Bộ phân phối mao quản chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng thương mại nhỏ và gia đình, nơi tải nhiệt trên thiết bị bay hơi có phần không đổi.Các hệ thống này cũng có tốc độ dòng chất làm lạnh thấp hơn và thường sử dụng máy nén kín.Các nhà sản xuất sử dụng mao quản vì tính đơn giản và chi phí thấp.Ngoài ra, hầu hết các hệ thống sử dụng mao quản làm thiết bị đo đều không yêu cầu máy thu công suất cao, giúp giảm chi phí hơn nữa.
Ống mao dẫn không gì khác hơn là những ống dài có đường kính nhỏ và chiều dài cố định được lắp đặt giữa thiết bị ngưng tụ và thiết bị bay hơi.Các mao dẫn thực sự đo chất làm lạnh từ bình ngưng đến thiết bị bay hơi.Do chiều dài lớn và đường kính nhỏ nên khi chất làm lạnh chảy qua sẽ xảy ra ma sát chất lỏng và giảm áp suất.Trên thực tế, khi chất lỏng được làm lạnh phụ chảy từ đáy bình ngưng qua các mao quản, một số chất lỏng có thể sôi khi xảy ra hiện tượng giảm áp suất này.Những giọt áp suất này đưa chất lỏng xuống dưới áp suất bão hòa ở nhiệt độ của nó tại một số điểm dọc theo mao quản.Hiện tượng nhấp nháy này là do chất lỏng giãn nở khi áp suất giảm.
Độ lớn của tia sáng chất lỏng (nếu có) sẽ phụ thuộc vào mức độ siêu lạnh của chất lỏng từ thiết bị ngưng tụ và mao quản.Nếu xảy ra nhấp nháy chất lỏng, điều mong muốn là đèn flash càng gần thiết bị bay hơi càng tốt để đảm bảo hệ thống hoạt động tốt nhất.Chất lỏng từ đáy bình ngưng càng lạnh thì chất lỏng thấm qua mao quản càng ít.Các mao quản thường được cuộn, đi qua hoặc hàn vào đường hút để làm mát thêm nhằm ngăn chất lỏng trong mao quản sôi.Bởi vì mao dẫn hạn chế và đo lưu lượng chất lỏng đến thiết bị bay hơi, nó giúp duy trì mức giảm áp suất cần thiết để hệ thống hoạt động bình thường.
Ống mao dẫn và máy nén là hai bộ phận ngăn cách phía áp suất cao và phía áp suất thấp của hệ thống lạnh.
Ống mao dẫn khác với thiết bị đo van giãn nở ở chỗ nó không có bộ phận chuyển động và không kiểm soát độ quá nhiệt của thiết bị bay hơi trong bất kỳ điều kiện tải nhiệt nào.Ngay cả khi không có bộ phận chuyển động, các ống mao dẫn vẫn thay đổi tốc độ dòng chảy khi áp suất của thiết bị bay hơi và/hoặc hệ thống ngưng tụ thay đổi.Trên thực tế, nó chỉ đạt được hiệu quả tối ưu khi kết hợp được áp lực ở phía cao và phía thấp.Điều này là do mao dẫn hoạt động bằng cách khai thác sự chênh lệch áp suất giữa phía áp suất cao và áp suất thấp của hệ thống lạnh.Khi chênh lệch áp suất giữa phía cao và phía thấp của hệ thống tăng lên, lưu lượng môi chất lạnh sẽ tăng lên.Các ống mao dẫn hoạt động tốt trong phạm vi chênh lệch áp suất rộng nhưng nhìn chung không hiệu quả lắm.
Vì mao quản, thiết bị bay hơi, máy nén và bình ngưng được mắc nối tiếp nên tốc độ dòng chảy trong mao quản phải bằng tốc độ bơm xuống của máy nén.Đây là lý do tại sao chiều dài và đường kính tính toán của mao quản ở áp suất bay hơi và ngưng tụ được tính toán là rất quan trọng và phải bằng công suất bơm trong cùng điều kiện thiết kế.Quá nhiều vòng trong mao quản sẽ ảnh hưởng đến khả năng chống chảy của nó và sau đó ảnh hưởng đến sự cân bằng của hệ thống.
Nếu mao quản quá dài và sức cản quá lớn sẽ gây hạn chế dòng chảy cục bộ.Nếu đường kính quá nhỏ hoặc có quá nhiều vòng khi quấn thì công suất của ống sẽ nhỏ hơn công suất của máy nén.Điều này sẽ dẫn đến thiếu dầu trong thiết bị bay hơi, dẫn đến áp suất hút thấp và quá nhiệt nghiêm trọng.Đồng thời, chất lỏng được làm lạnh phụ sẽ chảy ngược về bình ngưng, tạo ra cột áp cao hơn do trong hệ thống không có bình chứa để chứa môi chất lạnh.Với cột áp cao hơn và áp suất thấp hơn trong thiết bị bay hơi, tốc độ dòng môi chất lạnh sẽ tăng lên do áp suất giảm qua ống mao quản cao hơn.Đồng thời, hiệu suất máy nén sẽ giảm do tỷ số nén cao hơn và hiệu suất thể tích thấp hơn.Điều này sẽ buộc hệ thống phải cân bằng, nhưng ở cột áp cao hơn và áp suất bay hơi thấp hơn có thể dẫn đến sự kém hiệu quả không cần thiết.
Nếu điện trở mao dẫn nhỏ hơn yêu cầu do đường kính quá ngắn hoặc quá lớn thì tốc độ dòng môi chất lạnh sẽ lớn hơn công suất của bơm máy nén.Điều này sẽ dẫn đến áp suất thiết bị bay hơi cao, độ quá nhiệt thấp và có thể gây ngập máy nén do cung cấp quá mức cho thiết bị bay hơi.Việc làm mát phụ có thể giảm xuống trong bình ngưng gây ra áp suất đầu thấp và thậm chí làm mất lớp đệm chất lỏng ở đáy bình ngưng.Áp suất bay hơi thấp và cao hơn bình thường này sẽ làm giảm tỷ số nén của máy nén dẫn đến hiệu suất thể tích cao.Điều này sẽ làm tăng công suất của máy nén, có thể cân bằng nếu máy nén có thể xử lý được lưu lượng môi chất lạnh cao trong thiết bị bay hơi.Tình trạng môi chất lạnh tràn vào máy nén thường xuyên khiến máy nén bị hỏng.
Vì những lý do được liệt kê ở trên, điều quan trọng là hệ thống mao quản phải có lượng chất làm lạnh (quan trọng) chính xác trong hệ thống của chúng.Quá nhiều hoặc quá ít chất làm lạnh có thể dẫn đến mất cân bằng nghiêm trọng và hư hỏng nghiêm trọng máy nén do dòng chất lỏng hoặc ngập nước.Để biết kích thước mao quản thích hợp, hãy tham khảo ý kiến ​​nhà sản xuất hoặc tham khảo biểu đồ kích thước của nhà sản xuất.Bảng tên hoặc bảng tên của hệ thống sẽ cho biết chính xác lượng chất làm lạnh mà hệ thống yêu cầu, thường bằng một phần mười hoặc thậm chí một phần trăm ounce.
Ở mức tải nhiệt của thiết bị bay hơi cao, hệ thống mao dẫn thường hoạt động với độ quá nhiệt cao;trên thực tế, hiện tượng quá nhiệt của thiết bị bay hơi ở mức 40° hoặc 50°F không phải là hiếm khi tải nhiệt của thiết bị bay hơi cao.Điều này là do chất làm lạnh trong thiết bị bay hơi bay hơi nhanh chóng và làm tăng điểm bão hòa hơi 100% trong thiết bị bay hơi, giúp hệ thống có chỉ số quá nhiệt cao.Đơn giản là các ống mao dẫn không có cơ chế phản hồi, chẳng hạn như đèn từ xa van giãn nở nhiệt (TRV), để thông báo cho thiết bị đo rằng nó đang hoạt động ở nhiệt độ quá nhiệt cao và tự động điều chỉnh.Vì vậy, khi tải thiết bị bay hơi cao và độ quá nhiệt của thiết bị bay hơi cao thì hệ thống sẽ hoạt động rất kém hiệu quả.
Đây có thể là một trong những nhược điểm chính của hệ thống mao mạch.Nhiều kỹ thuật viên muốn bổ sung thêm chất làm lạnh vào hệ thống do chỉ số quá nhiệt cao, nhưng điều này sẽ chỉ làm hệ thống bị quá tải.Trước khi thêm chất làm lạnh, hãy kiểm tra số đọc quá nhiệt bình thường ở mức tải nhiệt của thiết bị bay hơi thấp.Khi nhiệt độ trong không gian lạnh giảm xuống nhiệt độ mong muốn và thiết bị bay hơi chịu tải nhiệt thấp, nhiệt độ quá nhiệt của thiết bị bay hơi thông thường thường là 5° đến 10°F.Khi có nghi ngờ, hãy thu gom chất làm lạnh, xả hết hệ thống và bổ sung lượng chất làm lạnh tới hạn được ghi trên bảng tên.
Khi tải nhiệt của thiết bị bay hơi cao giảm xuống và hệ thống chuyển sang tải nhiệt của thiết bị bay hơi thấp, điểm bão hòa 100% của hơi bay hơi sẽ giảm trong vài lần đi qua cuối cùng của thiết bị bay hơi.Điều này là do tốc độ bay hơi của chất làm lạnh trong thiết bị bay hơi giảm do tải nhiệt thấp.Hệ thống bây giờ sẽ có nhiệt độ quá nhiệt bình thường của thiết bị bay hơi khoảng 5° đến 10°F.Các chỉ số quá nhiệt bình thường của thiết bị bay hơi này sẽ chỉ xảy ra khi tải nhiệt của thiết bị bay hơi thấp.
Nếu hệ thống mao dẫn bị quá đầy sẽ tích tụ chất lỏng dư thừa trong bình ngưng, gây ra cột áp cao do thiếu bộ thu trong hệ thống.Sự chênh lệch áp suất giữa phía áp suất thấp và áp suất cao của hệ thống sẽ tăng lên, khiến tốc độ dòng chảy đến thiết bị bay hơi tăng lên và thiết bị bay hơi bị quá tải dẫn đến hiện tượng quá nhiệt thấp.Nó thậm chí có thể làm ngập hoặc làm tắc máy nén, đó là một lý do khác tại sao hệ thống mao dẫn phải được nạp nghiêm ngặt hoặc chính xác lượng chất làm lạnh được chỉ định.
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.
Nội dung được tài trợ là một phần trả phí đặc biệt, nơi các công ty trong ngành cung cấp nội dung chất lượng cao, không thiên vị, phi thương mại về các chủ đề mà khán giả tin tức của ACHR quan tâm.Tất cả nội dung được tài trợ đều được cung cấp bởi các công ty quảng cáo.Bạn muốn tham gia vào phần nội dung được tài trợ của chúng tôi?Liên hệ với đại diện địa phương của bạn.
Theo yêu cầu Trong hội thảo trực tuyến này, chúng ta sẽ tìm hiểu về các bản cập nhật mới nhất của chất làm lạnh tự nhiên R-290 và nó sẽ tác động như thế nào đến ngành HVACR.
Trong hội thảo trực tuyến, bạn sẽ học cách vượt qua thành công từng giai đoạn phát triển kinh doanh.