Капиллярные трубки регулируют объем циркулирующего в системе хладагента, поскольку их внутренний диаметр очень мал — обычно от половины миллиметра до двух миллиметров. Когда горячий хладагент под давлением выходит из конденсатора и попадает в эти крошечные трубки, возникает большое трение, в результате которого давление падает примерно на 85%, согласно исследованиям Ponemon за 2023 год. Резкое падение давления приводит к быстрому расширению хладагента, в результате чего он охлаждается до состояния холодной смеси жидкости и пара непосредственно перед поступлением в испарительную катушку, где происходит основное охлаждение.
Капиллярные трубки используются примерно в 89 процентах бытовых кондиционеров в качестве устройств расширения с фиксированным отверстием, заменяя собой сложные механические клапаны, которые можно увидеть в других устройствах (по данным ASHRAE за 2023 год). Эти небольшие трубки обычно изготавливаются из меди или нержавеющей стали. Они помогают регулировать количество хладагента, поступающего в испаритель, что в конечном итоге улучшает способность системы поглощать тепло из внутреннего воздуха. Почему эти компоненты получили такое широкое распространение? Простота конструкции в сочетании с надежной работой делает их идеальными для массового производства. Особенно важно для производителей, ориентированных на экономных потребителей, которым нужны надежные решения для охлаждения без значительных затрат в производственных цехах по выпуску капиллярных трубок для кондиционеров по всей стране.
Регулирование потока определяется тремя основными факторами:
Оптимизированная конструкция капиллярной трубки, как показали недавние исследования, может повысить рейтинг SEER на 12–15% в инверторных кондиционерах за счёт стабильного потока хладагента Улучшения в проектировании систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха .
Металлы, устойчивые к коррозии, играют важную роль, когда материалы должны выдерживать многократные изменения температуры и воздействие агрессивных химических веществ со временем. Большинство кондиционеров по-прежнему используют медь для внутренних компонентов, примерно три четверти систем кондиционирования используют медь, потому что она обладает отличной теплопроводностью и легко поддается формовке во время производства, согласно данным отрасли HVAC за 2023 год. Для систем охлаждения, работающих с аммиаком, нержавеющая сталь становится предпочтительным материалом, поскольку она лучше сопротивляется коррозионным эффектам. Сплавы латуни находят свое применение в определенных ситуациях с низким давлением, где другие материалы могут быть менее эффективными, хотя эти применения обычно довольно специализированы в рамках отрасли.
Бесшовные медные трубы производятся методом холодной протяжки, обеспечивающей размерное допуск 0,5%. Встроенные рентгеновские измерительные приборы контролируют толщину стенки во время протяжки, поддерживая однородность в пределах ±0,01 мм — это критично для точного дозирования хладагента в прецизионных кондиционерах.
Медь с электролитическим отжигом (ETP) с содержанием кислорода ≤0,04% предотвращает охрупчивание водородом во время пайки. После отжига трубы обрабатываются для достижения показателя 65 HRB по шкале Роквелла B, обеспечивая баланс между пластичностью и устойчивостью к давлению. Системы автоматического оптического контроля проверяют все трубы на соответствие диаметральным допускам ASME B36.19M перед отгрузкой.
На заводах по производству капиллярных трубок переменного тока используются многоступенчатое холодное волочение для достижения диаметров до 0,5 мм с точностью ±0,01 мм. Медную заготовку уменьшают за 6–12 этапов с использованием матриц из карбида вольфрама, обеспечивая постоянную толщину стенок. Системы лазерных измерений в реальном времени поддерживают размерную стабильность во время высокоскоростных производственных циклов, превышающих 25 м/мин.
Оптимизация геометрии матриц (углы подхода 12°–16°) и использование смазок на основе щавелевой кислоты и мыла снижает силу трения при волочении на 38% по сравнению с нефтяными аналогами (TheZebra.org 2021). Последовательная схема матриц поддерживает коэффициенты обжатия на уровне от 1,15 до 1,35 на проход, позволяя достичь общего уменьшения поперечного сечения до 75% без возникновения дефектов материала.
На этапах между черчением медные трубы подвергаются пакетной термической обработке при температуре 450–550°C в печах с контролируемой атмосферой азота. Это восстанавливает пластичность (удлинение ≥35%) и обеспечивает полную рекристаллизацию в течение 90 минут. Металлографический анализ подтверждает микроструктурную целостность перед дальнейшей обработкой.
ЧПУ-устройства с летающей резкой разрезают трубы на отрезки длиной 1,5–6 м с точностью ±2 мм при скорости до 30 м/мин. Сервоприводные системы намотки производят бухты весом 150–300 кг, обеспечивая постоянство диаметра бухты с точностью до 0,5 мм. Полимерные прокладочные слои предотвращают повреждение поверхности при транспортировке и обращении.
Качество поверхности напрямую влияет на поток хладагента и надежность системы. Гладкая внутренняя поверхность (менее 0,8 µм Ra ) минимизирует турбулентность и предотвращает накопление частиц, которые могут привести к микрозасорам. Недостатки поверхности, превышающие 5% толщины стенки может снизить охлаждающую способность на 12–18% (HVAC Tech Journal, 2023), что подчеркивает необходимость строгого контроля при производстве.
После волочения трубы подвергаются кислотной очистке в азотной кислоте для удаления оксидных слоев, после чего следует трехступенчатая промывка деионизированной водой для удаления остаточных химических веществ. Трубы сушатся с использованием воздушных ножей с высокой скоростью потока при 65–80°C , снижая содержание влаги до уровня ниже 50 ЧАСТ/МЛН — критический этап предотвращения внутренней коррозии.
Окончательная упаковка выполняется в чистых помещениях класса ISO 5, трубы запечатываются в контейнеры с продувкой азотом для предотвращения окисления. Системы автоматической обработки минимизируют контакт с человеком, а лазерные счетчики частиц проверяют чистоту в соответствии с MIL-STD-1246E. Ведущие предприятия поддерживают уровень загрязнения на уровне ≤ 10 частиц/см² для частиц размером более 0,5 мкм.
Каждая трубка испытывается при давлении, превышающем рабочее в 2,5 раза (обычно 500–800 psi), в течение 10–15 минут для подтверждения целостности конструкции. Это гидростатическое испытание позволяет обнаруживать микроскопические утечки размером до 0,003 мм и гарантирует надежность при реальных давлениях хладагента в соответствии с рекомендациями ASHRAE 2024.
Лазерные микрометры и ультразвуковые датчики проверяют наружный диаметр с допуском ±0,01 мм и толщину стенки с допуском ±5%. Эти измерения обеспечивают стабильные характеристики потока и осуществляются в режиме реального времени, при этом изделия, не соответствующие требованиям, автоматически отбраковываются для соблюдения стандартов ASTM B280.
Ускоренные испытания на долговечность имитируют 15 лет эксплуатации через 50 000 циклов давления (50–300 psi) и тепловые удары от -40°C до 120°C. Для получения права на гарантийное покрытие трубы должны сохранять не менее 95% своей начальной прочности на разрыв (≥1 200 psi) после испытаний.
Каждая трубка маркируется кодом, нанесенным лазером, который обеспечивает полную прослеживаемость до сырья, параметров технологического процесса и записей инспекции — поддерживает требования к аудиту в течение 10 лет.
Капиллярные трубки все чаще используются в тепловых насосах с инверторным приводом в наши дни, особенно поскольку производителям требуются компоненты, которые надежно работают при различных давлениях, в отличие от традиционных сплит-систем. Переход на более экологичные хладагенты, такие как R-290, заставил многих владельцев фабрик пересмотреть свои производственные процессы. Примерно 42% компаний, производящих капиллярные трубки для кондиционеров, модернизировали свои производственные линии с начала прошлого года. Эти обновления направлены на предотвращение проблем с водородным охрупчиванием и соблюдение постоянно меняющихся правил безопасности в этой отрасли.
Капиллярные трубки в первую очередь служат в качестве устройств расширения с фиксированным отверстием, регулируя поток хладагента в испаритель для повышения эффективности поглощения тепла из внутреннего воздуха.
Медь часто используется благодаря своей превосходной теплопроводности и легкости в обработке, что делает ее подходящей для компонентов кондиционеров высокого качества.
Перепад давления контролируется геометрией трубки, ее длиной и свойствами хладагента, которые влияют на сопротивление потоку и перепад давления.
Стандарт ASTM B280 предписывает использование меди с чистотой 99,9%, обеспечивая совместимость с современными хладагентами и определяя ключевые свойства, такие как предел прочности и допустимое содержание оксидных загрязнений.
Горячие новости2025-07-22
2025-07-02
2025-07-21
EN
