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中央空调冷媒管的管长与高差:等效长度、附加充注与压降影响

发布日期 :2019.06.14 浏览次数 : 3559 鼎格舒适家官网

中央空调的制冷效果,除了设备容量,很大程度上受冷媒管的长度与高差支配。同样一台室外机,把室内机布置得更远、更高,制冷量与能效都会下降,压缩机负荷也会上升。管长与高差并不是可以随意放大的量,它有由厂家技术资料划定的范围。本文从等效管长、落差、管径压降与附加充注四个角度说明其中的机理,具体限值一律以所选品牌的选型资料为准。

一、为什么管长与高差会影响效果

冷媒在管内流动会有沿程阻力与局部阻力,管越长、弯头越多,压力损失越大。压力损失直接影响蒸发温度:蒸发压力下降意味着蒸发温度随之降低,室内机的换热温差变化,制冷量下降而压缩机压比上升。高差则带来另一个问题——液态冷媒在重力作用下的分布与回油,如果落差超出设计范围,冷媒与冷冻油的回流会变得不稳定。同类问题在中央空调与地暖知识里按阶段做过整理,可对照本文一起看。

对多联机而言,管内流动的还是气液两相混输的冷媒。管长增加后,冷媒的充注量、压力分布与回油路径都要重新核算。这也是为什么同一套设备在不同户型里效果不同:不是设备变了,而是管路条件变了。成都住宅多为高层,立管走线较长,管长与高差的影响比低层住宅更明显。

吊顶内敷设的中央空调冷媒铜管与保温层,管道沿吊架走向室内机
图注:吊顶内敷设的冷媒铜管。管长、弯头数量与高差都会影响压力损失与冷媒充注量,敷设走向要在定位阶段按厂家资料核定。

二、等效管长:弯头与分歧管的附加当量

设备的选型资料给出的通常是实际管长上限,但真正影响压降的是等效管长。等效管长把直管长度与各个管件折算成同一口径下的当量长度相加:一个弯头的阻力相当于一段直管,分歧管、变径件、阀件也各有对应的当量值。管路转折越多,等效管长越大,压降越大。

因此施工中减少不必要的弯头与绕行,不只是为了美观。走管宜沿最近路径,避免反复上下翻越;分歧管应尽量靠近室内机,减少单支管路的等效长度。等效管长的具体折算系数由厂家给出,不同管径下的当量长度不同,不能一概而论。

三、室内外机落差与回油

室内机与室外机之间存在落差时,需要考虑两个方向:室外机在上、室内机在下,还是相反。落差方向不同,冷媒在系统中的分布与冷冻油的回落方式不同,允许的限值也不同。落差超出范围,冷媒可能在某些室内机内积存,导致部分室内机供液不足,制冷效果下降,回油不畅还会加重压缩机润滑不良。

回油的保障依赖两个条件:管内流速足够把冷冻油带回压缩机,以及管路走向不形成积油段。当室内机高于室外机较多时,蒸发侧的立管需要保证回油流速;水平管路宜有适当的坡度或做回油弯。是否设回油弯、如何设置,要按厂家技术资料执行,不能自行套用经验。

现场处理落差问题时,容易出现把内机定得过高或把外机放得过低的情况。机位一旦固定,铜管、保温层与冷凝水管都要跟着重新核算,改动的代价不小。因此在定位阶段就把最不利的那台内机与外机的高差标在图纸上,比施工完成后再想办法更实际。

落差与管长往往是同时超限的。远端内机既离外机远、又处在不同楼层时,压力损失与回油难度叠加,效果下降会更明显。这种情况下优先调整的是机位与管路走向,而不是在末端加装设备;必要时按厂家资料提高相应管段的管径,把压降控制在允许范围内。

四、管径选择与压降

管径越小,同样流量下流速越高,沿程阻力越大;管径越大,压降越小,但流速过低又不利于回油,且充注量增加。管径的选择是在压降与回油之间取平衡,而不是越大越好。厂家在选型资料里针对不同室外机与室内机组合给出液管与气管的参考管径,现场应按此执行。

影响因素对性能的作用工程上的处理
直管长度沿程阻力增大,蒸发压力下降走最近路径,减少总长
弯头、分歧管折算为等效管长,加大压降减少转折,分歧管靠近室内机
管径偏小流速高、阻力大,制冷量下降按厂家选型表选管径
管径偏大流速低,回油变差,充注量增加不盲目放大管径
高差超限冷媒分布不均,回油不畅落差按厂家限值控制

五、附加冷媒充注

成品设备出厂时预充的冷媒量对应标准的管长,实际管路超过标准长度后需要追加冷媒。追加量应按液管长度与管径计算,并记入施工记录,不能凭感觉补充。追加过多会抬高系统压力与过热度异常,追加不足则表现为制冷量偏低、回气过热度偏大。

追加量的计算方式与基准长度由厂家给出,通常按液管每米、每毫米管径折算。成都夏季空调室外计算干球温度 31.8 ℃、湿球温度 26.4 ℃,高负荷工况下冷媒量偏少的症状会被放大,因此在调试阶段就应按记录把冷媒量调整到位,而不是等出现效果问题后再补。

六、管长与高差超限后的表现与处理方向

管长或高差超出厂家限值,系统未必立刻报故障,更常见的是性能缓慢下降:最远端的室内机降温变慢、制热时出风温度偏低、运行噪声增大,压缩机在部分负荷下频繁升降频甚至保护停机。这些现象与冷媒量偏差、过滤网堵塞的表现相近,需要通过测量与记录来区分,而不是先入为主地判断为设备问题。

处理的方向取决于超限的性质。若等效管长偏大但仍在硬性限值以内,可通过减少弯头、调整分歧管位置、必要时加大管径来改善;若落差接近或超过限值,则要考虑调整机位或增设中间分歧,而不是在现场随意加装回油弯;若实际管长确实超出标准长度,应按厂家给定的基准长度计算追加冷媒量并记录。任何管路改动之后都要重新做保压检漏与抽真空。

判断顺序上,应先排除过滤网堵塞、出回风口遮挡、室内机风量不足与室外机散热条件差这些更常见的原因,再核对管长与冷媒量记录。制冷效果差不等于缺冷媒,不凭感觉补充,是这条排查线上最重要的纪律。

七、以厂家技术资料为准的核对项

管长与高差的具体限值,包括最大实际管长、最大等效管长、室内外机最大高差、第一分歧管与室外机的距离、各分歧管之间的最小间距以及附加充注基准长度,都以厂家技术资料为准。不同冷媒、不同机型的限值不同,不能跨机型套用,也不能只按经验数值施工。

  • 设计阶段核对实际管长与等效管长是否在厂家限值内。
  • 确认室内外机的落差方向与限值,落差接近上限时提高管径或调整机位。
  • 分歧管尽量靠近室内机,减少单支管路的等效长度。
  • 水平管路避免形成积油段,需要回油弯的按厂家要求设置。
  • 管路焊接宜在充氮保护下进行,减少管内氧化皮残留。
  • 追加冷媒量按液管长度计算并记录,不凭感觉补充。

八、施工与验收记录

冷媒管路的施工质量无法在完工后目视判断,只能靠过程记录。铜管焊接宜在充氮保护下进行,焊后管内不得有氧化皮残留;管路系统应做保压检漏与抽真空。保压检漏的压力与时间按设备厂家的技术要求执行,行业常见做法是在 4 MPa 量级保压 24 h 左右观察压力是否稳定,这是工程经验值,不同冷媒与机型要求不同,以厂家要求为准。抽真空的目的是排净管内空气与水分,避免水分与冷媒混合后生成酸性物质或造成冰堵,真空度与保持时间同样按厂家要求执行。

冷凝水管路的验收可与冷媒管路一并检查。按 GB 50243—2016 第 9.3.7 条,冷凝水排水管坡度设计无要求时宜不小于 8‰,且应坡向出水口;机组与排水管连接应采用软接并保持畅通。风机盘管与管道连接应采用耐压值不低于 1.5 倍工作压力的柔性接管,不应强扭、瘪管。把冷媒管、冷凝水管与保压、抽真空、追加量、通水试验的记录合并成一份验收单,才便于日后判断问题出在设备还是工程。

九、小结

冷媒管的管长与高差通过压力损失、冷媒分布与回油影响空调效果。等效管长随弯头与分歧管增加,管径在压降与回油之间取平衡,高差超出范围会造成冷媒分布不均与回油不畅,管长超出标准长度后需要按液管长度追加冷媒。所有这些限值都以厂家技术资料为准,成都高层住宅立管较长,更要在设计阶段就把管长与落差纳入核算,而不是留到施工时凭感觉处理。以上技术口径由四川鼎格舒适家暖通工程团队按现行国家标准与本地项目条件整理,具体限值以所选品牌选型资料为准。涉及具体户型与工期的,建议先从免费上门勘测开始。

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