Kapillêre buise werk as vaste orifis uitsettingsapparaat binne HVAC stelsels, wat die passiewe vermindering van druk in vloeibare koudemiddel toelaat. Wanneer hoë druk koudemiddel in hierdie smal buise vloei (gewoonlik ongeveer 0,5 tot 2 mm dik), veroorsaak die weerstand wat teen die mure geskep word 'n geleidelike drukval. Wat daarna gebeur, is behoorlik interessant - die onderverkoelde vloeistof word omgeskakel na 'n mengsel van damp en vloeistof by 'n laer druk en temperatuur, wat dit gereed maak om hitte doeltreffend in die verdamping gedeelte van die stelsel op te neem. Een groot voordeel hier is dat daar glad geen bewegende komponente betrokke is nie. Hierdie meganiese eenvoud het reeds bewys dat dit oor tyd werk, iets wat baie tegnici uit eerste hand waargeneem het tydens hul veldondervinding met verskeie HVAC installasies.
Klein lugversorgingseenhede is heeltemal afhanklik van die fisiese vorm van die kapillêre buis om die vloeistofvloei te beheer. Die hoeveelheid vloeistof wat deur die buis beweeg, hang regtig af van die lengte en wydte van die buis. Indien iemand die buis 20% langer maak, sal daar gewoonlik ongeveer 'n derde minder vloeistof deur die buis beweeg, omdat daar meer wrywing binne die buis ontstaan. Wanneer die buise te nou word, veroorsaak dit soortgelyke weerstandsprobleme as die meer ingewikkelde meganiese uitsettingskleppe. Wat interessant is omtrent hierdie eenvoudige ontwerpe, is hoe hulle outomaties aanpas wanneer die druk binne die stelsel verander. Neem byvoorbeeld warmer buitetemperature. Soos wat dit warmer word, styg die kondensordruk, en dit veroorsaak dat meer vloeistof vanself deur die kapillêre buis beweeg, sonder die hulp van enige ingewikkelde elektronika of sensors.
Wanneer die vloeistof deur die kapillêre buis beweeg, ervaar dit 'n redelik groot drukval, soms meer as 100 psi, terwyl dit oorgaan van vloeistof toestand na die mengsel van vloeistof en damp wat ons 'n tweefase mengsel noem. Die meeste van hierdie drukverlies vind eintlik by die beginplek plaas, ongeveer 90% gebeur binne die eerste derde gedeelte van die buis self. Teen die tyd wat dit die verdampingstoegang bereik, lê die druk gewoonlik tussen 60 en 80 psi vir standaard vloeistowwe soos R-410A of soortgelyke wat algemeen vandag gebruik word. Die manier waarop die vloeistof vloei, volg eintlik hierdie formule: Q is eweredig aan delta P vermenigvuldig met D tot die vierde mag gedeel deur L. Hier staan D vir die binne deursnee van die buis terwyl L die totale lengte daarvan voorstel.
Die werkverrigting van kappilêre buise hang regtig af van die korrekte meetkunde. Wanneer die buise langer word, skep dit meer weerstand wat die hoeveelheid koudemiddel wat deur hulle vloei, verminder. Buite-diameter buise laat meer materiaal deurgaan. Indien hierdie afmetings verkeerd gemeet word, lei dit tot probleme, of dit nou te min drukval of te veel energiegebruik is. Dit maak vir daardie klein lugversorgingstelsels met kappilêre buise baie saak, want daar is net nie veel ruimte om mee te werk nie. Selfs klein veranderinge in afmetings maak baie verskil wanneer die ruimte beperk is. Om die stelsel behoorlik te laat werk, moet tegnici tot op die millimeter presies meet, sodat alles ooreenstem met wat die stelsel benodig vir kapasiteit en doeltreffendheid.
Die binneste deursnee tesame met die buislengte speel 'n groot rol in die bepaling van hoeveel drukval tussen die kondensator en die verdampingstoestelle plaasvind. Wanneer ons na werklike getalle kyk uit ASHRAE se 2022 Fundamentals-verslag, vind ons dat die vermeerdering van die deursnee net met 0,5 mm lei tot ongeveer 40% beter vloeikapasiteit. Aan die ander kant, indien 'n mens nog 'n meter by die buislengte voeg, veroorsaak dit gewoonlik 'n toename in drukval van tussen 15% en 22%. Die meeste ingenieurs wat aan hierdie tipes stelsels werk, verander eers die deursneë wanneer groot vloeiwysigings gemaak word, en gaan dan oor tot die fynwêreld deur die lengtes aan te pas. Hierdie benadering help hulle om beter subkoelingseffekte te bereik terwyl die hele stelsel sonder onverwagte wisselinge vloeiend blyk te werk.
Te lang buise verminder die verdampingdruk, wat die kompressor se werk verhoog, terwyl oordimensionele deursnee die risiko van vloedterugverhitting verhoog weens vloeistofslag. Die piek COP van die stelsel word bereik wanneer die drukval tussen 1,8–2,5 MPa gehou word en gepas word by die toepaslike versadigingstemperatuurverskille.
Ingenieurs gebruik twee hoofbenaderings: empiriese grafieke wat die vloeierigting se vloedmeting met drukverskille in verband bring, en analitiese modelle wat dimensielose getalle soos Reynolds en Mach insluit. Moderne ontwerp steun toenemend op rekenaarsimulasie van vloeidinamika (CFD), wat tot 97% akkuraatheid in die voorspelling van massavloed bereik in vergelyking met tradisionele groottebepalingsmetodes.
Die massavloeitempo in daardie kleiner lugversorgingsinstallasies hang af van verskeie faktore, waaronder die vorm en grootte van die buise, watter soort koelmiddel gebruik word en die verskil tussen die drukke binne die stelsel. Kyk spesifiek na R134a-stelsels, as daar 'n toename is van net 1 bar in die insetdruk, het dit die neiging om die algehele vloeitempo te verhoog met tussen 18 en 22 persent volgens die ASHRAE-handboek van 2006. Wanneer ons praat van versmoringstoestande, ontstaan dit wanneer die uitgangsdruk daal tot ongeveer 35 tot 40 persent van wat die insetdruk was, wat dan veroorsaak dat die vloei nie verder kan toeneem nie. Om dit met konkrete getalle te illustreer, oorweeg 'n tipiese opstelling waar 'n persoon dalk 'n buis installeer met 'n deursnee van 1,0 mm en 'n lengte van ongeveer 3,3 meter. Onder normale bedryfsomstandighede met 15 bar druk toegepas, sal so 'n konfigurasie ongeveer 16 kilogram per uur koelmiddel deur die stelsel voer. Tegnikers wat aan hierdie stelsels werk, moet al hierdie verhoudings in ag neem tydens installasie en instandhoudingswerk.
Inlaatfase beïnvloed die werkverrigting aansienlik. Subgekoelde vloeistofinlaat ondersteun 35% hoër vloeitempo's as twee-fase mengsels as gevolg van verminderde dampvorming en geassosieerde verliese. Byvoorbeeld:
Vroeë verdamping binne die buis veroorsaak drukfluktuasies (2–3 bar), wat die stabiliteit verminder. Stromeleer studies bevestig dat 'n minimum van 8 K onderverkoeling voorkom vroeë verdamping in 89% van klein AC toepassings.
Na 'n aanvanklike metastabiele vloeistof fase, versnel die uitbreiding vinnig in die laaste derde van die buis, waar temperatuurgradiënte meer as 50°C/m kan oorskry. Dit beklemtoon die belangrikheid van akkurate koudemiddellaai en stelselontwerp.
Kapillêre buise speel 'n sleutelrol in dampkompressie stelsels deur as vaste orifis uitsettings toestelle te werk wat die hoë druk kondenseerder afdeling verbind met die lae druk verdamping afdeling van die stelsel. Wanneer die koelmiddel in hierdie nou buise vloei, is daar 'n skielike drukval wat veroorsaak dat vlaampie verdamping plaasvind. Wat hier gebeur is eintlik baie interessant, want die hoë druk onderverkoelde vloeistof word omgeskakel na 'n koeler versadigde mengsel wat dan effektief hitte kan absorbeer binne die verdamping komponent. Een groot verskil tussen kapillêre buise en termostaat uitsettings kleppe is dat hierdie buise geen sensore of bewegende komponente nodig het nie. Dit maak hulle veral geskik vir toepassings waar onderhoud tot 'n minimum moet wees en stelsels heeltemal gesluit is vanaf eksterne inmenging.
Kapillêre buise word algemeen gebruik in toepassings met vaste las wat sensitief is vir koste, as gevolg van hul betroubaarheid en eenvoud. Algemene stelsels sluit in:
Die klein ac kapillêre buisie ontwerp is veral effektief in kompakte installasies waar spasie en betroubaarheid van die allergrootste belang is. Hierdie stelsels werk gewoonlik onder 5 ton en lewer die beste onder stabiele buiteomstandighede. Hul selfkompenserende aard laat toe aanpassing by geringe lasveranderings sonder elektroniese beheer, wat die duursaamheid in permanente gesegelde stelsels verbeter.
Kapillêre buise bied werklike voordele wanneer dit kom by kleiner TSB-sisteme. Aangesien daar glad geen bewegende komponente betrokke is nie, beteken dit dat daar geen meganiese slytasie oor tyd plaasvind nie, wat die instandhoudingsbehoeftes sowel as uitvalle verminder. Die feit dat hierdie buise so min ruimte in beslag neem, maak dit ook maklik om in benoude installasies te pas. Daarbenewens help hul vermoë om vloeistofvloei redelik akkuraat te reguleer, om 'n bestendige sisteemprestasie onder verskillende toestande te handhaaf. 'n Onlangse verslag uit 2024 oor die betroubaarheid van TSB-sisteme het eintlik iets interessants getoon – sisteme wat kapillêre buise gebruik het ongeveer 32 persent minder diensoproep vir probleme met uitsettingsapparate in vergelyking met dié wat op elektroniese weergawes staatmaak.
Kappillêre buise pas die vloeitempo van die koelmiddel self aan wanneer daar veranderinge in die stelsel se las is. Wanneer die verdampingseenheid hoër lasse het, neem die drukverskil toe, wat meer koelmiddel deur die buis stoot. Omgekeerd, wanneer die lasse afneem, verminder die vloei net vanself sonder enige buitewyse inmenging. Wat hierdie buise so nuttig maak, is dat hulle stabiele werking handhaaf gedurende alles dit sonder die nodigheid van ingewikkelde sensore of beheerstelsels. Daar is egter een vang. Omdat kappillêre buise vaste dimensies het, werk hulle nie goed in situasies waar lasveranderlikes meer as ongeveer 40% bo of onder die oorspronklike ontwerpwaardes is nie. Hierdie beperking beteken dat operateurs versigtig moet wees om die toepassingsvereistes aan die buisspesifikasies aan te pas.
Die keuse van die regte kappillêre buis behels die balansering van drie sleutelfaktore:
Die regte materiaal-kombinasies kry, maak vandag baie verskil, veral wanneer dit by nuwer koudmiddles soos R-454B of R-32 kom. Standaard koperbuiswerk werk goed met baie van die gewone koudmiddles wat beskikbaar is, alhoewel dit soms 'n laag nikkelbelegting nodig het indien dit gebruik word met ammoniak-gebaseerde oplossings. Wanneer die materiale nie behoorlik ooreenstem nie, begin die stelsel met verloop van tyd beide binne die buise self en ook in die koudmiddelmengsel afbreek. Volgens navorsing van ASHRAE uit 2023 kan hierdie nie-ooreenstemming die stelseldoeleffektiwiteit werklik met byna 19% verminder. Daarom is die keuse van kompatibele materiale nie net goeie praktyk nie, dit is regtig wat die stelsels betroubaar laat werk oor jare heen, terwyl hul termiese werkverrigting behoue bly.
Hot Nuus
EN
