So nutzen Sie den Kapillarrohr-Rechner
Der Kapillarrohr-Rechner ermöglicht Kältetechnikern, Ingenieuren und Mechatronikern für Kältetechnik eine schnelle, praxisnahe Vorabauslegung von Drosselkapillaren in kompakten Kompressionskälteanlagen. Mit dem Kapillarrohr-Rechner ermitteln Sie den empfohlenen Längenbereich und den Kältemittelmassenstrom auf Basis bewährter empirischer Auslegungsdaten.
- Kältemittel auswählen — Wählen Sie das Arbeitsmedium der Kälteanlage (z. B. R134a, R600a, R290, R404A, R410A, R22 oder R407C).
- Kälteleistung $Q$ eingeben — Geben Sie die geforderte Verdampferkälteleistung in Watt (W) am Nennauslegungspunkt ein.
- Betriebstemperaturen festlegen — Tragen Sie die Verdampfungstemperatur $T_e$ und die Kondensationstemperatur $T_c$ in Grad Celsius (°C) ein.
- Flüssigkeitsunterkühlung angeben — Die Unterkühlung am Kapillareintritt (in Kelvin) erhöht die Dichte des flüssigen Kältemittels und verkürzt die benötigte Rohrlänge.
- Rohrinnendurchmesser $d$ wählen — Geben Sie den lichten Innendurchmesser des Kupferkapillarrohrs in Millimetern ein (Standardbereich 0,6 mm bis 2,5 mm).
- Ergebnis auswerten — Der Kapillarrohr-Rechner liefert die minimale Rohrlänge $L_{min}$, die maximale Rohrlänge $L_{max}$ sowie den geschätzten Massenstrom $\dot{m}$.
Formeln & physikalische Grundlagen im Kapillarrohr-Rechner
Die Berechnung im Kapillarrohr-Rechner basiert auf thermodynamischen Näherungsgleichungen und empirischen Kennfeldern nach ASHRAE-Standards:
L_basis = 2.5 · f_ref · (Q / 1000)^0.35 · (ΔT_sys / 40)^0.25 · (0.8 / d)^2 · (1 + sub / 40)
L_min = 0.85 · L_basis
L_max = 1.20 · L_basis
ṁ ≈ Q / h_fg (Näherung mit h_fg ≈ 200 kJ/kg)| Parameter | Bezeichnung & Bedeutung | Einheit |
|---|---|---|
| $L_{basis}$ | Berechnete Basis-Kapillarrohrlänge | m |
| $f_{ref}$ | Kältemittelspezifischer Korrekturfaktor | — |
| $Q$ | Kälteleistung des Verdampfers | W |
| $\Delta T_{sys}$ | Temperaturhub ($T_c - T_e$) | K |
| $d$ | Innendurchmesser des Kapillarrohrs | mm |
| $sub$ | Flüssigkeitsunterkühlung vor der Drosselstelle | K |
| $\dot{m}$ | Kältemittel-Massenstrom | kg/s |
Wichtige Gesetzmäßigkeiten der Kapillardrosselung
- Einfluss des Durchmessers: Der Innendurchmesser geht quadratisch in die Längengleichung ein. Ein engeres Rohr erzeugt bei gleicher Länge deutlich mehr Druckabfall, weshalb standardisierte Kapillarmaße gewählt werden sollten.
- Unterkühlung: Eine stärkere Unterkühlung verzögert das vorzeitige Ausdampfen (Flash-Gas) im Drosselorgan und verkürzt die erforderliche Länge bei gleichem Durchsatz.
- Druckausgleich im Stillstand: Bei Kälteanlagen mit Kapillare gleicht sich der Druck bei Verdichterstillstand vollständig aus. Daher können wirtschaftliche Kompressoren mit normalem Anlaufmoment (LST) eingesetzt werden.
Typische Einsatzbereiche für den Kapillarrohr-Rechner
- Haushaltskältegeräte: Auslegung und Reparatur von Kühlschränken und Gefriertruhen mit Kältemitteln wie R600a und R134a.
- Gewerbliche steckerfertige Kühlmöbel: Dimensionierung von Drosselorganen für Flaschenkühler, Eisbereiter und Verkaufsvitrinen (R290, R404A).
- Kompakt-Klimageräte & Entfeuchter: Schnelle Längenbestimmung bei Klein-Wärmepumpen und mobilen Klimageräten mit dem Kapillarrohr-Rechner.
- Kältemittel-Umrüstung (Retrofit): Abschätzung erforderlicher Kapillaranpassungen beim Umstieg von F-Gasen auf umweltfreundliche Kältemittel.
- Kältetechnische Ausbildung: Anschauliche Demonstration thermodynamischer Zusammenhänge mit dem Kapillarrohr-Rechner für Mechatroniker und Kälteanlagenbauer.