[摘要] 本文旨在剖析最根本的,也是制冷空调体系不可或缺的三段主管路的规划,首要包含确认管径巨细和安置管路两方面,根本上适用于空调和各种制冷以及热泵等运用氟利昂的蒸汽压缩制冷体系。
最根本的制冷空调体系包括三段主管路:吸气管,热气管和供液管路。别的还有其他的分支管路,依据不同的体系可有可无,比方热力膨胀阀的外平衡管、热气旁通管路、喷液冷却管路、热气化霜管路、并联体系的油平衡管、气平衡管路等等。
榜首部分:吸气管路
一、吸气管路的规划整体准则
吸气管路是从蒸发器出口到压缩机的吸气口,这段管路中活动的介质或许包括有制冷剂气体,制冷剂液体和润滑油,管路规划的根本准则如下:
回油,依靠介质的流速将润滑油带回到压缩机中;
防止压缩机停机时回液引起带液发动;
最小化压降,削减对体系功率的影响;
最小化压缩机振荡的传递;
气液油分离的作用;
最小化无效过热。
二、管径的核算方法
管径的确认能够经过依据标准或许规划工况下的数据,核算制冷剂的体系质量流量,然后再依据体系中制冷剂所处不同方位的物性,核算该方位的制冷剂容积流量,再除以管路的截面积,这样就能够得出不同管径下的制冷剂流速。
吸气管路管径的确认准则如下:
上升管路, 冷媒流速不低于 5m/s, 一般规划流速在 8m/ s 以上, 依据所用的润滑油的粘度稍有区别;
水平管路或许下降管路, 冷媒流速不低于 3m/s;
吸气管路的最大流速不得超出 20m/s;
吸气管路所发生的压降不得超越 20Kpa;
满意带油所需求的流速的条件下管径尽或许规划的大, 这样利于下降体系压降和振荡。
最终得到的质量流量单位是 Kg/s, 当咱们核算吸气管路管径的时分, 咱们需求依据过热度确认 1 点的方位,查找 R22 冷媒的物性, 查到该 1 点方位下的冷媒密度, 密度单位为 Kg/m3, 制冷剂的质量流量除以密度就能够得到 1 点方位的容积流量,单位为 m3/s。最终,用这个容积流速除以不同管径下的截面积,就能够得到不同管径下的冷媒流速。
三、吸气管路压降的确认
吸气管路上总的压降 ΔP 包括三个方面,管路沿程阻力是由于流体活动中管壁摩擦所构成的阻力,管路上装置的附件发生的压降,比方吸气过滤器、角阀、四通换向阀等,最终还有由于高度上的差异发生的重力的影响。通常情况下,附件的压降能够经过附件的生产厂家所标定的数据来确认,吸气管路内部活动的制冷剂是气体状况,重力的影响根本上能够忽略不计,沿程阻力经过经验性的估量也能够大概确认下来。理论上三个方面的阻力发生的压降核算方法如下:
相对于热气管路和供液管路, 吸气管路的压降对体系的功率影响十分显著,如下图所示的理论核算结果,一般吸气管路发生的压降不答应超出 20Kpa,也便是 3PSI,当压降到达 6PSI 时分,体系的才能下滑 3%,功率下滑 2%。
四、吸气管路管径的确认
横坐标为体系的制冷才能,纵坐标为管路中制冷剂的流速,合理的流速规模假定为 5~20m/s。不同的管径对应不同的制冷才能能够依据图中给定的合理规模进行挑选。
举例说明,假设一个制冷体系的才能改变规模为 5~20kW,注明:该才能改变规模取决于压缩机的答应运转规模和体系的规划工况以及实践的运用运用工况,比方中国的 T1 工况规模,所取的数值是或许的最小制冷才能和或许的最大制冷才能,也就代表了或许的最小制冷剂流量和或许的最大制冷剂流量。
体系的制冷才能为 5kW 时,在合理的流速规模内能够挑选的管径分别为 22、28、35 和 42mm,这些能够挑选的管径能够满意 5kW 制冷才能下的带油和防止过大的振荡等要求,而体系在 20kW 制冷才能下,能够挑选的管径分别为 42、67mm 以及更大的管径,这样咱们在体系的整个制冷才能规模内能够挑选的管径只有 42mm,便是涂红色的管径,它既能够满意在最小制冷剂流量情况下的回油,又不会在最大制冷剂流量的情况下由于流速过快引起振荡的问题。
假如在才能规模内能够挑选的管径不仅一个,为了提升功率,一般主张挑选稍大的管径。
假如上个比方中的体系冷量才能规模不是 5~20kW,而是更大,比方 3~20kW,咱们会发现没有任何一个管径能够挑选。这种情况下,咱们引荐双升管的规划。
大上升管的粗管径依照最大才能减去最小才能进行规划,小上升管的细管径依照最小才能进行规划当体系运转在最大才能时,两个管径的截面积之和所得到的流速能够满意带油的要求。当体系运转在部分负荷乃至最小才能时,两个管径的截面积之和所得到的流速不能满意带油的要求,润滑油会累积在大上升管的底部,直至构成油封液柱,关闭大上升管,仅保留小上升管继续作业,小上升管的管径正好符合最小才能的要求,体系就能够正常带油; 当体系才能再度发生改变时,才能变大,制冷剂流量变大,小上升管发生的压降会一起变大,直到压降大到足以推进油驻的高度上面的重力,从头打开大上升管之后,体系从头回到巨细上升管一起作业的状况。
五、吸气管路的安置
准则上吸气管路的安置如下图所示,需求考虑的因素有两方面,防止回液和利于回油,根本上常见的规划方案是回油弯和防回液弯。
一般蒸发器自身为了防止带液发动和回液,换热器的规划会尽量让出口高于进口,一般出口开在换热器的顶部,自身是带有一定的防止运转时分的回液和停机时分的液体冷媒的重力迁移,国内很多冷库用的冷风机的规划或许铝排管路的规划不带有这样的规划,乃至相反,很简单构成停机后的冷媒液体迁移构成压缩机的带液发动问题。
除此之外,吸气管路由于内置的制冷剂状况最为复杂多变,安置规划方面还要考虑以下几个方面:
削减管路的死区, 防止存留过多的润滑油;
假如上升管路高度落差较大, 能够考虑每间隔 2~4 米规划回油弯;
所有外部衔接的支管路, 都要求开孔方位在管路的顶部, 防止杂质和润滑油外流, 乃至导致液锤;
管路每间隔 1 米以上, 恰当考虑加装固定, 接近压缩机部分, 能够考虑加装阻尼块或许配重等;
吸气管路依据不同的使用情况, 在中低温的使用中, 需求做保温, 防止冷凝水和无效过热;
接近压缩机的部分, 管路需求考虑 3 维方向柔性规划, 削减压缩机对外的振荡传递;
第二部分:热气管路
压缩机的排气管路衔接压缩机排气口和冷凝器的进口,管路中活动的介质一般是高温高压的气体状况,带有润滑油。绝大多数的使用中,润滑油在高温高压下的粘度相对较小,活动性比较好,所以排气管路规划一般不会特别考虑带油方面,管径确认的准则首要是考虑振荡的影响,并且由于大多数的使用压缩机间隔冷凝器的间隔很近,冷暖型的设备在外,所以压降的影响根本也能够忽略。下图所示,是润滑油的粘度与冷媒的溶解度和温度压力之间的大概联系:
排气管路的管径确认准则是流速在 5~17.5m/s,压降最大 41Kpa。
排气管路的安置准则相对管径的确认来说更重要,由于一般的压缩机假如没有别的装置单向阀的话,内置的背压单向阀片或许阀座的根本功用是防止停机后的反转,不能真实的完成反向密封,所以存在一种或许性,冷凝器中的液体和管路中的润滑油,在压缩机停机后,反向回流到压缩机的压缩腔体内,在下一次压缩机发动的瞬间能够导致液击或许导致体系高压乃至也有或许构成液锤。依据这个原因,排气管路的安置需求考虑怎么防止停机后的冷媒迁移。
第三部分:供液管路
供液管路衔接冷凝器和蒸发器,管内活动的介质是液体状况,大多数情况下属于高温高压,某些使用或许低温,但是根本都是液体状况。
供液管路中的润滑油和制冷剂都是液体状况下的溶解度相对于气体制冷剂来说要好很多,所以这段管路的规划根本不需求考虑带油的问题。
供液管路管径的确认首要的依据是管径发生的压降对过冷度的影响,答应的运转速度为 1.8m/ s 以下。供液管路自身所发生的压降不仅仅包括管路的摩擦阻力和附件发生的压降,也包括制冷剂自身的重力降,比方 R22 制冷剂供液管路上升 15 米的话,所发生的压降约为 172Kpa,对过冷度的影响约为 5 度。
供液管路自身的安置也尤为重要,依据节省组织的要求,尽或许满意节省组织进口满液的状况,也便是有足够的过冷度。为了到达这个意图,需求尽或许缩短储液器和节省组织之间的间隔。可惜的是,目前绝大多数的设备储液器装置在间隔冷凝器最近的方位,往往分体设备长管路衔接,间隔节省组织较远,简单构成过冷度不足以及体系低压报警,乃至管路喘振,节省组织啸叫,液锤等一系列问题。
我特此提出一种新的规划方案,假如储液器间隔节省组织较远,超出 10 米以上,主张规划存液段,在节省组织进口间隔 30cm~50cm 左右,规划一个小型储液器,用来消化管路压降附件阻力和高度差重力降等原因引起的闪气,以保证下流节省功用的正常运转。
存液段的原理类似于下图医院用输液设备,吊瓶类似于储液器,枕头类似于节省毛细管,中心的粗管段便是存液段。
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