Chłodnictwo i klimatyzacja zazwyczaj kojarzone są z wieloma zaawansowanymi technologiami, które sprawiają, że pomieszczenia są chłodne w upalne dni. Jednak istnieje jedna skromna, a zarazem kluczowa część systemu, której rola jest niezwykle ważna procesie chłodzenia - mowa o kapilarach.

 

Czym jest kapilara w systemach chłodniczych?

Kapilara to element układu chłodniczego, który pełni rolę węża lub rurki o bardzo małej średnicy. Jest to punkt, w którym sprężony gaz chłodziwa przechodzi do stanu ciekłego. Po opuszczeniu sprężarki w postaci gorącego gazu, chłodziwo płynie przez kapilarę, gdzie następuje gwałtowna ekspansja. To powoduje nagłe obniżenie temperatury i ciśnienia chłodziwa, co jest niezbędne do schłodzenia powietrza w systemie.

Jak działa kapilara w systemie chłodniczym?

W procesie chłodzenia kapilara pełni kluczową rolę w przemianie fazy chłodziwa. Kiedy sprężony gaz chłodziwa dociera do kapilary, ulega on nagłej ekspansji, przechodząc w stan ciekły. To właśnie ta zmiana powoduje, że chłodziwo odbiera ciepło z otoczenia, a tym samym chłodzi powietrze, które jest dmuchane przez parownik.

Odpowiednio dobrana średnica i długość kapilary ma kluczowe znaczenie w efektywności systemu chłodzenia. Kapilara powinna być odpowiednio długa, aby umożliwić wystarczającą ekspansję chłodziwa, ale także wystarczająco krótka, aby uniknąć strat ciśnienia i utraty efektywności chłodzenia.

Zastosowanie kapilary w chłodnictwie

Kapilary mają szerokie zastosowanie w dziedzinie chłodnictwa, a ich rola jest kluczowa w wielu systemach chłodniczych. Gdzie są wykorzystywane?

• Klimatyzacja. Kapilary są używane w systemach klimatyzacji do przeprowadzenia chłodziwa przez różne elementy układu, takich jak: parownik, skraplacz, sprężarka i zbiornik na chłodziwo. Dzięki kapilarom chłodziwo jest w stanie wchłonąć ciepło z pomieszczenia i przekształcić je w gaz, a następnie przenieść je do zewnętrznego skraplacza, gdzie ciepło jest oddawane na zewnątrz.
• Lodówki i zamrażarki. W domowych lodówkach i zamrażarkach kapilary służą do przeprowadzania chłodziwa, co umożliwia utrzymanie odpowiedniej temperatury wewnątrz urządzenia. Chłodziwo jest ekspandowane w kapilarze, co powoduje, że wnętrze lodówki lub zamrażarki jest odpowiednio schłodzone.
• Transport chłodniczy. Kapilary są również używane w transporcie chłodniczym, na przykład w: chłodniach samochodowych, kontenerach lub pojazdach dostawczych. Pozwalają na utrzymanie odpowiednich temperatur wewnątrz pojazdu, co jest kluczowe w przypadku przewożenia produktów spożywczych czy leków, które wymagają stałych warunków chłodzenia.
• Systemy klimatyzacji samochodowej. Kapilary są stosowane w klimatyzacjach samochodowych do przeprowadzenia chłodziwa przez układ, co pozwala na chłodzenie powietrza wewnątrz pojazdu.
• Chłodzenie elektroniki. Kapilary są wykorzystywane w niektórych systemach chłodzenia elektroniki, zwłaszcza w małych i kompaktowych urządzeniach. Pomagają utrzymać odpowiednią temperaturę podzespołów elektronicznych, co pozwala na uniknięcie przegrzania i uszkodzeń.

Kiedy rurka jest kapilarą?

Rurka jest kapilarą, gdy wewnątrz niej zachodzą zjawiska typowe dla przepływu kapilarnego. Przyjmuje się, że do kapilar zalicza się rurki spełniające dwa główne kryteria:

• Przepływ niezgodny z prawem Bernoulliego. W kapilarach o odpowiedniej powierzchni ciecz może płynąć do góry, mimo braku ciśnienia hydrostatycznego i nawet wbrew niemu. To zjawisko wynika z faktu, że w kapilarach dominują oddziaływania cieczy z powierzchnią rurki, a nie zjawiska zachodzące w samej cieczy. W takiej sytuacji przepływ cieczy w kapilarze jest znacznie bardziej skomplikowany i nie podlega zasadom prawa Bernoulliego, które określa zależność między ciśnieniem a prędkością przepływu.
• Kondensacja kapilarna. Drugim charakterystycznym zjawiskiem dla kapilar jest kondensacja kapilarna, która ma to samo podłoże co przepływ niezgodny z prawem Bernoulliego. W kapilarach ciecz może kondensować wbrew zasadom znanym z przepływu gazów, co wynika z dominujących oddziaływań cieczy z powierzchnią wewnętrzną rurki.