Օդի սառեցման սարքերում գտնվող կոնդենսատային խողովակը կարևոր մաս է կազմում տաքացման, օդի սառեցման և օդի փոխանակման համակարգերի համար, որը տեղադրված է կոնդենսատորի և գոլորշիացման սարքի միջև: Այս բաղադրիչը կարգավորում է սառեցնող հեղուկի հոսքի քանակը՝ ստեղծելով ճնշման անկում: Այս գործընթացը բարձր ճնշման հեղուկ սառեցնող միջավայրը փոխակերպում է ցածր ճնշման միջավայրի, որից հետո այն հասնում է գոլորշիացման բաժնին: Քանի որ այստեղ շարժվող մասեր չկան, այդ խողովակների ամրակայված ձևը դրանք դարձնում է ավելի հուսալի այլընտրանքների համեմատ, ինչպիսիք են ընդարձակման փականները, ինչպես նաև դրանք սովորաբար ավելի էժան են լինում: Օրինակ՝ մի սովորական կոնդենսատային խողովակի տրամագիծը մոտ 0.031 դյույմ է: Այդպիսի չափը սովորաբար ճնշումը կրճատում է մոտավորապես կեսով նորմալ աշխատանքային պայմաններում, ինչը օգնում է պահպանել հեղուկի հոսքի կայունությունը ամբողջ համակարգում:
Ռեֆրիժերատի շարժումը այդ փոքրիկ կապիլյար խողովակներով հետևում է թերմոդինամիկայի հիմնարար սկզբունքներին, որոնք մենք բոլորս էլ իրար հետ սովորել ենք դպրոցում: Երբ ճնշումը նվազում է կոնդենսատորի կողմից դեպի գոլորշիացման կողմ, ռեֆրիժերատի հետ տեղի է ունենում մի հետաքրքիր երևույթ, քանի որ այն փոխում է իր վիճակը: Լիքը ռեֆրիժերատը իրականում կլանում է թաքնված ջերմությունը՝ ընդարձակվելով, ինչը մտածելու համար շատ էլ զվարճալի է: Երբ ռեֆրիժերատը շարժվում է այդ նեղ անցումներով, շփումը ստեղծում է ջերմություն ճանապարհին: Դա հանգեցնում է էնտալպիայի նկատելի նվազման՝ մոտ 120-ից մինչև 150 կՋ կիլոգրամի վրա ստանդարտ համակարգերի մեծամասնության դեպքում: Բոլոր այդ գործոնները միասին աշխատում են, որպեսզի ջերմությունը համակարգում արդյունավետ շարժվի և պահպանվի կայուն գործողությունը՝ նույնիսկ այն դեպքում, երբ պահանջարկը տատանվում է օրվա ընթացքում:
| Խողովակի երկարություն | /Internal տրամագիծ: | Ճնշման Անկում | Զանգվածային Հոսքի Արագություն |
|---|---|---|---|
| 1.5 մ | 0.8 MM | Բարձրություն | ต่ำ |
| 2.2 մ | 1.0 մմ | Միջավոր | ՄԻՋԻՆ |
| 3,0 մ | 1.2 մմ | ต่ำ | Բարձրություն |
Կապիլյար խողովակների ձևն ու չափը իսկապես կարևոր են, քանի որ դա ազդում է համակարգի արդյունավետության վրա: Ավելի երկար խողովակները հեղուկի հոսքին ավելի մեծ դիմադրություն են ստեղծում, իսկ ավելի մեծ տրամագծով խողովակները թույլ են տալիս ավելի շատ նյութ անցնել: Որոշ փորձարկումներ 0.5 մմ և 1.5 մմ չափով խողովակների վրա ցույց տվեցին, որ ավելի լայն խողովակներն ունեն մոտ 63% ավելի լավ հոսքի հզորություն, երբ մնացած բոլոր պայմանները նույնն էին: Ճիշտ չափը գտնելը եղել է շատ քիչ և շատ շատի միջև հավասարակշռություն գտնելը: Եթե խողովակը շատ փոքր է, հովացնող հեղուկը բավարար չի լինի գոլորշիացուցիչի համար: Խողովակը շատ մեծ է՞ թե՝ կոմպրեսորը կլցվի հեղուկով, ինչը ոչ ոք չի ցանկանա: Տեխնիկները ժամեր են ծախսում այդ հաշվարկները կատարելու վրա, քանի որ ճիշտ ընտրված չափը նշանակում է այն տարբերությունը, որն ապահովում է արդյունավետ օդի սառեցման համակարգի և էներգիան կորցնող ու ավելի հաճախ կոտրվող համակարգի միջև:
Ռեֆրիժերատի մուտքի ջերմաստիճանը համակարգ մտնելու պահին մեծ դեր է խաղում ապահովելու մազանման խողովակների արդյունավետ աշխատանքը, քանի որ այն փոխում է ռեֆրիժերատի հաստությունը և նրա վիճակների միջև անցումը: Երբ մուտքի ջերմաստիճանը բարձրանում է մոտ 12 աստիճան Ցելսիուսով, R410A-ի խտությունը նվազում է մոտ 18%: Սա արագացնում է ռեֆրիժերատի հոսքը խողովակներով, սակայն փոքրացնում է ճնշման տարբերությունը, որն անհրաժեշտ է ճիշտ ջերմափոխանակման համար: Առևտրական HVAC տեղակայումներից ստացված իրական տվյալների վերլուծությունը ցույց է տվել նաև մեկ այլ կարևոր բան: Այն համակարգերում, որտեղ մուտքի ջերմաստիճանները չեն համընկնում պահանջվող արժեքների հետ, հնարավոր է ստանդարտ սառեցման հզորության կորուստ մինչև 23% չափով՝ ըստ ASHRAE-ի 2023 թվականին հրապարակված վերջին հետազոտությունների: Այդպիսի կորուստները ժամանակի ընթացքում կարող են մեծ նշանակություն ունենալ շենքերի շահագործման համար պատասխանատու կազմակերպությունների համար, ովքեր փորձում են պահպանել ներքին տարածքների հարմար պայմանները:
Երբ պղնձե կապիլյար խողովակները տաքանում են, դրանք իրականում ընդարձակվում են մոտավորապես 0.017% ամեն 10 աստիճան Ցելսիուսով ջերմաստիճանի բարձրացման դեպքում: Այս ընդարձակումը հանգեցնում է ներքին տրամագծի 0.008 միլիմետրով կրճատման, ինչը ստեղծում է խնդիրներ հեղուկի հոսքի համար: Խնդիրը ավելի է նկատելի դառնում, երբ շրջապատող միջավայրի ջերմաստիճանը գերազանցում է 45 աստիճան Ցելսիուսը: Գերանցված տարվա հետազոտությունների համաձայն՝ խողովակների գալարաձև դասավորությունները ավելի լավ են կարգավորում ջերմաստիճանային փոփոխությունների հետ կապված խնդիրները, քան ուղիղ դասավորությունները: Փորձարկումները ցույց տվեցին, որ գալարները ջերմային փոփոխություններից հոսքի տատանումները կրճատում են մոտավորապես երկու երրորդով համեմատած ավանդական ուղիղ խողովակների հետ, ինչը դրանք դարձնում է համակարգերի համար համապատասխան ընտրություն՝ մեծ ջերմաստիճանային տատանումների դեպքում:
R407C-ն ցուցադրում է 31% ավելի մեծ ծավալային հոսքի տատանումներ, քան R410A-ն, երբ շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանը տատանվում է 20°C-ից մինչև 40°C: Մասնակի բեռնվածությամբ աշխատանքը ավելի է խորացնում այս էֆեկտը, իսկ փոփոխական արագությամբ կոմպրեսորներում կապիլյար խողովակները փորձում են զանգվածի հոսքի տատանումներ, որոնք 2.7 անգամ ավելի մեծ են, քան հաստատուն արագությամբ համակարգերում:
Երբ ջերմաստիճանը անցնում է 35 աստիճան Ցելսիուսի սահմանը, հոսքի դիմադրությունը ողջ աճում է՝ ավելանալով մոտ 42% -ով ավելի արագ յուրաքանչյուր հերթական աստիճանի դեպքում: Ինչու՞ է սա տեղի ունենում: Լավ, շատ տարրեր են ազդում այդ երևույթի վրա, երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է: Նախ, Ռեյնոլդսի թիվը մոտ 2300-ի անցնելուց հետո սկսվում է բարդանալ հոսքի կայունությունը: Այնուհետև խորան գոլորշի առաջացումը խորանների միջին մասերում: Եվ մի մոռանանք նաև այն, թե ինչպես է մակերեսի խորանդաշտը աճում ժամանակի ընթացքում: Լաբորատոր փորձերը համոզիչ ցույց են տվել նաև մի այլ հետաքրքիր փաստ: Երբ ջերմաստիճանը տատանվում է 10 աստիճանով, համակարգի արդյունավետությունը տատանվում է մոտ 19% -ով ավելի շատ, քան ճնշման նման փոփոխությունների դեպքում: Սա ցույց է տալիս, թե ինչքան զգայուն են այս փոքրիկ կապիլյար խորանները նույնիսկ փոքր ջերմաստիճանային տատանումների նկատմամբ շահագործման ընթացքում:
R22-ի, R407C-ի և R410A-ի արդյունավետությունը կապիլյար խողովակների համակարգերում կտրուկ տարբերվում է իրարից՝ դրանց տարբեր հատկությունների պատճառով, ինչպիսիք են մածուցիկությունը, խտությունը և թաքնված ջերմության բնութագրերը: Երբ փորձարկվում է մոտ 45 աստիճան Ցելսիուս շրջապատող միջավայրի ջերմաստիճանում, Կիմի և նրա գործընկերների 2002 թվականին կատարած հետազոտությունները ցույց տվեցին, որ R22-ն իրականում նույն խողովակներով մոտ 12-ից 18 տոկոսով ավելի շատ զանգված է տեղափոխում, քան R407C-ն: Սակայն այս պատմության կա նաև մեկ այլ կողմ: R410A-ն կարողանում է ապահովել մոտ 15-ից 22 տոկոսով ավելի լավ ջերմափոխանակման արդյունավետություն, քան սովորական R22-ն, նույնիսկ եթե ծավալով այն 8-ից 10 տոկոսով ավելի դանդաղ է հոսում: Սա դարձնում է R410A-ն նոր սերնդի համակարգերի համար հայտնի ընտրություն, չնայած այն բանին, որ ավելի բարձր շահագործման ճնշումներ է պահանջում: Վերջերս հրապարակված 2022 թվականի հետազոտությունները նաև այլ խնդիր բացահայտեցին R407C-ի հետ կապված: Նրա ջերմաստիճանային տիրույթը ստեղծում է փոքր, սակայն նկատելի արդյունավետության անկում՝ մոտ 4-ից 7 տոկոսով ֆիքսված հատվածքի համակարգերում՝ համեմատած մեկ բաղադրիչ ունեցող սառեցնող հեղուկների հետ, ինչը տեխնիկները պետք է հիշենք համակարգի նախագծման և նորոգման ընթացքում:
Ռեֆրիժերանտների տարբեր տեսակների աշխատանքը ջերմաստիճանի բարձրացման և իջեցման դեպքում մեծապես փոխվում է: Վերցրեք, օրինակ, այն իրադրությունը, երբ խտացման ջերմաստիճանը շուրջ 30 աստիճան Ցելսիուս է: R410A-ն ամեն ինչ բավականին կայուն է պահում՝ հոսքի արագության փոփոխությունը 3 տոկոսի սահմաններում է: Սակայն R407C-ն ավելի տարբեր պատկեր է ցուցադրում իր զեոտրոպիկ բնույթի պատճառով, ցույց տալով ավելի մեծ տատանումներ՝ մոտ 9 տոկոս: Երբ դիտարկում ենք ցածր բեռնվածության պայմանները, երբ շրջապատող միջավայրի ջերմաստիճանը իջնում է 15 աստիճան Ցելսիուսի մինչև, R22-ի համար սկսվում են խնդիրները: Ավելի ցածր կրիտիկական ջերմաստիճանի պատճառով վաղ սկսվում է գազի անցումը, որը սառեցման հզորությունը նվազեցնում է 14-19 տոկոսով այն նշանից, ինչ կարող է տրամադրել R410A-ն: Տեսանելի է, որ իրականում մշակվել է մոդել 2003 թվականին Չոիի կողմից, որը բավականին լավ է կանխատեսում այդ ոչ գծային վարքագծերը: Կանխատեսումները համընկնում են իրական չափումների հետ 88-92 տոկոս դեպքերում 20-ից մինչև 55 աստիճան Ցելսիուս աշխատանքային տիրույթներում, չնայած ոչ ոք չի պնդում, որ այն բոլոր իրադրություններում կատարյալ է:
R22 համակարգերի R410A-ով վերակառուցումը պահանջում է կապիլյար խողովակի չափերի վերակարգավորում՝ 40% ավելի բարձր շահագործման ճնշումներին հարմարվելու համար: 85 վերակառուցման նախագծերի տվյալները ցույց են տվել, որ անբավարար չափերի դեպքում առաջանում է՝
Ըստ ASHRAE 2023 թվականի վերակառուցման ուղեցույցների՝ վերակարգավորման համար թերմոդինամիկ սիմուլյացիոն գործիքների օգտագործումը օպտիմալացված դեպքերում նվազեցրել է այդ անարդյունավետությունները 63%-ով:
Ուղիղ կապիլար խողովակները ջերմաստիճանի բարձրանալու դեպքում ավելի լավ են պահում սառեցնող հեղուկի հոսքի կայունությունը, քանի որ նրանք միատեսակ լայնական հատույթ ունեն իրենց ամբողջ երկարությամբ: Փորձարկումները ցույց են տվել, որ այդ ուղիղ կառուցվածքները ջերմային լարվածության փորձարկման ընթացքում մոտ 15 տոկոսով ավելի քիչ ճնշման անկում են ապահովում համեմատաբար փաթաթված տարբերակների հետ: Պարզ ուղիղ ճանապարհը նվազեցնում է անորդների խնդիրները, որոնք հաճախ առաջանում են փաթաթված խողովակներում, երբ շրջապատող միջավայրի ջերմաստիճանը հասնում է մոտ 95 Ֆահրենհայտի կամ ավելի բարձր: Իհարկե, փաթաթված մոդելները տեղ են զբաղեցնում ավելի քիչ, սակայն ծուռ հատվածները ստեղծում են լրացուցիչ դիմադրություն, իսկ հեղուկը շարժվում է նրանց միջով: Այդ մեծացած շփումը իրականում նվազեցնում է զանգվածային հոսքի կայունությունը մոտ 8-ից 12 տոկոս այդ շատ բարձր ջերմաստիճանների դեպքում, ինչպես ցույց են տվել վերջին տարիներին անցկացված տարբեր HVAC համակարգերի մոդելավորումները:
Կապիլյար խողովակների նախագծման ժամանակ տրամագծի և երկարության միջև ճիշտ հավասարակշռություն ստանալը շատ կարևոր է, հատկապես հաշվի առնելով, թե ինչպես են նյութերը ընդարձակվում տաքացնելիս: Շատ ինժեներներ նկատում են, որ մոտավորապես 0.03-ից մինչև 0.05 դյույմ լայնությամբ խողովակները բավականին լավ արդյունք են տալիս, իսկ երկարությունը սովորաբար տատանվում է 12 ոտնից մինչև 20 ոտնի երկարություն: Այս չափերը հիմնականում համապատասխանում են գրեթե բոլոր եղանակային պայմաններին, որոնք հանդիպում են սովորական շահագործման ընթացքում, սկսած ցուրտ ձմեռային առավոտներից մոտ 40 աստիճան Ֆարենհայտով մինչև ամռան շոգը, որը հասնում է 115 աստիճան Ֆ-ի: Այսօրվա նախագծողները սկսել են արհեստական ինտելեկտը ներառել իրենց սիմուլյացիոն գործիքներում, ինչը օգնում է կանխատեսել, թե ինչպես կարող են խողովակները դեֆորմացվել տարբեր ջերմաստիճանների տակ: Սա թույլ է տալիս ավելի խելամի որոշումներ կայացնել պատի հաստության ճշգրտումների վերաբերյալ, որպեսզի հեղուկի հոսքը մնա հաստատուն մոտավորապես 3 տոկոսի սահմաններում նույնիսկ այն բարդ ջերմաստիճանային տատանումների ընթացքում, որոնք տեղի են ունենում եղանակների փոփոխության ժամանակ:
Դինամիկ մոդելավորման կիրառումը հնարավորություն է տվել կանխատեսել, թե ինչպես են սղոցաձև խողովակները աշխատում, երբ շրջապատում ջերմաստիճանները փոխվում են: Եղած հետազոտություններից մեկի համաձայն՝ հրապարակված անցյալ տարի, CFD անվանումով համակարգչային սիմուլյացիաները իրոք կարող են բավականին ճշգրիտ կանխատեսել սառեցնող հեղուկի հոսքի խնդիրները՝ սովորաբար իրական փորձարկումների արդյունքների 5% սխալի սահմաններում: Այդ մոդելների հզորությունը նրանում է, որ դրանք հաշվի են առնում գործնականում կարևոր գործոնները՝ ինչպես օրինակ սառեցնող հեղուկների հեղուկից գազային վիճակի անցումը, ինչպես նաև պղնձե խողովակների ջերմությամբ փոքր-ինչ ընդարձակումը՝ մոտ 0.02 միլիմետր մեկ աստիճան Ցելսիուսի դեպքում: Այդպիսի մանրամասների հաշվառումը օգնում է ճյուղավոր ինժեներներին ստեղծել ավելի լավ նախագծեր, հատկապես այն դժվարին կիրառումների դեպքում, որտեղ ճշգրտությունը ամենաշատն է կարևոր:
Մեքենայական ուսուցումը փոխակերպում է ապակե խողովակների օպտիմալացումը՝ վերլուծելով տվյալների տասնամյակային օպերացիոն պատմությունը: 2024 թվականի արդյունաբերական զեկույցը ցույց տվեց, որ ԱԻ-ով ստեղծված դիզայները էներգիայի սպառումը 12-18% կրճատում են ստանդարտ մեթոդների համեմատ: Սակայն ինժեներները պետք է հաստատենք ԱԻ արդյունքները ֆիզիկական փորձարկումների հիման վրա, հատկապես ստանդարտ շահագործման պայմաններից դուրս եղած ծայրահաստ պայմանների դեպքում:
Առաջատար արտադրողները ընդունում են ջերմաստիճանային պատասխան ապակե խողովակներ՝ ներառում ենք
Այս հարմարվող ռազմավարությունը պահում է հնարավոր սառեցման արդյունքը՝ անկախ ամբիենտ տատանումներից մինչև 25°C, գերազանցելով ֆիքսված դիզայնի խողովակներին 19% -ով ASHRAE լարվածության գնահատումներում:
Խիստ նորություններ2025-07-22
2025-07-02
2025-07-21
EN
