Ang capillary tube na makikita sa mga aircon ay nagsisilbing mahalagang bahagi ng mga sistema ng HVAC, at ito ay matatagpuan sa pagitan ng condenser at evaporator unit. Ang tungkulin ng bahaging ito ay kontrolin ang dami ng refrigerant na dumadaan sa pamamagitan ng paglikha ng epekto ng pressure drop. Ginagawa nito ang mataas na presyon ng likidong refrigerant na may mas mababang presyon bago ito makarating sa bahagi ng evaporator. Dahil walang mga gumagalaw na bahagi, ang nakapirming hugis ng mga tubong ito ay nagpapaganda sa kanilang pagiging maaasahan kumpara sa iba pang opsyon tulad ng expansion valves, bukod pa't karaniwang mas mura rin ang mga ito. Halimbawa, ang isang karaniwang capillary tube na may sukat na humigit-kumulang 0.031 pulgada ang lapad ay karaniwang nagpapababa ng presyon ng hangin ng halos kalahati sa ilalim ng normal na kondisyon ng pagpapatakbo, na nagtutulog upang mapanatili ang matatag na daloy ng refrigerant sa buong sistema.
Ang paraan kung paano dumadaloy ang refrigerant sa mga maliit na tubong capillary ay sumusunod sa mga pangunahing prinsipyo ng thermodynamics na natutunan natin noong panahon natin sa paaralan. Kapag may pagbaba ng presyon mula sa gilid ng condenser patungo sa gilid ng evaporator, may kakaibang nangyayari sa refrigerant habang nagbabago ito ng estado. Ang likidong refrigerant ay talagang sumisipsip ng nakatagong init habang dumadami ang espasyo nito, na talagang kapanapanabik kung isipin. Habang dumadaan ang refrigerant sa mga makitid na daanan, ang pagkiskis ay naglilikha ng init sa buong proseso. Ito ay nagdudulot ng mapapansing pagbaba sa enthalpy nang umaabot sa 120 hanggang sa 150 kJ bawat kilogram sa karamihan ng mga karaniwang sistema. Lahat ng mga salik na ito ay nagtatrabaho nang sama-sama upang mapanatili ang epektibong paggalaw ng init sa loob ng sistema at tulungan na mapanatili ang matatag na operasyon kahit paiba-iba ang demand sa loob ng araw.
| Haba ng tubo | Panloob na diyametro | Pagbaba ng presyon | Mass Flow Rate |
|---|---|---|---|
| 1.5 m | 0.8 mm | Mataas | Mababa |
| 2.2 m | 1.0 mm | Moderado | Katamtaman |
| 3.0 m | 1.2 mm | Mababa | Mataas |
Talagang mahalaga ang hugis at sukat ng capillary tubes para sa mabuting pagpapatakbo ng isang sistema. Ang mas mahabang tubo ay gumagawa ng mas maraming resistance laban sa daloy ng likido, samantalang ang mga tubong may mas malaking diameter ay nagpapadaan ng mas maraming bagay. Ang ilang pagsubok na ginawa sa mga tubo na may sukat na 0.5 mm kumpara sa 1.5 mm ay nagpapakita na ang mga mas malawak na tubo ay mayroong halos 63% mas magandang kapasidad ng daloy kapag ang lahat ng iba ay nanatiling pareho. Ang pagkuha ng tamang sukat ay nasa paghahanap lamang ng tamang punto sa pagitan ng sobrang maliit at sobrang malaki. Kung ito ay sobrang maliit, kulang ang evaporator sa refrigerant. Kung sobrang malaki? Ang kompresor ay maaaring mabadya, na hindi nais ng kahit sino. Ginugugol ng mga tekniko ang oras sa pagkalkula ng mga bagay na ito dahil ang pagkuha ng tama ay nagpapakita ng pagkakaiba sa pagitan ng isang mahusay na sistema ng HVAC at isa na nag-aaksaya ng enerhiya at mas mabilis na nasira.
Ang temperatura ng refrigerant na pumapasok sa isang sistema ay may malaking papel sa pagiging epektibo ng capillary tubes dahil nagbabago ito sa kapal ng refrigerant at kung paano ito nagbabago sa pagitan ng mga estado nito. Kapag tumaas ang inlet ng humigit-kumulang 12 degrees Celsius, ang viscosity ng R410A ay bumababa ng mga 18%. Ginagawa nito ang refrigerant na dumadaloy nang mabilis sa pamamagitan ng mga tubo ngunit sa katunayan ay binabawasan ang pressure difference na kinakailangan para sa tamang heat transfer. Ang pagtingin sa aktwal na datos mula sa mga komersyal na HVAC installation ay nagpapakita rin ng isang napakahalagang bagay. Ayon sa mga kamakailang pag-aaral na inilathala ng ASHRAE noong 2023, ang mga sistema kung saan hindi tugma ang inlet temps sa dapat ay nagkakaroon ng pagkawala ng hanggang 23% ng kanilang cooling power. Ang ganitong uri ng pagkawala ay pumipigil sa paglipas ng panahon para sa mga operator ng gusali na sinusubukan mapanatili ang kaginhawaan sa loob ng mga gusali.
Kapag nag-init ang mga tanso na tubong capillary, ito ay talagang dumadami nang humigit-kumulang 0.017% para sa bawat 10 degree Celsius na pagtaas ng temperatura. Ang paglaki na ito ay nagdudulot ng pagbaba ng looban na sukat nang halos 0.008 millimeters, na nagdudulot ng problema sa daloy ng likido. Talagang mapapansin ang problema kapag ang temperatura sa paligid ay lumampas na sa 45 degrees Celsius. Ayon sa pananaliksik na nailathala noong nakaraang taon tungkol sa daloy ng refrigerant, mas epektibo ang mga nakabalot na tubo sa pagharap sa mga isyung may kaugnayan sa temperatura kaysa sa mga tuwid na tubo. Ang mga pagsubok ay nagpakita na ang mga balot na tubo ay nabawasan ang pagbabago ng daloy dulot ng pagbabago ng temperatura ng humigit-kumulang dalawang ikatlo kumpara sa tradisyonal na tuwid na tubo, kaya ito ay isang matalinong pagpipilian para sa mga sistema na nakakaranas ng malaking pagbabago ng temperatura.
Ang R407C ay nagpapakita ng 31% mas mataas na pagbabago ng volumetric flow kaysa R410A kapag ang temperatura ng paligid ay nagbabago sa pagitan ng 20°C at 40°C. Ang operasyon sa bahagyang karga ay nagpapalakas pa nito, kung saan ang capillary tubes sa mga variable-speed compressor ay nakakaranas ng 2.7 beses na mas maraming mass flow oscillation kumpara sa mga fixed-speed system.
Habang tumataas ang temperatura nang higit sa 35 degrees Celsius, ang flow resistance ay hindi lamang tumataas, ito ay nag-aaccelerate din, at tumataas nang halos 42% na mas mabilis sa bawat karagdagang degree. Bakit ito nangyayari? Maraming mga salik ang nakakaapekto kapag naging mainit ang temperatura. Una, nagsisimula ang turbulence kapag ang Reynolds numbers ay lumampas sa marka ng 2,300. Mayroon ding isyu sa pagbuo ng flash gas sa gitnang bahagi ng mga tubo. At huwag kalimutan kung paano tumataas ang surface roughness sa paglipas ng panahon. Ang mga eksperimento sa laboratoryo ay patuloy na nagpapakita ng isang kakaiba ring resulta. Kapag nagbago ang temperatura ng 10 degrees, ang pagganap ng sistema ay nag-iiba nang halos 19% nang higit pa kumpara sa mga pagbabago lamang sa presyon. Ito ay talagang nagpapakita kung gaano kadelikado ang reaksyon ng mga maliit na capillary tube sa maliit na pagbabago ng temperatura habang gumagana.
Ang pagganap ng R22, R407C, at R410A ay nag-iiba nang malaki sa mga sistema ng capillary tube dahil sa kanilang magkakaibang katangian tulad ng viscosity, density, at mga katangian ng latent heat. Nang subukan sa paligid ng 45 degrees Celsius na ambient temperature, ang mga pag-aaral nina Kim at mga kasama noong 2002 ay nagpakita na ang R22 ay talagang dinala ang humigit-kumulang 12 hanggang 18 porsiyentong mas maraming masa sa pamamagitan ng mga magkatulad na tubo kumpara sa R407C. Ngunit may isa pang aspeto sa kuwentong ito. Ang R410A ay nakakapaghatid ng humigit-kumulang 15 hanggang 22 porsiyentong mas mahusay na kahusayan sa paglipat ng init kumpara sa dating mabuting R22 kahit na ito ay dumadaloy ng humigit-kumulang 8 hanggang 10 porsiyento nang mas mabagal sa dami. Ito ang nagpapagawa sa R410A na isang sikat na pagpipilian para sa mga bagong sistema kahit na nangangailangan ito ng mas mataas na operating pressure. Noong 2022, ang mga bagong pag-aaral ay nag-highlight din ng isa pang isyu sa R407C. Ang temperature glide nito ay nagdudulot ng maliit ngunit kapansin-pansing pagbaba sa kahusayan ng humigit-kumulang 4 hanggang 7 porsiyento sa mga sistema na may fixed-orifice kumpara sa mga refrigerant na may iisang sangkap, isang bagay na dapat tandaan ng mga tekniko habang idinisenyo at binabantayan ang sistema.
Ang paraan kung paano gumaganap ang iba't ibang refrigerant ay nagbabago nang malaki kapag pababa o pataas ang temperatura. Halimbawa, isipin kung ano ang nangyayari kapag ang temperatura ng kondensasyon ay nasa mga 30 degree Celsius. Ang R410A ay nakakapagpanatili ng matatag na kondisyon na may kaunting pagbabago lamang sa rate ng daloy, mga plus o minus na 3 porsiyento. Ngunit ang R407C ay nagsasabi ng ibang kuwento dahil sa kanyang zeotropic na kalikasan, na nagpapakita ng mas malaking pagbabago na mga plus o minus na 9 porsiyento. Kapag tiningnan natin ang mga kondisyon na may mababang karga kung saan bumaba ang temperatura sa paligid sa 15 degree Celsius, nagsisimula nang magkaroon ng problema ang R22. Dahil sa kanyang mas mababang kritikal na temperatura, ang flash gas ay nabubuo nang mas maaga kaysa sa ninanais, na nagbawas sa kapasidad ng pagpapalamig nang humigit-kumulang 14 hanggang 19 porsiyento kung ihahambing sa naidudulot ng R410A. Kakaiba lang, mayroon talagang isang modelo na binuo noong 2003 ni Choi na medyo magaling sa paghula sa lahat ng mga hindi tuwid na pag-uugali. Ang mga hula ay sumasang-ayon sa mga tunay na pagsukat nang humigit-kumulang 88 hanggang 92 porsiyento ng oras sa saklaw ng operasyon mula 20 hanggang 55 degree Celsius, bagaman walang sinuman ang nagsasabi na ito ay perpekto sa bawat sitwasyon.
Ang paggawa ng retrofit sa mga sistema ng R22 gamit ang R410A ay nangangailangan ng pagbabago ng sukat ng capillary tube upang umangkop sa 40% mas mataas na presyon sa pagpapatakbo. Ayon sa datos mula sa 85 proyekto ng retrofit, ang mga tube na maliit ang sukat ay nagdudulot ng:
Ayon sa ASHRAE 2023 retrofit guidelines, ang paggamit ng mga thermodynamic simulation tool para sa recalibration ay binawasan ang mga inehusyon ng 63% sa mga na-optimize na kaso.
Ang mga tuwid na capillary tube ay may mas mahusay na pagpapanatili ng refrigerant flow stability kapag tumataas ang temperatura dahil sa kanilang pare-parehong sukat sa buong haba nito. Ayon sa mga pagsubok, ang mga tuwid na disenyo ay may halos 15 porsiyentong mas kaunting pressure drop kumpara sa mga coiled na alternatibo habang nasa thermal stress testing. Ang simpleng tuwid na daanan ay binabawasan ang problema sa turbulence na karaniwang nangyayari sa coiled tubes kapag ang paligid ay umaabot na humigit-kumulang 95 degrees Fahrenheit o mas mataas pa. Oo, ang coiled na modelo ay mas nakakatipid ng espasyo, ngunit ang mga baluktot dito ay nagdudulot ng dagdag na resistance habang dumadaan ang likido. Ang dagdag na friction na ito ay talagang nagpapababa ng mass flow stability nang humigit-kumulang 8 hanggang 12 porsiyento sa sobrang mainit na kondisyon ayon sa iba't ibang HVAC system simulations na isinagawa sa mga nakaraang taon.
Mahalaga ang pagkuha ng tamang balanse sa pagitan ng diametro at haba habang idinisenyo ang capillary tubes, lalo na kung isasaalang-alang kung paano papalawak ang mga materyales kapag pinainit. Karamihan sa mga inhinyero ay nakakita na ang mga tubo na may lapad na humigit-kumulang 0.03 hanggang 0.05 pulgada ay gumagana nang maayos, na may haba na karaniwang nasa 12 hanggang 20 talampakan. Ang mga sukat na ito ay karaniwang nakakatagal sa halos lahat ng kondisyon ng panahon na nararanasan sa normal na operasyon, mula sa malalamig na umaga noong taglamig na mga 40 degrees Fahrenheit hanggang sa mainit na tag-araw na umaabot sa 115 degrees F. Ang mga modernong tagadisenyo ngayon ay nagsisimula nang isama ang artipisyal na katalinuhan sa kanilang mga kasangkapan sa simulasyon upang makatulong sa paghula kung paano maaaring mag-deform ang mga tubo sa ilalim ng iba't ibang temperatura. Ito ay nagpapahintulot sa mas matalinong pagpapasya tungkol sa pagbabago ng kapal ng pader upang mapanatili ang pare-pareho ang daloy ng likido sa loob ng halos plus o minus 3 porsiyento kahit sa panahon ng matinding pagbabago ng temperatura sa iba't ibang panahon.
Ang paggamit ng dinamikong pagmumodelo ay nagbigay-daan upang mahulaan kung paano gumaganap ang mga tubong capillary kapag nagbabago ang temperatura sa paligid nito. Ayon sa ilang pananaliksik na nailathala noong nakaraang taon, ang mga kompyuter na simulasyon na tinatawag na CFD ay talagang makapagpapredict ng mga isyu sa daloy ng refrigerant nang medyo tumpak, karaniwan sa loob ng 5% ng nangyayari sa tunay na pagsubok. Ang nagpapagaling sa mga modelong ito ay ang pag-akda nila sa mga bagay na talagang mahalaga sa pagsasanay, tulad ng pagbabago ng refrigerant mula likido patungong gas, kasama na rin ang paano papalawak nang bahagya ang tansong tubo sa init - halos 0.02 milimetro bawat digri Celsius. Ang ganitong detalyadong paraan ay tumutulong sa mga inhinyero na lumikha ng mas magandang disenyo lalo na para sa mga kahirapang aplikasyon kung saan pinakamahalaga ang katumpakan.
Ang machine learning ay nagbabago sa optimisasyon ng capillary tube sa pamamagitan ng pagsusuri sa dekada ng operational data. Isang 2024 industry report ay nakakita na ang AI-generated designs ay binabawasan ang consumption ng enerhiya ng 12–18% kumpara sa mga konbensiyonal na pamamaraan. Gayunpaman, kailangang i-validate ng mga inhinyero ang AI outputs laban sa physical testing, lalo na para sa mga extreme condition na nasa labas ng standard operating envelopes.
Nangungunang mga manufacturer ay sumusunod sa mga temperature-responsive capillary system na may mga sumusunod:
Ang adaptive strategy na ito ay nagpapanatili ng pare-parehong cooling output kahit may mga ambient swings na hanggang 25°C, na 19% mas mataas kaysa sa mga fixed-design tubes ayon sa ASHRAE stress evaluations.
Balitang Mainit2025-07-22
2025-07-02
2025-07-21
EN
