冷媒管路系统设计ppt课件.ppt

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1、1.設計考慮2.管內流速3.冷媒管徑與流量需求4.冷媒管徑的決定5.管路設計6.總結冷媒管路系統設計1.設計考慮冷凍系統管路設計需要考慮下列因素：確保適當冷媒供應至蒸發器避免冷媒管路產生過大壓損,降低系統的容量與效率避免潤滑油滯留在蒸發器或吸氣管路中,而隨後以slug的型式返回,對壓縮機造成損傷確保冷凍油能持續返回壓縮機防止壓縮機在運轉停機期間或起動時,冷媒液吸入壓縮機維持乾淨及乾燥的冷凍系統2.管內流速R-22,R-134a,R-502冷媒管路建議流速吸氣管4.5~20m/s排氣管10~18m/s液管(冷凝

2、器至儲液器)0.5m/s以下液管(儲液器至蒸發器)1.5m/s以下3.冷媒管徑與流量需求圖1.R-22每KW冷凍所需冷媒流量4.冷媒管徑的決定選擇吸氣管徑時必須考慮的因素-----壓降在選擇冷媒管徑時，應考慮吸氣管路壓力損失對壓縮機能力與耗電量的影響。冷媒管路壓降會造成系統效率降低，因此必須在最小的成本與最大的效率考量下來選擇正確的管徑。壓降計算係由冷媒飽和溫度變化之相當壓力決定，在選擇冷媒管徑時，冷媒排氣管、吸氣管或液管之壓降通常不得超過1K。氣體管路壓降對R-22壓縮機能力及耗電量的影響壓降損失K壓縮機能

3、力%耗能%吸氣管0100100196.8104.3293.6107.3排氣管0100100199.2102.7298.4105.7液管液管的壓降不得太大以免產生氣體，通常液管由於摩擦所造成的壓降不得超過相當於飽和溫度0.5~1K變化。液體過冷是唯一可以克服壓降問題確保液體流入膨脹閥，但是若過冷度不足，則液體同樣會產生閃氣，並且降低系統效率。通常液體壓降是由管路配件所造成，例如電磁閥、乾燥過濾器、手動閥、貯液器至膨脹閥間的管路及配件等。液管在40℃的冷凝壓力下，0.5K飽和溫度變化之液管壓降約略如下：液管若裝置

4、上升管，則每上升1m約有11.3kpa壓力損失。冷媒壓降kPaR-2218.7R-134a13.6R-50219.4表3.R-22冷媒排氣管、吸氣管及液管kW容量表(單或高壓段應用)表3使用注意事項R22冷媒管路的容量表說明表3說明R-22冷媒在特定壓降下，管徑大小所能承載的冷凍能力。表中排氣管及液管之冷凍能力是基於相當0.02K飽和溫度變化(Δt)下，每公尺等效長度的摩擦損失，而吸氣管是基於0.04K的變化。容量表是以Darcy-Weisbach關係式及依Colebrook方程式所計算出的磨擦係數為基準。銅

5、管及鋼管的粗糙高度分為以1.5um及46um計；排氣管的過熱溫度在R-134a及R-502冷媒以45K計，而R-22冷媒以60K計。液管—液體過冷是克服液體管路壓降，確保液態冷媒在進入膨脹閥不會閃蒸(flash)的唯一方法例題1.採用銅管之R-22冷凍系統，在5℃蒸發溫度及40℃冷凝溫度下運轉，冷凍容量14kW，液管等效長度50m，上升管6m，求液管管徑及所需的過冷度。解：由表3得知1K損失之液管管徑為15mmOD，利用表3中註3公式計算在14kW之實際溫度損失。實際溫度損失為(50*0.02)*(14/2

6、1.54)1.8=0.46K估計摩擦損失=0.46*18.7=8.6kPa上升管壓降=6*11.3=67.8kPa∴總壓降=67.8+8.6=76.4kPa40℃冷凝溫度之飽和壓力為1534.1kpa，因此液管最初壓力為1534.1kpa膨脹裝置之壓力為1534.1–76.4=1457.7kPa，其對應之飽和溫度為37.9℃。∴克服液管損失所需過冷度為40–37.9=2.1K吸氣管在全載時，要有最小的壓降；在最低載時，要考慮蒸發器回油到壓縮機；要防止冷凍油自運轉的蒸發器流到停機的蒸發器內。吸氣管的壓降會造成系

7、統容量降低，因為為維持盤管所需之蒸發溫度，迫使壓縮機必須在較低的吸氣壓力下運轉。在最低載時，要考慮蒸發器回油到壓縮機；在決定管徑時，吸氣管壓降通常不可超過相當於1K飽和溫度的變化。部份負載時要減少管徑以增加流速，使油能隨著流回壓縮機。全載時會有較大的壓降，所以在水平管及下行管部份要考慮加大管徑，以補償過大的壓降。吸氣管吸氣管5℃飽和吸入溫度之相當壓降約略如下：冷媒吸入損失K壓降kPaR-22118.1R-134a112.2R-502119.7吸氣管R-22吸氣管相當0.02及0.01K/m壓降kW容量表(單或

8、高壓段應用)排氣管排氣管壓降會增加壓縮機的耗電量及減少壓縮機能力。設計排氣管管徑要使壓降最少，且在任何負載時，仍具有回油速度以避免油滯留在管內。排氣管壓降設計，通常不可超過相當於1K飽和溫度變化。閥體及配件的等效長度在冷媒管容量表中所表示的皆為直管的等效長度，所以為方便計算壓降，所有管路上的閥體及配件皆需換算成同尺寸的直管等效長度。閥體及配件的等效長度計算例例題2.容量105kW之R-22系統，在5