制冷系統(tǒng)管道設(shè)計(jì).pptx

第五章制冷系統(tǒng)管道設(shè)計(jì) 直徑 連接的設(shè)計(jì) 第一節(jié)氨系統(tǒng)管道設(shè)計(jì)要求 對(duì)氨系統(tǒng)管道的要求 耐腐蝕要求 一律采用無(wú)縫鋼管 不允許用銅管 管壁鍍鋅 耐壓要求 氨系統(tǒng)工作壓力不超過(guò) 1 5MPa 系統(tǒng)高壓部分試壓壓力 1 8MPa 表 低壓部分試壓壓力 1 2MPa 表 由管壁厚度來(lái)滿(mǎn)足耐壓性要求 表5 1中的規(guī)范厚度滿(mǎn)足要求 對(duì)氨系統(tǒng)閥件的要求 閥件 氨專(zhuān)用 材質(zhì) 灰鑄鐵 可鍛鑄鐵 鑄鋼 耐壓要求 強(qiáng)度試驗(yàn)壓力3 0 4 0MPa密封性試驗(yàn)壓力2 0 2 5MPa公稱(chēng)壓力為2 5MPa的閥即可滿(mǎn)足要求 氨閥不允許有銅 銅合金的零部件 氨閥應(yīng)有倒關(guān)閥座 可把閥全開(kāi) 更換填料 壓力表用氨專(zhuān)用的 量程不得小于系統(tǒng)工作壓力的1 5倍 高壓容器 0 1 0 2 5MPa 中 低壓力容器 0 1 0 1 6MPa 精度等級(jí) 不低于2 5級(jí) 倒關(guān)閥座 二 制冷劑在管道內(nèi)允許流速及允許壓力降 流速要恰當(dāng) 表5 2為推薦的允許流速 流速過(guò)低 沿程阻力損失較小 但管徑較大 耗材多 造價(jià)較高 流速過(guò)高 管徑小些 但沿程阻力損失較大 影響制冷效率與安全 二 制冷劑在管道內(nèi)允許流速及允許壓力降 要控制管道的壓力降 允許壓力降見(jiàn)表5 3 允許壓力降確定原則 吸汽管或回汽管允許壓力降相當(dāng)于飽和溫度降低1 排汽管允許壓力降相當(dāng)于飽和溫度降低0 5 三 對(duì)氨制冷管路設(shè)計(jì)要求 管道的坡度要求 見(jiàn)表5 4 蒸發(fā)器供液管設(shè)計(jì)要求 每個(gè)冷間的供液管 從分配站單獨(dú)引出 冷風(fēng)機(jī)與排管的供液管 從分配站分別引出 不得并聯(lián)于同一供液管上 并聯(lián)供液的各蒸發(fā)器 要求其當(dāng)量長(zhǎng)度基本相等 如采用中進(jìn)中出 先進(jìn)后出的方式 如圖5 1a 即各支路同程 頂 墻排管并聯(lián)供液保證均勻供液的措施 采用 形彎頭 如圖5 1b 墻排管的供液經(jīng) 形彎頭的頂端 該頂端與頂排管的上層標(biāo)高一致 圖5 1 吸汽管設(shè)計(jì)要求 壓縮機(jī)吸汽管宜在水平吸汽管總管水平軸線(xiàn)上方呈45 角處連接 重力供液系統(tǒng) 最好設(shè)機(jī)房氨液分離器 排汽管設(shè)計(jì)要求 排汽管上均應(yīng)設(shè)止回閥 壓機(jī)排汽管應(yīng)從水平排汽總管頂部呈45 角接入 其他管道設(shè)計(jì)要求 氨安全管泄壓管引出室外 出口高出屋檐1m 高出冷凝器平臺(tái)3m以上 未端做成S形彎頭 融霜用熱氨管 油分離器后接出 裝截止閥和壓力表 不宜穿過(guò)冷間 各種氨管 不得有凹下管段 在地溝內(nèi)的吸 排氣總管的最低處應(yīng)設(shè)排液 油 管 吸入管設(shè)加壓管 排液桶 集油器 空氣分離器等設(shè)備的降壓回汽管 不得直接與壓機(jī)吸入管相連 而是接于蒸發(fā)器回汽管頂部 第二節(jié)氨系統(tǒng)管道管徑確定 一 公式計(jì)算法依據(jù) 允許流速 允許壓力降 步驟 計(jì)算管道內(nèi)徑 dn 0 0188 m 5 1 查表5 1 確定用管規(guī)格 如dn在兩種規(guī)格之間 則選用管徑大的一種 計(jì)算并校核管道壓力損失 P 沿程阻力 局部阻力 P的計(jì)算用公式 3 26 P91若 P 允許壓力降 符合要求 若 P 允許壓力降 取小值 重算dn 二 圖表計(jì)算法通過(guò)查圖表來(lái)確定管徑 圖表的種類(lèi)圖表制作條件之一 冷凝溫度為30 表5 5 氨單相流吸汽管負(fù)荷量表 適用條件 表5 6 氨單相流吸汽管 排汽管和液體管負(fù)荷量表 適用條件 表5 7 氨兩相流吸汽管負(fù)荷量表 適用條件 圖5 2 管長(zhǎng)小于30m氨管管徑計(jì)算圖 圖5 3 圖5 6 氨單相流吸汽管徑計(jì)算圖 圖5 7 圖5 12 氨兩相流吸汽管管徑計(jì)算圖 圖5 13 氨排汽管管徑計(jì)算圖 圖5 14 冷凝器到貯氨器之間氨液管管徑計(jì)算圖 圖5 15 貯氨器到分配站之間氨液管管徑計(jì)算圖 第二節(jié)氨系統(tǒng)管道管徑確定 圖表計(jì)算步驟 根據(jù)工況條件 確定選用的計(jì)算圖表 根據(jù)配管設(shè)計(jì)時(shí)的工況負(fù)荷量和管子當(dāng)量長(zhǎng)度 確定設(shè)計(jì)管道的規(guī)格 根據(jù)計(jì)算得到的公稱(chēng)直徑 在表5 1中 確定采用無(wú)縫鋼管的規(guī)格 例 P179例題2 已知氨制冷系統(tǒng)單相流吸氣管負(fù)荷為300kW 蒸發(fā)溫度為 40 管道當(dāng)量總長(zhǎng)度為100m 確定吸氣管管徑 查表法 查圖法 表5 5 圖5 4 135mm 不同工況使用條件的修正 若實(shí)際工況和所列圖表規(guī)定的工況不同時(shí) 需修正負(fù)荷量 然后才能到所給出的圖表中進(jìn)行使用 冷凝溫度變化若冷凝溫度不為30 負(fù)荷量需用表5 8的換算系數(shù)進(jìn)行修正 當(dāng)量管長(zhǎng)和摩阻引起的壓力降相當(dāng)于飽和溫度差的變化用表查管徑時(shí)使用 吸汽管 回汽管 修正公式 式 5 2 排汽管和高壓側(cè)液體管的修正公式 式 5 3 兩相流供液倍數(shù) 液汽比 變化吸汽管管徑的修正公式 ds N d mm 5 4 d n 4時(shí) 查圖表得到的吸汽管管徑 N 修正系數(shù) 見(jiàn)表5 9 例題5 P188 三 其他連接管道直徑的確定方法 融霜用熱氨管 Dg32 50mm 安全管 與接頭同徑 安全總管 Dg25mm 也 50mm 排液管 與排液桶上接頭同徑 Dg25mm Dg32mm 設(shè)備上的增壓和降壓管 Dg20 32mm 放油管 Dg20 32mm 低溫放油管 不小于Dg25mm 均壓管 設(shè)備接管同徑 設(shè)備多于2臺(tái)時(shí)的均壓總管 比設(shè)備接管大一個(gè)檔次的直徑 氨泵的進(jìn) 出液管管徑 見(jiàn)表5 10 放空管 與接管同徑 第三節(jié)管架設(shè)計(jì) 一 管架的作用 固定管道 防止振動(dòng) 管架滿(mǎn)足兩個(gè)要求 一是滿(mǎn)足管道的強(qiáng)度要求 防止管道因受垂直作用力造成彎曲破壞 二是滿(mǎn)足管道的剛度要求 撓度不大于坡度 這兩個(gè)要求靠支 吊 點(diǎn)設(shè)置來(lái)滿(mǎn)足 二 管道支點(diǎn)距離 正常間距 最大間距 0 8 查表5 11 增設(shè)的支 吊 點(diǎn) 在管件 彎頭處的一側(cè)或二側(cè)增設(shè)加固點(diǎn) 且要求支 吊 點(diǎn)離彎頭的距離不宜大于600mm 并盡可能在較長(zhǎng)管道上增設(shè) 三 管架結(jié)構(gòu)形式制冷工程上常用半固定支架 隨墻的 見(jiàn)圖5 16 a b 吊頂?shù)?見(jiàn)圖5 16 c d 第四節(jié)管道和設(shè)備保溫設(shè)計(jì) 一 概述 需要保溫的部位 低溫 有冷量損失的部位 融霜熱氨管也要保溫 保溫層厚度確定原則 保證隔熱層外表面不致結(jié)露 即外表面溫度不低于當(dāng)?shù)貤l件下的露點(diǎn)溫度 例外 少數(shù)小型低溫制冷裝置 把損失量限制在某一范圍 據(jù)此來(lái)確定保溫層厚度 二 保溫層厚度計(jì)算 通過(guò)保溫管道和設(shè)備單位長(zhǎng)度傳熱量計(jì)算 忽略管壁熱阻 有 公式計(jì)算法確定保溫層厚度先用公式 5 6 算出D1 再用式 5 7 算出厚度 保溫層外表面溫度應(yīng)比露點(diǎn)溫度稍高些 保溫層厚度計(jì)算結(jié)果應(yīng)滿(mǎn)足下式條件 圖表計(jì)算法確定保溫層厚度 查圖5 18 a b c 和表5 12 表5 13 用計(jì)算圖確定保溫層厚度的步驟 選好保溫材料 計(jì)算出的值 根據(jù) D1ln 在圖的縱坐標(biāo)上找到相應(yīng)的點(diǎn) 水平向右與外徑圖線(xiàn)相交 再轉(zhuǎn)折向下引垂線(xiàn)得橫座標(biāo)上數(shù)值 即為保溫層厚度 驗(yàn)算 查到的 代入式 5 9 中 若等式成立 則符合要求 否則 加大 重新驗(yàn)算 注意 查得的 要取規(guī)范值 一般保溫層厚度數(shù)值個(gè)位數(shù)為0或5 單位為mm 例題8 三 保溫材料的選用 制冷工程常用的保溫材料 玻璃棉 軟木 硅酸鋁 聚苯乙烯 聚氨酯等 融霜熱氨管 用能耐80 120 溫度的絕熱材料 如石棉管瓦 巖棉保溫帶 在施工中應(yīng)注意 在穿墻洞和樓板時(shí)不能間斷 系統(tǒng)試壓 抽真空合格后 防銹處理 再包保溫層 保溫層外設(shè)防潮層或隔汽層 技能培養(yǎng) 管道包保溫層過(guò)程 第五節(jié)氟利昂系統(tǒng)管道設(shè)計(jì) 一 氟利昂系統(tǒng)對(duì)管材和閥件的要求 管材 多采用紫銅管或無(wú)縫鋼管 管徑 20mm時(shí) 多用紫銅管 易于彎曲成型 流動(dòng)阻力較小 價(jià)格高 規(guī)格見(jiàn)表5 14 管徑 20mm時(shí) 多用無(wú)縫鋼管 規(guī)格見(jiàn)表5 1 閥門(mén) 氟利昂專(zhuān)用 一般不設(shè)手輪 加防漏蓋帽 二 氟利昂系統(tǒng)制冷劑在管道內(nèi)允許壓力降及允許流速 對(duì)系統(tǒng)管道允許壓力降要求回汽管 相當(dāng)于飽和蒸發(fā)溫度降低1 其值見(jiàn)表5 15 排汽管和高壓供液管 相當(dāng)于飽和冷凝溫度升高0 5 其值見(jiàn)表5 16 對(duì)系統(tǒng)管道流速的要求流速范圍 見(jiàn)表5 17 對(duì)吸汽 排汽上升立管 有最小帶油速度的要求 見(jiàn)圖5 19 對(duì)液管的設(shè)計(jì)要求 考慮過(guò)冷要防止高壓供液管由于升高而液柱引起的靜壓下降 使液管在進(jìn)入熱力膨脹閥之前就成為兩相流體 防止的辦法 高壓液體過(guò)冷 液管每升高一米時(shí)的靜壓降低值及相應(yīng)的飽和溫降見(jiàn)表5 18 熱力膨脹閥宜靠近蒸發(fā)器布置兩相流動(dòng)的阻力比純液體大得多 阻力倍數(shù)見(jiàn)表5 19 各并聯(lián)管路要保證均勻供液 一只熱力膨脹閥只向一個(gè)通路供液 見(jiàn)圖5 20 一只熱力膨脹閥向幾個(gè)并聯(lián)通路供液時(shí) 采用分液器配液 如圖5 21 圖5 22 高壓液管上應(yīng)設(shè)置干燥過(guò)濾器吸收水分 過(guò)濾雜質(zhì) 三 氟系統(tǒng)管路設(shè)計(jì)要求 設(shè)置上升立管和回油彎見(jiàn)圖5 23 坡向和坡度要求水平吸汽管應(yīng)有大于或等于2 的坡度 并坡向壓縮機(jī) 設(shè)置雙上升立管在負(fù)荷變化較大的系統(tǒng)中采用 回汽管與蒸發(fā)器連接上的要求 回汽管與一組蒸發(fā)器連接 壓縮機(jī)與蒸發(fā)器位于同標(biāo)高或蒸發(fā)器高于壓縮機(jī)時(shí) 蒸發(fā)器出口的上升立管上升至蒸發(fā)器頂部或略高于蒸發(fā)器 再接至壓縮機(jī) 如圖5 24 回汽管與多組并聯(lián)蒸發(fā)器連接 見(jiàn)圖5 25 回氣管垂直上升時(shí) 每隔10米左右安裝一個(gè)集油彎 對(duì)吸汽管路的設(shè)計(jì)要求 圖5 23 圖5 35 圖5 24 圖5 25 對(duì)排氣管路的設(shè)計(jì)要求 坡向和坡度要求水平排氣管應(yīng)有1 2 的坡度 并坡向油分離器或冷凝器 設(shè)有油分離器時(shí)排氣管的連接要求油分離器應(yīng)盡量靠近壓縮機(jī) 其內(nèi)的積油由回油管流回曲軸箱中 如圖5 26 任何上升排氣立管應(yīng)設(shè)在油分離器之后 以便低負(fù)荷時(shí)立管中的油和停機(jī)時(shí)管內(nèi)冷凝液回到油分離器 無(wú)油分離器時(shí)排氣管的連接要求見(jiàn)圖5 27 圖5 28 垂直上升時(shí) 每8米設(shè)置一個(gè)U形彎頭 見(jiàn)圖5 29 圖5 26 圖5 27 圖5 28 圖5 29 四 吸汽管道管徑計(jì)算 用查圖法 確定內(nèi)徑 再定規(guī)格 水平回汽管直徑計(jì)算R12 圖5 30 R22 圖5 31 例題10 P208 180 145mm 回汽立管管徑計(jì)算 R12 圖5 32 R22 圖5 33 按最低負(fù)荷選擇管徑 若膨脹閥前的液溫不為40 時(shí) 則最低檔負(fù)荷量 修正系數(shù) 查圖5 34 最小負(fù)荷量 再進(jìn)行查圖 例題11 P212 27 3kW 68 雙上升吸汽立管的設(shè)計(jì) 當(dāng)制冷系統(tǒng)的全負(fù)荷和最低負(fù)荷相差較大時(shí) 需采用雙上升吸汽立管 如圖5 35 雙上升立管的工作原理 最小負(fù)荷起動(dòng) 兩立管皆通 存油彎積油 立管B斷 A通 A管帶油 B斷 全負(fù)荷時(shí) 立管上下部壓差增大 推動(dòng)存油彎的潤(rùn)滑油 A通 B帶油 雙上升立管的管徑確定方法 按最低負(fù)荷確定立管A的管徑dA 按全負(fù)荷的最小帶油速度選擇某一管徑d dB 取規(guī)范的dB 五 其他管道管徑的計(jì)算 排汽管與供液管道管徑計(jì)算R12 圖5 36 R22 圖5 37 上升排汽立管也要考慮最小帶油速度 見(jiàn)圖5 19 冷凝器至貯液器泄液管