空調(diào)系統(tǒng)連接管加長(zhǎng)后制冷劑追加量的工程計(jì)算方法

譚成斌

（珠海格力電器股份有限公司 廣東珠海 519070）

空調(diào)系統(tǒng)連接管加長(zhǎng)后制冷劑追加量的工程計(jì)算方法

譚成斌

（珠海格力電器股份有限公司 廣東珠海 519070）

本文對(duì)空調(diào)安裝工程中連接管加長(zhǎng)后需要追加制冷劑的問(wèn)題進(jìn)行了研究，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)條件進(jìn)行了理想化的假設(shè)，在假設(shè)的條件下結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)對(duì)連接管加長(zhǎng)后需要追加制冷劑的質(zhì)量進(jìn)行了推算，并得出了空調(diào)產(chǎn)品常用液管與氣管的搭配選型下制冷劑追加量的推薦值。

空調(diào)；系統(tǒng)；制冷劑追加量；計(jì)算方法

1 引言

空調(diào)系統(tǒng)在工程安裝中由于用戶安裝位置的差異，經(jīng)常遇到需要加長(zhǎng)連接管的情況。一般情況下，空調(diào)產(chǎn)品出廠前預(yù)先灌注的制冷劑是按照標(biāo)準(zhǔn)連接管長(zhǎng)度來(lái)提供的，當(dāng)工程安裝中加長(zhǎng)了連接管長(zhǎng)度以后，應(yīng)該追加適量的制冷劑，以確保制冷系統(tǒng)能正常運(yùn)行。那么，制冷劑的追加量應(yīng)如何計(jì)算呢？本文通過(guò)條件假設(shè)和理論推算，提出了一套工程計(jì)算方法。

分析認(rèn)為，影響連接管中制冷劑追加量的主要因素是管中制冷劑的狀態(tài)，而連接管中制冷劑的狀態(tài)受節(jié)流裝置的位置影響很大。因此，應(yīng)根據(jù)節(jié)流裝置在室外側(cè)與室內(nèi)側(cè)分別進(jìn)行研究。

2 室外側(cè)節(jié)流式空調(diào)系統(tǒng)的工程計(jì)算方法

2.1 制冷模式的計(jì)算

對(duì)于節(jié)流裝置設(shè)計(jì)在室外側(cè)的空調(diào)系統(tǒng)，在制冷模式下，其系統(tǒng)中制冷劑的流向如圖1所示。研究連接管加長(zhǎng)后制冷劑的追加量應(yīng)分別從液管和氣管中制冷劑的狀態(tài)進(jìn)行分析和計(jì)算。

（1）液管中制冷劑的狀態(tài)分析和計(jì)算

按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《房間空氣調(diào)節(jié)器》（GB/T 7725）[1]，空調(diào)系統(tǒng)的額定制冷工況為：室外干球/濕球溫度為35℃/24℃，室內(nèi)干球/濕球溫度為27℃/19℃，那么，根據(jù)工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，此工況下系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度一般約為7℃，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，假

設(shè)液管中是節(jié)流后沒(méi)有閃發(fā)的低溫低壓的飽和液態(tài)制冷劑，那么可以認(rèn)為此時(shí)液管中的制冷劑溫度為7℃，查“制冷劑的飽和液體及飽和蒸氣熱力性質(zhì)表”[2]得到7℃下飽和液態(tài)制冷劑的密度，再以密度乘以每米連接管的管內(nèi)容積，就可以計(jì)算出每米液管中的制冷劑質(zhì)量，也即此種狀態(tài)下連接管加長(zhǎng)后每米液管應(yīng)追加的制冷劑的質(zhì)量。

（2）氣管中制冷劑的狀態(tài)分析和計(jì)算

如前面所述，在額定制冷工況下，系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度一般約為7℃，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，假設(shè)氣管內(nèi)的制冷劑狀態(tài)為蒸發(fā)后沒(méi)有過(guò)熱的飽和氣體，根據(jù)第一步推斷，此時(shí)氣管中的制冷劑溫度也為7℃。查“制冷劑的飽和液體及飽和蒸氣熱力性質(zhì)表”[2]得到7℃下飽和氣態(tài)制冷劑的比容，計(jì)算出相應(yīng)密度，再與每米連接管的管內(nèi)容積相乘，得出此時(shí)每米氣管中的制冷劑質(zhì)量，也即此種狀態(tài)下連接管加長(zhǎng)后每米氣管應(yīng)追加的制冷劑的質(zhì)量。

（3）誤差分析

上述計(jì)算是在理想狀態(tài)下，假設(shè)液管中的制冷劑沒(méi)有閃發(fā)、氣管中的制冷劑沒(méi)有過(guò)熱的狀態(tài)下的計(jì)算結(jié)果，這與實(shí)際值會(huì)存在一定的偏差。在工程上，可在此計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)修正后再使用。

2.2 制熱模式的計(jì)算

對(duì)于節(jié)流裝置設(shè)計(jì)在室外側(cè)的空調(diào)系統(tǒng)，在制熱模式下，其系統(tǒng)中制冷劑的流向如圖2所示。研究連接管加長(zhǎng)后制冷劑的追加量應(yīng)分別從液管和氣管中制冷劑的狀態(tài)進(jìn)行分析和計(jì)算。

（1）液管中制冷劑的狀態(tài)分析和計(jì)算

按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《房間空氣調(diào)節(jié)器》（GB/T 7725）[1]，空調(diào)系統(tǒng)的額定制熱工況為：室外干球/濕球溫度為7℃/6℃，室內(nèi)干球/濕球溫度為20℃/15℃，那么，根據(jù)工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，此工況下系統(tǒng)的冷凝溫度一般約為40℃，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，假設(shè)液管中是冷凝后再經(jīng)過(guò)過(guò)冷的液態(tài)制冷劑，其過(guò)冷度為2℃，查“制冷劑的飽和液體及飽和蒸氣熱力性質(zhì)表”[2]得到38℃下制冷劑的密度，再以密度乘以每米連接管的管內(nèi)容積，就可以計(jì)算出每米液管中的制冷劑質(zhì)量，也即此種狀態(tài)下連接管加長(zhǎng)后每米液管應(yīng)追加的制冷劑

的質(zhì)量。

圖1 室外側(cè)節(jié)流式空調(diào)系統(tǒng)在制冷模式下的制冷劑流向

圖2 室外側(cè)節(jié)流式空調(diào)系統(tǒng)在制熱模式下的制冷劑流向

圖3 室內(nèi)側(cè)節(jié)流式空調(diào)系統(tǒng)在制冷模式下的制冷劑流向

（2）氣管中制冷劑的狀態(tài)分析和計(jì)算

如圖2所示，假設(shè)氣管內(nèi)的制冷劑的狀態(tài)全部為高溫高壓的氣體，在經(jīng)連接管流入室內(nèi)熱交換器過(guò)程中溫度由排氣溫度降到冷凝溫度過(guò)程中，我們把模型理想化為壓力不變，即P1＝P2，并根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，把整根氣管內(nèi)制冷劑的溫度等價(jià)為52℃。那么，根據(jù)氣體的計(jì)算公式假設(shè)在室內(nèi)換熱器中制冷劑氣體的狀態(tài)為（P1，V1，T1），在高壓氣管中制冷劑的狀態(tài)為（P2，V2，T2），那么，根據(jù)前面的分析，在額定制熱工況下，冷凝溫度約為40℃，即T1=40℃，根據(jù)在“制冷劑的飽和液體及飽和蒸氣熱力性質(zhì)表”[2]查得的40℃時(shí)制冷劑比容V1，即可計(jì)算T2=52℃時(shí)的比容V2，再根據(jù)V2計(jì)算出相應(yīng)的密度，與每米連接管的管內(nèi)容積相乘，即可得出此時(shí)每米氣管中的制冷劑質(zhì)量，也即此種狀態(tài)下連接管加長(zhǎng)后每米氣管應(yīng)追加的制冷劑的質(zhì)量。

（3）誤差分析

為了簡(jiǎn)化計(jì)算，上述計(jì)算把液管和高壓氣管內(nèi)制冷劑的狀態(tài)進(jìn)行了理想化的假設(shè)，假設(shè)液管中的制冷劑沒(méi)有閃發(fā)，并忽略了制冷劑從壓縮機(jī)排氣口至室內(nèi)換熱器的過(guò)程中由于漏熱和沿程阻力損失而引起的溫度和壓力下降，并把模型理想化為等壓過(guò)程了，這與實(shí)際值會(huì)存在一定的偏差。在工程上，可在此計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)修正后再使用。

2.3 室外側(cè)節(jié)流式空調(diào)系統(tǒng)的工程計(jì)算方法小結(jié)

對(duì)于整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，連接管加長(zhǎng)后需要追加的制冷劑為液管與氣管中追加制冷劑的總和，并且應(yīng)選制冷模式與制熱模式下計(jì)算結(jié)果中的大者。

根據(jù)空調(diào)產(chǎn)品一般采用的液管與氣管的搭配選型，可計(jì)算出相應(yīng)的制冷劑追加量推薦值，如表1所示。

3 室內(nèi)側(cè)節(jié)流式空調(diào)系統(tǒng)的工程計(jì)算方法

3.1 制冷模式的計(jì)算

對(duì)于節(jié)流裝置設(shè)計(jì)在室內(nèi)側(cè)的空調(diào)系統(tǒng)，在制冷模式下，其系統(tǒng)中制冷劑的流向如圖3所示。研究連接管加長(zhǎng)后制冷劑的追加量應(yīng)分別從液管和氣管中制冷劑的狀態(tài)進(jìn)行分析和計(jì)算。

表1 室外側(cè)節(jié)流式空調(diào)系統(tǒng)連接管加長(zhǎng)后制冷劑追加量的推薦值

表2 室內(nèi)側(cè)節(jié)流式空調(diào)系統(tǒng)連接管加長(zhǎng)后制冷劑追加量的推薦值

圖4 室內(nèi)側(cè)節(jié)流式空調(diào)系統(tǒng)在制熱模式下的制冷劑流向

（1）液管中制冷劑的狀態(tài)分析和計(jì)算

按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《房間空氣調(diào)節(jié)器》（GB/T 7725）[1]，空調(diào)系統(tǒng)的額定制冷工況為：室外干球/濕球溫度為35℃/24℃，室內(nèi)干球/濕球溫度為27℃/19℃，那么，根據(jù)工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，此工況下系統(tǒng)的冷凝溫度一般約為45℃，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，假設(shè)液管中是過(guò)冷后沒(méi)有閃發(fā)的高溫高壓的液

態(tài)制冷劑，溫度約為40℃，查“制冷劑的飽和液體及飽和蒸氣熱力性質(zhì)表”[2]得到40℃下飽和液態(tài)制冷劑的密度，再以密度乘以每米連接管的管內(nèi)容積，就可以計(jì)算出每米液管中的制冷劑質(zhì)量，也即此種狀態(tài)下連接管加長(zhǎng)后每米液管應(yīng)追加的制冷劑的質(zhì)量。

（2）氣管中制冷劑的狀態(tài)分析和計(jì)算

如前面所述，在額定制冷工況下，系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度一般約為7℃，如圖3所示，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，把氣管內(nèi)的制冷劑狀態(tài)理想化為蒸發(fā)后沒(méi)有過(guò)熱的飽和氣體，并且忽略沿程阻力損失，也即整根氣管內(nèi)的壓力理想化為恒定的，那么，此時(shí)氣管中的制冷劑溫度也為7℃。基于以上假設(shè)，查“制冷劑的飽和液體及飽和蒸氣熱力性質(zhì)表”[2]得到7℃下對(duì)制冷劑的比容，計(jì)算出相應(yīng)密度，再與每米連接管的管內(nèi)容積相乘，得出此時(shí)每米氣管中的制冷劑質(zhì)量。

（3）誤差分析

上述計(jì)算是在理想狀態(tài)下，假設(shè)液管中的制冷劑沒(méi)有閃發(fā)、氣管中的制冷劑沒(méi)有過(guò)熱的狀態(tài)下的計(jì)算結(jié)果，這與實(shí)際值會(huì)存在一定的偏差。在工程上，可在此計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)修正后再使用。

3.2 制熱模式的計(jì)算

對(duì)于節(jié)流裝置設(shè)計(jì)在室內(nèi)側(cè)的空調(diào)系統(tǒng)，在制熱模式下，其系統(tǒng)中制冷劑的流向如圖4所示。研究連接管加長(zhǎng)后制冷劑的追加量應(yīng)分別從液管和氣管中制冷劑的狀態(tài)進(jìn)行分析和計(jì)算。

（1）液管中制冷劑的狀態(tài)分析和計(jì)算

按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《房間空氣調(diào)節(jié)器》（GB/T 7725）[1]，空調(diào)系統(tǒng)的額定制熱工況為：室外干球/濕球溫度為7℃/6℃，室內(nèi)干球/濕球溫度為20℃/15℃，那么，根據(jù)工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，此工況下系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度一般約為2℃，假設(shè)液管內(nèi)是經(jīng)過(guò)室內(nèi)換熱器冷凝并經(jīng)室內(nèi)節(jié)流裝置節(jié)流降壓、降溫后的飽和液體，忽略液管中的沿程阻力損失和制冷劑閃發(fā)問(wèn)題，則可以認(rèn)為整根液管中制冷劑液體的溫度為2℃，查“制冷劑的飽和液體及飽和蒸氣熱力性質(zhì)表”[2]得到2℃下制冷劑液體的密度，再以密度乘以每米連接管的管內(nèi)容積，即可計(jì)算出每米液管的制冷劑質(zhì)量，也即此種狀態(tài)下連接管加長(zhǎng)后每米液管應(yīng)追加的制冷劑的質(zhì)量。

（2）氣管中制冷劑的狀態(tài)分析和計(jì)算

如圖4所示，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，我們把氣管內(nèi)的高溫高壓制冷劑氣體從壓縮機(jī)排氣口至室內(nèi)換熱器的整個(gè)流動(dòng)過(guò)程理想化為等壓過(guò)程（即P1＝P2），雖然此過(guò)程中制冷劑氣體的溫度由排氣溫度（約80℃）降低至室內(nèi)換熱器中的冷凝溫度（約40℃），但根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，我們可以把整根氣管中的溫度約等價(jià)為52℃。根據(jù)理想氣體的計(jì)算公式：，以及在“制冷劑的飽和液體及飽和蒸氣熱力性質(zhì)表”[2]查得T1=40℃時(shí)制冷劑的比容V1，可以計(jì)算出T2=52℃時(shí)制冷劑氣體的比容V2，然后根據(jù)V2計(jì)算出相應(yīng)的密度，再與每米連接管的管內(nèi)容積相乘，得出此時(shí)每米氣管中的制冷劑質(zhì)量，也即此種狀態(tài)下連接管加長(zhǎng)后每米氣管應(yīng)追加的制冷劑的質(zhì)量。

（3）誤差分析

由于上述計(jì)算過(guò)程把液管中的制冷劑狀態(tài)理想化為無(wú)制冷劑閃發(fā)，把氣管中的制冷劑狀態(tài)理想化為等壓降溫過(guò)程了，這與實(shí)際值會(huì)存在一定的偏差，在工程上，可在此計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)修正后再使用。

3.3 室內(nèi)側(cè)節(jié)流式空調(diào)系統(tǒng)的工程計(jì)算方法小結(jié)

對(duì)于整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，連接管加長(zhǎng)后需要追加的制冷劑為液管與氣管中追加制冷劑的總和，并且應(yīng)選制冷模式與制熱模式下計(jì)算結(jié)果中的大者。

根據(jù)空調(diào)產(chǎn)品一般采用的液管與氣管的搭配選型，可計(jì)算出相應(yīng)的制冷劑追加量推薦值，如表2所示。

4 結(jié)論

本文對(duì)空調(diào)安裝工程中連接管加長(zhǎng)后需要追加制冷劑的問(wèn)題進(jìn)行了研究，并結(jié)合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《房間空氣調(diào)節(jié)器》（GB/T 7725）[1]中規(guī)定的額定制冷和額定制熱工況對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)條件進(jìn)行了理想化的假設(shè)，在假設(shè)的條件下結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)對(duì)連接管加長(zhǎng)后需要追加制冷劑的質(zhì)量進(jìn)行了推算，并得出了空調(diào)產(chǎn)品常用的液管與氣管的搭配選型下制冷劑追加量的推薦值。在工程上，可在此推薦值的基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)修正后再使用。

[1] GB/T 7725《房間空氣調(diào)節(jié)器》[S].

[2] 張祉祐主編. 制冷原理與制冷設(shè)備[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.3

The calculation method of the additional quality of refrigerant for the connecting pipe lengthened in air-conditioning system

TAN Chengbin
(Gree Electric Appliances Inc. of Zhuhai Zhuhai 519070)

In this paper, the quality of the required additional refrigerant when the connected pipe is lengthened in air conditioning installation engineering is studied. The parameters of the air conditioning system is getting the idealized assumption, based on the assumption and the experience of the engineering, calculation of the additional refrigerant quality which is needed for the connecting pipe lengthened conducts, and the matching value recommended of additional refrigerant is getting for the selection of air conditioning products under the collocation of the common liquid pipe and gas pipe.

Air conditioning; System; The additional quality of refrigerant; Calculation method