制冷工藝設(shè)計(jì)第四章課件

第四章

制冷管道設(shè)計(jì)主

要

內(nèi)

容管徑確定氨管道布置氟管道布置學(xué)習(xí)目標(biāo)了解制冷管道設(shè)計(jì)基本標(biāo)準(zhǔn)理解圖表法、管接頭法確定管徑掌握管道設(shè)計(jì)的要點(diǎn)和氟系統(tǒng)管道設(shè)計(jì)的特點(diǎn)第一節(jié)制冷管道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

制冷管道設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)工作壓力、工作溫度、輸送制冷劑特性等工藝條件進(jìn)行。《冷庫設(shè)計(jì)規(guī)范》要求設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)如下：1.設(shè)計(jì)壓力管道設(shè)計(jì)壓力應(yīng)根據(jù)采用的制冷劑及工作狀況按表4-1確定。2.設(shè)計(jì)溫度管道設(shè)計(jì)溫度根據(jù)表4-2分別按高、低壓側(cè)設(shè)計(jì)溫度選取。3.最低工作溫度低壓側(cè)管道的最低工作溫度，依冷加工工藝按表4-3確定。4.管道材料選用無縫管管材的選用應(yīng)符合表4-4的規(guī)定。第二節(jié)管徑確定

管徑的確定與管內(nèi)壓降和流速有關(guān)，是初投資和經(jīng)常運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用的綜合問題。氟管徑特定管道需考慮回油問題。工程設(shè)計(jì)中，采用限定管段流動(dòng)阻力損失來確定對(duì)應(yīng)管徑的大小。回氣管對(duì)應(yīng)阻力所產(chǎn)生的飽和溫度降為1℃，排氣管允許壓降相當(dāng)于飽和溫度升高0.5℃。制冷管道允許流速和允許壓力降是管徑選擇計(jì)算的依據(jù)，見表4-5、表4-6和表4-7。管徑確定有計(jì)算法、線算圖法。第二節(jié)管徑確定一、計(jì)算法1.計(jì)算管道內(nèi)徑2．初選管徑根據(jù)計(jì)算結(jié)果由管材表初步選取管徑。3．計(jì)算壓力降根據(jù)初選的管徑計(jì)算壓力降ΔP，與允許壓力降[ΔP]進(jìn)行比較，若ΔP<[ΔP]，則管徑選取合適；否則需沿著使ΔP與[ΔP]差值減少的方向修正dn，直至符合要求。計(jì)算例見例4-1。第二節(jié)管徑確定二、線算圖法1、氟管徑回氣管徑：R22回氣管按圖4-1確定。由制冷能力、管路當(dāng)量長度、蒸發(fā)溫度、管材得出最小管內(nèi)徑。

上升回氣立管：上升立管中必須保持一定的流速，借以帶油前進(jìn)。一般取其滿足帶油的最小值，稱為“最小帶油速度”。最小帶油速度參考值：前蘇聯(lián)為8m/s；美國為5m/s。工程上多用最小制冷量來確定上升立管的最大管徑。根據(jù)制冷負(fù)荷和蒸發(fā)溫度，利用圖4-3即可確定管道最大內(nèi)徑。說明：圖是按節(jié)流前液體溫度40℃考慮的，不同條件應(yīng)用圖4-4進(jìn)行修正。上升回氣立管是關(guān)鍵管段，管徑必須選好。排氣管徑、高壓液體管徑：根據(jù)制冷能力、當(dāng)量管長、蒸發(fā)溫度由圖4-5確定管徑。對(duì)于上升排氣立管，也要考慮帶油速度，其最小帶油速度見圖4-2。說明：上升排氣立管僅指不設(shè)油分離器時(shí)壓縮機(jī)至冷凝器之間的管段或設(shè)油分離器時(shí)壓縮機(jī)至油分離器之間的上升立管。2、氨管徑線算圖的使用方法是：根據(jù)工況條件確定選用的線算圖，見圖4-7----圖4-12；由設(shè)計(jì)工況負(fù)荷、管子當(dāng)量長度、確定設(shè)計(jì)管道的公稱直徑；根據(jù)計(jì)算得到的公稱直徑，利用表4-10選定無縫鋼管的規(guī)格；不同工況下對(duì)使用條件進(jìn)行修正，見表4-11、4-12。

輔助管道管徑：融霜用熱氨管為DN32～DN50；放油管為DN20～DN32，低溫放油管應(yīng)適當(dāng)加大；安全管與安全閥管接頭相同，主管取DN25～DN50；排液管為DN25～DN32；設(shè)備的加壓、減壓管為DN20～DN32；均壓管與接頭通徑一致，設(shè)備多時(shí)，總管管徑加大一擋；氨泵進(jìn)出液管管徑見表4-13。第三節(jié)氨管道布置1、管道布置要求低壓管道直線段超過100m、高壓管道直線段超過50m，應(yīng)設(shè)置管道補(bǔ)償裝置；制冷管道穿過建筑物的墻體（防火墻除外）、樓板、屋面時(shí)應(yīng)加套管，套管與管道間的空隙應(yīng)密封，但壓縮機(jī)排氣管道與套管間的間隙不應(yīng)密封。融霜用熱氣管應(yīng)從油分器后引出，并應(yīng)在其起端設(shè)置截止閥和壓力表，熱氣融霜壓力不得超過0.8MPa（表壓）；設(shè)計(jì)制冷管道，應(yīng)能從任何一個(gè)設(shè)備中將制冷劑抽走；供液管應(yīng)避免形成氣囊，回氣管應(yīng)避免形成液囊；第三節(jié)氨管道布置1、管道布置要求水平回氣管D大于108mm時(shí)，其變徑元件應(yīng)選用偏心異徑管接頭，并應(yīng)保證管道底部平齊；跨越廠區(qū)道路的管道，在其跨越段上不得裝設(shè)閥門、法蘭、金屬波紋管補(bǔ)償器、螺紋接頭等管道組成件，路面距管道的凈空不小于4.5m；放空氣器、集油器、排液桶等減壓管應(yīng)接在氣液分離裝置的回氣入口之前，不應(yīng)直接接在壓縮機(jī)的吸入管上；連接壓縮機(jī)的排氣管道不應(yīng)與建筑物結(jié)構(gòu)剛性連接；氨系統(tǒng)水平管道的坡度宜按表4-14的規(guī)定采用。2、管道布置機(jī)器間吸、排氣管的布置架空式：機(jī)器成雙列式布置時(shí)多采用。吸氣、排氣主管架空布置在走道上方。沿墻式：機(jī)器成單列式布置時(shí)多采用。吸氣、排氣主管沿一面墻布置。壓縮機(jī)吸、排氣支管與總管的連接應(yīng)從總管的上方或側(cè)上方接入。2、管道布置機(jī)房內(nèi)其它管道的布置盡量集中布置，并用管架固定；布置原則：水平布置時(shí)管徑大的、支管少的靠墻；垂直布置時(shí)熱管、管徑大的、有隔熱的在上；出現(xiàn)矛盾時(shí)應(yīng)綜合考慮確定。室外管道布置室外管道用落地支架固定，集中由墻上的預(yù)留洞進(jìn)入機(jī)房；管道通過人行道時(shí)，管底離地面凈高≮3m；通過行車道時(shí)≮4.5m。第三節(jié)氟管道布置

一、回氣管1．基本要求回氣管上避免出現(xiàn)“液囊”。為了便于回油，水平部分應(yīng)有0.5%~1.0%的坡度，坡向壓縮機(jī)。2．回油彎蒸發(fā)器出口上升回氣立管底部須設(shè)置回油彎。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積減少，流速加快，以利于連續(xù)帶油上升至水平回氣管?；赜蛷澇叽缫M量做小。3．雙上升回氣立管按滿負(fù)荷運(yùn)行確定管子流通總截面積。A管管徑按最小負(fù)荷帶油速度確定，B管管徑則由總截面積減去A管截面積來確定。低負(fù)荷----管內(nèi)流速低于最小帶油速度，油（液）滴沉積到回油彎內(nèi)----至形成油封----將B管堵住，氣體只從A管流過----A管按最小負(fù)荷能回油設(shè)置----油可通過A管被提升。恢復(fù)滿負(fù)荷----開始仍是A管工作----負(fù)荷大流速快----流阻增加----雙上升立管兩端的壓差增大----增大到足以把回油彎內(nèi)的油帶走時(shí)----油通過B管進(jìn)入水平管----油封消除----A、B管同時(shí)工作。由于A、B管是按滿負(fù)荷工作時(shí)能帶油確定的，油能連續(xù)上升。適于機(jī)器負(fù)荷變化較大的系統(tǒng)。4．回氣管與壓縮機(jī)的連接應(yīng)使回氣總管中的油均勻地返回每一臺(tái)并聯(lián)壓縮機(jī)，特別注意防止回氣總管中的油進(jìn)入停止工作的機(jī)器中。5．回氣管與蒸發(fā)器的連接根據(jù)蒸發(fā)器與壓縮機(jī)高度位置的不同，布置方案有以下幾種：蒸發(fā)器高于壓縮機(jī)防止液擊，見圖4-17。蒸發(fā)器低于壓縮機(jī)注意回油，見圖4-18。上下均有蒸發(fā)器時(shí)見圖4-19。6．回氣管與熱交換器的連接回氣管與熱交換器的連接應(yīng)有利于回油，熱交換器不得設(shè)在上升回氣立管上。7.回氣管與低壓循環(huán)桶的連接回氣、回油。見圖4-21。二、排氣管1．注意事項(xiàng)排氣管內(nèi)冷凝下來的氟液和油不得流回壓縮機(jī)；多臺(tái)并聯(lián)壓縮機(jī)的排氣不應(yīng)互相碰撞；隨工作壓縮機(jī)排氣排出的油不得流入停止工作壓縮機(jī)的機(jī)頭；水平管段應(yīng)有一定的坡度，坡向油分離器或冷凝器。2．連接系統(tǒng)有油分離器時(shí)，上升排氣立管應(yīng)設(shè)在油分離器之后，上升管段不需考慮帶油速度問題，見圖4-22。系統(tǒng)不設(shè)油分離器時(shí)，上升排氣立管參見圖4-23。三、液體管1．高壓液體管防止高壓液體管中產(chǎn)生閃發(fā)氣體是十分重要的。在管道設(shè)計(jì)中，防止高壓液體管中出現(xiàn)閃發(fā)氣體的主要手段是加設(shè)過冷器對(duì)液體過冷。幾臺(tái)高度不同的蒸發(fā)器并聯(lián)供液時(shí)，應(yīng)將較低位置蒸發(fā)器的進(jìn)口放的比三通管的出口支管高一些，如圖4-24所示，以便閃發(fā)氣體分散進(jìn)入不同蒸發(fā)器。2．低壓液體管低壓液體管是由節(jié)流閥到蒸發(fā)器的供液管段。這段管道設(shè)計(jì)中應(yīng)注意能向各蒸發(fā)器均勻供液，且有利于回油