1、第八章 機房設計8-2 機器設備和管道的布置原則8-3 8-3 機器、設備和管道的布置機器、設備和管道的布置 8-1機房的建筑要求附圖 制冷劑管道管徑的確定制冷劑管道管徑的確定 流速影響：流速影響：制冷系統(tǒng)的經(jīng)濟性、工作效率和安全制冷系統(tǒng)的經(jīng)濟性、工作效率和安全性。性。 流速過低流速過低，沿程阻力損失較小，但需要的管道直，沿程阻力損失較小，但需要的管道直徑就較大，帶來的管道、保溫與支架等用料耗量徑就較大，帶來的管道、保溫與支架等用料耗量也較大，造價較高；也較大，造價較高； 流速過高流速過高，管徑可以小些；但沿程阻力損失較大，管徑可以小些；但沿程阻力損失較大，會影響制冷系統(tǒng)的工作效率和安全會影響

2、制冷系統(tǒng)的工作效率和安全氨系統(tǒng)管道設計要求氨系統(tǒng)管道設計要求氨系統(tǒng)管道管徑確定氨系統(tǒng)管道管徑確定 一、公式計算法一、公式計算法 公式計算法是根據(jù)制冷管道允許流速和允許壓力公式計算法是根據(jù)制冷管道允許流速和允許壓力降的大小進行管道管徑的確定，其計算步驟為：降的大小進行管道管徑的確定，其計算步驟為： 1計算管道內徑：計算管道內徑： 根據(jù)制冷劑的質量流量根據(jù)制冷劑的質量流量MR，及比容，及比容v和在管道和在管道內所允許的流速內所允許的流速有：有： 整理得管道所需管徑的計算公式為：整理得管道所需管徑的計算公式為： ovvRnvRoRRRnqQqQqQMdqMqMQMMd03568. 003568. 0

3、6 . 3018. 00188. 00188. 0*36004制冷量 氨系統(tǒng)管道管徑確定氨系統(tǒng)管道管徑確定 式中式中 dn制冷管道內徑（制冷管道內徑（m） MR設計管道內的制冷劑流量（設計管道內的制冷劑流量（kg/h）；）； v在計算狀態(tài)下制冷劑比容（在計算狀態(tài)下制冷劑比容（m3/kg）；）； 管道內制冷劑流速管道內制冷劑流速(m/s)，由表，由表6-2中選中選取。取。 氨系統(tǒng)管道管徑確定氨系統(tǒng)管道管徑確定 2.根據(jù)計算結果，對照表根據(jù)計算結果，對照表6-1確定用管規(guī)格。確定用管規(guī)格。 3.根據(jù)所確定的管徑和系統(tǒng)管道的長度、閥門、根據(jù)所確定的管徑和系統(tǒng)管道的長度、閥門、管件數(shù)量，計算管道壓力損

4、失管件數(shù)量，計算管道壓力損失P（即管道的沿（即管道的沿程阻力損失和局部阻力損失之和）。如果程阻力損失和局部阻力損失之和）。如果P的的計算結果小于表計算結果小于表6-3中所列氨制冷管道中所列氨制冷管道允許壓力降允許壓力降值值，則計算的管徑符合要求，如果計算值大于表，則計算的管徑符合要求，如果計算值大于表中所列允許壓力降值或計算值和表中所允許壓力中所列允許壓力降值或計算值和表中所允許壓力降值相差懸殊，則需對管徑進行重新計算。降值相差懸殊，則需對管徑進行重新計算。 氨系統(tǒng)管道管徑確定氨系統(tǒng)管道管徑確定表 6-2管道類型管級范圍工作溫度允許流速氣體管道回氣管道回氣管道吸入管排氣管蒸發(fā)器至氨液分離器或循

5、環(huán)桶氨液分離器或循環(huán)桶至制冷壓縮機制冷壓縮機至冷凝器10-1612-2015-25液體管道高壓自流輸液管高壓氨液管冷凝器至儲液器25-400.50.5-1.50.5-1.5表 6-3管道類型工作溫度允許壓力（kPa)吸入管或回氣管-45-40-33-28-15-1033.765.066.189.9111.67排氣管90-15019.61 二、圖表計算法二、圖表計算法 （一）圖表的種類（一）圖表的種類 各類管徑計算圖，都以橫座標為制冷負荷各類管徑計算圖，都以橫座標為制冷負荷量，縱座標為計算管道公稱直徑，以量，縱座標為計算管道公稱直徑，以DN表表示，各管線長度均指總當量長度，并限制示，各管線長度均

6、指總當量長度，并限制壓力降值。壓力降值。 氨系統(tǒng)管道管徑確定氨系統(tǒng)管道管徑確定 （二）圖表計算步驟（二）圖表計算步驟 1.根據(jù)工況條件，確定選用的計算圖根據(jù)工況條件，確定選用的計算圖（6-2）表表（6-6）。）。 2根據(jù)配管設計時的工況負荷量和管子當根據(jù)配管設計時的工況負荷量和管子當量長度，確定設計管道的規(guī)格。量長度，確定設計管道的規(guī)格。 3根據(jù)計算得到的公稱直徑，在表根據(jù)計算得到的公稱直徑，在表6一一1中，中，確定采用無縫鋼管的規(guī)格。確定采用無縫鋼管的規(guī)格。 氨系統(tǒng)管道管徑確定氨系統(tǒng)管道管徑確定 （三）不同工況使用條件的修正（三）不同工況使用條件的修正 當實際工況和建立圖表的工況不同時，當實

7、際工況和建立圖表的工況不同時，使用圖表前需對計算參數(shù)進行修正。使用圖表前需對計算參數(shù)進行修正。 1冷凝溫度變化冷凝溫度變化 圖表中的負荷量都是以冷凝溫度圖表中的負荷量都是以冷凝溫度30為為基準，對其他冷凝溫度下工況的負荷量，基準，對其他冷凝溫度下工況的負荷量，不能直接拿來使用，需用表不能直接拿來使用，需用表6一一9中所列換中所列換算系數(shù)進行修正。算系數(shù)進行修正。 氨系統(tǒng)管道管徑確定氨系統(tǒng)管道管徑確定表6-9 冷凝溫度修正系數(shù)管道類型冷凝溫度20304050吸入管0.9611.041.1排氣管1.1610.810.7 2.當量長度和摩阻引起的壓力降相當于飽和溫度當量長度和摩阻引起的壓力降相當于飽

8、和溫度差的變化差的變化 在所給的表中，當量管長均為在所給的表中，當量管長均為100m，摩阻引起，摩阻引起的壓力降相當于飽和溫度差也有規(guī)定。在所列的的壓力降相當于飽和溫度差也有規(guī)定。在所列的計算圖中，對當量管長和摩阻引起的壓力降相當計算圖中，對當量管長和摩阻引起的壓力降相當于飽和溫度差也各有定值。若實際工況和所列圖于飽和溫度差也各有定值。若實際工況和所列圖表規(guī)定的工況不同時，需修正，然后，才能到所表規(guī)定的工況不同時，需修正，然后，才能到所給出的圖表中進行使用。給出的圖表中進行使用。 氨系統(tǒng)管道管徑確定氨系統(tǒng)管道管徑確定 修正公式有：修正公式有： 吸氣管（回氣管）修正公式：吸氣管（回氣管）修正公式

9、： 排氣管和高壓側液體管的修正公式：排氣管和高壓側液體管的修正公式： 式中，式中，Q經(jīng)修正后用于圖表的工況負荷（經(jīng)修正后用于圖表的工況負荷（Kw）；）； QS配管設計時的工況負荷（配管設計時的工況負荷（Kw） t圖表中規(guī)定工況的飽和溫度降（圖表中規(guī)定工況的飽和溫度降（）；）；)25)()*(55.0kWtLtLQQSSS)35)()*(55.0kWPLPLQQSSS 氨系統(tǒng)管道管徑確定氨系統(tǒng)管道管徑確定 L圖表中規(guī)定工況當量長度（圖表中規(guī)定工況當量長度（m）；）； LS配管設計時的工況當量長度（配管設計時的工況當量長度（m）；）； P圖表中規(guī)定工況的壓力損失（圖表中規(guī)定工況的壓力損失（kPa）

10、；）； P配管設計時工況壓力損失配管設計時工況壓力損失(kPa)。 氨系統(tǒng)管道管徑確定氨系統(tǒng)管道管徑確定 3.兩相流供液倍數(shù)（液氣比）變化兩相流供液倍數(shù)（液氣比）變化 在以上提供的各種氨兩相流有關圖表，都是以在以上提供的各種氨兩相流有關圖表，都是以供液倍數(shù)（液氣比）供液倍數(shù)（液氣比）n=4的條件下得出的，當實的條件下得出的，當實際工況的供液倍數(shù)產生變化時，兩相流在管道內際工況的供液倍數(shù)產生變化時，兩相流在管道內引起的摩擦阻力大小也發(fā)生了變化，因此要對吸引起的摩擦阻力大小也發(fā)生了變化，因此要對吸氣管管徑進行修正。對不同供液倍數(shù)，吸氣管管氣管管徑進行修正。對不同供液倍數(shù)，吸氣管管徑修正公式為：徑修

11、正公式為： ds=N*d，(mm) 氨系統(tǒng)管道管徑確定氨系統(tǒng)管道管徑確定 式中，式中，ds配管設計工況時的吸氣管管徑（配管設計工況時的吸氣管管徑（mm）；）； N不同供液倍數(shù)吸氣管管徑修正系數(shù)，見表不同供液倍數(shù)吸氣管管徑修正系數(shù)，見表6-10； d供液倍數(shù)為供液倍數(shù)為4時；根據(jù)配管設計工況查圖表時；根據(jù)配管設計工況查圖表得到的吸氣管管徑（得到的吸氣管管徑（mm）。）。 。 氨系統(tǒng)管道管徑確定氨系統(tǒng)管道管徑確定表6-10 不同供液倍數(shù)吸氣管管徑修正系數(shù)n供液倍數(shù)2345678修正系數(shù)n0.870.9411.05678 三、其他連接管道直徑的確定方法三、其他連接管道直徑的確定方法 制冷系統(tǒng)中，除了

12、以上幾種管道（吸氣管、排氣管、供制冷系統(tǒng)中，除了以上幾種管道（吸氣管、排氣管、供液管）需要通過公式計算或查圖表確定管徑以外，還有一液管）需要通過公式計算或查圖表確定管徑以外，還有一些管道的管徑可不進行計算，而是根據(jù)制冷設備的些管道的管徑可不進行計算，而是根據(jù)制冷設備的管接頭管接頭大小和制冷系統(tǒng)的規(guī)模進行選用。以下提供幾種連接管的大小和制冷系統(tǒng)的規(guī)模進行選用。以下提供幾種連接管的規(guī)格范圍，供設計參考：規(guī)格范圍，供設計參考： 1.融霜用的熱氨管可采用公稱直徑為融霜用的熱氨管可采用公稱直徑為32一一50mm管徑。管徑。 2.安全管與各安全管接頭同徑，安全總管的公稱直徑應安全管與各安全管接頭同徑，安全

13、總管的公稱直徑應不小于不小于25mm，通常也不大于，通常也不大于50mm。 氨系統(tǒng)管道管徑確定氨系統(tǒng)管道管徑確定 3排液管通常采用公稱直徑為排液管通常采用公稱直徑為2532mm的管徑。的管徑。融霜排液管徑可根據(jù)排液桶上進液管規(guī)格選定。融霜排液管徑可根據(jù)排液桶上進液管規(guī)格選定。 4.制冷設備上使用的增壓和降壓管可采用公稱直徑制冷設備上使用的增壓和降壓管可采用公稱直徑為為2032mm的管徑。的管徑。 5放油管一般采用公稱直徑為放油管一般采用公稱直徑為2032mm的管徑。的管徑。低溫放油管所采用的管道公稱直徑不宜小于低溫放油管所采用的管道公稱直徑不宜小于25mm。 氨系統(tǒng)管道管徑確定氨系統(tǒng)管道管徑確

14、定 6.設備之間均壓管，可根據(jù)設備接管規(guī)格確定。設備之間均壓管，可根據(jù)設備接管規(guī)格確定。設備多于設備多于2臺時，設備間的均壓總管管徑通常取比臺時，設備間的均壓總管管徑通常取比設備接管規(guī)格大一個檔次。設備接管規(guī)格大一個檔次。 7放空管可根據(jù)接管的管徑確定。放空管可根據(jù)接管的管徑確定。 氨系統(tǒng)管道管徑確定氨系統(tǒng)管道管徑確定 (二) 制冷劑管道的布置制冷劑管道的布置 布置原則布置原則 保證各個蒸發(fā)器得到充分的供液。保證各個蒸發(fā)器得到充分的供液。 避免過大的壓力損失。避免過大的壓力損失。 防止液體制冷劑進入制冷壓縮機。防止液體制冷劑進入制冷壓縮機。 防止制冷壓縮機曲軸箱內缺少潤滑油。防止制冷壓縮機曲軸

15、箱內缺少潤滑油。 應能保持氣密、清潔、干燥。應能保持氣密、清潔、干燥。 應考慮操作和檢修方便，并適當注意整齊。應考慮操作和檢修方便，并適當注意整齊。氨管布置注意事項氨管布置注意事項（1）坡向和坡度坡向和坡度：系統(tǒng)水平管道布置應保證一定的坡向和坡度：系統(tǒng)水平管道布置應保證一定的坡向和坡度（2）管架：采用管架固定管道保證其撓度要求）管架：采用管架固定管道保證其撓度要求（3）伸縮彎：低壓管道直線段超過）伸縮彎：低壓管道直線段超過100m 高壓管道直線段超過高壓管道直線段超過50m（4）液囊和氣囊：液體管避免）液囊和氣囊：液體管避免“氣囊氣囊”，氣體管避免，氣體管避免 “ “液囊液囊”（5）冷橋：管道

16、穿過建筑物或使用支架時防止冷橋發(fā)生）冷橋：管道穿過建筑物或使用支架時防止冷橋發(fā)生（6）密封：管道連接保證嚴密性）密封：管道連接保證嚴密性采用伸縮彎補償變形采用伸縮彎補償變形氟利昂管布置注意事項氟利昂管布置注意事項（1）坡向和坡度：水平管坡向基本同制冷劑流動的方向）坡向和坡度：水平管坡向基本同制冷劑流動的方向（2）防止壓縮機液擊處理：壓縮機吸、排氣管設）防止壓縮機液擊處理：壓縮機吸、排氣管設倒倒U U形上升立管形上升立管（3）回油問題：）回油問題：a.a.吸氣管坡向壓縮機吸氣管坡向壓縮機 b.b.設置設置油彎油彎 c.c.最低帶油速度最低帶油速度 d.d.蒸發(fā)器冷卻排管采用上進下出蒸發(fā)器冷卻排管

17、采用上進下出（4）不同高度蒸發(fā)器連接不同高度蒸發(fā)器連接布置：防止閃發(fā)蒸氣聚集一個蒸發(fā)器中布置：防止閃發(fā)蒸氣聚集一個蒸發(fā)器中 二、氟利昂管道的布置原則二、氟利昂管道的布置原則(一）吸氣管的布置一）吸氣管的布置A、壓縮機和蒸發(fā)器的相對位置、壓縮機和蒸發(fā)器的相對位置（1）蒸發(fā)器和壓縮機同高度）蒸發(fā)器和壓縮機同高度（2）蒸發(fā)器高于壓縮機）蒸發(fā)器高于壓縮機（3）蒸發(fā)器低于壓縮機）蒸發(fā)器低于壓縮機 (一）吸氣管的布置一）吸氣管的布置（1）蒸發(fā)器和壓縮機同高度）蒸發(fā)器和壓縮機同高度 吸氣管的布置： 有利于防止壓縮機產生液擊事故有利于防止壓縮機產生液擊事故 對氟利昂系統(tǒng)應保證潤滑油隨同制冷劑蒸汽一同回到壓縮機

18、。對氟利昂系統(tǒng)應保證潤滑油隨同制冷劑蒸汽一同回到壓縮機。1% 阻止大量的氟利阻止大量的氟利昂液體及潤滑油昂液體及潤滑油沖入壓縮機沖入壓縮機 防止影響感溫包防止影響感溫包的正確反應。的正確反應。 (一）吸氣管的布置一）吸氣管的布置（2）蒸發(fā)器高于壓縮機蒸發(fā)器高于壓縮機 倒倒U型管：型管：防止開車防止開車和停機時和停機時液體進入液體進入壓縮機產壓縮機產生液擊。生液擊。 (一）吸氣管的布置一）吸氣管的布置（3）蒸發(fā)器低于壓縮機）蒸發(fā)器低于壓縮機 壓縮機吸壓縮機吸入口附近入口附近的吸氣管的吸氣管上不設回上不設回油彎，防油彎，防止啟動時止啟動時潤滑油沖潤滑油沖缸事故。缸事故。每隔每隔8米左右設米左右設置

19、一個回油彎置一個回油彎(一）吸氣管的布置一）吸氣管的布置B、蒸發(fā)器的連接方式、蒸發(fā)器的連接方式（1）串聯(lián)）串聯(lián)（2）并聯(lián)）并聯(lián) (一）吸氣管的布置一）吸氣管的布置（1）串聯(lián)）串聯(lián) 對串聯(lián)的蒸發(fā)盤管，最后一排應是上進下出，前面幾排最好式下進上出，這樣能順著氣體的流向，蒸發(fā)效果好。 (一）吸氣管的布置一）吸氣管的布置（2）并聯(lián)并聯(lián) 防止某一臺防止某一臺或幾臺負或幾臺負荷變化或荷變化或停止運行停止運行時，影響時，影響其他蒸發(fā)其他蒸發(fā)器工作。器工作。(一）吸氣管的布置一）吸氣管的布置C、兩臺壓縮機并聯(lián)、兩臺壓縮機并聯(lián) 吸氣管對稱布置壓力相等回油均勻 防止?jié)櫥瓦M入未工作的壓縮機(一）吸氣管的布置一）吸

20、氣管的布置D、變負荷系統(tǒng)、變負荷系統(tǒng) 防止無法回油兩根上升立管防止壓力降過大 (二）排二）排氣管的布置氣管的布置A、單臺壓縮機、單臺壓縮機（1）冷凝器和壓縮機同高度）冷凝器和壓縮機同高度（2）冷凝器高于壓縮機）冷凝器高于壓縮機 (二）排氣管的布置二）排氣管的布置（1）冷凝器和壓縮機同高度）冷凝器和壓縮機同高度 防止?jié)櫥突蚩赡芊乐節(jié)櫥突蚩赡芾淠聛淼囊后w流冷凝下來的液體流回壓縮機，制冷壓回壓縮機，制冷壓縮機的排氣管應有縮機的排氣管應有0.01-0.02的坡度，的坡度，坡向油分離器或冷坡向油分離器或冷凝器。凝器。（2）冷凝器高于壓縮機）冷凝器高于壓縮機 (二）排氣管的布置二）排氣管的布置 (二

21、）排氣管的布置二）排氣管的布置B、兩臺壓縮機、兩臺壓縮機（1）冷凝器高于壓縮機）冷凝器高于壓縮機合用一個冷凝器合用一個冷凝器分別用兩個冷凝器分別用兩個冷凝器（2）冷凝器低于壓縮機）冷凝器低于壓縮機 (二）排氣管的布置二）排氣管的布置（1）冷凝器高于壓縮機）冷凝器高于壓縮機合用一個冷凝器合用一個冷凝器 (二）排氣管的布置二）排氣管的布置（1）冷凝器高于壓縮機）冷凝器高于壓縮機分別用兩個冷凝器分別用兩個冷凝器 (二）排氣管的布置二）排氣管的布置（2）冷凝器低于壓縮機）冷凝器低于壓縮機 直通式（過流式） 波動式（補充式） (三）冷凝器至儲液器的管道三）冷凝器至儲液器的管道流速低于0.5m/s流速一般

22、取0.8m/s (三）冷凝器至儲液器的管道三）冷凝器至儲液器的管道冷凝器和蒸發(fā)器的相對位置冷凝器和蒸發(fā)器的相對位置（1）蒸發(fā)器低于冷凝器）蒸發(fā)器低于冷凝器（2）蒸發(fā)器高于冷凝器）蒸發(fā)器高于冷凝器 (三）冷凝器或儲液器至蒸發(fā)器之間的管道三）冷凝器或儲液器至蒸發(fā)器之間的管道（1）蒸發(fā)器低于冷凝器）蒸發(fā)器低于冷凝器（2）不同高度的蒸發(fā)器位于冷凝器之上（3）直接蒸發(fā)式空氣冷卻器第三節(jié) 管架設計一、管架的作用一、管架的作用作用：固定管道。機房內的吸氣和排氣管道受制冷壓縮機的脈沖振動，必須加以緊固，不然管道的連接（焊接、絲扣連接、法蘭連接等處）部位會因受長期振動而產生松動、開裂，從而引起泄漏。另外，管道因

23、有強度和剛度的要求，若在一定間距內不加以緊固，會造成彎曲變形甚至于破壞，致使整個制冷裝置不能正常工作，所以，管道支架設計是制冷系統(tǒng)管道設計的一個重要環(huán)節(jié)。 二、管道支點距離二、管道支點距離 管道的支（吊）點距離，通常采用查表法，管支架的正常間距為最大間距的0.8。 在管件、彎頭處的一側或二側要增設加固點，支（吊）點離彎頭的距離不宜大于600mm。 2.壓縮機排氣管線支架間距，當管徑為D108及其以上時可采用3m，D108以下時采用2m。 第三節(jié) 管架設計 三、管架結構形式 支架分為固定支架、半固定支架和活動支架三種，制冷工程采用的通常為半固定支架。 對低溫隔熱管道，為減少冷損失，要在鋼支架和管道間加設浸泡瀝青的墊木，以防形成冷橋。 第三節(jié) 管架設計第四節(jié) 管道和設備保