Tuburile capilare controlează cantitatea de agent frigorific care circulă prin sistem, datorită diametrului interior foarte mic, de obicei între jumătate de milimetru și doi milimetri. Când agentul frigorific fierbinte și sub presiune iese din condensor și intră în aceste tuburi minuscule, apare o frecare mare, ceea ce reduce presiunea cu aproximativ 85%, conform cercetărilor Ponemon din 2023. Scăderea bruscă a presiunii determină agentul frigorific să se extindă rapid, răcindu-se până când devine o combinație rece de lichid și vapori, înainte de a atinge bobina evaporatorului, unde are loc în mare parte procesul de răcire.
Tuburile capilare sunt utilizate în aproximativ 89% dintre unitățile de aer condiționat domestice ca dispozitive de expansiune cu orificiu fix, luând locul supapelor mecanice complicate pe care le vedem în alte locuri (conform datelor ASHRAE din 2023). Aceste tuburi mici sunt construite, în mod obișnuit, fie din cupru, fie din oțel inoxidabil. Ele ajută la reglarea cantității de agent frigorific care curge în secțiunea evaporatorului, ceea ce îmbunătățește, în cele din urmă, capacitatea sistemului de a absorbi căldura din aerul interior. Motivul pentru care aceste componente au devenit atât de răspândite? Designul simplu combinat cu o performanță fiabilă le face ideale pentru operațiuni de producție la scară largă. Sunt deosebit de importante pentru producătorii care vizează consumatorii preocupați de buget, care au nevoie de soluții de răcire fiabile fără să cheltuiască prea mulți bani la fabricile de producție a tuburilor capilare pentru aer condiționat din întreaga țară.
Reglarea debitului este determinată de trei factori principali:
Un design optimizat al tubului capilar a demonstrat că poate îmbunătăți ratingurile SEER cu 12–15% în sistemele de aer condiționat cu inverter, prin curgerea stabilă a agentului frigorific, conform studiilor recente Îmbunătățiri în proiectarea sistemelor HVAC .
Metalele care rezistă la coroziune joacă un rol critic atunci când materialele trebuie să reziste la schimbări repetate de temperatură și substanțe chimice agresive în timp. Majoritatea unităților de aer condiționat folosesc încă cupru pentru componentele interne, aproximativ trei sferturi dintre sistemele de aer condiționat utilizând acest material, conform datelor recente din industria HVAC din 2023, deoarece cuprul conduce foarte bine căldura și poate fi ușor modelat în timpul procesului de fabricație. Pentru sistemele de refrigerare care utilizează în mod specific amoniac, oțelul inoxidabil devine materialul de ales, deoarece rezistă mai bine efectelor corosive. Aliajele de bronz se regăsesc în anumite situații specifice cu presiune joasă, unde alte materiale s-ar putea să nu funcționeze la fel de eficient, deși aceste aplicații tind să fie destul de specializate în cadrul industriei.
Țevile din cupru fără cusături sunt produse prin procese de tragere la rece care ating o toleranță dimensională de 0,5%. Măsurarea inline cu raze X monitorizează grosimea peretelui în timpul procesului de tragere, menținând uniformitatea în limitele ±0,01 mm – esențială pentru o dozare precisă a agentului frigorific în sistemele de aer condiționat de precizie.
Cupru ETP (electrolytic-tough-pitch) cu un conținut de oxigen ≤0,04% previne fragilizarea cu hidrogen în timpul lipirii. După recristalizare, țevile sunt ajustate pentru a atinge 65 HRB pe scara Rockwell B, asigurând un echilibru între ductilitate și rezistență la presiune. Sisteme automate de vizualizare controlează toate țevile pentru conformitatea cu toleranțele diametrului conform ASME B36.19M înainte de livrare.
Fabricile de tub capilar AC folosesc tragere la rece multiplă pentru a obține diametre de până la 0,5 mm cu o precizie de ±0,01 mm. Materialul din cupru este redus în 6–12 etape folosind matrițe din carburi de wolfram, asigurând o grosime constantă a pereților. Sistemele de măsurare cu laser în timp real mențin stabilitatea dimensională în timpul rundelor de producție la viteze mari, care depășesc 25 m/min.
Geometria optimizată a matriței (unghiuri de atac de 12°–16°) și lubrifiantul pe bază de acid oxalic și săpun reduc fricțiunea la tragere cu 38% comparativ cu alternativele pe bază de petrol (TheZebra.org 2021). O secvență progresivă de matrițe menține rapoartele de tragere între 1,15 și 1,35 per trecere, permițând o reducere totală a secțiunii transversale de până la 75% fără a induce defecte materiale.
Între etapele de tragere, țevile de cupru sunt supuse unui recocere în loturi la 450–550°C în cuptoare controlate cu azot. Acest proces îi restaurează ductilitatea (prelungire ≥35%) și asigură o recristalizare completă în 90 de minute. Analiza metalografică verifică integritatea microstructurală înainte de prelucrarea ulterioară.
Tăietoarele CNC cu deplasare rapidă (flying cutters) separă țevile în lungimi de 1,5–6 m cu o precizie de ± 2 mm, la viteze de până la 30 m/min. Sistemele servo de înfășurare produc colaci cu greutatea între 150–300 kg, menținând o toleranță a diametrului colacului de 0,5 mm. Straturile de separare din polimer previn deteriorarea suprafeței în timpul manipulării și transportului.
Calitatea suprafeței influențează direct curgerea agentului frigorific și fiabilitatea sistemului. O suprafață interioară netedă (sub 0,8 µm Ra ) minimizează turbulențele și previne acumularea de particule care ar putea duce la microînfundări. Imperfecțiunile de suprafață care depășesc 5% din grosimea peretelui poate reduce capacitatea de răcire cu 12–18% (HVAC Tech Journal, 2023), subliniind necesitatea unor controale stricte de fabricație.
După deformarea la rece, tuburile sunt supuse unei decapări cu acid azotic pentru a elimina straturile de oxizi, urmată de o clătire în trei trepte cu apă dezionizată pentru a șterge substanțile chimice reziduale. Tuburile sunt apoi uscate cu cuite de aer cu viteză ridicată la 65–80°C , reducând conținutul de umiditate sub 50 PPM —un pas esențial pentru prevenirea coroziunii interne.
Ambalarea finală are loc în camere curate de clasa ISO 5, tuburile fiind sigilate în containere umplute cu azot pentru a inhiba oxidarea. Sistemele automate de manipulare minimizează contactul uman, iar contorii cu laser pentru particule verifică gradul de curățenie conform standardului MIL-STD-1246E. Facilitățile de top mențin nivelul de contaminare la ≤ 10 particule/cm² pentru particule mai mari de 0,5 µm.
Fiecare tub este testat la o presiune de 2,5× presiunea sa de funcționare (în mod obișnuit 500–800 psi) timp de 10–15 minute pentru a confirma integritatea structurală. Acest test hidrostatic detectează microscurgeri de până la 0,003 mm și asigură fiabilitatea sub presiunile reale ale agentului frigorific, în conformitate cu ghidurile ASHRAE 2024.
Micrometrele laser și calibrele ultrasonice verifică diametrul exterior cu o toleranță de ±0,01 mm și grosimea peretelui cu o toleranță de ±5%. Aceste măsurători asigură caracteristici constante ale curgerii și sunt monitorizate în timp real, unitățile necorespunzătoare fiind respinse automat pentru a respecta norma ASTM B280.
Testarea accelerată de durată simulează 15 ani de funcționare prin 50.000 de cicluri de presiune (50–300 psi) și șocuri termice de la -40°C la 120°C. Pentru a beneficia de acoperirea garanției, tuburile trebuie să-și păstreze cel puțin 95% din rezistența inițială la spargere (≥1.200 psi) după testare.
Fiecare tub este marcat cu un cod gravat laser care permite trasabilitatea completă până la materiile prime, parametrii de proces și înregistrările de inspecție—susținând cerințele pentru audituri de 10 ani.
În prezent, tuburile capilare își găsesc locul tot mai mult în pompele de căldură acționate de invertoare, mai ales deoarece producătorii au nevoie de componente care să funcționeze fiabil în condiții variabile de presiune, depășind cerințele sistemelor split tradiționale. Trecerea către alternative mai ecologice, cum ar fi agentul frigorific R-290, i-a determinat pe mulți proprietari de fabrici să-și reconsidere activitatea. Aproximativ 42% dintre cei care produc tuburi capilare pentru aer condiționat și-au modernizat procesele de producție începând cu începutul anului trecut. Aceste modernizări se concentrează pe prevenirea problemelor legate de fragilizarea la hidrogen, respectând în același timp noile reglementări privind siguranța, în continuă evoluție în acest sector.
Tuburile capilare au în principal rolul de dispozitive de laminare cu orificiu fix, reglementând fluxul agentului frigorific către partea evaporatorului pentru a îmbunătăți absorbția căldurii din aerul interior.
Cuprul este frecvent utilizat datorită conductivității sale termice excelente și ușurinței de modelare, ceea ce îl face potrivit pentru componentele de înaltă calitate ale sistemelor de aer condiționat.
Căderea de presiune este controlată de geometria tubului, lungimea acestuia și proprietățile refrigerentului, care influențează rezistența la curgere și diferențialul de presiune.
Standardul ASTM B280 specifică un cupru de 99,9% pur, asigurând compatibilitatea cu refrigerenții moderni și definind proprietăți esențiale precum rezistența la tracțiune și limitele de contaminare cu oxizi.
Știri Populare
EN
