以日本冷冻保安规则关系为基准来求得的铜管(TP2M)必须厚度的计算公式、如下:
t= [(P×OD)/(2σa + 0.8P)] +α (㎜)
t:必须的壁厚 (㎜);
P:高使用的压力(设计压力) (MPa) ;
OD:标准外径 (㎜);
σa:在125℃的基本许可应力 (N/㎜2);
*σa =33 (N/㎜2);
α:腐蚀厚度 (㎜) *但是,对铜管的话为0(㎜)。
设计选择示例(TP2M),以下以O型(TP2M)铜管设计为例:
1、R22制冷系统排气管组壁厚选择,假设排气管组外径φ19.05,其壁厚选择方法如下:
R22制冷系统排气侧高压力取3.45MPa,计算如下:
壁厚t=[(P×OD)/(2σa + 0.8P)] +α (㎜)
=(3.45×19.05)/(2×33+0.8×3.45)+0
=0.9558mm
取整,t=1.0mm。
注:标准GB/T1804规定φ19.05的铜管壁厚V级偏差可以是±0.08mm,这样如果供货厂家为节省成本,采用壁厚偏差-0.08mm来生产管组,则其壁厚就会选取为0.92mm了,这样由计算结果可知,该管组在设计压力为3.45MPa时,就会有裂管的隐患了。这时必须通过适当增加铜管壁厚来保证该管组不会爆裂,或者在技术要求中明确规定管组壁厚在适当的偏差内,即偏差范围在(-0.4,+0.08)mm内,以免除管组爆裂隐患。
实际上,一般设计的R22制冷系统高压力不会**过3.0MPa,以3.0MPa为设计压力,φ19.05作为高压侧铜管时的壁厚,计算如下:
壁厚t= [(P×OD)/(2σa + 0.8P)] +α (㎜)
=(3.0×19.05)/(2×33+0.8×3.0)+0
=0.8355mm
取整t=0.9mm,其壁厚偏差可以定在(-0.06,+0.08)mm内,如果t取1.0mm,就按照标准GB/T1804规定不必考虑壁厚偏差了。
2、R410A制冷系统排气管组壁厚选择,假设排气管组外径φ19.05,其壁厚选择方法如下:
R410A制冷系统高压侧高压力设计为4.15MPa,则其壁厚计算为:
壁厚t= [(P×OD)/(2σa + 0.8P)] +α (㎜)
=(4.15×19.05)/(2×33+0.8×4.15)+0
=1.14mm
进行取整t=1.2mm,此壁厚按照标准GB/T1804规定V级偏差也能满足设计要求。如果该管组不需要折弯,选择壁厚为1.2mm的O形管,相比选择壁厚为1.0mm的H/2型管,成本增加了20%,这样设计是不合算的。而根据附表2可以知道采用H/2(TP2Y)铜管,壁厚为1.0mm时,其耐压可达到6.684MPa,完成符合设计压力的要求,因此这种情况下应该选择壁厚为1.0mm 的H/2(TP2Y)铜管。
也可以根据公式计算,H/2(TP2Y)铜管承受4.15Mpa的压力时,需要的壁厚是t=0.584mm。所以选择壁厚为1.0mm的H/2(TP2Y)铜管是完全符合4.15Mpa的设计压力要求的,只可惜H/2(TP2Y)型铜管都不能折弯。
通过此例,我们就可以知道为何一些空调厂家关于R410A多联机的技术资料里面,为何在配管选择表中会有“φ19.05的铜管若为盘管时壁厚应选择1.1mm(直管壁厚选择1.0mm)”了。
实际应用中,在T1工况下,R410A变频系统全年运行时的高压压力绝大部分时间在3.65Mpa以下。 以3.65Mpa为计算依据,则其壁厚t=1.0mm,但只能允许正偏差,这时应该在技术要求中注明壁厚偏差要求。考虑到安全方面的因素,设计时好还是以极限压力作为计算依据。
一般冷媒配管用铜管的选择参数及允许值
水源热泵机组
以水为热源的可进行制冷/制热循环的一种热泵型整体式水-空气式 或水-水式空调装置,制热时以水为热源而在制冷时以水为排热源。采用循环流动于共用管路中的水、从水井、湖泊或河流中抽取的水或在地下盘管中循环流动的水为冷(热)源,制取冷(热)风或冷(热)水的设备。包括一个使用侧换热设备、压缩机、热源侧换热设备,具有单制冷或制冷兼制热功能。
优点:
1、节约能源,在冬季运行时,可回收热量。
2、一机多运,运行稳定。
3、环境效应显着。
4、能效比高。
缺点:
1、受可利用的水源条件限制,受水层的地理结构的限制。
2、系统容易发生源侧与负荷侧的水串水现象。
3、受到不同地区及国家能源政策、燃料价格的影响。
4、一次性投资及运行费比较高。
离心式冷水机组
离心式冷水机组由氟利昂制冷剂在蒸发器内蒸发吸收载冷剂水的热量进行制冷,蒸发吸热后的氟利昂湿蒸汽被压缩机压缩成高温体,经水冷冷凝器冷凝后变成液体,经膨胀阀节流进入蒸发器再循环。从而制取7℃-12℃冷冻水供空调末端空气调节。
优点:
1、叶轮转速高,输气量大,单机容量大
2、易损件少,工作可靠,结构紧凑,运转平稳,振动小,噪声低
3、单位制冷量重量指标小
4、制冷剂中不混有润滑油,蒸发器和冷凝器的传热性能好
5、EER值高,在10%~**内可无级调节
缺点:
1、单级压缩机在低负荷时会出现“喘振”现象,在满负荷运转平稳
2、对材料强度,加工精度和制造质量要求严格
3、当运行工况偏离设计工况时效率下降较快,制冷量随蒸发温度降低而减少幅度比活塞式快。
4.离心负压系统,外气易侵入,有产生化学变化腐蚀管路的危险
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