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冷媒キャピラリー管長さ計算

内径0.8 mmのキャピラリー管にR134aを1.5 kg/h流すと、必要な長さは3 m弱です。内径、冷媒、設計質量流量を入力すると、凝縮45 °C、蒸発−10 °Cを基準に、切って試すための最初の長さが分かります。ブラウザで無料で使えます。

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計算例

入力した場合

直径 (mm): 0.8
冷媒: R134a
質量流量 (kg/h): 1.5

結果

冷媒名: 1,1,1,2-Tetrafluoroethane m
長さ (m): 2.9153898031
長さ (mm): 2,915.389803149
高圧側圧力 (MPa): 1.16

キャピラリーチューブは、無数の家庭用冷蔵庫・冷凍庫・小型エアコン・ヒートポンプで使われる固定膨張装置です。圧縮機と熱交換器を選んだあとでも、設計者は高圧側凝縮器と低圧側蒸発器のあいだで正しい冷媒質量流量を計量する内径と切断長さを決めなければなりません。本冷媒キャピラリー管計算機は、ミリメートル単位の内径、ASHRAE冷媒種、時間あたりキログラムの設計質量流量という三つの入力から、その必要長さを見積もります。エンジンは高圧側45 °C・低圧側−10 °Cの定格点で、認識済み流体ごとの飽和圧力と液・蒸気密度を用いたダルシー二相相当絞りモデルを適用します。

キャピラリー管の役割と長さの見積もり方

冷凍用キャピラリーチューブは、コスト重視の固定オリフィス系統で温度膨張弁の代わりとなる、細口径の長い銅またはアルミニウム絞りです。凝縮器からの液が口径へ入り、静圧の低下とともにフラッシュし、蒸発器が沸騰させられる二相混合物として出ます。管は意図した質量流量で高圧を蒸発圧力まで落とさねばなりません。

短すぎれば蒸発器は湿り吸入で溢れ、長すぎれば蒸発器は飢えて能力が崩れます。分布二相モデルは口径に沿って摩擦・運動量・フラッシュ乾き度を積分し、ASHRAE選定線図はその積分を流体ごとの曲線群に畳み込みます。本計算機は閉じた形のダルシー相当を用い、熱量計ではなく一次見積もりであることを明示します。

長さLは、高低差圧ΔP、相当二相密度ρ_eq、πの二乗、内径の五乗の積を、相当ダルシー摩擦係数の八倍と質量流量の二乗で割ったものです。相当密度は平均乾き度0.6の均質密度で、冷媒の液密度と蒸気密度から組み立てます。

高圧と低圧は45 °Cと−10 °Cの飽和から取りますが、二酸化炭素R744だけは45 °Cが臨界点を超えるため90 barのガスクーラ圧力を用います。直径の五乗と質量流量の二乗の指数は単相のダルシー–ワイズバッハ管流れと同じなので、直径の10 %の誤差は予測長さをおよそ60 %動かします。

結果は切断して試せるメートル単位の長さであり、油循環・吸入管との熱交換・実測過冷却が分かったあとの試験評価やメーカー毛細管線図の代用ではありません。

長さ見積もりの使途と、モデルが省くもの

機器設計者は、密閉圧縮機・凝縮器・蒸発器がすでに選ばれ、熱量計ループの前に一次切断長さが必要なときにキャピラリー管長さの見積もりを使います。

R600aまたはR134aの家庭用冷蔵庫で口径0.7 mm、質量流量が1 kg/h付近なら、本モデルが出す2から4 mの帯に収まることが多く、R410AまたはR32のセパレートエアコンでは口径が大きく流量も高いため、高低差圧がずっと大きく別の長さになります。

教育実験では、直径の五乗が結果を支配する理由と、未認識冷媒がR22物性を黙って仮定せず失敗しなければならない理由を説明させます。破損キャピラリーを取り換える現場技術者は、銘板の冷媒と、定格能力を概算エンタルピー揚程で割った質量流量から出発長さを復元し、過熱度で切り詰められます。

モデルは油、吸入管との非断熱熱交換、自由入力としての入口過冷却、Bittle–Wolf–Pate無次元線図のチョークフラッシュ詳細を含みません。それらのデータが揃ったあとの完全なキャピラリーシミュレーションの領域です。

活用例

家庭用冷蔵庫のキャピラリー切断長さ

熱量計ループの前に、0.6–0.8 mm口径と定格冷却能力から推定した質量流量から、R134aまたはR600aの一次キャピラリー長さを見積もります。

セパレートエアコンの絞り寸法決め

同じ直径と質量流量でR410AとR32のキャピラリー長さを比べ、それらの流体のより高い高圧側圧力が切断長さに表れるようにします。

よくある質問

キャピラリー管の長さはどのように見積もりますか？

ΔPと密度は選んだ冷媒の45 °C / −10 °C定格点から取ります（R744は90 barのガスクーラ）。

どの冷媒種が認識されますか？

R12、R22、R32、R134a、R290、R404A、R407C、R410A、R600a、R717、R744、R1234yfです。ハイフン付きや小文字の表記、アンモニア、プロパン、イソブタン、NH3、CO2は、それら正規トークンの別名として受け付けます。

冷媒種が認識されない場合はどうなりますか？

計算機はR22や別の流体を黙って仮定しません。検証失敗は課金されません。

内径のわずかな違いがなぜ大きく効くのですか？

見積もる長さが内径の5乗に比例して変わるためです。内径が1割違うと予測長さは約60%も変わるので、内径は丁寧に測ってください。

キャピラリー管が短すぎたり長すぎたりするとどうなりますか？

短すぎると蒸発器があふれ、湿った吸入ガスが圧縮機へ戻ります。長すぎると蒸発器に冷媒が足りなくなり、冷却能力が大きく落ちます。

開発者向け — APIアクセス

このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。

エンドポイント

POSThttps://api.kit.forhosting.com/phys/refrigerant-capillary-tube

Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。

お使いのスタックから呼び出す

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/phys/refrigerant-capillary-tube \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"diameter_mm":0.8,"refrigerant":"R134a","mass_flow_kg_h":1.5}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/phys/refrigerant-capillary-tube", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "diameter_mm": 0.8,
    "refrigerant": "R134a",
    "mass_flow_kg_h": 1.5
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/phys/refrigerant-capillary-tube",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "diameter_mm": 0.8,
    "refrigerant": "R134a",
    "mass_flow_kg_h": 1.5
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/phys/refrigerant-capillary-tube", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"diameter_mm":0.8,"refrigerant":"R134a","mass_flow_kg_h":1.5}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"diameter_mm":0.8,"refrigerant":"R134a","mass_flow_kg_h":1.5}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/phys/refrigerant-capillary-tube", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)

リクエスト例

{
  "diameter_mm": 0.8,
  "refrigerant": "R134a",
  "mass_flow_kg_h": 1.5
}

レスポンス例

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "phys.refrigerant_capillary_tube",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。

料金

1リクエストあたり$0.002

単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。

制限

`min_diameter_mm`	0.2
`max_diameter_mm`	6
`min_mass_flow_kg_h`	0.01
`max_mass_flow_kg_h`	250

エラー

HTTP	コード	意味
`401`	`unauthorized`	APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。
`402`	`insufficient_balance`	残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。
`404`	`unknown_type`	指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。
`429`	`rate_limited`	リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。

技術的な注記

未認識の冷媒種はinvalid_inputで失敗し、課金されません。成功したAPI呼び出しは$0.002です。

入力、認識冷媒、応答欄、および誤り

インチは送る前に25.4を掛けて換算します。refrigerantはASHRAE記号で、R12、R22、R32、R134a、R290、R404A、R407C、R410A、R600a、R717、R744、R1234yfのいずれかです。欠落欄、空文字、有限でない数、零または負の直径、零または負の質量流量も同様に失敗します。必須の三欄を持つJSON本体をPOSTしてください。diameter_mmはキャピラリーの内径（ミリメートル）で、0.2と6のあいだの有限数でなければなりません。この窓は家庭用0.6から1.0 mm管と軽商業用1.2から2.0 mm管を覆い、ミリメートル欄へ誤って送られたメートルやインチを拒みます。別名diameter、d、inner_diameter、id_mm、tube_diameter、capillary_diameterを受け付けます。mass_flow_kg_hは時間あたりキログラムの設計冷媒質量流量で、0.01と250のあいだに厳密に入ります。別名mass_flow、m_dot、mass_flow_rate、flow_rateを受け付けます。別名refrigerant_type、fluid、gas、typeに加え、r-134aのようなハイフン付きや小文字、アンモニア・プロパン・イソブタン・二酸化炭素といった慣用化学名、NH3およびCO2も受け付けます。未認識の冷媒種は欄を名指しするinvalid_inputで失敗し、課金されません。成功時はdiameter_mm、正規冷媒トークン、refrigerant_name文字列、mass_flow_kg_hをエコーし、主結果length_mをメートルで、同じ長さをlength_mmとしてミリメートルで、ΔPに用いたhigh_side_pressure_mpaとlow_side_pressure_mpa、キログラム毎立方メートルのequivalent_density、定数friction_factorとmean_quality、mであるunit、公式文字列、method darcy_two_phase_equivalentを返します。

長さ見積もりの使途と、モデルが省くもの

冷凍ライブラリのソフトウェア試験は、公表された直径・流体・流量の三つ組に対してlength_mを固定し、二相ソルバの改修が一次オリフィス模型を漂流させないようにします。実装は純粋なparseのティアAなので、成功した呼び出しは公表の $0.002 であり、モデルトークンも外向き通信もなく、無効入力は残高を消費しません。要求を小さく保ち、丸めたlength_mを試験に固定すれば、宿題、LMSプラグイン、エッジ実行向けに再現可能な絞り長さが得られ、自ら二相ネットワークソルバを立てる必要はありません。

連携の活用例

教育実験と冷凍ソフトウェアのフィクスチャ

公表された直径・冷媒・流量の三つ組にlength_mを固定し、未認識の冷媒種がR22を仮定せずinvalid_inputで失敗することを確かめます。

技術的な質問

直径・質量流量・長さにはどの単位を使いますか。

内径はdiameter_mmとしてミリメートル（インチ × 25.4）、質量流量はmass_flow_kg_hとして時間あたりキログラムで送ってください。主長さはメートルのlength_m、length_mmは同じ値のミリメートルです。unitはmです。

冷媒キャピラリー管計算機の料金はいくらですか。

ブラウザ用具は無料です。API要求は成功した呼び出しごとに前払いKIT残高から $0.002 を使います。無効入力は課金されません。

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冷媒キャピラリー管長さ計算

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計算例

キャピラリー管の役割と長さの見積もり方

長さ見積もりの使途と、モデルが省くもの

活用例

家庭用冷蔵庫のキャピラリー切断長さ

セパレートエアコンの絞り寸法決め

よくある質問

関連ツール

開発者向け — APIアクセス

エンドポイント

お使いのスタックから呼び出す

リクエスト例

レスポンス例

料金

制限

エラー

技術的な注記

入力、認識冷媒、応答欄、および誤り

長さ見積もりの使途と、モデルが省くもの

連携の活用例

教育実験と冷凍ソフトウェアのフィクスチャ

技術的な質問

ありがとう