Kılcal borular, iç çaplarının çok küçük olması nedeniyle (genellikle yarım milimetre ile iki milimetre arasında) soğutucu akışkanın ne kadarının sistemden geçtiğini kontrol eder. 2023 yılında Ponemon tarafından yapılan araştırmalara göre, sıcak ve yüksek basınçlı soğutucu akışkan kondenserden çıkıp bu dar borulara girdiğinde, boru içindeki sürtünmeden dolayı basınç yaklaşık olarak %85 oranında düşer. Basınçtaki ani düşüş, soğutucu akışkanın hızla genleşmesine ve dolayısıyla soğumasına neden olur. Bu süreç sonucunda, soğutucu akışkan, evaporatör bobinine ulaşmadan hemen önce sıvı ve buhar fazında oldukça soğuk bir karışıma dönüşür; soğutma işleminin büyük kısmı bu bölgede gerçekleşir.
Kılcal borular, sabit açıklıklı genleşme elemanı olarak, ev tipi klima cihazlarının yaklaşık %89'unda kullanılmaktadır ve başka yerlerde gördüğümüz bu tür mekanik vanaların yerini almaktadır (2023 ASHRAE verilerine göre). Bu küçük borular genellikle bakır veya paslanmaz çelik malzemelerden üretilmektedir. Soğutucu akışkanın buharlaştırıcı bölümüne ne miktarda girdiğini düzenlemeye yardımcı olurlar ve bu da sistemin iç ortam havasından ısıyı ne kadar iyi emdiğinin artmasına neden olur. Bu bileşenler neden bu kadar yaygın hale geldi? Basit tasarım ve güvenilir performans, onları büyük ölçekli üretim tesisleri için ideal hale getirmektedir. Özellikle bütçeye duyarlı tüketicilere, ülkenin dört bir yanındaki klima kılcal boru üretim tesislerinde, maliyeti fazla artırmadan güvenilir soğutma çözümleri sunması açısından üreticiler için oldukça önemlidir.
Akış kontrolü üç temel faktör tarafından belirlenir:
İyileştirilmiş kapiler boru tasarımı, inverter klimalarda soğutucu akışkanın kararlı akışı sayesinde SEER değerlerini %12–15 oranında artırdığı görülmüştür Isıtma, soğutma ve havalandırma sistemi tasarımı iyileştirmeleri .
Yüksek sıcaklık değişimlerine ve zamanla harsh kimyasallara dayanması gereken malzemelerde korozyona dayanıklı metaller önemli bir rol oynamaktadır. Isı değişimi çok iyi ileten ve üretim sırasında kolayca şekillendirilebilen bakır, iç bileşenler için hâlâ çoğu klima ünitesinde kullanılmaktadır. 2023 HVAC sektörü verilerine göre dörtte üçü bu nedenle bakır kullanmaktadır. Özellikle amonyak içeren soğutma sistemlerinde paslanmaz çelik, korozyona karşı daha dayanıklı olduğu için tercih edilmektedir. Diğer metallerin yeterince etkili çalışmadığı düşük basınç uygulamalarında bronz alaşımlar kendi özel alanlarını bulmuştur; ancak bu tür uygulamalar sektörde oldukça sınırlı ve özelleştirilmiş alanlarda kalmaktadır.
0,5% boyutsal tolerans sağlayan soğuk çekme süreçleriyle üretilen sürekli bakır borular. Çekme işlemi sırasında boru cidar kalınlığı ±0,01 mm düzgün tutarlılıkta korunarak, hassas klima sistemlerindeki soğutucu akışkan ölçümü için kritik düzeyde kontrol sağlanır.
Brazing sırasında hidrojen gevrekliğini önlemek için %0,04'e kadar oksijen içeren elektrolitik tokur (ETP) bakır kullanılır. Isıl işlem sonrası boruların sertliği Rockwell B ölçeğinde 65 HRB hedeflenerek süneklik ile basınç direnci dengelenir. Otomatik görsel kontrol sistemleri, ASME B36.19M çap toleranslarına uygunluğu sağlamak için tüm boruları sevkattan önce inceler.
AC kılcal boru fabrikaları, 0,5 mm'ye kadar çapları ±0,01 mm doğrulukla elde edebilmek için çok geçişli soğuk çekme yöntemini kullanır. Bakır ham maddesi, tungsten karbür kalıplar kullanılarak 6–12 aşamada inceltilir ve duvar kalınlığının tutarlı olması sağlanır. Gerçek zamanlı lazer ölçüm sistemleri, 25 m/dk'nın üzerindeki yüksek hızlı üretim süreçlerinde boyutsal stabiliteyi sağlar.
Optimize edilmiş kalıp geometrisi (12°–16° yaklaşım açıları) ve okzalik asit-çamaşır sabunu yağlayıcıları, petrole dayalı alternatiflere göre çekme sürtünmesini %38 oranında azaltır (TheZebra.org 2021). İlerleyen kalıp sırası, her geçişte 1.15 ile 1.35 arasında çekme oranlarını koruyarak malzeme kusurları oluşmadan %75'e varan toplam kesit alanının daralmasına olanak sağlar.
Şekillendirme aşamaları arasında bakır borular, azot kontrollü fırınlarda 450–550°C sıcaklıkta parti halinde tavlanır. Bu işlem, sünekliği (≥%35 uzama) geri kazandırır ve 90 dakika içinde tam rekristalizasyon sağlar. Metalografik analiz, ileri işlemler öncesinde mikroyapısal bütünlüğü doğrular.
CNC uçan kesiciler, boruları ± 2 mm hassasiyetle 1,5–6 m uzunluğa kadar keser ve dakikada 30 m'ye kadar hızlarda çalışır. Servo motorlarla çalışan bobinleme sistemleri, 150–300 kg ağırlığında bobinler üretir ve bobin çapı tutarlılığını 0,5 mm içinde korur. Polimer ara katmanlar, taşıma ve nakliye sırasında yüzey hasarlarını önler.
Yüzey kalitesi doğrudan soğutucu akışkanın akışını ve sistem güvenilirliğini etkiler. Düşük iç yüzey pürüzlülüğü (altında 0,8 µm Ra ), türbülansı en aza indirger ve mikro tıkanıklığa yol açabilecek partikül birikimini önler. Duvar kalınlığının >%5'ini aşan yüzey kusurları soğutma kapasitesini %12–18 oranında düşürebilir (HVAC Tech Journal, 2023), bu da üretimi yapılan kontrollerin sertliği ihtiyacını ortaya koyar.
Çekildikten sonra borular, oksit tabakalarını uzaklaştırmak için nitrik asit çalkalama işlemine tabi tutulur ve ardından kalan kimyasalları temizlemek üzere üç aşamalı deiyonize su yıkamasından geçirilir. Yüksek hızda hava perdeleri boruları 65–80°C 'de kurutarak 50 PPM nem oranını %0,1'in altına düşürür—iç korozyonun önlenmesi açısından kritik bir adımdır.
Son ambalajlama işlemi ISO Sınıf 5 temiz odalarda yapılır; borular, oksidasyonu engellemek için azot gazı doldurulmuş kaplara konularak kapatılır. Otomatik taşıma sistemleri insan temasını en aza indirgerken, lazer partikül sayıcılar MIL-STD-1246E standardına göre temizliği doğrular. Üst düzey tesisler, 0,5 µm'den büyük partiküller için kirlenme seviyelerini ≤ 10 partikül/cm² olacak şekilde sürdürür.
Her boru, yapısal bütünlüğü onaylamak için çalışma basıncının 2,5×'ı kadar (genellikle 500–800 psi) basınçta 10–15 dakika test edilir. Bu hidrostatik test, 0,003 mm'ye kadar olan mikro kaçakları tespit eder ve ASHRAE 2024 yönergelerine uygun olarak soğutucu akışkan basınçlarına dayanıklılığı garanti altına alır.
Lazer mikrometreler ve ultrasonik kalınlık ölçerler, dış çapı ±0,01 mm ve çeper kalınlığını ±%5 tolerans içinde doğrular. Bu ölçümler, akış karakteristiğinin sürekliliğini sağlar ve gerçek zamanlı olarak izlenir; standartlara uymayan birimler otomatik olarak reddedilerek ASTM B280 uygunluğu sağlanır.
Hızlandırılmış yaşlanma testi, 50.000 basınç döngüsü (50–300 psi) ve -40°C ile 120°C arasında termal şoklar uygulayarak 15 yıl kullanım süresini simüle eder. Garanti kapsamına dahil olmak için borular, testler sonrasında başlangıç patlama dayanımlarının en az %95'ini korumalıdır (≥1.200 psi).
Her boru, ham maddeye, üretim parametrelerine ve muayene kayıtlarına tamamen geriye dönük olarak izlenebilirliği sağlayan lazerle kazınmış bir kodla işaretlenmiştir—10 yıllık denetim gereksinimlerini destekler.
Günümüzde invertör kontrollü ısı pompalarında daha fazla kullanılmaya başlanan kılcal borular, özellikle geleneksel split sistemlerin ihtiyaç duyduğu koşulların ötesinde değişken basınç koşullarında güvenilir performans gösteren bileşenlere ihtiyaç duyan üreticiler için önem kazanmaktadır. R-290 soğutucu akışkan gibi daha çevreci alternatiflere geçiş, birçok fabrika sahibini operasyonlarını yeniden düşünmeye zorlamıştır. Geçen yılın başından bu yana klima kılcal boruları üretenlerin yaklaşık %42’si üretim süreçlerini yenilemiştir. Bu iyileştirmeler, sektörde sürekli gelişen yeni güvenlik düzenlemelerine uyum sağlamakla birlikte hidrojen gevrekliği ile ilgili sorunların önlenmesi üzerine odaklanmaktadır.
Kılcal borular esas olarak sabit açıklıklı genleşme cihazı olarak çalışmakta, buharlaştırıcı bölümüne soğutucu akışkanın akışını düzenleyerek iç ortam havasından ısı emilimini artırıcı bir rol oynamaktadır.
Kurşun, yüksek termal iletkenliği ve şekillendirilmesinin kolay olması nedeniyle yaygın olarak kullanılır ve yüksek kaliteli klima bileşenleri için uygundur.
Basınç düşüşü, akış direncini ve basınç diferansiyelini etkileyen boru geometrisi, uzunluğu ve soğutucu akışkan özellikleri ile kontrol edilir.
ASTM B280 standardı, modern soğutucu akışkanlarla uyumluluğu sağlayan ve çekme dayanımı ile oksit kontaminasyon limitleri gibi temel özellikleri tanımlayan %99,9 saflığında bakırı belirtir.
Son Haberler
EN
