Назначение, области применения и работа капиллярной трубки
Капиллярные трубки относятся к расширительным устройствам и представляют собой дроссель постоянного сечения (регулирующий орган), где разность давлений конденсации Рк и кипения Р0 хладагента обеспечивается за счет гидравлического сопротивления по всей ее длине. Конструктивно капиллярная трубка представляет собой медный или латунный трубопровод с внутренним диаметром 0,66 мм и более и длиной 2800-8500 мм, соединяющий стороны высокого и низкого давления в холодильной системе. Данное расширительное устройство не содержит никаких механических движущихся узлов и деталей и не требует никаких средств регулирования и настройки в отличие от терморегулирующих вентилей (ТРВ), что обеспечивает его высокую надежность и продолжительность работы в течение достаточно длительного времени, а также низкую его стоимость. Многочисленные преимущества данного устройства объясняют его выбор для оснащения им самых различных холодильных установок малой мощности: бытовые холодильники и морозильники, системы кондиционирования воздуха, малые тепловые насосы, холодильные шкафы и прилавки.
На капиллярные трубки для холодильных машин распространяется ГОСТ 2624-67 «Трубки капиллярные медные и латунные» с дополнениями. Таблица стандартных размеров капиллярных трубок включает 24 размера и охватывает диапазон внутренних диаметров от 0,66 до 4,45 мм; шаг градации по внутренним диаметрам составляет в среднем 1,032; а по проходным сечениям от 1,13 до 1,24, в среднем 1,17.
Лучшими считаются трубки с калиброванным каналом, относящиеся к группе 5. Установлены одинаковый наружный диаметр 2±0,10 мм и три размера для внутреннего диаметра: 0,80; 0,82 и 0,85 мм. Овальность трубок — до ±0,10 мм. Пропускная способность капиллярной трубки составляет 3,5-8,5 л/мин.
Пропускная способность трубок должна находиться в следующих пределах (табл. 1).
Пропускную способность трубок проверяют ротаметром или другим расходомером, либо по эталонам, по соглашению между потребителем и заводом-изготовителем.
Пропускная способность капиллярных трубок
Диаметр dвн, мм
Давление воздуха у входа
Пропускная способность, л/мин.
МПа
кгс/см 2
0,80
0,8
8
5,9÷6,5
0,82
0,8
8
6,5÷8,5
0,85
0,5
5
3,5÷3,9
За рубежом к капиллярным трубкам предъявляют более жесткие требования в отношении размеров, материала и их качества. Наружный диаметр имеет допуск dн ±0,051 мм, внутренний dвн ±0,025 мм.
В расчетном режиме капиллярные трубки должны обеспечивать пропускную способность протекания хладагента в количестве, точно равном массовой производительности компрессора.
Наружная и внутренняя поверхности трубок должны быть чистыми, канал — не загрязнен пылью, маслом, окалиной.
Трубки проверяются на герметичность (под водой) давлением 4-5 МПа, а по требованию потребителя 7-8 МПа.
Рассмотрим работу капиллярной трубки (КТ) в малой холодильной установке, содержащей герметичный компрессор (КМ) небольшой мощности, конденсатор (КД) и прибор охлаждения (ВО) с принудительной циркуляцией воздуха (рис. 1).
Пары, всасываемые компрессором из воздухоохладителя с давлением Рвс, поступают в верхнюю часть компрессора (1), охлаждают электродвигатель компрессора и после сжатия покидают компрессор из его нижней части (2). Поэтому нижняя часть компрессора имеет значительно более высокую температуру по сравнению с верхней. Нагнетаемые пары далее поступают в конденсатор, где осуществляется конденсация паров хладагента при постоянном давлении Рк и переохлаждение жидкого хладагента. Переохлажденная жидкость проходит через фильтр-осушитель и через капиллярную трубку заполняет охлаждающий прибор. Хладагент после дросселирования в (КТ) проходит через воздухоохладитель и в состоянии перегретого пара поступает снова в компрессор.
Капиллярная трубка, соединяющая линии нагнетания и всасывания, уравнивает давление в холодильной системе при остановке компрессора. Это способствует разгрузке компрессора в момент пуска и позволяет использовать электродвигатели с небольшим пусковым моментом. В результате при остановке компрессора конденсатор освобождается от хладагента, а прибор охлаждения заполняется им. Поэтому при наличии капиллярной трубки в холодильном контуре отпадает необходимость применения ресивера, поскольку в противном случае возможен гидравлический удар в компрессоре из-за переполнения прибора охлаждения жидким хладагентом.
К недостаткам холодильных агрегатов с капиллярной трубкой относятся:
снижение эффективности работы при изменении температуры окружающей среды и тепловых нагрузок;
повышенная чувствительность к влаге, загрязнениям и утечкам хладагента;
снижение холодопроизводительности агрегата при минимальных утечках хладагента или засорении капиллярной трубки.
К холодильному агрегату с капиллярной трубкой предъявляют следующие требования:
вместимость конденсатора должна быть меньше вместимости прибора охлаждения, иначе возможно переполнение прибора охлаждения после остановки компрессора;
в конденсаторе должен помещаться весь хладагент, содержащийся в системе, на случай замерзания или засорения капиллярной трубки;
обязательное применение надежных фильтров-осушителей, размещаемых между конденсатором и капиллярной трубкой;
обязательна достаточная длительность нерабочей части цикла для разгрузки компрессора.
Роль выравнивания давлений при запуске компрессора. При остановке компрессора происходит выравнивание давлений в конденсаторе и приборе охлаждения, т.е. Рк≈Р0.
При пуске компрессора давление нагнетания повышается не мгновенно, а постепенно до достижения номинального значения давления конденсации. Это означает, что ток, потребляемый электродвигателем компрессора, постепенно растет одновременно с ростом давления нагнетания. Следовательно, запуск компрессора осуществляется в облегченных условиях, без особых усилий при малых значениях пускового тока. Выравнивание давлений при остановке компрессора, обусловленное наличием капилляра, позволяет благодаря облегченному режиму запуска компрессора использовать электродвигатели небольшой мощности и пускового момента, ввиду отсутствия значительного момента сопротивления на валу компрессора. Следовательно, при массовом и крупносерийном производстве установки, снабженные однофазными электродвигателями (бытовые холодильники, кондиционеры и т.п.) получают значительный экономический эффект.
Особенности работы капиллярных трубок в системах кондиционирования
Капиллярные трубки относятся к расширительным устройствам и представляют собой дроссель постоянного сечения (регулирующий кран), где разность давлений конденсации (Рк ) и кипения (Р0) хладагента обеспечивается за счет гидравлического сопротивления по всей длине. Конструктивно капиллярная трубка представляет собой медный или латунный трубопровод. Данное расширительное устройство не содержит механических движущихся узлов и деталей и не требует никаких средств peгулирования и настройки в отличие от терморегулирующих вентилей (ТРВ), что обеспечивает высокую надежность и продолжительность работы в течение достаточно длительного времени, а также низкую стоимость капиллярной трубки.
Эти преимущества объясняют широкое применение устройства в холодильных системах малой мощности: кондиционерах, бытовых холодильниках и морозильниках, а также холодильных шкафах и прилавках.
Лучшими считаются трубки с калиброванным каналом. Их пропускная cпособность составляет 3,5 — 8,5 л/мин (см. таблицу), которая проверяется ротаметром или другим расходомером, либо по эталонам, по соглашению между потребителем и заводом–изготовителем.
За рубежом к капиллярным трубкам предъявляют жесткие требования в отношении их размеров, материала и качества изготовления. Наружный диаметр имеет допуск d Н ± 0,051 мм, внутренний d BH ±0,025мм. В расчетном режиме они должны обеспечивать пропускную способность протекания хладагента в количестве, точно равном массовой производительности компрессора.
Наружная и внутренняя поверхности трубок должны быть чистыми, канал не загрязнен пылью, маслом или окалиной. Проверка на герметичность проводится под водой при давлении 4–5 МПа, а по требованию потребителя — 7–8 МПа.
Капиллярная трубка, соединяющая линии нагнетания и всасывания, уравнивает давление в холодильной системе при остановке компрессора (рис. 1).
Рис.1 Кривые изменения давления в холодильном агрегате за цикл работы: 1 – давление в нагнетательной трубке (РК); 2 – давление в отсасывающей трубке (РO)
При пуске компрессора давление нагнетания повышается до номинального значения давления конденсации постепенно. Это означает, что ток, потребляемый электродвигателем, растет одновременно с ростом давления нагнетания. Таким образом, запуск компрессора осуществляется в облегченных условиях, без особых усилий, при малых значениях пускового тока, что позволяет использовать электродвигатели небольшой мощности с малым пусковым моментом.
К холодильному агрегату с капиллярной трубкой предъявляются следующие требования:
В качестве недостатков здесь можно назвать:
Для каждого хладагента, заправленного в холодильную систему, существуют зависимости, позволяющие определять падение давления. Чем выше давление конденсации Рк, тем больше расход хладагента, проходящего через капиллярное устройство в воздухоохладитель.
В системах кондиционирования используются многоскоростные вентиляторы, которые существенно влияют на нормальную работу данных установок. Поэтому необходимо всегда помнить и о скорости движения потока воздуха, проходящего через воздухоохладитель.
Если вентилятор перевести на пониженную скорость вращения, то расход воздуха через воздухоохладитель снижается, процесс кипения протекает менее интенсивно и продвигается к линии всасывания в компрессор. Перегрев паров хладагента уменьшается, а опасность появления гидравлического удара возрастает.
Таким образом, вероятность возникновения гидравлического удара в системах кондиционирования с капиллярными трубками определяется значениями следующих параметров:
Одним из основных условий заправки систем кондиционирования с капиллярной трубкой является и необходимость учета массы жидкого хладагента, рекомендуемой заводом–изготовителем. Поэтому заправку после ремонта следует производить в следующем порядке:
Основная неисправность капиллярных трубок — это полное или частичное их закупоривание (засорение). Обычно это возникает после перегорания обмоток электродвигателя, засорения примесями, поступающими через фильтр–осушитель, или из–за ошибок, допущенных в ходе ремонта холодильного контура.
Если капилляр закупорен, то в прибор охлаждения поступает недостаточное количество хладагента, холодопроизводительность снижается, перегрев возрастает, корпус компрессора сильно греется. Эти же признаки появляются и при недостаточном количестве хладагента в контуре.
При недостатке хладагента в конденсаторе, переохлаждение его незначительное, а при закупоренном капилляре нормальное, поскольку в конденсаторе хладагент содержится в избытке.
Таблица. Пропускная способность капиллярных трубок
Диаметр d, мм
Давление воздуха у входа
Пропускная способность, л/мин
МПа
кг с/см2
0,80
0,8
8
5,9–6,5
0,82
0,8
8
6,5–8,5
0,85
0,5
5
3,5–3,9
При замене капиллярной трубки необходимо использовать капилляр, который предусмотрен заводом–изготовителем для данного типа холодильного агрегата. При несоответствии капилляра заданному расход жидкости через прибор охлаждения уменьшается (когда установлена слишком длинная капиллярная трубка или трубка заданной длины, но с меньшим внутренним диаметром). При этом перегрев на всасывании в компрессор повышается, корпус сильно перегревается. И наоборот, если установить слишком короткий капилляр (или той же длины, но с большим диаметром), то в воздухоохладитель будет поступать больше жидкого хладагента, чем при его нормальной работе. В результате перегрев на линии всасывания может понизиться до значения, при котором возможны гидравлические удары в компрессоре (давление кипения повышается, а температура корпуса становится ниже нормы).
Для подбора капиллярных трубок экспрессметодом существуют зависимости их пропускной способности (л/мин) от потребляемой мощности компрессора в системах кондиционирования, работающих на различных хладагентах.
Подробный расчет и подбор капиллярной трубки рассмотрен в книге Б.С. Бабакина «Диагностика работы дросселирующих устройств и контроллеры холодильных систем» (Рязань:Узоречье, 2004).
Московский государственный университет прикладной биотехнологии (МГУПБ), д.т.н. профессор Б.С. Бабакин
Капиллярные трубки относятся к расширительным устройствам и представляют собой дроссель постоянного сечения (регулирующий кран), где разность давлений конденсации (Рк ) и кипения (Р0) хладагента обеспечивается за счет гидравлического сопротивления по всей длине. Конструктивно капиллярная трубка представляет собой медный или латунный трубопровод. Данное расширительное устройство не содержит механических движущихся узлов и деталей и не требует никаких средств peгулирования и настройки в отличие от терморегулирующих вентилей (ТРВ), что обеспечивает высокую надежность и продолжительность работы в течение достаточно длительного времени, а также низкую стоимость капиллярной трубки.
Эти преимущества объясняют широкое применение устройства в холодильных системах малой мощности: кондиционерах, бытовых холодильниках и морозильниках, а также холодильных шкафах и прилавках.
Лучшими считаются трубки с калиброванным каналом. Их пропускная cпособность составляет 3,5 — 8,5 л/мин (см. таблицу), которая проверяется ротаметром или другим расходомером, либо по эталонам, по соглашению между потребителем и заводом–изготовителем.
За рубежом к капиллярным трубкам предъявляют жесткие требования в отношении их размеров, материала и качества изготовления. Наружный диаметр имеет допуск d Н ± 0,051 мм, внутренний d BH ±0,025мм. В расчетном режиме они должны обеспечивать пропускную способность протекания хладагента в количестве, точно равном массовой производительности компрессора.
Наружная и внутренняя поверхности трубок должны быть чистыми, канал не загрязнен пылью, маслом или окалиной. Проверка на герметичность проводится под водой при давлении 4–5 МПа, а по требованию потребителя — 7–8 МПа.
Капиллярная трубка, соединяющая линии нагнетания и всасывания, уравнивает давление в холодильной системе при остановке компрессора (рис. 1).
Рис.1 Кривые изменения давления в холодильном агрегате за цикл работы: 1 – давление в нагнетательной трубке (РК); 2 – давление в отсасывающей
При пуске компрессора давление нагнетания повышается до номинального значения давления конденсации постепенно. Это означает, что ток, потребляемый электродвигателем, растет одновременно с ростом давления нагнетания. Таким образом, запуск компрессора осуществляется в облегченных условиях, без особых усилий, при малых значениях пускового тока, что позволяет использовать электродвигатели небольшой мощности с малым пусковым моментом.
К холодильному агрегату с капиллярной трубкой предъявляются следующие требования:
В качестве недостатков здесь можно назвать:
Для каждого хладагента, заправленного в холодильную систему, существуют зависимости, позволяющие определять падение давления. Чем выше давление конденсации Рк, тем больше расход хладагента, проходящего через капиллярное устройство в воздухоохладитель.
В системах кондиционирования используются многоскоростные вентиляторы, которые существенно влияют на нормальную работу данных установок. Поэтому необходимо всегда помнить и о скорости движения потока воздуха, проходящего через воздухоохладитель.
Если вентилятор перевести на пониженную скорость вращения, то расход воздуха через воздухоохладитель снижается, процесс кипения протекает менее интенсивно и продвигается к линии всасывания в компрессор. Перегрев паров хладагента уменьшается, а опасность появления гидравлического удара возрастает.
Таким образом, вероятность возникновения гидравлического удара в системах кондиционирования с капиллярными трубками определяется значениями следующих параметров:
Одним из основных условий заправки систем кондиционирования с капиллярной трубкой является и необходимость учета массы жидкого хладагента, рекомендуемой заводом–изготовителем. Поэтому заправку после ремонта следует производить в следующем порядке:
Основная неисправность капиллярных трубок — это полное или частичное их закупоривание (засорение). Обычно это возникает после перегорания обмоток электродвигателя, засорения примесями, поступающими через фильтр–осушитель, или из–за ошибок, допущенных в ходе ремонта холодильного контура.
Если капилляр закупорен, то в прибор охлаждения поступает недостаточное количество хладагента, холодопроизводительность снижается, перегрев возрастает, корпус компрессора сильно греется. Эти же признаки появляются и при недостаточном количестве хладагента в контуре.
При недостатке хладагента в конденсаторе, переохлаждение его незначительное, а при закупоренном капилляре нормальное, поскольку в конденсаторе хладагент содержится в избытке.
Таблица. Пропускная способность капиллярных трубок
Диаметр d, мм
Давление воздуха у входа
Пропускная способность, л/мин
МПа
кг с/см 2
0,80
0,8
8
5,9–6,5
0,82
0,8
8
6,5–8,5
0,85
0,5
5
3,5–3,9
При замене капиллярной трубки необходимо использовать капилляр, который предусмотрен заводом–изготовителем для данного типа холодильного агрегата. При несоответствии капилляра заданному расход жидкости через прибор охлаждения уменьшается (когда установлена слишком длинная капиллярная трубка или трубка заданной длины, но с меньшим внутренним диаметром). При этом перегрев на всасывании в компрессор повышается, корпус сильно перегревается. И наоборот, если установить слишком короткий капилляр (или той же длины, но с большим диаметром), то в воздухоохладитель будет поступать больше жидкого хладагента, чем при его нормальной работе. В результате перегрев на линии всасывания может понизиться до значения, при котором возможны гидравлические удары в компрессоре (давление кипения повышается, а температура корпуса становится ниже нормы).
Для подбора капиллярных трубок экспрессметодом существуют зависимости их пропускной способности (л/мин) от потребляемой мощности компрессора в системах кондиционирования, работающих на различных хладагентах.
Подробный расчет и подбор капиллярной трубки рассмотрен в книге Б.С. Бабакина «Диагностика работы дросселирующих устройств и контроллеры холодильных систем» (Рязань:Узоречье, 2004).
Московский государственный университет прикладной биотехнологии (МГУПБ), д.т.н. профессор Б.С. Бабакин
Назначение, области применения и работа капиллярной трубки
Капиллярные трубки относятся к расширительным устройствам и представляют собой дроссель постоянного сечения (регулирующий орган), где разность давлений конденсации Р к и кипения Р 0хладагента обеспечивается за счет гидравлического сопротивления по всей ее длине. Конструктивно капиллярная трубка представляет собой медный или латунный трубопровод с внутренним диаметром 0,66 мм и более и длиной 2800-8500 мм, соединяющий стороны высокого и низкого давления в холодильной системе. Данное расширительное устройство не содержит никаких механических движущихся узлов и деталей и не требует никаких средств регулирования и настройки в отличие от терморегулирующих вентилей (ТРВ), что обеспечивает его высокую надежность и продолжительность работы в течение достаточно длительного времени, а также низкую его стоимость. Многочисленные преимущества данного устройства объясняют его выбор для оснащения им самых различных холодильных установок малой мощности: бытовые холодильники и морозильники, системы кондиционирования воздуха, малые тепловые насосы, холодильные шкафы и прилавки.
На капиллярные трубки для холодильных машин распространяется ГОСТ 2624-67 «Трубки капиллярные медные и латунные» с дополнениями. Таблица стандартных размеров капиллярных трубок включает 24 размера и охватывает диапазон внутренних диаметров от 0,66 до 4,45 мм; шаг градации по внутренним диаметрам составляет в среднем 1,032; а по проходным сечениям от 1,13 до 1,24, в среднем 1,17.
Лучшими считаются трубки с калиброванным каналом, относящиеся к группе 5. Установлены одинаковый наружный диаметр 2±0,10 мм и три размера для внутреннего диаметра: 0,80; 0,82 и 0,85 мм. Овальность трубок — до ±0,10 мм. Пропускная способность капиллярной трубки составляет 3,5-8,5 л/мин.
Пропускная способность трубок должна находиться в следующих пределах (табл. 1).
Пропускную способность трубок проверяют ротаметром или другим расходомером, либо по эталонам, по соглашению между потребителем и заводом-изготовителем.
Пропускная способность капиллярных трубок
Диаметр dвн, мм
Давление воздуха у входа
Пропускная способность, л/мин.
МПа
кгс/см 2
0,80
0,8
8
5,9÷6,5
0,82
0,8
8
6,5÷8,5
0,85
0,5
5
3,5÷3,9
К холодильному агрегату с капиллярной трубкой предъявляют следующие требования:
вместимость конденсатора должна быть меньше вместимости прибора охлаждения, иначе возможно переполнение прибора охлаждения после остановки компрессора;
в конденсаторе должен помещаться весь хладагент, содержащийся в системе, на случай замерзания или засорения капиллярной трубки;
обязательное применение надежных фильтров-осушителей, размещаемых между конденсатором и капиллярной трубкой;
обязательна достаточная длительность нерабочей части цикла для разгрузки компрессора.
Роль выравнивания давлений при запуске компрессора. При остановке компрессора происходит выравнивание давлений в конденсаторе и приборе охлаждения, т.е. Рк≈Р0.
При пуске компрессора давление нагнетания повышается не мгновенно, а постепенно до достижения номинального значения давления конденсации. Это означает, что ток, потребляемый электродвигателем компрессора, постепенно растет одновременно с ростом давления нагнетания. Следовательно, запуск компрессора осуществляется в облегченных условиях, без особых усилий при малых значениях пускового тока. Выравнивание давлений при остановке компрессора, обусловленное наличием капилляра, позволяет благодаря облегченному режиму запуска компрессора использовать электродвигатели небольшой мощности и пускового момента, ввиду отсутствия значительного момента сопротивления на валу компрессора. Следовательно, при массовом и крупносерийном производстве установки, снабженные однофазными электродвигателями (бытовые холодильники, кондиционеры и т.п.) получают значительный экономический эффект.
