液管压力损失对制循环的影响(室外机低于室内5米)
长配管、高落差对机房空调性能影响
长配管、高落差对机房空调性能影响作者：黄德勇来源：《大东方》2017年第07期摘要：机房空调在实际工程运用中经常出现长配管、高落差的工况，为探明长配管、高落差对机房空调系统影响，设计了名义制冷量为25kW的列间机房空调系统，并在100m长配管、30m高落差的条件下进行无外扰性能实验，结果表明：（1）在室外机高于室内机的30m 正落差，100m长配管工况下，机房空调系统几乎没有管道压力损失，系统膨胀阀前压力近似等于排气压力，功率与标准配管相当；（2）在室外机低于室内机的30m负落差，100m长配管工况下，机房空调系统管路压力损失很大，且近似等于垂直方向上压降，功耗大幅增加；该结论对于强化长配管、高落差机房空调系统的工程施工与运维管理具有重要意义。
关键词：制冷系统；长配管；高落差；能耗一、引言长配管蒸气压缩式制冷系统已相当普遍。
例如，用于全年供冷的机房空调，以及在商用和住宅建筑中广泛应用的多联式空调（热泵）系统等，它们都具有长配管特点，均需在施工现场，用液体连接管和气体连接管将室内机组和室外机组连接而成为一个制冷系统，并在现场补充制冷剂充注量。
由于空调设备中制冷剂管道会产生压力降及热量损失，一般将冷凝器、蒸发器直接与压缩机相连，冷凝器和蒸发器之间的距离不大。
在有些情况下（如数据中心），受空间、美观等其他限制，室外冷凝器要通过长配管与压缩机连接，特别是着商业建筑和住宅楼房高层的增多，这种长配管的要求越来越多。
为此，本文对一台25kW长配管、高落差机房空调系统在焓差实验室进行无外扰、定转速条件下的性能实验，并通过实验数据分析长配管、高落差对机房空调制冷系统的影响。
二、长配管制冷系统的实验设计（一）列间机房空调工作原理列间机房空调又称为行级机房空调（下面简称：机房空调）。
将机房空调按一定布局穿插在数据中心服务器中间，通过封闭、隔离的冷、热通道为服务器散热。
由于其直接处理服务器排放的高温空气，故机房空调的进风温度相对于传统机房空调更高，通常可以达到38℃左右。
(完整版)流体输配管网简答题
1-4 试比较气相、液相、多相流这三类管网的异同点。
答：相同点：各类管网构造上一般都包括管道系统、动力系统、调节装作的其它附属设备。
不同点：①各类管网的流动介质不同；②管网具体型式、布置方式等不同；③各类管网中动力装置、调节装置及末端装置、附属设施等有些不同。
1-5比较开式管网与闭式管网、枝状管网与环状管网的不同点。
答：开式管网：管网内流动的流体介质直接与大气相接触，开式液体管网水泵需要克服高度引起的静水压头，耗能较多。
开式液体管网内因与大气直接接触，氧化腐蚀性比闭式管网严重。
闭式管网：管网内流动的流体介质不直接与大气相通，闭式液体管网水泵一般不需要考虑高度引起的静水压头，比同规模的开式管网耗能少。
闭式液体管网内因与大气隔离，腐蚀性主要是结垢，氧化腐蚀比开式管网轻微。
枝状管网：管网内任意管段内流体介质的流向都是唯一确定的；管网结构比较简单，初投资比较节省；但管网某处发生故障而停运检修时，该点以后所有用户都将停运而受影响。
环状管网：管网某管段内流体介质的流向不确定，可能根据实际工况发生改变；管网结构比较复杂，初投资较节枝状管网大；但当管网某处发生故障停运检修时，该点以后用户可通过令一方向供应流体，因而事故影响范围小，管网可靠性比枝状管网高。
2-1 某工程中的空调送风管网，在计算时可否忽略位压的作用？为什么？（提示：估计位压作用的大小，与阻力损失进行比较。
）答：民用建筑空调送风温度可取在15~35℃（夏季~冬季）之间，室内温度可取在25~20℃（夏季~冬季）之间。
取20℃空气密度为1.204kg/m 因此：夏季空调送风与室内空气的密度差为1.225-1.184=0.041kg/m³冬季空调送风与室内空气的密度差为1.204-1.145=0.059kg/m³空调送风管网送风高差通常为楼层层高，可取H=3m，g=9.807 N/m.s则夏季空调送风位压=9.807×0.041×3=1.2 Pa冬季空调送风位压=9.807×0.059×3=1.7 Pa空调送风系统末端风口的阻力通常为15~25Pa，整个空调送风系统总阻力通常也在100~300 Pa之间。
冷热水管道系统的压力损失
冷热水管道系统的压力损失无论在供暖、制冷或生活冷热水系统，管道是传送流量和热量必不可少的部分。
计算管道系统的压力损失有助于： （1） 设选择正确的管径。
（2） 设选择相应的循环泵和末端设备。
也就是让系统水循环起来并且达到热能传送目的的设备。
如果不进行准确的管道选型，会导致系统出现噪音、腐蚀（比如管道阀门口径偏小）、严重的能耗及设备的浪费（比如管道阀门水泵等偏大）等。
管道系统的水在流动时遇到阻力而造成其压力下降，通常将之简称为压降或压损。
压力损失分为延程压力损失和局部压力损失：— 延程压力损失指在管道中连续的、一致的压力损失。
— 局部压力损失指管道系统内特殊的部件，由于其改变了水流的方向，或者使局部水流通道变窄（比如缩径、三通、接头、阀门、过滤器等）所造成的非连续性的压力损失。
以下我们将探讨如何计算这两种压力损失值。
在本章节内我们只讨论流动介质为水的管道系统。
一、 延程压力损失的计算方式对于每一米管道，其水流的压力损失可按以下公式计算其中：r=延程压力损失 Pa/m Fa=摩擦阻力系数ρ=水的密度 kg/m 3v=水平均流速 m/sD=管道内径 m公式（1）延程压力损失局部压力损失管径、流速及密度容易确定，而摩擦阻力系数的则取决于以下两个方面：（1）水流方式，（2）管道内壁粗糙程度表1：水密度与温度对应值水温°C10 20 30 40 50 60 70 80 90 密度 kg/m3999.6 998 995.4 992 987.7 982.8 977.2 971.1 964.61．1 水流方式水在管道内的流动方式分为3种：—分层式，指水粒子流动轨迹平行有序（流动方式平缓有规律）—湍流式，指水粒子无序运动及随时变化（流动方式紊乱、不稳定）—过渡式，指介于分层式和湍流式之间的流动方式。
流动方式通过雷诺数（Reynolds Number）予以确定：其中：Re=雷诺数v=流速m/sD=管道内径m。
多联机空调配管方案
多联机空调配管方案多联机空调系统是一种中央空调系统，可以同时连接多个室内机和一个室外机。
它为用户提供了更多的灵活性和便利性，可以在不同的房间中提供不同的温度控制，提高了空调的舒适度。
然而，多联机空调系统的配管方案是非常重要的，它直接关系到系统的运行效率和使用寿命。
下面将详细介绍多联机空调系统的配管方案。
首先，多联机空调系统的室内机数量需要根据不同的使用场所和需求来确定。
一般来说，每个室内机对应一个房间，室内机的数量可以根据房间的大小、形状和使用率来确定。
比如，客厅、卧室和办公室通常需要一个室内机，而大型会议室和开放式办公区可能需要多个室内机来保持室内温度的均匀分布。
在确定了室内机的数量后，就需要进行配管的设计。
多联机空调系统的配管包括两个方面：液体管路和气体管路。
液体管路的设计是为了将制冷剂从室外机输送到室内机。
通常情况下，液体管路需要考虑以下几个因素：1.管道长度和高度差：液体管路的长度和高度差会对制冷剂的流动速度和压力产生影响。
一般来说，液体管路的长度不宜过长，通常限制在50米以内。
高度差也需要控制在合理范围内，一般不超过15米。
2. 管径选择：液体管路的管径需要根据室内机的数量和容量来确定。
通常情况下，每个室内机需要独立供给制冷剂，因此每个室内机对应一条液体管路。
液体管路的管径一般在6-12mm之间，具体大小需要根据制冷剂的流量和压力来确定。
3.管道绝热：液体管路需要进行绝热处理，以减少能量损失。
一般来说，可以使用防护套或者保温材料对管道进行包裹，防止冷热交换，提高系统的效率。
气体管路的设计是为了将室内机产生的热气排到室外。
气体管路的设计需要考虑以下几个因素：1.管道长度和高度差：气体管路的长度和高度差会对气体的流动速度和压力产生影响。
一般来说，气体管路的长度不宜过长，通常限制在50米以内。
高度差也需要控制在合理范围内，一般不超过15米。
2. 管径选择：气体管路的管径需要根据室内机的数量和容量来确定。
管路中液体的压力损失
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① 薄壁孔流量
d/d1≥7 为完全收缩 d/d1＜7为不完全收缩
p1/ρg + Z1 +α1 v12 / 2g= p2/ρg + Z2 +α2 v22/2g+ hw p1+ρg Z1 +ρα1 v12 / 2= p2+ρg Z2 +ρα2 v22/2+ Δpw
管路中液体的压力损 失
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（一） 液体的流动状态
层流和紊流
1.层 流 (streamlined)： 液体的流动是分 层的，层与层之 间互不干扰 。 2.紊流（turbulent)）：液体流动不分层， 做混杂紊乱流动。
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（二） 沿程压力损失（粘性损失）
定 义:液体沿等径直管流动时，由
于液体的 粘性摩擦和质 点的
相互扰动作用，而产生的压
力损失。
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沿程压力损失产生原因
内摩擦—因粘性，液体分子间摩擦
摩擦 < 外摩擦—液体与管壁间
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五 孔口和缝隙流量
• 1. 孔口流量 孔口根据长径比分为三种:
1) 薄壁孔 l/d≤0.5 2) 细长孔 l/d＞4
阀回到中位时瞬时互通。
• 4、适当加大管径，使液流流速小于或等于推荐流速值。
• 5、采用橡胶软管。
• 6、在容易发生液压冲击的地方，设置卸荷阀或蓄能器。蓄能器不 但击压缩力短。了压力波传播的距离，减小了相应的传播时间tc，还能吸收冲
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2. 液压冲击
1) 现象和原因 • 在液压系统中，当管道中的阀门突然关闭或开启时，
2023年【制冷与空调设备运行操作】考试题(含答案)
2023年【制冷与空调设备运行操作】考试题（含答案）1、【单选题】《安全生产法》规定,从业人员有权了解作业场所和工作岗位存在的( )。
（A）A、危险因素、防范措施及事故应急措施B、危险原因C、重大隐患2、【单选题】下列说法正确的为( )。
（C）A、热可以自发地从低温物体传向高温物体B、可以制造一种发动机,它能从一个热源取得热量,使之完全变为机械能C、一切热力过程都具有方向性,其能量的转换利用有一定的限度3、【单选题】下面( )压缩机气体压缩、排气过程最为缓慢,流动损失最小。
（C）A、活塞式B、滚动转子式C、涡旋式4、【单选题】关于制冷剂下列说法不正确的是( )。
（C）A、CFC类物质就是不含氢的氟里昂，对大气中的臭氧和地球高空的臭氧层有严重的破坏作用B、HCFC类物质含有氯原子，但分子结构中部分的氯原子被氢原子替代，对大气臭氧层的破坏作用较弱C、HFC类物质是不含氟原子的制冷剂，对大气臭氧层没有破坏作用5、【单选题】冷却水冷却冷凝器中的制冷剂时,冷凝压力会( )。
（C）A、减小B、增大C、不变6、【单选题】制冷剂R717的优点是( )。
（A）A、气化潜热较大B、排气温度低C、工作压力低7、【单选题】制冷剂管路焊接时所用的焊剂进入系统会产生( )。
（B）A、冰堵B、脏堵C、油堵8、【单选题】化学冻伤一般分为三度,损伤到全层皮肤的化学冻伤级别是( )度。
（C）A、一B、二C、三9、【单选题】单位质量的物质所占有的体积称为( )。
（A）A、比容B、密度C、比热10、【单选题】压缩机与电动机共用一主轴,并共同组装于同一个机壳内,但壳体为可拆式,此类压缩机为( )。
（B）A、开启式B、半封闭式C、全封闭式11、【单选题】在制冷系统中,用于储存液体制冷剂的容器叫做( )。
（C）A、蒸发器B、冷凝器C、储液器12、【单选题】在制冷系统中节流阀的功能是降压和调节制冷剂的循环流量,节流阀安装在冷凝器和蒸发器之间且靠近( )。
高低差及配管长对多联机系统影响的要因分析
行试验，确保制导仪角速度功能和性能完成满足系统控制和调 参使用要求。
参考文献 [1] 郭秀中,于波,陈云相.陀螺仪理论及应用[M].北京:航空工业出版
4 高低差超差时的对策 （1）室内机电子膨胀阀动作不良：需要降低系统设计压
力，降低膨胀阀前后压差。 （2）压缩机回油不良：尽量让少量的油在系统中循环，
适当进行回油控制。 （3）室内机分流不良：需要调节各个室内机的膨胀阀，
离室外机近的室内机阀开的小点，最低/最远的室内机阀开的大 一些。
（4）连接配管：适当缩短总配管长，同时缩短分歧管和 室内机间的距离差。
面保持度的要求，以某品牌变频转子压缩机为例，在底部从上 到下分别A，B，C三个油面要求，15～30Hz时的最低油面要求 为C面，30Hz以上时的最低油面要求为B面，C面以上为安全油 面，且油池中的油重比要求35%以上。因此要在A、B、C三个 油面上分别安装视液镜，便于在实验过程中观察压缩机油位的 变化。同时在压缩机的最底部开孔连接处抽油管，以便在实验 过程中抽取样品进行油重比分析。
（2）汽液分离器，通常在底部的回油孔处，上部的出气 口处和他俩的中间位置安装视液镜，如果汽液分离器高度很高 可酌情追加视液镜的数量。
（3）系统中至少要在以下位置安装视液镜，汽液分离器的 入口、压缩机的吸入口、压缩机的排气口、油分离器的出口、油 分离器的回油管，以便在实验过程中观察系统冷媒运行情况。
（4）系统设置要求，极限设计要求设置高低差[3]。
5 结束语 本文简述了商用/家用空调机常见的节流装置及其优缺点，
在此基础上着重介绍了毛细管并联电子膨胀阀的新型复合式节 流装置，通过这种装置，实现了大容量一对一空调机组的低成 本、节能、高精度、大运行范围的要求，相信随着空调冷媒系 统的进一步优化设计及控制技术的发展会涌现出更为高效低成
弯管压力损失及其应对策略
弯管压力损失及其减少策略在空气和烟气管道系统里，尤其在流体流动方向发生改变的弯管部分，可能会出现显著的压力损失。
这篇文章将给出压力损失计算和通过结构上的措施（如采用金属导流板）来减少损失的方法，并借助实际例子的原理图例进行我们的讲解。
引言在建造越来越大的部件（如蒸汽机部件）设备运营商必须更多地关注辅助设备的能耗问题，如：蒸汽机制造商关心鼓风机能耗问题。
运营商还必须寻求降低管道中压力损失进而降低鼓风机能耗的方法。
在许多情况下我们可以通过优化弯管结构来减少压力损失。
工程师在计算压力损失和探索在弯管采用不同导流件来改善流体流动的可行性方面已经做了大量工作。
但其中大部分工作只局限于某一特定的研究，设计人员很难在短时间内对他们所研究的问题有一个总体了解。
基于工程师们的工作，文章将给出弯管工作的基础原理和在设计时所应遵循的准则。
弯管流体流动和压力损失流体在直管里流速稳定，但随着管道流体流动方向的变化其速度也将随着变化。
流体在弯管部分阻力变大。
在直管流体平均流动速度较快和弯管内外半径比不尽合理的情况下流体在弯管内侧形成漩涡。
在弯管里微粒按其能量大小分为两类：动能较大的和动能较小的。
动能较大的微粒冲向外侧，动能较小的转向内侧，我们叫这二次流。
这时与弯管相连的管道部分的外侧流体速度最大,由于压力损失,速度慢慢降低,随后趋于同一。
内外半径比小的普通弯管的压力损失较大是由于漩涡向弯管内侧流动过程中和二次流中的动能损失。
此外弯管出口的连接管道的流体起始速度不一，由此导致的摩擦增大也造成压力损失。
我们应采取措施阻止漩涡和二次流的形成。
在蒸汽机制造中我们主要采用两种导流件：金属导流板（图1）和导流叶片（图2）。
图1 图2虽然金属导流板（以下称“导流板”）弯管的压力损失比导流叶片弯管的压力损失大约高8%并且导流叶片弯管的流体速度比导流板弯管的速度分布更均匀，但在许多情况下我们有足够理由选择使用导流板弯管。
在剖面图出现差错和安装不正确时，导流叶片弯管更易造成大的压力损失。
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管道压力损失对制循环的影响
制冷系统中的压力损失对循环性能的影响理论循环中，我们一般假设在各设备的连接管道中制冷剂不发生状态的变化。
实际上，由于热交换和阻力的存在，制冷剂热力状态的变化是不可避免的。
制冷系统中各种管道和热交换器中存在的阻力对制冷系统总是有害的。
这是因为，制冷系统的阻力增加时，加大了压缩的排气压力，从而增加了压缩机的耗功。
1）上图为R22理论压缩制冷循环，1→2→3→4→1为冷凝器没有额外回液阻力的循环，1→2→3→3'→4'→1'→1为有额外回液阻力的循环。
在空调室内外机组管道超长或室外冷凝器低于室内机组的高差超出厂家推荐的数值时，制冷循环将从1→2→3→4→1改变为1→2→3→3'→4'→1'→1，图中的状态点3是制冷剂在冷凝器出口的状态，3'是膨胀阀前的状态；
2）由于管道的阻力作用使制冷剂从冷凝器回到膨胀阀前产生P3-P3'的压降，一般假设发生压降时制冷剂状态不发生改变，因此3及3'点都在液象区；
3）由于膨胀阀前有P3-P3'的压降，膨胀阀的过阀动力下降，过阀流量也因此下降，蒸发器的供液量下降，蒸发器部分传热面积不能充分发挥其效能；由于压缩机一般是定转速定排气量的，膨胀阀后的蒸发压力将由P4下降为P4'，空调的蒸发压力会比正常循环下降，系统制冷量下降。
4）膨胀阀前制冷剂维持一定的过冷度，可以减小制冷剂节流后的干度，防止发h1' 1
2 3 3' 4 4' h4' h4 1' h1 h2
P3
P3'
P4
P4'
生闪发现象，膨胀阀后制冷剂干度越小，其在蒸发器中吸收的热量越大，制冷效率越高；实际制冷循环的过冷度一般为5～8ºC，节流后制冷剂的干度一般为0.2（意思就是通过膨胀阀的制冷剂中有20％已经变成饱和气体了）；在冷凝器回液管路有额外阻力时，如上图所示，膨胀阀前的状态点由3变为3'，制冷剂压力由P3降为P3'，膨胀阀前的过冷度会因此减小，不能维持系统原设计的5～8 ºC的过冷度，节流后的干度随之增大，制冷效率下降。
5）如果维持压缩机的排气压力不变，在由于回液管额外阻力造成蒸发压力下降的情况下，压缩机的功耗将由h2-h1上升为h2-h1'。
6）R22制冷剂的比重为31.194克/立方厘米，假设冷凝器比室内机组低12米，高差大于厂家推荐的5米，这时冷凝器回液管将产生约20米水柱的额外压力损失；厂家推荐5米的高差，是考虑到空调选装的涡旋示压缩机在克服5米高差产生的压力损失后不会产生影响设计过冷度的有害压降，在超出推荐高差的情况发生时，额外的压力损失可能会使系统的设计过冷度降低，制冷效率下降。
总结：由上述分析可知，在冷凝器回液管路有额外阻力造成压降的情况下，蒸发器供液量下降、膨胀阀后制冷剂干度增大（严重时闪发），压缩机功耗增大，整机能效比下降。