L’alimentazione per mezzo di tubo capillare presenta molti vantaggi:

- E’ molto semplice, dato che non vi sono parti mobili, e quindi, se ben progettata, è definitiva.

- Un tubo capillare è meno caro di una valvola termostatica.

- Anche il gruppo frigorifero è meno caro (non c’è il ricevitore di liquido).

- Un’altra fonte di risparmio è data dal fatto che la quantità di fluido frigorifero è ridotta.

- Durante l’arresto del compressore, le pressioni si eguagliano e il motore elettrico non ha problemi a riavviare il compressore.

Il tubo capillare, proprio perché presenta questi vantaggi, è utilizzato nei refrigeratori domestici, in quelli destinati alla conservazione dei gelati, al “raffreddamento delle bottiglie”, nei condizionatori d’aria, nella maggior parte delle vetrine refrigerate e nei piccoli refrigeratori commerciali e, in generale, in tutti gli apparecchi che vengono prodotti in catena di montaggio in serie.

Il tubo capillare può essere utilizzato nella maggior parte delle installazioni commerciali oggi in uso.

Non può essere utilizzato, per diverse ragioni, nelle installazioni che comportano un compressore di tipo “aperto”.

Il tubo capillare è un condotto per liquidi di dimensioni molto ridotte che collega il condensatore all’evaporatore. Viene saldato alla conduttura di aspirazione, su di una parte della sua lunghezza, per formare, in modo economico, uno scambiatore di calore, oppure viene passato direttamente all’interno della linea di aspirazione.

Quando è attraversato dal liquido, il suo diametro ridotto permette di assicurare la caduta di pressione e, dunque, le condizioni necessarie all’evaporazione.

Perché un tubo capillare sia attraversato dal fluido frigorifero è necessario che si produca una differenza di pressione tra il condensatore e l’evaporatore. Questa differenza di pressione esiste sempre quando il compressore è in movimento, ma è chiaro che quando questa differenza di pressione aumenta, la portata del capillare (la possibilità di lasciare passare più fluido frigorifero) aumenta.

Ma, quando aumenta la differenza di pressione, la capacità e il rendimento del compressore diminuiscono in quanto questo faticherà di più. E’ chiaro che vi sarà un determinato tubo capillare ottimale per un dato compressore e un dato sistema frigorifero, per cui la produzione frigorifera sarà al massimo del suo rendimento.

In regime di funzionamento ciclico, questa condizione ideale non si verifica durante tutto il periodo di funzionamento del compressore ma, in una installazione ben progettata, si verifica nei dintorni delle temperature di progetto.

Non esiste un solo punto di equilibrio tra il compressore e il tubo capillare, ma una vasta zona che si adatta alle differenze di pressione quali quelle riscontrate nelle applicazioni frigorifere oggi in uso.

Se il tubo capillare è quello giusto, si ha, in condizioni di progetto e di funzionamento standard, un condensatore con una temperatura quasi del tutto uniforme, ad eccezione della prima parte del condensatore, che è attraversata dai vapori surriscaldati e l’ultima in cui il liquido condensato si accumula davanti al tubo capillare.

Se il tubo capillare non offre sufficiente resistenza al passaggio del liquido (tubo troppo corto o di diametro troppo grande), lascia passare più liquido di quanto il gruppo possa condensare. Ne risulta un’entrata di vapore nel tubo capillare.

Dato che il vapore ha un volume molto più grande di quello del liquido (30 volte maggiore nelle condizioni normali), ne consegue automaticamente una riduzione di portata del tubo capillare e dunque una cattiva resa dell’installazione. Invece, se il tubo capillare oppone troppa resistenza al passaggio del fluido (tubo troppo lungo o diametro troppo piccolo), non sarà in grado di far passare tutto il fluido che il gruppo può pompare e condensare.

Dunque, il liquido che non può essere evacuato dal tubo capillare riempirà una parte del condensatore. Se la carica è corretta, l’evaporatore sarà sottoalimentato. Se in questo ultimo caso si cerca poi di alimentare correttamente l’evaporatore, aggiungendo magari del refrigerante, l’eccesso di liquido si accumulerà nel condensatore, rendendolo in parte inutile.

La pressione nel condensatore sarà troppo elevata e il condensatore sarà più freddo nella parte inferiore mentre la sua temperatura deve essere all’incirca costante dall’alto al basso (vedere schemi). Inoltre, durante l’arresto del compressore, il fluido in più presente nel condensatore, passerà nell’evaporatore in seguito all’equalizzazione delle pressioni e quando il compressore si rimetterà in moto, la conduttura di aspirazione si riempirà di liquido e formerà del ghiaccio (figure 1 e 2).

Il tubo capillare deve essere scelto e provato con cura a seconda delle caratteristiche particolari di ogni installazione.

Il tubo capillare deve essere rigorosamente pulito e asciutto. Infatti raccoglie facilmente i vostri due nemici: l’umidità e le impurità.

Quando il compressore si arresta, la pressione alta e quella bassa si equalizzano. Se questa equalizzazione di pressione è molto lenta, può verificarsi un’ostruzione parziale del tubo capillare o del filtro o un accumulo di eccesso di liquido nel condensatore.

E’ necessario che il tubo capillare parta dalla parte più bassa del condensatore in modo da evitare l’accumulo di liquido in eccesso all’estremità del condensatore e all’entrata del tubo capillare (figura 3).

Si consiglia quasi sempre di porre un piccolo accumulatore nel circuito, tra l’evaporatore e la conduttura di aspirazione. E’ possibile così assorbire le variazioni di carica dovute alle differenze delle temperature e dei volumi del refrigerante.

L’evaporatore non deve avere una capacità troppo grande. La carica deve essere proporzionale alla potenza del gruppo.

I circuiti paralleli sull’evaporatore sono da evitare, a meno che non siano stati progettati con molta cura.

Rischiano di accumulare l’olio se le velocità dei vapori all’uscita sono bassi (inferiori a 4 m/s).

Le installazioni multiple (più evaporatori in serie su di un solo compressore) non possono essere alimentate per mezzo di un tubo capillare a meno che con particolare cura e alla condizione di studiare accuratamente  ogni singolo caso.

Ma le regolazioni risultano comunque lunghe e difficili.

Un tubo capillare deve essere manipolato con molta attenzione. Se è piegato o appiattito, è inutilizzabile.

E’ indispensabile saldare o fissare il tubo capillare sulla conduttura di aspirazione, per una lunghezza minima di 1 m o, meglio ancora, di 1,20 m (sempre la stessa lunghezza per le stesse installazioni). Si ottiene così uno scambiatore di calore a buon mercato che offre due vantaggi importanti, soprattutto nelle installazioni che utilizzano il refrigerante R134a e R600A (che sono usati soprattutto nei frigoriferi domestici):

- si aumenta la produzione frigorifera dell’installazione per sottoraffreddamento del liquido.

- si evita la condensazione sulla conduttura di aspirazione.

Un tubo capillare, lungo più di un metro saldato sulla conduttura di aspirazione, deve essere arrotolato a forma di corona, preferibilmente sul lato dell’evaporatore (vedere per esempio schema dello scambiatore di calore in figura 4).

Per le unità  prodotte in serie, anche in piccole serie, si consiglia, quando è stata determinata la quantità esatta di refrigerante, di caricare con un dosatore sempre la stessa quantità e di immettere il refrigerante sempre in forma di liquido.

Un metodo alternativo è quello di caricare lentamente l’istallazione attraverso l’aspirazione mentre il compressore è in funzione.

Caricare lentamente in modo da non sovraccaricare il compressore ma di mantenere sempre una pressione positiva.

Quando le temperature del refrigerante e del condensatore sono diventate normali, continuate la carica fino a quando il ghiaccio compare alla fine dell’evaporatore.

Lasciate, poi, che l’installazione giri per qualche ciclo di funzionamento e di arresto per essere certi che il ghiaccio si mantenga alla fine dell’evaporatore e che il sottoraffreddamento all’uscita del condensatore e il surriscaldamento all’uscita dell’evaporatore siano corretti; altrimenti modificate la carica.

Se la conduttura di aspirazione presenta del ghiaccio, vi è troppo refrigerante. Se l’evaporatore non è coperto da una leggera brina, la carica è insufficiente.