מתקנים נימיים משמשים בעיקר ביישומים ביתיים ומסחריים קטנים שבהם עומס החום על המאייד קבוע במקצת.למערכות אלו יש גם קצבי זרימת קירור נמוכים יותר והן משתמשות בדרך כלל במדחסים הרמטיים.היצרנים משתמשים בנימים בגלל הפשטות והעלות הנמוכה שלהם.בנוסף, רוב המערכות המשתמשות בנימים כמכשיר המדידה אינן דורשות מקלט גבוה, מה שמפחית עוד יותר את העלויות.
צינורות נימיים הם לא יותר מצינורות ארוכים בקוטר קטן ואורך קבוע המותקנים בין המעבה למאייד.הנימים למעשה מודד את נוזל הקירור מהמעבה למאייד.בשל האורך הגדול והקוטר הקטן, כאשר נוזל הקירור זורם דרכו, מתרחשים חיכוך נוזלים וירידת לחץ.למעשה, כאשר הנוזל המשתתקרר זורם מתחתית המעבה דרך הנימים, חלק מהנוזל עלול לרתוח תוך כדי נפילות לחץ אלו.ירידות לחץ אלו מביאות את הנוזל מתחת ללחץ הרוויה שלו בטמפרטורת שלו במספר נקודות לאורך הנימים.הבהוב זה נגרם מהתפשטות הנוזל כאשר הלחץ יורד.
גודל הבזק הנוזל (אם בכלל) יהיה תלוי במידת הקירור העל של הנוזל מהמעבה והנימי עצמו.אם מתרחשת הבהוב נוזלי, רצוי שההבזק יהיה קרוב ככל האפשר למאייד כדי להבטיח את הביצועים הטובים ביותר של המערכת.ככל שהנוזל קר יותר מתחתית המעבה, כך פחות נוזלים מחלחלים דרך הנימים.הנימים בדרך כלל מפותלים, מועברים או מרותכים לקו היניקה לקירור משנה נוסף כדי למנוע מהנוזל שבנימי לרתוח.מכיוון שהנימי מגביל ומודד את זרימת הנוזל למאייד, הוא עוזר לשמור על ירידת הלחץ הנדרשת כדי שהמערכת תפעל כראוי.
הצינור הנימי והמדחס הם שני הרכיבים המפרידים בין צד הלחץ הגבוה לצד הלחץ הנמוך של מערכת קירור.
צינור נימי שונה ממכשיר מדידת שסתום התפשטות בכך שאין לו חלקים נעים ואינו שולט בחום-העל של המאייד בכל מצב של עומס חום.גם בהיעדר חלקים נעים, הצינורות הנימים משנים את קצב הזרימה כאשר לחץ מערכת המאייד ו/או המעבה משתנה.למעשה, הוא משיג יעילות אופטימלית רק כאשר משולבים הלחצים בצד הגבוה והנמוך.הסיבה לכך היא שהנימי פועל על ידי ניצול הפרש הלחץ בין צד הלחץ הגבוה והנמוך של מערכת הקירור.ככל שהפרש הלחץ בין הצד הגבוה והנמוך של המערכת יגדל, זרימת נוזל הקירור תגדל.צינורות נימיים פועלים בצורה משביעת רצון על פני מגוון רחב של נפילות לחץ, אך בדרך כלל אינם יעילים במיוחד.
מכיוון שהנימי, המאייד, המדחס והמעבה מחוברים בסדרה, קצב הזרימה בנימי חייב להיות שווה למהירות הפחתת השאיבה של המדחס.זו הסיבה שהאורך והקוטר המחושבים של הנימים בלחצי האידוי והעיבוי המחושבים הם קריטיים וחייבים להיות שווים לקיבולת המשאבה באותם תנאי תכנון.סיבובים רבים מדי בנימי ישפיעו על ההתנגדות שלו לזרימה ולאחר מכן ישפיעו על איזון המערכת.
אם הנימים ארוך מדי ומתנגד יותר מדי, תהיה הגבלת זרימה מקומית.אם הקוטר קטן מדי או שיש יותר מדי סיבובים בעת סלילה, קיבולת הצינור תהיה קטנה מזו של המדחס.הדבר יגרום לחוסר שמן במאייד, וכתוצאה מכך לחץ יניקה נמוך והתחממות יתר חמורה.במקביל, הנוזל התת-מקורר יזרום בחזרה למעבה, וייצור ראש גבוה יותר מכיוון שאין מקלט במערכת שיחזיק את נוזל הקירור.עם ראש גבוה יותר ולחץ נמוך יותר במאייד, קצב זרימת הקירור יגדל עקב ירידת הלחץ הגבוהה יותר על פני הצינור הנימים.יחד עם זאת, ביצועי המדחס יפחתו עקב יחס הדחיסה הגבוה יותר ויעילות נפח נמוכה יותר.זה יאלץ את המערכת להתאזן, אבל בראש גבוה יותר ולחץ אידוי נמוך יותר עלול להוביל לחוסר יעילות מיותר.
אם ההתנגדות הקפילרית קטנה מהנדרש עקב קוטר קצר מדי או גדול מדי, קצב זרימת נוזל הקירור יהיה גדול מהקיבולת של משאבת המדחס.הדבר יגרום ללחץ מאייד גבוה, חום-על נמוך והצפה אפשרית של המדחס עקב אספקת יתר של המאייד.תת-קירור יכול לרדת במעבה ולגרום ללחץ ראש נמוך ואף לאובדן אטם הנוזל בתחתית המעבה.ראש נמוך זה ולחץ מאייד גבוה מהרגיל יקטין את יחס הדחיסה של המדחס וכתוצאה מכך יעילות נפח גבוהה.זה יגדיל את הקיבולת של המדחס, אותה ניתן לאזן אם המדחס יכול להתמודד עם זרימת נוזל הקירור הגבוהה במאייד.לעתים קרובות קורה שחומר הקירור עולה על גדותיו על המדחס, מה שגורם לכשל המדחס.
מהסיבות המפורטות לעיל, חשוב שלמערכות קפילריות תהיה טעינת קירור מדויקת (קריטית) במערכת שלהן.יותר מדי או מעט מדי נוזל קירור עלול להוביל לחוסר איזון חמור ולנזק חמור למדחס עקב זרימת נוזלים או הצפה.לקבלת גודל נימי מתאים, התייעץ עם היצרן או עיין בטבלת המידות של היצרן.לוחית השם או לוחית השם של המערכת יציינו בדיוק כמה נוזל קירור דורשת המערכת, בדרך כלל בעשיריות או אפילו מאיות אונקיה.
בעומסי חום גבוהים של המאייד, מערכות נימיות פועלות בדרך כלל עם חום-על גבוה;למעשה, חום-על של המאייד של 40° או 50°F אינו נדיר בעומסי חום גבוהים של המאייד.הסיבה לכך היא שנוזל הקירור במאייד מתאדה במהירות ומעלה את 100% נקודת הרוויה של האדים במאייד, מה שמקנה למערכת קריאת חום-על גבוהה.לצינורות נימיים פשוט אין מנגנון משוב, כמו נורית מרחוק של שסתום התפשטות תרמוסטטי (TRV), כדי לומר למכשיר המדידה שהוא פועל בחום גבוה ולתקן אותו אוטומטית.לכן, כאשר עומס המאייד גבוה וחום-העל של המאייד גבוה, המערכת תפעל בצורה מאוד לא יעילה.
זה יכול להיות אחד החסרונות העיקריים של המערכת הנימים.טכנאים רבים רוצים להוסיף עוד קירור למערכת בגלל קריאות חום-על גבוהות, אך זה רק יעמיס על המערכת.לפני הוספת נוזל קירור, בדוק אם יש קריאות חום-על רגילות בעומסי חום נמוכים של המאייד.כאשר הטמפרטורה בחלל הקירור מופחתת לטמפרטורה הרצויה והמאייד נמצא בעומס חום נמוך, חום-העל הרגיל של המאייד הוא בדרך כלל 5° עד 10°F.כאשר יש ספק, אסוף את נוזל הקירור, רוקן את המערכת והוסף את חומר הקירור הקריטי המצוין על לוחית השם.
ברגע שעומס החום הגבוה של המאייד מופחת והמערכת עוברת לעומס חום המאייד נמוך, נקודת הרוויה של 100% אדי המאייד תקטן במהלך המעברים האחרונים של המאייד.הדבר נובע מירידה בקצב האידוי של הקירור במאייד עקב עומס החום הנמוך.למערכת תהיה כעת חום-על רגיל של המאייד של כ-5° עד 10°F.קריאות חום-על רגילות של המאייד יתרחשו רק כאשר עומס החום של המאייד נמוך.
אם המערכת הנימית מתמלאת יתר על המידה, היא תצבור עודפי נוזלים במעבה, מה שיגרום לראש גבוה עקב היעדר מקלט במערכת.ירידת הלחץ בין צד הלחץ הנמוך והגבוה של המערכת תגדל, מה שיגרום להגדלת קצב הזרימה למאייד ולעומס יתר על המאייד, וכתוצאה מכך חום-על נמוך.זה יכול אפילו להציף או לסתום את המדחס, וזו סיבה נוספת לכך שמערכות נימיות חייבות להיטען בקפדנות או במדויק בכמות הקירור שצוינה.
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.
תוכן ממומן הוא מדור בתשלום מיוחד שבו חברות בתעשייה מספקות תוכן איכותי, חסר פניות ולא מסחרי בנושאים המעניינים את קהל החדשות של ACHR.כל התוכן הממומן מסופק על ידי חברות פרסום.מעוניינים להשתתף במדור התוכן הממומן שלנו?צור קשר עם הנציג המקומי שלך.
לפי דרישה בסמינר מקוון זה, נלמד על העדכונים האחרונים לקירור הטבעי R-290 וכיצד הוא ישפיע על תעשיית ה-HVACR.
במהלך הוובינר תלמדו כיצד לעבור בהצלחה כל שלב בצמיחה עסקית.