2.8. Капиллярные трубки.

В капиллярной трубке, которая служит дросселем постоянного сечения (регулирующим органом), разность давлений конденсации и кипения хладагента создается за счет гидравлического сопротивления по всей ее длине.

Капиллярная трубка представляет собой медный трубопровод внутренним диаметром 0,66 мм и более и длиной 2800…8500 мм, соединяющий стороны высокого и низкого давления в системе холодильного агрегата. Пропускная способность капиллярной трубки составляет 3,5…8,5 л/мин.

Лучшими считаются трубки с калиброванным каналом, относящиеся к так называемой группе Б, поставляемые в бухтах длиной не менее 50 м. Установлены одинаковый наружный диаметр 2,0 0,10 мм и три размера для внутреннего диаметра: 0,80; 0,82 и 0,85 мм.

Пропускная способность по воздуху нормируется ГОСТом с допуском 5%. В пределах одной бухты пропускная способность капиллярной трубки должна различаться не более, чем на 0,3 л/мин.

Благодаря применению капиллярной трубки создается дополнительное выравнивание давления со стороны регулирующего воздействия (рис.9). После остановки компрессора вся жидкость перетекает в испаритель (систему заполняют хладагентом в количестве, равном 90% вместимости испарителя).

Рис.9. Заполнение испарителя через

капиллярную трубку:

Км - компрессор;

КТ - капиллярная

трубка;

Кд - конденсатор;

И - испаритель.

Размеры трубки и, следовательно, ее пропускная способность обеспечивают в расчетном режиме протекание хладагента в количестве, точно равном массовой производительности компрессора. Проходное сечение капиллярной трубки всегда открыто и не регулируется.

При отклонении от расчетного режима, например при снижении температуры окружающего воздуха t_Вс 25 до 15⁰С и соответствующем снижении температуры и давления в конденсаторе, расход жидкости через капиллярную трубку уменьшится. Холодопроизводительность компрессора, наоборот, возрастет, уровень жидкости в испарителе начнет снижаться. При этом теплоприток к испарителю уменьшится (самовыравнивание со стороны нагрузки), давление кипения р₀снизится и производительность компрессора упадет. Одновременно со снижением уровня в испарителе от А до Аповысится уровень в конденсаторе от Б до Б. Поверхность для конденсации пара станет меньше, давление конденсации р_Квозрастет, и подача жидкости через капиллярную трубку за счет разности р_К- р₀увеличится (самовыравнивание со стороны регулирующего воздействия). Дальнейшее снижение уровня прекратится. Машина будет работать в новом режиме с несколько недозаполненным испарителем.

При повышении t_В(например, с 25 до 33⁰С) производительность компрессора упадет, а капиллярной трубки увеличится. При этом трубка пропускает всю жидкость, образующуюся в конденсаторе, и производительность ее сразу резко падает, когда начинает поступать парожидкостная смесь, т.к. пропускная способность по пару в десятки раз меньше. Давление р_Кснова возрастает, в конденсаторе образуется новая порция жидкости, и капиллярная трубка пропустит ее в испаритель, работая как бы циклами. Чем больше разность производительностей капиллярной трубки и компрессора, тем больше пара проходит в испаритель, отепляя его через капиллярную трубку, снижая производительность машины.

Температура в помещениях, где установлены бытовые холодильники, колеблется незначительно, поэтому перерасход электроэнергии из-за капиллярной трубки небольшой.

К преимуществам капиллярных трубок по сравнению с другими дросселирующими устройствами (например, с терморегулирующими вентилями) относятся простота конструкции, отсутствие движущихся частей и надежность в работе. Кроме того, капиллярная трубка, соединяя стороны нагнетания и всасывания, уравнивает давление в системе агрегата при его остановах. Это снижает противодавление на поршень компрессора в момент пуска и позволяет применять электродвигатель компрессора с относительно небольшим пусковым моментом.

Один из недостатков холодильных агрегатов с капиллярной трубкой - снижение эффективности работы при изменении температуры наружной среды и тепловых нагрузок. Другой недостаток - повышенная чувствительность к влаге, загрязнениям и утечкам хладагента. Обязательна достаточная длительность нерабочей части цикла, иначе невозможна разгрузка компрессора при пуске.

Использование капиллярных трубок связано с необходимостью применения надежных фильтров и цеолитовых осушителей, размещаемых между конденсатором и капиллярной трубкой. В однокамерных холодильниках заправленный в агрегат фреон циркулирует в системе с периодичностью 10…20 раз в час.

К холодильному агрегату с капиллярной трубкой предъявляют также дополнительные требования: вместимость конденсатора должна быть меньше вместимости испарителя, иначе становится возможным переполнение испарителя после остановки компрессора. Вместе с тем в конденсаторе должен помещаться весь хладагент, содержащийся в системе, на случай замерзания и засорения капиллярной трубки.

При минимальных утечках хладагента или частичном засорении капиллярной трубки испаритель заполняется недостаточно, вследствие чего возрастает коэффициент рабочего времени и снижается холодопроизводительность агрегата.