oververhitting.Tegelijkertijd zal de onderkoelde vloeistof terugstromen naar de condensor, waardoor een hogere opvoerhoogte ontstaat omdat er geen opvangbak in het systeem zit die het koelmiddel vasthoudt.Bij een hogere opvoerhoogte en een lagere druk in de verdamper zal de koelmiddelstroom toenemen als gevolg van de hogere drukval over de capillaire buis.Tegelijkertijd zullen de compressorprestaties afnemen als gevolg van de hogere compressieverhouding en het lagere volumetrische rendement.Dit zal het systeem dwingen om in evenwicht te komen, maar bij een hogere opvoerhoogte en een lagere verdampingsdruk kan dit tot onnodige inefficiëntie leiden.
Als de capillaire weerstand door een te kleine of te grote diameter kleiner is dan vereist, zal het koelmiddeldebiet groter zijn dan de capaciteit van de compressorpomp.Dit zal resulteren in een hoge verdamperdruk, lage oververhitting en mogelijke overstroming van de compressor als gevolg van een overaanbod aan de verdamper.De onderkoeling in de condensor kan afnemen, wat een lage druk en zelfs verlies van de vloeistofafdichting aan de onderkant van de condensor veroorzaakt.Deze lage opvoerhoogte en de hogere dan normale verdamperdruk verlagen de compressieverhouding van de compressor, wat resulteert in een hoog volumetrisch rendement.Hierdoor wordt de capaciteit van de compressor vergroot, die kan worden uitgebalanceerd als de compressor de hoge koelmiddelstroom in de verdamper aankan.Het komt vaak voor dat het koelmiddel de compressor overstroomt, waardoor de compressor uitvalt.
Om de hierboven genoemde redenen is het belangrijk dat capillaire systemen een nauwkeurige (kritische) koelmiddelvulling in hun systeem hebben.Te veel of te weinig koelmiddel kan leiden tot ernstige onbalans en ernstige schade aan de compressor als gevolg van vloeistofstroming of overstroming.Raadpleeg voor de juiste capillaire maatvoering de fabrikant of raadpleeg de maattabel van de fabrikant.Het typeplaatje of typeplaatje van het systeem geeft precies aan hoeveel koelmiddel het systeem nodig heeft, meestal in tienden of zelfs honderdsten van een ounce.
Bij hoge warmtebelastingen van de verdamper werken capillaire systemen doorgaans met hoge oververhitting;in feite is een oververhitting van de verdamper van 40° of 50°F niet ongewoon bij hoge warmtebelastingen van de verdamper.Dit komt omdat het koelmiddel in de verdamper snel verdampt en het 100% dampverzadigingspunt in de verdamper verhoogt, waardoor het systeem een ​​hoge oververhittingswaarde krijgt.Capillaire buizen hebben eenvoudigweg geen feedbackmechanisme, zoals een extern lampje van een thermostatische expansieklep (TRV), om het meetapparaat te vertellen dat het op hoge oververhitting werkt en dit automatisch te corrigeren.Wanneer de verdamperbelasting hoog is en de oververhitting van de verdamper hoog is, zal het systeem daarom zeer inefficiënt werken.
Dit kan een van de belangrijkste nadelen van het capillaire systeem zijn.Veel technici willen meer koelmiddel aan het systeem toevoegen vanwege hoge oververhittingswaarden, maar dit zal het systeem alleen maar overbelasten.Controleer voordat u koelmiddel toevoegt of er sprake is van normale oververhittingswaarden bij lage warmtebelastingen van de verdamper.Wanneer de temperatuur in de gekoelde ruimte wordt verlaagd tot de gewenste temperatuur en de verdamper een lage warmtebelasting heeft, bedraagt ​​de normale oververhitting van de verdamper doorgaans 5° tot 10°F.Bij twijfel: vang het koelmiddel op, tap het systeem af en voeg de kritische hoeveelheid koelmiddel toe die op het typeplaatje staat aangegeven.
Zodra de hoge warmtebelasting van de verdamper is verminderd en het systeem overschakelt naar een lage warmtebelasting van de verdamper, zal het 100% verzadigingspunt van de verdamperdamp afnemen tijdens de laatste paar doorgangen van de verdamper.Dit komt door een afname van de verdampingssnelheid van het koudemiddel in de verdamper als gevolg van de lage warmtebelasting.Het systeem heeft nu een normale oververhitting van de verdamper van ongeveer 5° tot 10°F.Deze normale oververhittingswaarden van de verdamper zullen alleen optreden als de warmtebelasting van de verdamper laag is.
Als het capillaire systeem te vol raakt, zal er overtollige vloeistof in de condensor ophopen, waardoor een hoge opvoerhoogte ontstaat vanwege het ontbreken van een ontvanger in het systeem.De drukval tussen de lage- en hogedrukzijde van het systeem zal toenemen, waardoor het debiet naar de verdamper toeneemt en de verdamper overbelast raakt, wat resulteert in een lage oververhitting.Het kan zelfs de compressor overstromen of verstoppen, wat nog een reden is waarom capillaire systemen strikt of nauwkeurig moeten worden gevuld met de gespecificeerde hoeveelheid koelmiddel.
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.
Gesponsorde inhoud is een speciaal betaalde sectie waar bedrijven uit de industrie hoogwaardige, onpartijdige, niet-commerciële inhoud bieden over onderwerpen die van belang zijn voor het nieuwspubliek van ACHR.Alle gesponsorde inhoud wordt geleverd door reclamebedrijven.Geïnteresseerd in deelname aan onze sectie met gesponsorde inhoud?Neem contact op met uw lokale vertegenwoordiger.
On Demand In dit webinar leren we over de nieuwste updates van het natuurlijke koudemiddel R-290 en welke impact dit zal hebben op de HVACR-industrie.
Tijdens het webinar leert u hoe u elke fase van de bedrijfsgroei met succes kunt doorstaan.