Kılcal dağıtıcılar öncelikle evaporatör üzerindeki ısı yükünün bir miktar sabit olduğu evsel ve küçük ticari uygulamalarda kullanılır.Bu sistemler ayrıca daha düşük soğutucu akışkan akış hızlarına sahiptir ve tipik olarak hermetik kompresörler kullanır.Üreticiler basitliği ve düşük maliyeti nedeniyle kılcal borular kullanıyor.Ayrıca ölçüm cihazı olarak kılcal boruları kullanan çoğu sistem, yüksek taraf alıcısına ihtiyaç duymaz ve bu da maliyetleri daha da azaltır.
Kılcal borular, yoğunlaştırıcı ile buharlaştırıcı arasına yerleştirilen küçük çaplı ve sabit uzunlukta uzun borulardan başka bir şey değildir.Kılcal aslında soğutucuyu yoğunlaştırıcıdan buharlaştırıcıya kadar ölçer.Büyük uzunluk ve küçük çap nedeniyle, soğutucu akışkan içinden aktığında sıvı sürtünmesi ve basınç düşüşü meydana gelir.Aslında, aşırı soğutulmuş sıvı, kondenserin tabanından kılcal damarlar boyunca akarken, bu basınç düşüşleri yaşanırken sıvının bir kısmı kaynayabilir.Bu basınç düşüşleri sıvıyı kılcal damar boyunca birçok noktada kendi sıcaklığındaki doyma basıncının altına getirir.Bu yanıp sönme, basınç düştüğünde sıvının genleşmesi nedeniyle oluşur.
Sıvı flaşının büyüklüğü (varsa), sıvının kondansatörden ve kılcal borudan gelen aşırı soğuma derecesine bağlı olacaktır.Sıvı parlaması meydana gelirse, sistemin en iyi performansını sağlamak için flaşın evaporatöre mümkün olduğunca yakın olması arzu edilir.Kondenserin tabanından gelen sıvı ne kadar soğuksa, kılcal borudan o kadar az sıvı sızar.Kılcal boru genellikle, kılcal borudaki sıvının kaynamasını önlemek amacıyla ek aşırı soğutma için emme hattına sarılır, içinden geçirilir veya kaynaklanır.Kılcal boru, sıvının buharlaştırıcıya akışını kısıtlayıp ölçtüğünden, sistemin düzgün çalışması için gereken basınç düşüşünün korunmasına yardımcı olur.
Kılcal boru ve kompresör, bir soğutma sisteminin yüksek basınç tarafını alçak basınç tarafından ayıran iki bileşendir.
Kılcal boru, hareketli parçaları olmaması ve herhangi bir ısı yükü koşulunda evaporatörün aşırı ısınmasını kontrol etmemesi açısından genleşme valfi ölçüm cihazından farklıdır.Hareketli parçaların yokluğunda bile, buharlaştırıcı ve/veya kondenser sistemi basıncı değiştikçe kılcal borular akış hızını değiştirir.Aslında optimum verime yalnızca yüksek ve alçak taraftaki basınçlar birleştirildiğinde ulaşır.Bunun nedeni kılcal borunun, soğutma sisteminin yüksek ve alçak basınç tarafları arasındaki basınç farkından faydalanarak çalışmasıdır.Sistemin yüksek ve alçak tarafları arasındaki basınç farkı arttıkça soğutucu akışı artacaktır.Kılcal tüpler geniş bir basınç düşüşü aralığında tatmin edici bir şekilde çalışır, ancak genellikle çok verimli değildir.
Kılcal boru, evaporatör, kompresör ve kondenser seri olarak bağlı olduğundan kılcal borudaki akış hızı, kompresörün pompalama hızına eşit olmalıdır.Bu nedenle, hesaplanan buharlaşma ve yoğuşma basınçlarında kılcal borunun hesaplanan uzunluğu ve çapı kritiktir ve aynı tasarım koşulları altında pompa kapasitesine eşit olmalıdır.Kılcal damardaki çok fazla dönüş, akışa karşı direncini ve ardından sistemin dengesini etkileyecektir.
Kılcal damarın çok uzun olması ve çok fazla direnmesi durumunda yerel akış kısıtlaması olacaktır.Çap çok küçükse veya sarım sırasında çok fazla dönüş varsa tüpün kapasitesi kompresörünkinden daha az olacaktır.Bu, evaporatörde yağ eksikliğine, düşük emme basıncına ve aşırı ısınmaya neden olacaktır.Aynı zamanda, aşırı soğutulmuş sıvı, kondansatöre geri akacak ve sistemde soğutucuyu tutacak bir alıcı bulunmadığından daha yüksek bir basınç oluşturacaktır.Evaporatördeki yüksek basınç ve düşük basınçla, kılcal boru boyunca daha yüksek basınç düşüşü nedeniyle soğutucu akış hızı artacaktır.Aynı zamanda, daha yüksek sıkıştırma oranı ve daha düşük hacimsel verim nedeniyle kompresör performansı düşecektir.Bu, sistemi dengelenmeye zorlayacaktır, ancak daha yüksek düşü ve daha düşük buharlaşma basıncı gereksiz verimsizliğe yol açabilir.
Çapın çok kısa veya çok büyük olması nedeniyle kılcal direnç gerekenden azsa, soğutucu akışkan akış hızı kompresör pompasının kapasitesinden daha yüksek olacaktır.Bu, yüksek evaporatör basıncına, düşük aşırı ısınmaya ve evaporatörün aşırı beslenmesi nedeniyle olası kompresör taşmasına neden olacaktır.Aşırı soğutma, kondenserde düşerek düşük kafa basıncına ve hatta kondenserin altındaki sıvı contanın kaybına neden olabilir.Bu düşük düşü ve normalden yüksek evaporatör basıncı, kompresörün sıkıştırma oranını azaltarak yüksek hacimsel verime yol açacaktır.Bu, kompresörün evaporatördeki yüksek soğutucu akışkan akışını kaldırabilmesi durumunda dengelenebilecek kompresör kapasitesini artıracaktır.Soğutucu akışkanın kompresörden taşması ve kompresörün arızalanmasına neden olması sıklıkla görülür.
Yukarıda sıralanan nedenlerden dolayı kılcal sistemlerin sistemlerinde doğru (kritik) soğutucu akışkan şarjının olması önemlidir.Çok fazla veya çok az soğutucu akışkan, ciddi dengesizliğe ve sıvı akışı veya taşma nedeniyle kompresörde ciddi hasara yol açabilir.Doğru kılcal boyutlandırma için üreticiye danışın veya üreticinin boyut tablosuna bakın.Sistemin isim plakası veya isim plakası, sistemin tam olarak ne kadar soğutucuya ihtiyaç duyduğunu, genellikle onsun onda biri, hatta yüzde biri cinsinden gösterecektir.
Yüksek evaporatör ısı yüklerinde, kılcal sistemler genellikle yüksek kızgın ısı ile çalışır;aslında, yüksek evaporatör ısı yüklerinde evaporatörün 40° veya 50°F aşırı ısınması alışılmadık bir durum değildir.Bunun nedeni, evaporatördeki soğutucu akışkanın hızla buharlaşması ve evaporatördeki %100 buhar doyma noktasını yükselterek sisteme yüksek bir kızgın ısı değeri vermesidir.Kılcal borularda, ölçüm cihazına yüksek kızgın sıcaklıkta çalıştığını bildiren ve bunu otomatik olarak düzelten termostatik genleşme valfi (TRV) uzaktan ışığı gibi bir geri bildirim mekanizması yoktur.Bu nedenle evaporatör yükünün ve evaporatör kızgınlığının yüksek olması durumunda sistem çok verimsiz çalışacaktır.
Bu kılcal sistemin ana dezavantajlarından biri olabilir.Birçok teknisyen, yüksek aşırı ısınma değerleri nedeniyle sisteme daha fazla soğutucu eklemek ister ancak bu, yalnızca sistemin aşırı yüklenmesine neden olur.Soğutucu eklemeden önce, düşük evaporatör ısı yüklerinde normal aşırı ısınma değerlerini kontrol edin.Soğutulan alandaki sıcaklık istenen sıcaklığa düşürüldüğünde ve evaporatör düşük ısı yükü altında olduğunda, normal evaporatör aşırı ısınması tipik olarak 5° ila 10°F arasındadır.Şüpheye düştüğünüzde soğutucuyu toplayın, sistemi boşaltın ve isim plakasında belirtilen kritik soğutucu miktarını ekleyin.
Yüksek evaporatör ısı yükü azaltıldığında ve sistem düşük evaporatör ısı yüküne geçtiğinde, evaporatörün son birkaç geçişinde evaporatör buharı %100 doyma noktası azalacaktır.Bunun nedeni, düşük ısı yükü nedeniyle evaporatördeki soğutucu akışkanın buharlaşma hızının azalmasıdır.Sistem artık yaklaşık 5° ila 10°F arasında normal bir evaporatör aşırı ısınmasına sahip olacaktır.Bu normal evaporatör aşırı ısınma okumaları yalnızca evaporatör ısı yükü düşük olduğunda meydana gelecektir.
Kılcal sistemin aşırı doldurulması durumunda kondenserde fazla sıvı birikerek sistemde alıcı olmaması nedeniyle yüksek basma yüksekliğine neden olur.Sistemin alçak ve yüksek basınç tarafları arasındaki basınç düşüşü artacak, evaporatöre giden akış hızının artmasına ve evaporatörün aşırı yüklenmesine neden olarak düşük kızgın ısınmaya neden olacaktır.Hatta kompresörü su basabilir veya tıkayabilir; bu da kılcal sistemlerin belirli miktarda soğutucuyla katı veya hassas bir şekilde doldurulmasının gerekli olmasının bir başka nedenidir.
John Tomczyk is Professor Emeritus of HVACR at Ferris State University in Grand Rapids, Michigan and co-author of Refrigeration and Air Conditioning Technologies published by Cengage Learning. Contact him at tomczykjohn@gmail.com.
Sponsorlu İçerik, sektör şirketlerinin ACHR'nin haber izleyicisinin ilgisini çeken konularda yüksek kaliteli, tarafsız, ticari olmayan içerik sunduğu özel, ücretli bir bölümdür.Tüm sponsorlu içerikler reklam şirketleri tarafından sağlanmaktadır.Sponsorlu içerik bölümümüze katılmak ister misiniz?Yerel temsilcinizle iletişime geçin.
Talep Üzerine Bu web seminerinde, R-290 doğal soğutucu akışkanındaki en son güncellemeleri ve bunun HVACR endüstrisini nasıl etkileyeceğini öğreneceğiz.
Web semineri sırasında iş büyümesinin her aşamasını başarıyla nasıl geçeceğinizi öğreneceksiniz.