第二章5铜管及压降
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小管径铜管能有效降低空调换热器生产成本小管径铜管换热器技术主要是采用5mm铜管来替代原有换热器中的7mm、9.52mm 铜管,通过一定的流路优化,达到原有机组相同的性能。
据介绍,相比原有的换热器,采用5mm铜管的换热器能减少使用50%的铜材。
上海交通大学先后完成了多种不同制冷剂情况下,5mm内螺纹铜管管内冷凝、蒸发换热和压降关联式的拟合以及针对不同机型的换热器流路优化仿真设计。
实验证明采用5mm 铜管换热器的空调系统能够有效地降低成本,并且减少制冷剂充注量,是一种非常有效的技术。
金属铜杰出的换热性能使其成为空调换热器管材的不二选择,现有的空调换热器通常采用铜管铝翅片,这对空调的性能和成本控制起着非常关键的决定作用。
但是近年来,由于铜价节节攀升、居高不下,空调生产企业的成本压力越来越大,甚至有些不堪重负,因此各大厂商纷纷致力于寻找替代性管材来降低成本,如铜铝复合管、铝管、不锈钢管等。
研究表明,通过换热器小型化有效降低空调换热器生产成本,才是根本解决之道。
目前来看,实现换热器小型化的最好方法是使用小管径内螺纹铜管代替较大管径的内螺纹铜管,而且此种解决方案无需使用替代性管材,却能同时实现对房间空调产品的成本控制——即“换热器铜管的小管径化”。
在房间空调器中的换热器里,目前普遍采用的是直径为7mm及以上管径的铜管,如果将蒸发器和冷凝器中的铜管直径全部改为5mm、4mm以及更细型号,则能节省大量的铜材料,从而降低整个空调器的成本,理论上可相应节省成本约30%、40%甚至更多。
上海交通大学开发的三维翅片管换热器仿真与优化设计软件、房间空调器系统方针软件能有效对换热器进行优化设计,并对空调系统进行仿真计算。
由于5mm内螺纹管的摩擦压降更大,需要对采用5mm内螺纹管的换热器进行重新设计以减小压降,故而采用换热器仿真优化软件对其进行设计。
空调换热器采用的内螺纹管径减小后,管内换热和压降特性会随之改变,研究表明:在质流密度相同情况下,5mm内螺纹管内制冷剂的摩擦压降比7mm的大10-30%,但通过针对5mm内螺纹管的换热和压降特性,对空调器中的换热器进行优化,同时对系统的其他部件,如膨胀阀的开度进行调整,是能使系统的性能达到甚至超过系统原有性能。
风机盘管的铜管计算规则1. 引言1.1 引言风机盘管在空调系统中扮演着非常重要的角色,它通过循环输送冷热介质来调节室内温度,实现空气的循环和净化。
而在风机盘管中,铜管则被广泛应用作为传热介质,具有优良的导热性能和耐腐蚀性,能够有效提升空调系统的传热效率和使用寿命。
铜管的计算规则是制定铜管尺寸和长度的重要依据,它涉及到风机盘管的传热效率和运行功耗等方面。
通过合理计算铜管的尺寸和长度,可以确保风机盘管的传热效果达到最佳状态,从而保证空调系统的稳定运行和节能环保。
在选择铜管时,需要考虑铜管的强度、导热性能、耐腐蚀性以及成本等因素,以便满足空调系统对传热介质的要求。
在铜管加工和安装过程中,需严格按照相关规定和标准进行操作,确保铜管的质量和安全性。
通过深入了解风机盘管铜管的计算规则,可以更好地理解其在空调系统中的作用和重要性,有助于提升空调系统的运行效率和性能。
2. 正文2.1 风机盘管铜管的重要性风机盘管铜管的重要性在风机盘管系统中起着至关重要的作用。
铜管作为主要的传热介质,承担着输送热量的重要任务。
通过铜管,热水或蒸汽能够顺利地流过整个风机盘管系统,将热量传递给空调室内的空气,从而实现室内温度的控制。
铜管的质量直接影响到整个风机盘管系统的运行效果和稳定性。
优质的铜管具有良好的导热性和耐腐蚀性,能够保持热量的传递效率并且延长使用寿命。
而且,铜管的强度高、耐压性好,能够承受高温高压环境下的工作条件,确保系统运行稳定可靠。
正确的铜管选择和计算规则也能够有效提高风机盘管系统的能效比和工作效率。
合理计算铜管的直径和长度,可以降低系统的阻力和能耗,优化系统的热传递效率。
遵守铜管的选用原则和加工安装要求,可以保证系统运行安全稳定,减少故障发生的可能性,延长系统的使用寿命。
2.2 铜管计算规则铜管计算规则是指在风机盘管系统设计中对铜管进行合理计算和选择的一系列规则。
铜管作为风机盘管系统中的重要组成部分,其合理的计算规则对于系统的运行效率和稳定性至关重要。
Ф5与Ф7换热器比较分析背景:近年来,由于国际铜价节节攀升且居高不下,如果降低空调器铜用量各大厂家也是八仙过海,比如铝制换热器,ACC管,小管径铜管替代原有较大管径的铜管等。
随着环保节能的考虑,家用空调用冷媒逐渐由R22过渡到R410A,整机中R410A运行压力要比R22高出60%,因此系统性能受冷媒压力损失的影响较小,更适合于采用小管径铜管换热器。
空调换热器采用小管径铜管后,管内换热和压降特性会随之改变,根据换热器试验研究表明:在冷媒质量流量相同情况下,Ф5铜管管内制冷剂的摩擦压降比Ф7的大20-40%。
因此在实际应用Ф5铜管时,需要针对Ф5铜管的换热和压降特性,对换热器型式进行优化调整,如翅片或流路,同时制冷剂充注量可以减少了10-20%,需要对系统的其他部件,如膨胀阀的开度进行调整,以求系统的性能接近甚至优于原有系统性能。
一、行业Ф5翅片方面的应用情况:1)日本应用情况小结:◆换热器越来越细管径化,Φ5换热器在室内机上有4家公司使用。
2家是跟其他管径的组合构成的圆弧换热器。
大金使用的更细的φ4。
◆φ5以下的細管各公司几乎都是用在能力2.2~7.1kW的室内机上。
这是因为室内机箱体从小到大共都是通用的,φ5可以使用在家用空调上限7.1kW。
◆作为日本冷暖变频室外机,各企业的设计中没有使用φ5换热器,一般是Φ7或φ7.94。
因为用φ5的话分流回路数多分流太复杂。
φ7换热器在4.0kW机上都要分4路,φ5的就太复杂了。
◆室内机的φ5换热器几种管径(φ5和φ6.35等)组合,可以简化分流并提高性能。
2)韩国应用情况3)国内应用情况Ф5管技术在2005年以后引入国内,在2007年国内相应的产品设计和生产工艺已经成熟。
经向冲床及模具厂家调研,近3年以来美的、格力在Ф5换热器设备方面投入较大,Ф5换热器的产能各达到100万件/月的大批量生产规模。
◆美的2009年以前陆续购入5条Ф5换热器生产线,2009~2010年进口了10条日本日高公司Ф5换热器生产线,已经在今年旺季实现规模效益。
压降引言:在许多工业过程中,压降是一个重要的概念。
它是指在流体通过管道、管道或其他通道时,由于阻力或摩擦而导致的压力降低。
了解和控制压降是确保工业过程高效运行的关键因素。
本文将探讨压降的原因、计算方法以及如何减少压降的方法。
一、压降的原因:1. 摩擦阻力:摩擦是导致流体通过管道时产生压降的主要原因之一。
流体在管道内的摩擦与管道壁的摩擦以及流体分子之间的相互摩擦都会导致能量损失和压力降低。
2. 管道尺寸和形状:管道的直径、长度和弯曲程度都会影响流体通过管道时的压力降低。
较小的管道直径、较长的管道长度和较多的弯曲会增加流体的摩擦阻力,从而导致更大的压降。
3. 流体的黏度:流体的黏度也会影响压降。
黏度较大的流体流动时,流体分子之间的摩擦力更大,从而导致更大的压降。
二、压降的计算方法:1. 流体力学方程:根据流体力学方程,可以通过对管道内的压力、速度、密度和管道几何参数进行测量和计算来确定压降。
根据质量守恒和动量守恒的原理,可以将压降计算转化为求解一系列方程的问题。
2. 管道流量公式:压降还可以通过使用经验公式来估算。
流量公式是根据实验数据和经验关系推导出来的。
这些公式可以根据流体的类型和管道的几何形状进行选择和应用。
三、减少压降的方法:1. 优化管道设计:通过优化管道的形状、直径和长度,可以减小流体通过管道时的摩擦阻力,从而减小压降。
选择适当的管道材料,如光滑内壁的材料,也可以减小摩擦阻力。
2. 减少弯头和阀门的使用:弯头和阀门通常会增加流体的摩擦阻力,导致更大的压降。
因此,在管道系统的设计中,应尽量减少弯头和阀门的数量和使用。
3. 定期清洗和维护管道:管道内的沉积物和污垢会增加流体通过管道时的摩擦阻力,导致更大的压降。
定期清洗和维护管道,确保管道内壁的光滑和清洁,可以降低压降。
4. 使用高效的流体传动系统:使用高效的流体传动系统,如泵和风机,可以提供更大的流体压力和流量,从而减小压降。
结论:压降是一个影响工业过程运行效率的重要因素。
铜管的壁厚与承压能力之间的关系取决于多个因素,包括铜管的材质、直径、工作温度、管道用途等。
通常,铜管的壁厚越大,其承压能力越高。
以下是一些常见铜管壁厚和承压能力之间的一般对照表,但请注意这只是一些典型值,具体情况可能会因管道规格和用途而有所不同。
以下是根据一些常见铜管规格的一般对照表,单位为公斤/平方厘米(kg/cm²):
- 1/4英寸(6.35毫米)铜管壁厚约为0.035英寸(0.89毫米),承压能力约为200 kg/cm²。
- 3/8英寸(9.53毫米)铜管壁厚约为0.049英寸(1.24毫米),承压能力约为180 kg/cm²。
- 1/2英寸(12.7毫米)铜管壁厚约为0.049英寸(1.24毫米),承压能力约为160 kg/cm²。
- 3/4英寸(19.05毫米)铜管壁厚约为0.065英寸(1.65毫米),承压能力约为150 kg/cm²。
- 1英寸(25.4毫米)铜管壁厚约为0.065英寸(1.65毫米),承压能力约为140 kg/cm²。
- 2英寸(50.8毫米)铜管壁厚约为0.083英寸(2.11毫米),承压能力约为120 kg/cm²。
请注意,这些数值只是一般性的参考值,实际的壁厚和承压能力可能会因铜管的具体材质和制造标准而有所不同。
在实际工程中,应始终根据管道设计和相关标准来选择适当的铜管规格,以确保安全性和可靠性。
最好咨询专业工程师或遵循适用的建筑和管道规范。
管道压降计算一概述管道压降为管道摩擦压降、静压降以及速度压降之和。
管道摩擦压降包括直管、管件和阀门等的压降,同时也包括孔板、突然扩大、突然缩小以及接管口等产生的局部压降;静压降是由于管道始端和终端标高差而产生的;速度压降是指管道始端和终端流体流速不等而产生的压降。
对复杂管路分段计算的原则,通常是在支管和总管(或管径变化处)连接处拆开,管件(如异径三通)应划分在总管上,按总管直径选取当量长度。
总管长度按最远一台设备计算。
对因结垢而实际管径减小的管道,应按实际管径计算。
管壁粗糙度的选用应考虑到流体对管壁的腐蚀、磨蚀、结垢以及使用情况等因素。
如无缝钢管,当流体是石油气、饱和蒸汽以及压缩干空气等腐蚀性小的流体时,可选取绝对粗糙度ε=0.2mm;输送水时,若为冷凝液(有空气)则取ε=0.5mm;纯水取ε=0.2mm;未处理水取ε=0.3~0.5mm;对酸、碱等腐蚀性较大的流体,则可取ε=1mm或更大些。
对工程设计中常见的牛顿流体的单相流、汽液两相流管道压降可利用aspen plus的相关模型或者杨总编的excel压降计算程序来计算,二者差别不大。
非牛顿流体的流动阻力以及气力输送和浆液流管道的压降计算参见有关专题。
二基本信息和物性模型的选择为利用Aspen plus计算管道压降,首先必须在确定组分的条件下,选择合适的物性计算模型。
Aspen 模拟流程的一般计算步骤如下:1启动Aspen用户界面程序,快捷方式名称Aspen plus user interface,对应可执行程序为apwn.exe。
该快捷方式通常位置:程序-->Aspentech-->Aspen Engineering suit-->Aspen plus 10.2--> Aspen plus user interface。
可用右键单击,将其复制到桌面上来。
在启动窗口Aspen plus startup选择Template选项,单击ok,在随后出现的窗口中的Simulations标签下根据应用类别选择一合适的模板,比如Chemicalswith Metric Units,适用于化学品制造工业,计算中采用公制单位。
北京化工大学化工原理实验报告传热膜系数测定实验院(部):化学工程学院专业:化学工程与工艺班级:化工1005姓名:江海洋 2010011136同组人员:王彬刘玥波方郡实验名称:传热膜系数测定实验实验日期: 2012.11.28传热膜系数测定实验一、摘要本实验以套管换热器为研究对象,以冷空气及热蒸汽为介质,冷空气走黄铜管内,即管程,热蒸汽走环隙,即壳程,研究热蒸汽与冷空气之间的传热过程。
通过测得的一系列温度及孔板压降数值,分别求得正常条件和加入静态混合器后的强化条件下的对流传热膜系数α及Nu ,做出lg (Nu/Pr0.4)~lgRe 的图像,分析出传热膜系数准数关联式Nu=ARemPr0.4中的A 和m 值。
关键词:对流传热 Nu Pr Re α A 二、实验目的1、掌握传热膜系数α及传热系数K 的测定方法;2、通过实验掌握确定传热膜系数准数关系式中的系数A 和指数m 、n 的方法;3、通过实验提高对准数关系式的理解,并分析影响α的因素,了解工程上强化传热的措施。
三、实验原理黄铜管内走冷空气,管外走100℃的热蒸汽,壁内侧热阻1/α远远大于壁阻、垢阻及外侧热阻,因此研究传热的关键问题是测算α,当流体无相变时对流传热准数关系式的一般形式为:p n m Gr A Nu Pr Re ⋅⋅=对于强制湍流有: nm A Nu Pr Re =用图解法对多变量方程进行关联,要对不同变量Re 和Pr 分别回归。
本实验可简化上式,即取n=0.4(流体被加热)。
在两边取对数,得到直线方程为Re lg lg Pr lg4.0m A Nu+= 在双对数坐标中作图,求出直线斜率,即为方程的指数m 。
在直线上任取一点函数值代入方程中,则可得到系数A ,即mNuA RePr4.0=其中 λαλμμρdNu Cp du ===,Pr ,Re 实验中改变空气的流量,以改变Re 值。
根据定性温度计算对应的Pr 值。
同时,由牛顿冷却定律,求出不同流速下的传热膜系数值,进而求得Nu 值。
两器传热的一些理论知识一、冷凝器的换热1 .顺流和逆流的影响在一般性的换热器流路设计中,在换热器两侧,冷热流体的相对流向一般有顺流和逆流两种。
顺流时,入口处两冷热流体的温差最大,并沿传热表面逐渐减小,至出口处温差为最小;逆流时,沿传热表面两冷热流体的温差分布较均匀。
在冷、热流体的进出口温度一定的条件下,当两种流体都无相变时,以逆流的平均温差最大,顺流的平均温差最小;当两种流体其中一相或两相相变时,逆流与顺流的平均温差一致。
2 .重力因素冷凝器流路布置中,重力的影响不可忽略。
因此,在回路中液体(或两相流体)应尽可能地从高处进入低处流出,以减少流动阻力。
3 .增大传热温差的方法与作用1在冷凝器流路布置中,为了提高^t,增大换热效果,应该将热源点即铜管温度较高的部分布置在出风处,铜管温度较低的部分布置在进风处。
冷凝器换热量Q的提高,冷凝器的冷却效果增加,实际上是降低了冷凝器的内部高压,降低了制冷循环在压始图中的位置,循环低压降低使蒸发温度的降低可增加蒸发器的冷量。
由于毛细管的阻尼作用可以认为是不变的,使由高低压差驱动的冷媒循环量略有减少,低压略有降低,最终使制冷循环的高低压较接近,制冷循环的能效比增加较明显。
流程布置会改变传热温差的分布,从而对换热器性能有较大的影响。
4 .增大传热温差的方法与作用2在空调冷凝器的换热过程中,由于铜管内流动的冷媒从过热、两相冷却到过冷,因此冷媒沿程有较大的温度变化。
在过热区和过冷区温度基本呈斜直线规律下降,两相区的温度基本保持不变,但实际上稍有下降,这是因为沿程有阻力损失,所以对应的饱和温度会稍有降低。
通过上述传热单元的换热分析,我们可以人为地对冷媒三种状态的温度变化加以利用。
冷媒的过热段温度较高,且有较大的温度降低,根据风的流向,将其置于两相段或过冷段之后作为逆流换热的高温端,让风先在冷却冷媒两相段或过冷段之后再冷却过热段,过热段的高温也能被风有效冷却。
冷媒的两相段,基本属于等温段,将其置于过冷段之后作为逆流换热的高温端,风在冷却过冷段后再冷却两相段,提高两相段的换热量,并让冷媒尽快进入过冷状态,并提高冷媒的过冷度。
铜配管设计标准1 制冷系统图2铜配管设计的相关技术要求2-1铜管种类空调器用铜配管的材料为磷脱氧无缝拉制铜管,牌号为TP2(GB/T 5231),供应状态有M(软)、Y(硬),材料标记方法分别为TP2M、TP2Y。
对应日本牌号分别为(C1220T-OL,C1220-H)。
要求使用内表面无氧化的光亮管。
其直径、壁厚分别根据4,5尺寸公差参照GB/T1804(高精度)。
其化学成分分析方法按GB/T5121进行,性能按GB/T228、GB/T242、GB/T246进行。
2-2铜配管直径的确定方法:(以表1、表2为大体标准,有争议时以压机吸排气口为准确定)表1 mm表2 131850以上机型注:对以下情况,对表1,2不考虑A,为了零部件的通用化,其管径有必要相一致时B,为了隔音、防振、改善性能等目的而作的特别设计C,室内机组的辅助配管D,为了减小制冷剂的封入量等以降低成本时2-3选材:见表3注:1)管材加工中不允许酸洗,可用三氯乙烯清洗2)TP2M、TP2Y均适用于翻边孔加工3)采用TP2Y材料翻边孔加工时,如必须进行弯曲,应对弯曲部位进行退火。
为此,应保证在下图中的尺寸以上。
2-4壁厚确定方法如图1,根据表4图1表42-5配管形状的确定方法2-5-1管的间隙1)依据表5注:(1)*部位,在开机停机时管子不应相碰(2)*部位,在经运输、跌落试验后也应满足(1)要求(3)在工程组装时,对保持间隙无特别规定的,应另作说明(4)专家的推荐值配管与静止零件之间的距离配管和配管:15㎜以上配管和静止零件:15㎜以上配管和动态零件的间隔配管和风扇等:25㎜以上2)对位置不固定,有可能与相邻部位触碰的管子,应采用加固材料使其固定,加固材料应符合有关标准要求。
3)用金属直接压住管子时,应避免金属件应力集中,此外应在金属件图纸上注明毛边、凸缝的方向4)铜管下方有铝管时,应考虑到防止铜管表面的冷凝水滴到铝管上,否则必须采取仿腐措施5)应考虑防止管表面的冷凝水滴到电器箱,电器部件等易引起危险的地方。
第五节铜管及压降制冷管路设计的基本原则制冷管路的设计需要进行一系列综合考虑。
我们需要的是最大的制冷量,最小的投资,正常的回油,最小的功率消耗,最小的制冷充注量,低澡声,正确的制冷剂流量控制以及系统制冷量能够从0到100%变化而且不会引起任何润滑方面的故障。
很显然以上这些方面不可能同时满足,因为其中有此方面是相互冲突的。
为了做出明智的决策,管路设计必须清楚了解系统各个不同部分的管路设计对系统性能的影响。
一般而言,制冷剂管路中的压降会降低制冷量和增大功率消耗,因此应避免过大的压降。
不同部分的管路所允许的压降的数量级是不同的,所以应该对系统的各个部分区别对待。
因此,描述管路压降和在给定压降下制冷剂管路制冷量的图表也许比制制冷领域中其他方面的图表多。
有一点必须被管路设计者意识到,即在对制冷管路选尺寸时,压降不是唯一考虑的因素,在系统设计中制冷剂流速往往比压降更为重要。
除了对回油有帮助外,多加制冷剂对系统无任何好处。
宁肯选用适当的压降,也不选择内径过大的管子,使得管路所容纳的制冷剂超出系统所需要的量。
过量的制冷剂将严重影响制冷剂流量的控制,在系统低压侧冷剂的惯性效应将使制冷流动控制装置动作失常。
压缩机上维修的阀的尺寸,冷凝器、蒸发器、气液分离器或者其他附件上的连接件的尺寸并不能决定所采用的管路的尺寸。
生产商是按照一般系统的应用标准选配阀和连接附件尺寸。
如应用类型、连接管长度、系统控制类型、负荷的变化以及其他因素是确定管路尺寸的主要因素。
很有可能所选择的管路尺寸和阀及其他附件的尺寸不一致,如果发生了这种情况,应该使用变径接头。
因为冷冻油必须通过压缩机汽缸以起到润滑作用,所以总会有少量的油会随着制冷剂进入循环回路,冷冻油可溶于液态制冷剂,在正常室温下它们可充分混合。
然而油和气态制冷剂并不容易混合,只有当气态制冷剂流速大到足以携带冷冻油一起移动,油才能在系统中正常循环。
因此,在吸排气管和蒸发器管路中都应保持足够的制冷流速。
在低蒸发器温度的情况下有几种因素可以使系统回油困难。
当吸气压力降低,制冷剂蒸气密度减小时,制冷剂难以携带冷冻油一起移动;与此同时吸气压力下降,压比增加,导致压缩机制冷量降低,制冷剂的循环量减少。
冷冻油的在0˚F.(°C)以下时非常粘稠,但只要冷冻油中有足够的液态制冷剂,它就能自由流动。
当油的含量增大时混合物的粘度将增大。
在低温条件下,上述所有情况都会发生,这会产生严重问题如气体密度下降,质流速降低,结果越来越多的油积聚在蒸发器内部。
在设计恶劣的系统中,当油和制冷剂的混合物变行更粘稠时,油将滞留在蒸发器的某些部位而非返回压缩机,导致压缩机曲轴箱内的油量大幅减少。
即使在蒸发温度极低时,也可以通过保持适当的速度和正确的设计蒸发器使油的滞留降到最低限度,但一般当蒸发温度低于-50˚F.(°C)时,为了减少循环油量,应该使用油分离器。
制冷剂管路的铜管使用R-12,R-22,R-502的系统一般采用铜管做制冷剂管。
商用铜管的尺寸已经标准化,分类如下:K型厚壁L型中等厚壁M型薄壁只有K型和L型可用于制冷剂管,因为M型的强度不足以应用在高压装置中。
L型使用最广泛,本手册的所有表格和数据都是基于L型铜管。
最好使用制冷专用铜管,因为这种铜管在被使用前经过仔细清洗,去湿,两端封闭以隔绝污物。
普通型的铜管的内壁有油污或其他污物,如果不在安装前给以清洗的话将引发严重问题。
表22列出了常用制冷系统采用的标准商用铜管的尺寸和物理性质,表23列出了每100英尺液管,吸气管和排气管内不同制冷剂的重量。
铜管接管对于焊接用的连接件,所需要的弯管接头,T型接头,管接头,异径接头同铸铜或锻铜制成。
浇铸件不应使用:困其质地疏松且强度不够。
等效管长制冷剂管路中的阀,附件和弯头因其干扰流体顺畅的流动而造成摩擦压力损失。
由于压力损失的计算烦琐复杂,实践中采用把各个附件转化为等效直管的办法。
这样就可以把整个系统中的管路包括附件等效为以把整个系统中的管路包括附件等效为直管。
压降和管子尺寸表格一般是以每100英尺(米)直管为基础的,所以采用等效管长手方法使我们可以直接使用那些表格数据。
表24是一般常用的阀和附件的等效铜管长。
15 8 .7 811 831 85122 28 35 12 15 17 .9 812 852 813 8534551 65 8022 26 34 40通过计算各个附件的等效管长可以精确计算压降。
实际情况是,如果管路不是特别复杂的话,一个有经验的管路设计者有能力估计出准确的总体修正份额。
对于100英尺(米)以上的管路,增加20%~30%的直管就足够了,而较短的管路系统则需要50%~75%或者再高的直管修正。
在做估计时判断和经验是必需的,同时需要经常把估计和实际计算相比较以做修正。
对于电磁阀和压力调节阀之类压降较大的阀门的生产厂家一般会给出单独的等效管长的数据。
压降表格如图是制冷剂R22压降图。
使用压降图时,先从图的右上角的设计制冷量数值开始,沿着代表设计制冷量的竖线向下行,和代表运行工况的斜线相交,然后水平向左移动,和代表管子内径的斜线再相交,最后再竖直向下,和代表设计冷凝压力的平行线相交,这时变可以直接读出每100英尺(米)管长的压降了。
图的低部代表压降的斜线表示随着冷凝温度的变化,压降也随之发生变化。
排气管的选型和系统其他部分相比,排气管的压降不是特别重要。
因为经常假设排气管压力和冷凝压力相等而过高估计排气管压降对系统制冷量的影响。
事实上由于排气管存在压降,排气管压力比冷凝压力高。
排气管压降的增大会增大压缩机排气压力,而对冷凝压力的影响不是很大。
尽管排气压力升高而使压缩机热量有所增加,但是由于压缩机容积效率降低而使排出气体比容微减少,因此即使当排气管压降和压缩机排气压力变化较大时,通过冷凝器排放的热量相对保持不变,相应的,冷凝压力和冷凝温度保持相对稳定。
一台典型的Copelametic 压缩机运行在空调工况,使用R-22和空冷式冷凝器,排气管压降每增加5psi ,压缩机制冷量降低%或更少,而功率消耗增加大约1%。
再考虑一台典型的低温Copelametic 压缩机,使用R-502制冷剂和空冷式冷凝器,排气管压降每增加5psi ,压缩机制冷量降低大约1%,而功率消耗几乎不变。
一般而言,排气管压降小于5psi 时对系统的影响可以忽略。
只要冷凝器能够保持合适的冷凝压力,排气管压降接近10psi 也不会对系统造成多大损害。
事实上一定的排气管压降有助于缓冲压缩机的脉动,从而降低噪声和震动。
一些排气管消音器正是利用压降效应产生消音作用的。
工厂组装的冷凝机组的排气管一般不存在问题,而对于具有分离的冷凝器的现场安装机组来说,排气管尺寸选择应足以保证系统性能。
因为排气管内温度较高,油能够自由流动,在水平或竖直管中油都能以较低的速度正常的流动。
当油从竖直管流过时常会沿着管壁蠕升,因此油速取决于管壁附近的气体速度。
管子直径越大,管中央气体速度应该越高以保持一定的管壁气体速度。
图79和80列出了在不同制冷量情况下为了正常回油所推荐的最大的排气管竖直管尺寸。
因为和冷凝温度的变化关系不大,所以所示管尺寸可适用于水冷式和空冷式装置。
当水平管的斜度在21英寸/10英尺(4毫米/米)时,油的低速流动基本不会影响油的循环。
然而,因为在竖直管中相对流速较低,所以建议水平管和竖直管按一样的标准选型。
为了说明怎样使用图,假如考虑一个制冷量为100000Btu/hr (千瓦),充注R-22,蒸发温度是40°F.(°C ),在图80中,制冷量线和蒸发温度线相交于X 点代表设计工况,既然X 位于812英寸(厘米)内径线以下,说明为了确保竖直管内的回油,管内径最大允许值是851英寸(厘米)。
一般只有当系统制冷量变化较大时在进行排气管选型时才需要考虑回油问题。
例如,一台空调系统可能采用能量调节,在低负荷时制冷量可以调低至原设计制冷量的25%或33%,同样在有些商用制冷装置中通过并联压缩机来达到能量调节目的时,这时,在排气管选型时必须考虑在最低负荷时保持最低流速以正常回油。
例如,考虑一个R-12的空调系统,最大设计制冷量为300000Btu/hr (千瓦),制冷量可进行级数调节,最低降至66%。
尽管在设计制冷量下可选择英寸外径的竖直管,但在轻载条件下系统只有100000Btu/hr (千瓦)的制冷量,所以必须使用812英寸(厘米)外径的竖直管。
通过 图76进行压降校核,在最大负荷条件下,812"的管路在120°F 的冷凝压力,压降接近3psi/100英尺。
在排气管选型时另一个限制条件是流速不能过高以降低噪声。
3000FPM (米/秒)以上的流速会产生很大的噪声,所以流速最好不要超过3000FPM (米/秒)。
图81和82给出了在正常范围内制冷和空调制冷量和管路尺寸不同时的排气管等效气体速度。
因为压降范围较宽增加了管路选型的灵活性,排气管一般不必采用双竖管的方式即可满足要求。
当对一个有卸载至小负荷而使排气管尺寸过大的系统进行改造时,增加油分离器以减少循环油量一般就能解决问题。
综上所述,在进行排气管选型时,首先在大约5psi ±50%的总体压降基础上试选一个排气管管径,确切的设计压降很大程度取决于设计者的判断。
查图79和80以确定在最低负荷条件下有足够能携带冷冻油一起流动的流速,如果需要就调整竖直管的内径。
查图81和82以确定在最大负荷时流速没有过大。
对于不同制冷量和等效管长下的推荐排气管尺寸见表28。
液管选型在液体管中由于制冷剂和油能充分混全,对循环油速度并没有什么特别限制。
在进行液体管选型时要考虑的主要方面是如何保证进入膨胀阀的制冷剂是纯液体。
当液态制冷剂压力降至其饱和温度。
当因摩擦或竖直向上流动造成液体管压降过大时就有可能发生制冷剂的闪发。
闪发气体在几个方面都对系统的性能造成不利影响。
由于摩擦它增加了压降,降低膨胀阀的制冷量,会腐蚀膨胀阀阀针和阀座,引起噪声,导致膨胀阀对蒸发器的供液不正常。
制冷剂在进入膨胀阀时应是过冷液体。
在大多数系统中冷凝器出口制冷剂呈过冷状态,再流经膨胀阀时可以提供正常的系统压降。
而能否产生适当的过冷度则取决于系统设计是否正确。
空冷式和大多数水冷式装置中,液态制冷剂的温度高于外界环境温度,因而不会吸收环境的热量,因此唯一需要考虑的因素是液体管的压降。
除了管内流动产生的摩擦损失外,等效于液体压头的压力降还包括促使液体上升的压降。
每2英尺(米)的液态制冷剂压头等效于1psi(6895帕)。
例如当冷凝器或储液器在建筑物的低部,而蒸发器在三楼,高度大约是30英尺(9米),那么在系统设计中液体管的压降就必须考虑为15psi(1巴)。
蒸发式或水冷式冷凝器的冷凝温度低于环境温度,某些装置的液体管在通到膨胀阀前可能要经过锅炉或燃烧室,这时过冷液体吸收环境热量,如果系统设计得不好的话,可能会出现闪发气体。