製冷設計必讀！關於製冷空調管路設計的原則

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一、管路設計基本原則

1）、保證供應蒸發器所需的的製冷劑液體，從而保證製冷能力；

2）、保證製冷劑以最小的壓降在系統中流動，以避免產生額外的功率損失；

3）、保證冷凍油和製冷劑儘量回到壓縮機而不會在管路中積存，從而保證壓縮機的正常運行；

4）、防止製冷劑液體和冷凍油不會對壓縮機造成衝擊；

5）、管路和製冷劑的合理成本。

二、管徑的選擇

選擇管徑時對於不同用途的製冷系統會用不同的考慮，對於舒適性空調，每天的使用時間約為8-18 小時，所以比較在意初投資，如果想為了減小壓降而過份增大管徑，那麼無論是管路還是製冷劑充注量的成本都會增加，所以可以在保證回油的及合理的壓降的條件下選擇成本比較低的方案。

而工業用空調，特別是機房空調，是全年無休運行，所以比較在意運行費用，這時可以考慮在保證回油時製冷效率比較高的方案。

三、管路的壓降

其中對管徑的選擇影響最大的兩個：

01）、管路壓降

02）、管路流速

對於給定的一個製冷系統，壓降的增加意味著製冷劑流量的減小，那麼製冷量也會減小。那為了增大製冷量，就必須增大製冷劑充注量，以保持原來的製冷劑流量才能保持原來的製冷量，但為了克服增加的壓降，壓縮機功率就會增大。杜邦公司給出了一些參考值，這裡可以看出吸氣管的壓降比排氣管壓降對系統影響大。

四、管路的流速

流速的問題既關係到壓降，也關係到回油。冷凍油在製冷系統中有以下的作用：

1、潤滑運動部件；

2、冷卻壓縮機；

3、密封作用；

4、提供卸載機構的動力

5、帶走雜質，清潔部件。

而且如果冷凍油積存在換熱器的換熱管內，會降低換熱器換熱能力。所以要儘量讓和製冷劑一起流出的冷凍油返回壓縮機，否側會造成壓縮機缺油。

冷凍油和製冷劑液體有一定的互溶性，所以在管路中比較容易一起流動，但和製冷劑氣體互溶性比較差，所以要製冷劑氣體達到一定的速度來推動冷凍油流動。

而影響製冷劑流速的就是管徑，管徑小，製冷劑速度大了，壓降必然增加。所以壓降和回油是一對矛盾，要順利回油，製冷劑速度要快，製冷劑速度快了，壓降就大，所以要找一個平衡點，選擇合適的管徑。

首先介紹杜邦公司的流速曲線法選擇管徑，下面給出了各段管路的流速的參考值，

因為資料來源問題，有些參考值會不一致，這裡儘量給出使用時的考慮及資料來源，使用時自行選擇。流速曲線法選擇管徑要先知道製冷量，各管段溫度（排氣管，吸氣管，液管），然後根據上表範圍及所設計產品用途的特點來確定管徑。

五、各管路壓降要求：

01）、排氣管:

雖然排氣管的壓降沒有吸氣管對製冷量的影響那麼大，但因為壓降會增大消耗功率，所以對R22最大值不要超過6psi(0.4bar)。

02）、冷凝器到儲液器連接管

為了讓冷凝後的液體儘快流出冷凝器而不占用冷凝器的換熱面積，所以這段是要求管徑比較大，以避免液體製冷劑的擁堵，而使液體不能及時流出冷凝器而減少了冷凝面積。

03）、儲液器到膨脹閥連接管

這段管路最重要的考慮是不要因為壓降而產生閃發蒸氣，特別是對於上升管路，如對R22，每上升一米要損失0.115bar 壓力，而壓力每損失0.38bar 飽和溫度下降1℃，那過冷度也下降1℃，那麼如果上升10 米，那壓力損失1.115bar，製冷劑飽和溫度下降約3℃，那忽略其他壓力損失，製冷劑液體過冷度也下降3℃,也就是說過冷度最小也要大於3℃ 才能使製冷劑液體不會閃發蒸氣。

下表是在冷凝溫度 100F（38℃）時液體飽和溫度變化1F（約0.5℃）時的壓力變化值（1psi=0.069bar）

04）、吸氣管：

這段管路直接決定壓縮機的進氣量，所以它對系統的影響比較大，如果壓降過大，那麼製冷劑比容增大，那相同容積的質量就減小，那吸入壓縮機的製冷劑質量流量就減小，最終製冷量減小。有資料說，R22 壓力每損失1psi，製冷量損失1%, R410A 是每損失1psi，製冷量損失0.6%

六、管路的布局原則：

下圖是基本的系統管路布置圖，管路的讀者設計主要有五個原則：

1）、保證不會倒流衝擊，特別是壓縮機；

2）、保證回油，特別是上升氣管；

3）、防止液體遷移；

4）、對於多個蒸發器的，互相之間不會造成影響；

5）、壓降最小。

01）、排氣管：

如果排氣管出來是水平走向或向下走的，那麼只需要向下帶點坡度即可，有些資料說最小要1:100。如果是向上走的，那最好是先向下走一段再往上或設個存油彎。

其實這樣做是為了讓冷凍油更好地隨製冷劑氣體流動，並在停機時不會因倒流而對壓縮機造成衝擊。

如果排氣上升的高度比較高時，為了保證冷凍油隨製冷劑一起流動，可以每6 米加一個存油彎，但不是必須的，因為排氣管溫度較高，所以冷凍油比較容易被製冷劑氣體帶走。

02）、回氣管：

主要有幾點要注意的：

1、對於上升管路的回氣管是一定要每6 米加一個存油彎的。

2、還有為了防止停機時製冷劑遷移到壓縮機，對於壓縮機在蒸發器下部的，在蒸發器出口段要有個上升段，高度要高於蒸發器，不過對於回氣管中帶有氣液分離器，壓縮機帶曲軸箱加熱器的系統，所以即使有製冷劑遷移，也是到氣液分離器，這時這個上升彎管可以不要。

3、而在蒸發器的水平出口段，要有一個存油彎，以防止製冷劑液本或冷凍油在蒸發器出口管積存而影響膨脹閥的工作。

4、沿製冷劑方向都要帶一定的坡度，這樣有助冷凍油的流動。

5、對於多個蒸發器的系統，蒸發器間要避免互想影響，可以通過設置彎頭來防止製冷劑在不同蒸發器間的隨意流動。

03）、液管：

在液管上要安裝乾燥過濾器，視液鏡等部件，截止閥的設置要看系統本身的設計來決定是否需要，因為它主要是在停機時截斷管路，讓壓縮機把製冷劑泵回（Pump Down）儲液器來防止製冷劑遷移到壓縮機。

如果系統安裝了氣液分離器且足夠大（至少可以裝全部製冷劑充注量的80%），而且壓縮機安裝了曲軸箱加熱器，那就不需要截止閥。

壓降：所有管路都要以最小的壓降來設計，如有條件不使用直角彎頭的就不使用。