Kapillaariputket säätävät jäähdytysnesteen virtausta järjestelmässä sen vuoksi, että niiden sisähalkaisija on erittäin pieni, yleensä puolen millimetrin ja kahden millimetrin välillä. Kun kuumaa, paineistettua jäähdytysainetta tulee kondensaattorista ja se johdetaan näihin kapeisiin putkiin, syntyy runsaasti kitkaa, mikä laskee painetta noin 85 %:lla, kuten Ponemonin tutkimus vuonna 2023 osoittaa. Yhtäkäinen paineen lasku saa jäähdytysaineen laajenemaan nopeasti ja samalla kylmenevänä, kunnes se muuttuu viileäksi neste-höyry-seokseksi juuri ennen kuin se saapuu höyrystinkelään, jossa suurin osa jäähdytyksestä tapahtuu.
Kapillaariputkia käytetään noin 89 prosentissa kotien ilmanlämmityslaitteista kiinteäorauslaajenituslaitteina, korvaamalla niitä monimutkaisempia mekaanisia venttiileitä, joita käytetään muualla (ASHRAE:n vuoden 2023 tiedot). Nämä pienet putket on yleensä valmistettu joko kuparista tai ruostumattomasta teräksestä. Ne auttavat säätämään, kuinka paljon jäähdytysnestettä virtaa höyrystinosaan, mikä parantaa merkittävästi järjestelmän kykyä imeä lämpöä sisäilman sisältä. Miksi nämä komponentit ovat tulleet niin yleisiksi? Yksinkertainen rakenne yhdistettynä luotettavaan suorituskykyyn tekee niistä täydellisiä suurten valmistusten tarpeisiin. Erityisen tärkeitä ne ovat valmistajille, jotka suuntaavat budjettitietoisille kuluttajille tarjoamaan luotettaita jäähdytysratkaisuja ilman, että tulee kalliiksi ilmanlämmityksen kapillaariputkien valmistustiloissa ympäri maata.
Virran säätö määräytyy kolmen pääasiallisen tekijän perusteella:
Optimoitu kapillaariputkiston suunnittelu on osoittanut parantavan SEER-lukemia 12–15 % invertteripohjaisissa ilmanlämmitysjärjestelmissä vakion lämmönvaihdantuksen ansiosta, viimeaikaisen tutkimuksen mukaan Ilmanvaihtojärjestelmän suunnittelun parannukset .
Metallit, jotka kestävät korroosiota, ovat kriittisen tärkeitä, kun materiaalien on kestettävä toistuvia lämpötilanvaihteluita ja kovia kemikaaleja ajan mittaan. Useimmat ilmankonditionerit luottavat edelleen kupariin sisäosien valmistukseen, ja noin joka kolme ilmankonditioneristä neljästä käyttää kuparia, koska kupari johtaa lämpöä erittäin hyvin ja sitä voidaan helposti muokata valmistuksen aikana, kuten HVAC-teollisuuden vuoden 2023 tiedot osoittavat. Ammoniakkia käsittelevissä kylmäjärjestelmissä ruostumaton teräs on suositeltu valinta, koska se kestää paremmin korroosion vaikutuksia. Messinki-seokset löytyvät tietyissä matalapaineisissa sovelluksissa, joissa muut materiaalit eivät toimi yhtä tehokkaasti, vaikka nämä sovellukset ovat erikoistuneita teollisuudessa.
Sauvattomat kupariputket valmistetaan kylmävedon prosessilla, jolla saavutetaan 0,5 %:n mittatarkkuus. Jatkuvatoiminen röntgenpaksuusmittaus valvoo seinämän paksuutta vedon aikana, ylläpiden tasaisuutta ±0,01 mm sisällä – tärkeää tarkan kylmäaineen mittaamisen kannalta tarkkojen ilmanvaihtojärjestelmien komponenteissa.
Elektrolyyttinen kovapitoinen (ETP) kupari, jossa on ≤0,04 %:n happipitoisuus, estää vetyembrittlementin juottamisen aikana. Annuittamisen jälkeen putkia pyritään saavuttamaan 65 HRB Rockwell B -asteikolla, tasapainottamalla muovattavuutta ja painekestävyyttä. Automaattiset näköjärjestelmät tarkistavat kaikki putket ASME B36.19M:n mukaisesti ennen toimitusta.
AC-putkien valmistajat käyttävät moninkertaista kylmävetomenetelmää saadakseen halkaisijat jopa 0,5 mm ±0,01 mm tarkkuudella. Alkuperäinen kuparimateriaali pienennetään 6–12 vaiheessa käyttäen volframikarbidin muottien avulla, jolloin varmistetaan yhtenäinen seinämänpaksuus. Reaaliaikaiset laser mittausjärjestelmät pitävät mittojen vakautena nopeilla tuotantokierroksilla, jotka ylittävät 25 m/min.
Optimoidut muotin geometria (12°–16° lähestymiskulmat) ja oksaalihappo- ja saippuavoitelut vähentävät vetoa 38 % verrattuna petroliinipohjaisiin vaihtoehtoihin (TheZebra.org 2021). Vaiheittainen muottijärjestys pitää vetoasteet välillä 1,15–1,35 kierroksessa, mikä mahdollistaa jopa 75 %:n kokonaispoikkipinta-alan pienenemisen aiheuttamatta materiaalivikoja.
Kupari putket läpäisevät eräperäistä jälkilämmitystä 450–550 °C typön hallitussa uunissa piirrosvaiheiden välillä. Tämä palauttaa muovisuuden (≥35 % venymä) ja varmistaa täyden uudelleenkiteytymisen 90 minuutin kuluessa. Metallografisella analyysillä varmistetaan mikrorakenteen eheys ennen lisäkäsittelyä.
CNC-lentoleikkurit leikkaavat putket 1,5–6 metrin pituisiksi ± 2 mm tarkkuudella nopeudella jopa 30 m/min. Servo-ohjatut kierukointijärjestelmät tuottavat kelat, joiden paino on 150–300 kg, ja ne ylläpitävät kelan halkaisijan tarkkuutta 0,5 mm:n tarkkuudella. Polymeeriset välikerrosten kerrokset estävät pintojen vaurioitumisen käsittelyssä ja kuljetuksessa.
Pintalaatu vaikuttaa suoraan kylmäaineen virtaukseen ja järjestelmän luotettavuuteen. Sileä sisäpinta (alle 0,8 µm Ra ) vähentää virtausvillityä ja estää hiukkasten kertymistä, joka voisi johtaa mikrokimmoitukseen. Pinnan epäkohdat, jotka ylittävät 5 % putken seinämänpaksuutta voi vähentää jäähdytyskapasiteettia 12–18 % (HVAC Tech Journal, 2023), mikä korostaa tarvetta tiukkojen valmistuksen valvontatoimien käytölle.
Vetämisen jälkeen putket käydään typpihapolla peseytämällä poistamaan hapetuskerrokset, minkä jälkeen ne huuhtellaan kolmessa vaiheessa deionoidulla vedellä jäljelle jääneiden kemikaalien poistamiseksi. Suurivirtaisten ilmateräiden avulla putket kuivataan lämpötilassa 65–80 °C , jolloin kosteus sisällön määrä vähenee alle 50 ppm —tärkeä vaihe sisäisen korroosion estämisessä.
Lopullinen pakkauksen toteutetaan ISO-luokan 5 siisteyshumahuoneissa, jossa putket sinetoidaan typpikaasulla täytettyihin säiliöihin estämään hapettumista. Automaattiset käsittelyjärjestelmät minimoivat ihmisen aiheuttaman kosketuksen, kun taas laserhiukkasmittarit tarkistavat siisteyden MIL-STD-1246E-standardin mukaisesti. Parhaat laitokset ylläpitävät saastumistasoa enintään 10 hiukkasta/cm² hiukkasiin, jotka ovat suurempia kuin 0,5 µm.
Jokaista putkea testataan 2,5 kertaa sen käyttöpaineella (yleensä 500–800 psi) 10–15 minuutin ajan vahvistamaan rakenteellinen eheys. Tällä hydrostaattisella testillä voidaan havaita vuotoja, jotka ovat jopa 0,003 mm:n kokoisia, ja varmistetaan luotettavuus oikeissa käyttöolosuhteissa, mukaan lukien ASHRAE 2024 -suositusten mukaisuus.
Laserimikrometrit ja ultraääni mittarit tarkistavat ulkohalkaisijan ±0,01 mm:n ja seinämänpaksuuden ±5 %:n tarkkuudella. Näillä mittauksilla varmistetaan virtausominaisuuksien yhtenäisyys ja valvonta tapahtuu reaaliaikaisesti, epästandardien yksiköiden hylkääminen automaattisesti ASTM B280 -standardin mukaisesti.
Kiihdytetty elinaikatesti simuloi 15 vuoden käyttöä 50 000 painekierteen (50–300 psi) ja lämpöshokkien -40 °C:sta 120 °C:een avulla. Takuun saamiseksi letkujen on säilytettävä vähintään 95 % alkuperäisestä murtolujuudestaan (≥1 200 psi) testin jälkeen.
Jokainen letku on merkitty laserin avulla luodulla koodilla, joka mahdollistaa täyden jäljitettävyyden raaka-aineisiin, prosessiparametreihin ja tarkastustietoihin – täten tuomaan 10 vuoden tarkastusvaatimukset.
Kapillaariputkia käytetään yhä useammin inverterteijä käyttävissä lämpöpumpuissa, erityisesti kun valmistajat tarvitsevat komponentteja, jotka toimivat luotettavasti erilaisissa paineolosuhteissa, joita vaaditaan perinteisiä jakekoneita enemmän. Vihreämpien vaihtoehtojen, kuten R-290-kylmäaineen, käytön lisääntyminen on pakottanut monia tehtaiden omistajia uudelleenorganisoimaan toimintaansa. Noin 42 prosenttia ilmanlämmityksen kapillaariputkia valmistavista yrityksistä on uudistanut tuotantoprosessejaan viime vuoden alusta lähtien. Nämä uudistukset keskittyvät ongelmien estämiseen vedyn aiheuttaman haurauden kanssa ja pysytään mukana koko ajan kehittyvissä turvallisuusmääräyksissä.
Kapillaariputket toimivat ensisijaisesti kiinteäaukkoina laajenemislaitteina, jotka säätelevät kylmäaineen virtausta haihdutinosaan, jotta lämmön imeytymistä sisäilman keskeltä voidaan parantaa.
Kuparia käytetään yleisesti sen erinomaisen lämmönjohtavuuden ja muovattavuuden vuoksi, mikä tekee siitä sopivan korkealaatuisiin ilmanlämmityskomponentteihin.
Paine-eron lasku hallitaan putken geometrian, pituuden ja kylmäaineen ominaisuuksien avulla, jotka vaikuttavat virtausvastukseen ja paine-eroon.
ASTM B280 -standardi määrittelee 99,9 %:n puhdasta kuparia, joka takaa yhteensopivuuden nykyaikaisten kylmäaineiden kanssa ja määrittää keskeiset ominaisuudet, kuten vetolujuuden ja hapeton pitoisuusrajat.
EN
Uutiskanava