制冷系统管路设计Word文件下载.docx

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制冷剂

过冷度

饱和压力

R12

1℃

21.4kPa

R22

33.9kPa

R502

35.7kPa

是以对于15米的竖直上升管路,液柱压头172.5kPa,体系匹配时冷凝器（R22）的战胜液柱压头损掉的过冷度应保证为172.5/33.9≈5℃,才可确保进入膨胀阀前的制冷剂不含闪发蒸器.

管路的阻力损掉（沿程阻力损掉和局部阻力损掉）包括经由过程铜管的阻力损掉,经由过程电磁阀.过滤器.手动阀等的阻力损掉.一般情形下,大多半体系的液管尺寸可以按照40kPa的上限压降进行设计.

分解上述身分,对于室内.外机间有较长配管的体系匹配时冷凝器（R22）的过冷度应保证为7℃--10℃,才可确保进入膨胀阀前的制冷剂不含闪发蒸器.蒸发器.冷凝器距离较近时冷凝器（R22）的过冷度为5℃阁下有较好的技巧经济性.

下图为不同的液管管径下贱速与压降的对应关系,可供液管选型时参照.液管选型时还要分解斟酌液管上制冷配件的接口尺寸,拔取管径.别的,当液体管路应用电磁阀时制冷剂流速应低于1.5m/s,不然当电磁阀忽然封闭时可能会因为压力波动或液体冲击而损坏管路.

2、液体管路对体系充注量的影响

液体管路拔取过大会使体系充注量增大,停机时竖直接收中的大量的制冷剂液领会流入地位较低的换热器中,尤其是蒸发器地位较低时,再次开机时,蒸发器中大量积累的制冷剂液领会冲击紧缩机.别的,液管中大量的制冷剂液体在流淌时有较大的惯性,会冲击膨胀阀的流口组件,在工况变化激烈时,会影响流口组件的正常动作.不能为了降低管路的阻力,而拔取过大的液管管径.

3、撙节方法的选择

流体流经膨胀机构时,因为进间很短,可看作是绝热撙节.撙节后液体变成湿蒸汽,个中蒸汽的含量约占总制冷剂质量的10%--30%.膨胀机构除了起撙节感化外,还起调节进入蒸发器的制冷剂流量的感化.撙节方法的选择对机组机能的影响至关重要.

3.1两次撙节.中央气液分别

经由过程两个阶段的撙节达到制冷剂的减压：

经由过程第一毛细管,使液体系体例冷剂膨胀到中央压力后,由汽液分别器将气态制冷剂和液态制冷剂分别,液态制冷剂经由过程第二毛细管进一步膨胀（减压）,而气态制冷剂则经由过程注入通路进入紧缩机.可以进步制冷才能10%-20%.

在应用膨胀阀与板式换热器的机组中采用下图所示制冷轮回,可以进步制冷量10%,板换分液器可以起帮助撙节感化.（在撤消分液器后,汽液分别器中大量集油.）

3.2液体管路带回热器的制冷轮回

在体系中增长一个回热器,使撙节前的液体和来自蒸发器的低温蒸器进行内部热交流.热交流的成果是制冷剂液体过冷,低温蒸气有用过热.如许,不仅可增长单位制冷量,并且可以削减蒸气与情形空气之间的传热温差,削减甚至清除吸气管中的有害过热.具有回热器的体系图与压焓图如图示.没有回热器的制冷轮回1-2-3-4,增长回热器的制冷轮回1’-2’-3’-4’.单位制冷量的增长量为h4-h4’.对R12.R502采用回热轮回后制冷系数及单位容积制冷量均有所进步,对R717.R22采用回热轮回后制冷系数及单位容积制冷量均有所降低.液体管路带回热器的制冷轮回对R22制冷体系意义不大.

3.3喷液冷却

喷液冷却就是将冷凝器出口的一部分液体经由过程喷液电磁阀.喷液膨胀阀引入紧缩机,经由过程制冷剂的蒸发潜热降低紧缩机的排气温度和电念头的温度,破坏紧缩机及制冷体系在良好工况下工作.喷液冷却并不能进步制冷轮回的单位制冷量,但能降低紧缩机的功耗,增长能效比;

同时破坏紧缩机的正常运行,使紧缩机实用于更广的工况规模.紧缩功耗的降低见压焓图中虚线部分.

3.4液体管路带经济器的制冷轮回

经济器现实上是一个液体过冷器,来自冷凝器的高压液体经由过程经济器,个中一小部分液体经帮助撙节阀在经济器内蒸发而接收高压液体热量以使其过冷.过冷液体经主撙节阀进入蒸发器蒸发就会进步单位质量制冷剂的制冷量.经济器内须要始终保持一个中央压力,经济器内产生的制冷剂蒸器要被持续抽走.经济器制冷轮回可以大幅进步制冷量及制冷系数,蒸发温度越低,后果越显著.从压焓图上可以看出单位制冷量增长,紧缩功耗削减.

4.分流方法的选择

当蒸发器为多回路蒸发盘管时,将撙节后的气液混杂物平均地分派给各路蒸发器,对制冷机的机能至关重要.分液不均不仅会使机组制冷.制热后果差,还会对制冷机组的机能伤害很大.对热泵机组制热时,分液不均会使分液多的回路制冷剂蒸发不完整,而导致此回路敏捷结霜,且结霜异常轻微,造成化霜不清洁,进而恶性轮回,紧缩机回液,低压跳停.制冷时,分液多的回路制冷剂蒸发不完整,盘管温度偏低,除湿才能强,轻微时会使室内盘管结霜,紧缩机回液.

影响分流后果的重要身分是撙节后气液两相制冷剂流淌时流态的不平均与各分流歧路的阻力.相对而言,保证各各分流歧路的阻力雷同比较简略,一般只要保证拔取雷同管径.雷同长度的分流管.要负气液两相混杂物平均地进入各分流路,就须要拔取合理的分流型式.对家用机等小型的制冷机,可采用毛细管分流.对较大型的蒸发盘管,分流型式较多,如今普遍应用的有撙节喷咀式和文丘里管型两种.

4.1毛细管分流

采用毛细管分流一方面可严厉保证各分流路具有邻近的阻力降;

另一方面,分流毛细管可以帮助撙节,使经由一次撙节落后入分流管的制冷剂含有尽可能少的闪发蒸气或为仍为饱和液体,从两个方面保证分流的平均性.下图为比较典范的毛细管分流,撤消主撙节毛细管更能制冷机的机能,匹配上比较艰苦.

图示翅片盘管作冷凝器应用时,冷凝液体直接经由过程单向阀,不经由过程图中毛细管;

作蒸发器用时,制冷剂经由主毛细管一次撙节后,再由分流毛细管分流.

4.2分流头分流

4.2.1撙节喷咀式分流头

撙节喷咀式分流头由分流头本体,撙节喷咀构成.从热力膨胀阀出口的制冷剂液体,经由过程撙节喷咀时,因为截面忽然收宿,使制冷剂的动压升高,流速增长,流体经由过程喷咀后,在喷咀两侧形成压差,高速流淌的气液两相制冷剂进入混杂室后产生涡流,负气液两相的制冷剂充分混杂,并平均地分派到分液器各输出口.

对于两器都采用翅片式换热器的热泵机组,室内.外机都须要应用分流头,可以应用带旁通管的撙节喷咀分流头.经初步实验后果也比较好.

4.2.2文丘里管型分流头

文丘里管型分流头构造十分简略,只有本体,不带其它零部件,但加工艰苦.从热力膨胀阀出口的制冷剂两相混杂物,由分流头进口A流经紧缩口B时,虽流速较高,压力降较大,但流线平顺,不与管壁离开,负气液两相流体平均地进入圆环形流道C中,因为管内紧缩与扩大段采用腻滑过渡,制冷剂在全部流淌进程中不产生紊流,所以文丘里管型分流头阻力较小,对安装地位无特别请求.

4.2.3分流头应用留意事项

分流头一般应直接安装在膨胀阀的出口处,若必须接一管段,也应尽量短,最长不要超过1.5米.尽量避免分流头与膨胀阀之间有阀件或狭小处,不然会产生附加压降;

两者之间的衔接收还应尽量避免曲折,不然会因离心力损坏两相流体的流淌平均性,引起分流不均.

分流头的出口向下安装为宜,尽量避免程度布置,避免气液两相的重力差引起气液分别造成分流不平均.尤其是低负荷时制冷剂流速减慢,重力对气液分别的影响加大,更会引起分派不均.

分流头的出口孔数应与蒸发器分路数相等,若分流头出口孔数较多,而将个中一部分孔堵塞后勉强配用,则必然会引起制冷剂分派不平均.

4.2.4分流管的拔取

合理拔取分流管与分流头匹配应用也至关重要.表1为不同管径的分流管在不同蒸发温度下的容量表,分流管的额定容量基于进入热力膨胀阀的液体温度为37.8℃,分液管长度为762mm.假如进入热力膨胀阀的液体温度不是37.8℃,则应用表2加以修改.假如分流管的长度不是762mm,则应用表3加以修改.

表1分流管的额定容量

分液管外径壁厚约1

/mm

蒸发温度℃

4.4

-6.7

-18

4

0.67

0.49

0.39

0.91

0.74

0.56

0.63

0.46

0.35

5

1.4

1.05

0.81

1.86

1.54

1.16

1.3

0.98

0.77

6

2.8

2.1

1.58

3.85

3.12

2.35

2.56

2.03

1.51

8

5.6

4.2

3.15

7.7

5.95

4.55

5.25

2.91

10

9.8

7.35

12.95

10.15

8.75

7.0

表2液体温度修改系数

液体温度℃

15.6

21.1

26.7

32.2

37.8

43.3

48.9

修改系数

1.83

1.59

1.37

1.17

1.00

0.85

0.72

表3分流管长度修改系数

分流管长mm

305

457

610

762

914

1067

1219

1371

1524

1676

1829

1.36

1.07

0.95

0.90

0.86

0.82

0.79

0.76

0.73

三.吸气管路的设计

因为流淌产生的阻力损掉,导致紧缩机吸气口处的压力低于蒸发器出口处的压力.当吸气压力降低时,回气比容增大,紧缩机的排气量削减,机组制冷量将会有损掉.同时吸气管中还要保持足够高的制冷剂流速以使冷冻油能顺遂返回紧缩机.吸气管中温度低,冷冻油粘度大,冷冻油在吸气管中沿管壁流淌.油在吸气管中的移动取决于吸气的比容和速度,即质量流量.当比容增大时,必须保持较高的速度以使油随制冷剂一路移动.程度管内额定最低流速推举值是3.6米/秒,竖直管内额定最低流速推举值是7.6米/秒.

假如体系有能量调节,应按最小负载时的制冷量来选择吸气管尺寸.低压降与高流速的请求相抵触,选型时应起首保证正常回油.以下两图分别为在不同制冷量与不同蒸发温度下保证回油的推举最大吸气管尺寸.

程度管路应在流淌偏向向下竖直,以利回油,斜度大约是每10英尺（3米）降低1/2英寸（1.27厘米）.制冷剂管路应尽可能短而直.

为了便利吸气上升管中的回油,每5米阁下上升管应设存油弯.为了避免储存过多的冷冻油,存油弯应尽可能的小.

对于有能量调节的机组,若机组最大.最小负载相差很大时,按最小负载来匹配吸气管会造成最大负载时制冷量损掉很大,可以在掌握逻辑是增长特定的回油轮回运行来填补,恰当的增大吸气管径.也可以采用双升管的型式,如下图.两根管的截面积之和应等于最大负荷时同时知足气体流速和压降前提下的单根吸气管的截面积.细管的截面积知足最小负载时的流速和压降的请求.在最大负荷前提下,气体和油同时流过两根管,在低负荷前提下气体速度不足以携带油在两根管中流淌.油将从制冷剂中析出,沉积在油弯部位,形成液封.在P形弯的右侧将会形成一段油柱,当油柱的压力等于全部细管段的压降时P1-P2=ΔP,油柱高度将保持不变.此时液封将迫使流体从细管流过,因而晋升了速度,保证了正常回油.

为了防止停机时蒸发器内的液态制冷剂沿吸气管进入紧缩机,蒸发器的吸气集管都应设截流弯.当应用多个蒸发器,衔接在公共吸气管上时,在衔接部份应设反向截流弯,以防止一个蒸发器回流制冷剂影响其他蒸发器的膨胀阀温包掌握体系.当吸气上升管和蒸发器相连时,中央应留有一段程度段和截油弯用于安装感温包.截流弯用于产生排空区,防止在感温包地点地位积累液体,可能使膨胀阀产生误动作.当蒸发器出口吸气管段无液体积累或在吸气上升管前有一段长度适合的程度段,就不须要任何截油弯,除非为了回油.

四.排气管路的设计

和体系的其它部分比拟,排气管的压降不是特别重要.因为排气管消失压降,排气管压力比冷凝压力高.排气管压降的增大会增大紧缩机排气压力,而对冷凝压力的影响不是很大.尽管排气压力升高而使紧缩热量有所增长,但是因为紧缩机容积效力降低而使排气比容略微削减,是以即使当排气管压降和紧缩机排气压力变化较大时,经由过程冷凝器排放的热量相对保持不变,响应的冷凝压力和冷凝温度保持相对稳固.

一般而言,排气管压降小于5psi时对体系的影响可以疏忽.只要冷凝器可以或许保持适合的冷凝压力,排气管压降接近10psi也不会对体系造成多大伤害.事实上必定的排气管压降有助于缓冲紧缩机的脉动,从而降低噪声和震撼.一些排气管消音器恰是应用压降效应产生消音感化的.

排气管内的流速不能太高,以降低噪声,流速不要超过15m/s.排气管内也要有足够的流速,保证在低负荷时能携带润滑油一路流淌.下图为在不同制冷量清况下为了正常回油推举的最大排气竖直管尺寸,程度管也可按同样标准选型.

对于较长的排气上升管,为了便于回油,每5米阁下上升管应设存油弯.为了避免储存过多的冷冻油,存油弯应尽可能的小.紧缩机排气管在上升通向冷凝器时最好先经由一个向下的弯管,这是为了在紧缩机关机时防止油流回紧缩机.