制冷管道設計管道支架

管架的作用是固定管道。制冷系統(tǒng)的管道，特別是吸、排氣管，因受壓縮機的脈沖震動，必須加以緊固，否則會因長期受震動而產(chǎn)生松動、開裂，從而引起泄漏。此外，管道應有強度和剛度的要求，若在一定間距內(nèi)不加以緊固，會造成彎曲變形甚至破壞，致使整個制冷裝置不能正常工作。所以，應做好管道的固定。

制冷工程常用半固定支(吊)架，用一根扁鋼或圓鋼做成管卡，兩端用螺母將管道緊固在支架上。當管道因溫度變化而產(chǎn)生變形時，能克服管卡的側(cè)壓力而在軸向產(chǎn)生較小的位移，避免管道截面產(chǎn)生過大應力。

管道支架的最大間距應滿足以下兩方面的要求:一是防止管道因受垂直作用力造成彎曲破壞，滿足管道的強度要求;二是對于有坡度要求的管道，為了防止撓度過大引起管內(nèi)積存液體，影響系統(tǒng)的正常工作，應有撓度不大于坡度的要求，即需滿足管道的剛度要求。通常無縫鋼管管道支架的間距不做計算，可由相關"管道支點最大間距表"查出。除按正常要求確定支架間距外，在管件或管道彎頭部位要增設加固點，同時要求支點距彎頭不宜大于600mm。

低溫管道在支架處應加設經(jīng)過防腐處理的墊木，以防形成冷橋。

除共性的東西外，氟利昂的溶油性導致了氟系統(tǒng)與氨系統(tǒng)管路布置有所不同。隨著氟的流動潤滑油將遍及所有有氟的設備和管道，讓油隨著制冷劑的流動順利返回壓縮機是氟系統(tǒng)管路設計的一個主要任務，管道布置也是圍繞著這一問題進行的。

氟系統(tǒng)回氣管不僅要完成向壓縮機輸送低壓氣體的任務，而且還要借助管內(nèi)氣體流速將蒸發(fā)器內(nèi)的潤滑油帶回壓縮機?；貧夤懿贾梅绞胶芏?，總的目的都是在工作時使?jié)櫥湍芫獾胤祷貕嚎s機且不發(fā)生回液現(xiàn)象。布置時應從以下幾方面考慮。

為了便于回油，回氣管水平部分應有0.5%~1.0%的坡度，坡向壓縮機。

2.液囊

回氣管上避免出現(xiàn)"液囊"。如布置中出現(xiàn)液囊，在輕負荷或停機時，油和氟液就會滯留于此形成液封，增大管道壓降，重新啟動時油和液體就容易進入壓縮機而引起油擊或液擊。

3.回油彎(存油彎)

上升回氣立管中的帶油速度，只有在建立了必要的帶油條件時才便于將油帶走。一般是在蒸發(fā)器出口上升回氣立管的底部設置一個U形彎頭，俗稱"回油彎"，蒸發(fā)器內(nèi)積存的油流入回油彎內(nèi)積在彎頭底部使回油彎與立管連接處附近流通截面減少，流速加快，以利于連續(xù)帶油上升至水平回氣管。在設計制作回油彎時，要盡量做小，以便于油的提升和避免產(chǎn)生較大的壓降。實驗表明，只要機器工作，回油彎中的回油方式就不是先形成油封、后消除油封、再形成油封式的間斷回油，而是始終沒有油封形成的連續(xù)回油。

4.雙上升回氣立管

對于帶有卸載裝置的壓縮機或幾個壓縮機并聯(lián)運行時，用最小負荷選配上升立管管徑，雖能滿足最小帶油速度，但在滿負荷運行時壓降很大，在機器負荷變化不大的情況下，可通過增大水平管段、下降管段管徑的辦法來維持回氣管總壓降不變，這時只要水平管內(nèi)流速不太小，并有一定坡度坡向壓縮機，油就可順利返回。但在機器負荷變化較大的系統(tǒng)中，用上述方法就難以維持總壓降你變，這時宜采用"霜上升回氣立管"加以解決。

5.回氣管與壓縮機的連接

在壓縮機吸入口附近的回氣管上不要設置回油彎，以免出現(xiàn)液囊，造成機器重新啟動時發(fā)生濕行程。對于多臺壓縮機并聯(lián)連接方案，應使回到水平回氣總管中的油能均勻地返回每一臺壓縮機，特別注意防止回氣總管中的油液進入停止工作的壓縮機中。

并聯(lián)壓縮機與回氣總管連接時，在回氣總管上設一集管，各支管由集管上部接入，支管端頭加工成坡口，以便回到集管中的油能及時被任一臺工作中的壓縮機吸走。為回油均勻，要求支管坡口角度一致、深度相同。有時為了解決各壓縮機回油不均勻問題，可在曲軸箱上部與下部設均壓管與均油管，并在該管上加設閥門。

6.回氣管與蒸發(fā)器的連接

根據(jù)蒸發(fā)器與壓縮機高度位置的不同，布置方案有以下幾種:

(1)蒸發(fā)器高于壓縮機

蒸發(fā)器設在壓縮機上面，在停止工作時，蒸發(fā)器中的油液會自行流入壓縮機，造成再次開機時的油擊或其他事故。所以該方案只能在供液很少或停機前關閉供液以使停機時無油液下流或在自動控制中采取措施的情況下才能使用。

經(jīng)常采用的方案有以下三種:

①一組蒸發(fā)器時的連接。在蒸發(fā)器出口設上升回氣立管至蒸發(fā)器的頂部(根據(jù)供液情況，也可升至稍高于蒸發(fā)器工作液面的某一高度)再接至壓縮機。在蒸發(fā)器的出口側(cè)，伸出一段坡度與制冷劑流向一致的水平短管，用以安裝熱力膨脹閥的感溫包，然后再設回油彎。

②位于不同標高的蒸發(fā)器回氣管的連接。注意不要使用來自上邊蒸發(fā)器內(nèi)的油液流入下邊蒸發(fā)器中。

③三組相同標高并聯(lián)蒸發(fā)器的連接。為防止油液由一組蒸發(fā)器流入另一組蒸發(fā)器，在每組蒸發(fā)器的出口接出一水平短管，向下接入共同的水平回氣管，在該水平回氣管的末端設回油彎及上升立管;而對負荷變化較大的系統(tǒng)，則可設雙上升回氣立管。

(2)蒸發(fā)器低于壓縮機

蒸發(fā)器設在壓縮機下方時的管路連接方式與上述基本相同，主要考慮的是蒸發(fā)器的回油和防止油液串流。需要指出的是，上升立管并不能任意長。當上升立管較長時，以每個8m左右或更短距離設一回油彎分級提升，以利回油。

(3)上下均有蒸發(fā)器而壓縮機位于中間的管路連接。

7.回氣管與熱交換器的連接

回氣管與熱交換器的連接應有利于回油，熱交換器應裝在水平或下降回氣管上，你的設在上升回氣立管上。為增強換熱，進、出液和進、出氣管宜逆流連接，以增大換熱溫差。

8.吸氣管與低壓循環(huán)桶的連接

在氟泵供液系統(tǒng)中，由蒸發(fā)器返回的油隨氣體進入低壓循環(huán)貯液桶，吸氣管除輸送氣體外，還需將低壓循環(huán)桶內(nèi)的油送回壓縮機。其做法是利用低壓下氟油混合溶液兩層分離的特點，在進液面的富油層處引出1~3根回油管至吸氣管，利用低壓氣體的流速將油引射至吸氣總管返回壓縮機。

排氣管是指從壓縮機排出口至冷凝器進氣口之間的高壓氣體管道。對將壓縮機、油分離器、冷凝器等組裝成一整體的壓縮冷凝機組來說，無需對排氣管進行設計布置。

①壓縮機停止運轉(zhuǎn)時，排氣管內(nèi)冷凝下來的氟液和不得流回壓縮機，排氣管較長或環(huán)境溫度較低的地方更應注意。

②多臺并聯(lián)壓縮機的排氣不應互相碰撞，以減少流動阻力。

③隨工作壓縮機排氣排出的油不得流入停止工作壓縮機的機頭，以免造成該機啟動困難。

④水平管段應有≥1℃的坡度，坡向油分離器或冷凝器。

2.連接

(1)設油分離器時排氣管的連接

系統(tǒng)有油分離器時，應將上升排氣立管設在油分離器之后，油分離器后的上升立管不需設置回油彎和考慮帶油速度問題，可簡化設計。

(2)不設油分離器時排氣管的連接

不設油分離器時，上升排氣管也應考慮一定的帶油速度并設回油彎。

上升立管較長時，可采用分級提升。

2.高壓液體管

高壓液體管系指貯液器或冷凝器至節(jié)流閥段的液體管。在這段管路中，氟液和潤滑油處于互溶狀態(tài)，即使是流速很低也不會分離。本管段需要解決的是如何防止或減少閃發(fā)氣體產(chǎn)生的問題。在氟系統(tǒng)的液體管上，多設有干燥過濾器和自控元件，加之氟利昂密度大，使管路產(chǎn)生較大的摩擦阻力和局部阻力;液位差的存在也會產(chǎn)生較大的阻力損失;還有周圍環(huán)境溫度的影響等。閃發(fā)氣體的產(chǎn)生，會帶來一系列不良影響。如閃發(fā)氣體在液管內(nèi)的出現(xiàn)，會使流阻增大而促進閃發(fā)氣體更多地產(chǎn)生;帶有閃發(fā)氣體的制冷劑進入節(jié)流閥，實際上等于減少了節(jié)流孔的流通面積，使供液量降低;節(jié)流后制冷劑中閃發(fā)氣體量進一步增加，使并聯(lián)蒸發(fā)器供液不均等。

由上述分析可知，防止高壓液體管中產(chǎn)生閃發(fā)氣體是十分重要的。摩擦、局部阻力可通過擴大管徑、減少閥件等措施加以改善，但液位差的存在是無法減少的阻力損失。防止高壓液體管中出現(xiàn)閃發(fā)氣體的主要手段是在此段管路上加設熱交換器或過冷器等對液體過冷，以消除或減少可能產(chǎn)生的閃發(fā)氣體。

對幾臺高度不同的蒸發(fā)器并聯(lián)供液時，應將較低位置蒸發(fā)器的進口放得比三通管的出口支管高一些，以便閃發(fā)氣體分散進入不同蒸發(fā)器。

3.低壓液體管

低壓液體管是指由節(jié)流閥到蒸發(fā)器的供液管段。這段管道設計中應注意能向各蒸發(fā)器均勻供液，且有利于回油。

(1)與熱力膨脹閥的連接

直接膨脹供液多用熱力膨脹閥節(jié)流。熱力膨脹閥宜靠近蒸發(fā)器布置，閥前一般設有電磁閥，當不需要供液時用以切斷供液，以免停機后繼續(xù)向蒸發(fā)器供液，不利于下次開機。為了清洗過濾器、檢修熱力膨脹閥和電磁閥時不影響工作，可增設截止閥并并聯(lián)一只手動節(jié)流閥，必要時手動供液。

(2)與冷卻排管的連接

蒸發(fā)器為冷卻排管時，為防止各個通路供液不均勻，以每只熱力膨脹閥只向一個通路供液的單路供液系統(tǒng)為宜。為便于回油，采用上進下出供液流向。一只熱力膨脹閥向幾個并聯(lián)通路供液時，要求各通路阻力盡量平衡，必要時采用分液器配液。

(3)與冷風機的連接

冷風機多為定型產(chǎn)品，常見的多為通路并聯(lián)結構。根據(jù)其結構形式，設計時可用一只或兩只熱力膨脹閥向一臺冷風機供液。為使供液均勻，冷風機多用分液器對各并聯(lián)支路配液。鑒于分液器阻力很大，應選用外平衡熱力膨脹閥。

向系統(tǒng)充注制冷劑，小系統(tǒng)可通過吸氣閥多用通道進行，較大系統(tǒng)則在高壓液體管上加充液接頭，這樣，既可在制冷劑進入系統(tǒng)前先凈化，也可避免充注時發(fā)生液擊現(xiàn)象。

(1)管材

氨制冷系統(tǒng)的管子應采用無縫鋼管，其質(zhì)量應符合現(xiàn)行國家標準《流體輸送用無縫鋼管》GB/T8163--1999的要求:根據(jù)關內(nèi)的最低工作溫度選用鋼號;管道的設計壓力應采用2.5MPa(表壓);管壁厚度可參照相關參數(shù)選用，其厚度要能滿足氨制冷系統(tǒng)工作壓力對壁厚的要求。

(2)閥件

制冷管道系統(tǒng)應采用氨專用閥門，其公稱壓力不應小于2.5MPa(表壓)，并不得有銅質(zhì)和鍍鋅、鍍錫的零配件。閥門應有倒關閥座，閥開足后能在運行中更換填料。

(3)連接件

氨系統(tǒng)管道主要用焊接，必要的地方也可采用法蘭連接，但法蘭應帶凹凸口。兩根管子作T形連接時，若管徑相同，應在接合部加一段較粗的管子，并應做順流向的彎頭。

2.管道布置的要求

(1)各種管道的撓度不應大于1/400。

(2)低壓管道直線段超過100m，高壓管道直線段超過50m時，應采用伸縮彎等補償裝置。

(3)管道穿過建筑物的沉降縫、伸縮縫、墻及樓板時，應采取相應的措施。

(4)放空氣器、集油器、排液桶等的減壓管應接在氣液分離裝置的回氣入口之前，不應直接接在壓縮機的吸氣管上。

(5)連接壓縮機的管道不應與建筑物結構剛性連接。

(6)連接壓縮機、設備的管道應有足夠補償變形的彎頭。

(7)液體管應避免形成"氣囊"，氣體管應避免形成"液囊"。

(8)系統(tǒng)管道的坡度宜按相關規(guī)定采用。

(9)溶霜用熱氨管應連接在除油裝置以后，并應包耐高溫隔熱材料，其起端應裝設截止閥和壓力表。

(10)在管道系統(tǒng)中，應考慮能從任何一個設備中將氨抽走。

3.管道布置

(1)機器間吸、排氣管的布置

吸、排氣管是機器間的主要管道，其布置形式與機器布置形式有關，雙列式采用架空式，單列式采用沿墻式。并聯(lián)壓縮機吸、排氣支管與總管的連接應從總管的上面或側(cè)上方接入，以防回液和減少流動阻力，并應沿制冷劑流向彎曲。還可在排氣支管上設止回閥，用以防止排氣端進液，減少壓縮機的操作調(diào)整。

一臺機器為兩個以上蒸發(fā)回路配置時，可在壓縮機吸氣管上并聯(lián)一根管道與另一蒸發(fā)回路的吸氣總管相接，這種接法操作方便，使用靈活，應用較普遍。

(2)機房內(nèi)其他管道的布置

機房內(nèi)設備較多，設備之間的連接管道也較多，它們應盡量集中布置，并用管架固定在墻上或用吊架固定在屋頂。管道集中布置時的原則是:水平布置時管徑大的靠墻，支管少的靠墻;垂直布置時，熱管在上冷管在下，管徑大的在上管徑小的在下，有隔熱的在上無隔熱的在下。同時，要考慮到把包隔熱的放在一起等等。出現(xiàn)矛盾時應綜合考慮確定。

(3)室外管道布置

室外設備主要有油分離器、冷凝器、貯液器和放空氣器等。室外設備之間、室外設備和室內(nèi)設備之間的管道連接，要用落地支架固定，集中通過機房墻上的預留洞進入機房。管架布置時盡量避免阻擋操作通道。室內(nèi)外管道標高不同時，應盡量減少大管徑管道的彎曲次數(shù)。

(4)管道通過人行道時的布置

管道通過人行道時，管底離地面凈高不小于3m;通過行車道時，凈高不得小于4.5m。

管徑確定是制冷系統(tǒng)設計中的重要一環(huán)，管徑確定得合理與否，直接影響到整個系統(tǒng)的設計質(zhì)量。管徑的選擇決定于管內(nèi)的壓力降和流速，實際上是一個初投資和經(jīng)常運轉(zhuǎn)費用的綜合問題。對于氟系統(tǒng)管徑確定，除上述因素外，尚應考慮回油問題，選出合適的管徑，保證順利回油。

在工程設計中，一般是采用限定管段流動阻力損失來確定對應管徑的大小，對應阻力所產(chǎn)生的飽和溫度降約為0.5~1℃。

公式計算法是根據(jù)制冷管道允許流速、允許壓力降的大小進行計算確定管徑的方法。其計算步驟為:

1.計算管道內(nèi)徑

2.初選管徑

根據(jù)計算結果由管材表選取管徑。

3.計算壓力降

公式計算法較精確，但計算繁瑣。線算圖法雖然精確度不如計算法，但方法簡便，用于工程計算中已足夠用。

(1)回氣管管徑

回氣管由水平管段、立管段組成?；貧夤苤袎航荡螅瑢⑹刮鼩鈮毫档?，吸入氣體比體積增大，導致輸氣系數(shù)下降，直接影響到制冷能力。所以，一般把該管段中的壓降控制在相當于飽和溫降1℃。

對于上升回氣立管，還應考慮帶油速度問題。該管段中若流速過小，游離在回氣中的油滴將流回蒸發(fā)器，使蒸發(fā)器內(nèi)的油越積越多。因此，上升立管中必須保持一定的流速，借以帶油返回壓縮機，且速度越大，帶油效果越好。但流速增大必然會導致流阻增加，所以，為了做到既能帶油上升又不致使阻力過大，管內(nèi)流速一般取其滿足帶油的最小值，稱其為"最小帶油速度"，氣體就能帶油上升。據(jù)資料介紹，前蘇聯(lián)上升回氣立管中的最小帶油速度為8m/s，上升排氣立管中的最小帶油速度為7.5、m/s，可供參考。

為了使用方便，可根據(jù)上升立管的最小帶油速度，按節(jié)流閥前液體溫度為40℃的條件，換算成上升立管的最小制冷量來確定該立管的最大內(nèi)徑。

需要說明的是，由于回氣管承擔著從蒸發(fā)器回油至壓縮機的任務，因此，回氣管的確定是氟管的重點，而上升回氣立管又是回氣管中的關鍵管段，所以上升回氣立管必須選好。

(2)排氣管管徑

排氣管中的壓降對制冷量的影響較小，對壓縮機功耗的影響較大。一般情況下，把排氣管中的壓降控制在相當于飽和冷凝壓力差0.5℃，即冷凝溫度為40℃時，R22的允許壓力降為0.0189MPa。

對于上升排氣立管，也要有一定的帶油速度。需要說明的是，上升排氣立管僅指不設油分離器時壓縮機至冷凝器之間的管段，以及設油分離器時壓縮機至油分離器之間的排氣上的上升立管。對于油分離器至冷凝器之間的上升立管，可不考慮帶油問題，以簡化設計。

(3)液體管管徑

液體管分三段:下液管、高壓液體管、低壓液體管。

①下液管。下液管系指冷凝器至貯液器的泄液管。下液管應該通暢，以保證冷凝液及時流入貯液器，以免積存在冷凝器內(nèi)使冷凝面積減少。同時，貯液器內(nèi)的氣體也可通過它進入冷凝器。

②高壓液體管。貯液器至節(jié)流閥的液體管段也稱高壓液體管。該管段除摩擦阻力、局部阻力外，尚應包括液位差引起的壓降。

③低壓液體管。低壓液體管是指節(jié)流閥至蒸發(fā)器之間的供液管道。液體節(jié)流后，其流動阻力比單純液體大很多，這一管段一般較短，管徑可參照熱力膨脹閥的出口或蒸發(fā)器的入口確定，也可按高壓液體管加大一檔使用。

2.氨管經(jīng)

氨管中沒有回油問題，所以管徑確定比氟管簡單，其線算圖的使用方法是:

①根據(jù)工況條件確定選用的線算圖。

②由管道設計時的工況負荷、管子當量長度，確定設計管道的公稱直徑。

③根據(jù)計算得到的公稱直徑，選定無縫鋼管的規(guī)格。

④不同工況條件下的修正。建立的線算圖都有一定的使用工況，當設計工況和建立線算圖的工況不一致時，使用前應對相關參數(shù)進行修正。

其他蒸發(fā)溫度用的線算圖，可從相關手冊中查取。

制冷管道中會導致冷量損失的管道、將產(chǎn)生凝結水和形成冷橋的管道，均應進行隔熱保溫。

需要隔熱的管道有:中、低壓氣體管，中、低壓液體管，高壓過冷液體管及排液管;融霜用熱氨管;經(jīng)過低溫冷間的上下水管等。

管道隔熱的設計、選材、結構及安全等應按現(xiàn)行國家標準《設備及管道保冷技術通則》GB11790-1996及《設備及管道保冷設計導則》GB/T15586-1995執(zhí)行。

穿過墻體及樓地板等處的隔熱管道應采取相應的措施，不得使隔熱結構中斷。

隔熱層厚度的計算是根據(jù)隔熱層外表面不凝露作為計算原則的，應使求得的隔熱層厚度能保證隔熱層外表面的溫度不低于當?shù)乜諝獾穆饵c溫度，以防止管道外表凝結滴水或結露。

制冷管道隔熱材料有軟木、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯、泡沫塑料、玻璃棉等，一般先加工成形，這樣施工方便，效果較好。但這種采用拼裝的隔熱層，若隔氣層處理不好，空氣中的水蒸氣會從縫隙中流入隔熱層，使隔熱性能降低。采用聚氨酯現(xiàn)場發(fā)泡，可解決這個問題。

對管道比較集中的部位，如調(diào)節(jié)站等處，結構形狀較復雜，采用聚氨酯現(xiàn)場噴涂施工，效果較好。