《暖通设备安装工艺》课件 第四章　制冷设备与管道安装

第一节制冷设备安装与管道配置第二节制冷管道安装第四章制冷设备与管道安装527第三节制冷系统试验和试运转528学习目标1.掌握空调系统常用制冷设备安装工艺的技术要点及规范要求。2.掌握制冷管道安装工艺的技术要点及规范要求。3.掌握制冷系统试运行及维护管理的基本知识。529目前，制冷空调技术中主要采用的是蒸汽制冷法，其中又以蒸汽压缩式制冷应用最为广泛。蒸汽压缩式制冷是利用液态工质汽化时从被冷却物中吸收热量实现制冷的。其基本工作原理是：制冷剂在压缩机、冷凝器、节流膨胀阀和蒸发器等主要设备中完成压缩、蒸发吸热、节流膨胀和冷凝放热四个热力过程，如图所示。530蒸汽压缩式制冷基本工作原理1—压缩机2—冷凝器3—节流膨胀阀4—蒸发器制冷设备安装与管道配置第一节531532一、制冷设备安装1. 制冷设备安装的规定和要求（1）制冷设备安装一般由多工种配合施工，安装前应对制冷设备及其附属设备进行检查。（2）制冷设备和制冷附属设备的型号、规格、性能及技术参数等必须符合设计文件要求。设备机组的外表应无损伤，密封应良好，随机附件和配件应齐全。533（3）与制冷机组配套的蒸汽、燃油、燃气供应系统和蓄冷系统的安装，还应符合设计文件、有关消防规范与产品技术文件的规定。（4）制冷设备和制冷附属设备的型号、规格和技术参数必须符合设计文件要求，并具有产品合格证书、产品性能检验报告。（5）设备的混凝土基础必须进行质量交接验收，合格后方可安装。（6）制冷设备搬运和吊装时，必须符合产品说明书的有关规定，并应做好设备的保护工作，防止因搬运或吊装造成设备损伤。534（7）设备安装的位置、标高和管口方向必须符合设计文件要求。（8）制冷设备及制冷附属设备安装位置、标高的允许偏差和检验方法应符合下表的规定。制冷设备及制冷附属设备安装的允许偏差和检验方法535（9）整体安装的制冷机组，其机身纵、横向水平度的允许偏差为1/1000，并应符合设备技术文件的规定。（10）制冷附属设备安装的水平度或垂直度的允许偏差为1/1000，并应符合设备技术文件的规定。（11）采用隔振措施的制冷设备或制冷附属设备，其隔振器安装位置应正确；各个隔振器的压缩量应均匀一致，偏差应不大于2mm。（12）设置弹簧隔振的制冷机组，应设有防止机组运行时水平位移的定位装置。5362. 压缩机安装制冷设备安装工作一般是先将基础混凝土平面检查验收并处理好，再依据图样在基础上划出制冷设备安装基准线（或称基础放线）。基础划线结束后，修正地脚螺栓孔洞，同时准备好垫铁和必要的吊装工具，并确定合理的吊装方法。5373. 冷凝器安装安装卧式冷凝器时，应向集油器或放油口的一端略微倾斜，以利于排油，封头盖上的放汽阀、放水阀用管道接至地漏。安装立式冷凝器时必须保持垂直，上部溢水槽挡板不得有偏斜或扭曲现象；吊装时应注意连接管口的方位，操作平台应牢固。5384. 蒸发器安装直立管式蒸发器和双头螺旋管式蒸发器的蒸发管组均放在一个长方形的金属水箱内，搬运水箱时要采取防止变形的有效措施。卧式蒸发器安装时，在基础上要放垫木并做防腐处理。5. 储液器安装根据使用的具体情况，储液器可以不用地脚螺栓而直接放在支座上。安装储液器时应注意其与冷凝器的相对高度。539二、制冷系统管道配置1. 氟利昂制冷系统管道配置（1）吸气管的配置1）为了使润滑油能从蒸发器流向压缩机，吸气管应有不小于0.01的坡度，坡向压缩机。当蒸发器位置高于压缩机时，蒸发器的回气管应先向上弯曲至蒸发器的最高点，再向下通至压缩机，以防止停机时液态制冷剂流入压缩机。5402）当压缩机并联运行时，回到每台压缩机的润滑油不一定相等，必须在曲轴箱上装均压管和油平衡管，使回油较多的压缩机的油通过平衡管流入回油较少的压缩机。3）多组蒸发器的回气管接至同一根吸气管时，应根据蒸发器与压缩机的相对位置采取不同的配管方式。541（2）排气管的配置1）排气管应有0.01的坡度，坡向油水分离器或冷凝器，这是为了防止停机时润滑油或冷凝的制冷剂液体流回压缩机。2）为防止液态制冷剂和润滑油流回压缩机，当不设油水分离器时，若压缩机的位置低于冷凝器，则排气管道应设计成U形弯管。542（3）冷凝器至储液器的管道配置1）直通式储液器的管道配置时，考虑到储液器内有气体逆向流入冷凝器时，冷凝器内的液态制冷剂仍可流入储液器，应按流速小于0.5m/s确定其直径。2）波动式储液器的管道配置，除平衡管的连接方式与直通式储液器一致外，由冷凝器底部引来的液态制冷剂从储液器底部进出，也可以不进入储液器而直接到达膨胀阀，故储液器可以起到调节制冷剂循环量的作用。543（4）冷凝器或储液器至蒸发器之间的管道配置1）为防止在制冷系统停止运行时，液体制冷剂继续流向蒸发器，当蒸发器的位置低于冷凝器或储液器时，液体制冷剂管要布置成有倒U形液封，其高度应不小于2m。2）为便于润滑油回流，在压力下降允许的情况下，可以串联钢排管式蒸发器，排管间接管一般采用上进下出的形式。5443）为了防止可能形成的闪发气体全部进入最高处的蒸发器，当多台不同高度的蒸发器位于冷凝器或储液器上面时，应按图所示方式配置管道。不同高度蒸发器供液管的配置5452. 氨制冷系统管道配置氨制冷系统中应有放油装置，这是由于润滑油的密度大于氨的密度，进入制冷系统的润滑油会积存在制冷设备底部。（1）排气管的配置1）并联压缩机的排气管上宜装设止回阀，以防止一台压缩机工作时，在停止运行的压缩机出口处积存较多的冷凝液氨和润滑油，重新启动时造成液击事故。2）压缩机的排气管道应有不小于0.01的坡度，坡向油水分离器，以防止润滑油和冷凝氨液流回压缩机而造成液击事故。546（2）吸气管的配置为了防止吸气干管中的氨液吸入压缩机，应将吸气支管从吸气干管顶部或侧面接出。为了防止氨液滴返回压缩机造成液击事故，压缩机的吸气管应有不小于0.01的坡度，坡向蒸发器。547（3）冷凝器至储液器的连接管1）采用卧式冷凝器时，若冷凝器与储液器之间的管道不长，且又未设平衡管时，管道内液氨的流速应小于0.5m/s。由冷凝器出口至储液器进口阀门应有不小于300mm的高度差。2）当冷凝器至储液器连接管的液氨流速大于0.5m/s时，冷凝器与储液器之间应设平衡管。5483）采用立式冷凝器时，其出液管与储液器进液阀之间的最小高差为300mm。4）多台立式冷凝器与多台储液器之间平衡管的连接方式。5）冷凝器与储液器的上述各种连接方法中，凡水平管段，均应有不小于0.02的坡度，坡向储液器。549（4）储液器至蒸发器的连接管储液器可直接经节流机构接至蒸发器。（5）安全阀管路制冷系统中的冷凝器、储液器和管壳卧式蒸发器等设备上，应设置安全阀及压力表。（6）排油管路制冷系统中常混有润滑油，因为润滑油的密度大于氨液的密度，所以积聚在冷凝器、储液器和蒸发器等设备中的润滑油均应由其底部管道排出。制冷管道安装第二节550551一、管道材料与连接方式1. 氨制冷系统管道材料与连接方式（1）管道材料及附件对于氨制冷系统，工作温度高于-40℃时，采用10号、20号优质碳素钢无缝钢管；工作温度低于-40℃时，采用经过热处理的无缝钢管或低合金钢管，不得采用铜管或其他有色金属管（磷青铜除外）。552（2）连接方式为了保证严密性，管道连接以焊接为主，与设备、阀门连接时采用法兰连接或螺纹连接。管道采用法兰连接时，使用公称压力大于或等于2.5MPa的凸凹面平焊法兰，垫片使用耐油的石棉橡胶板，安装前用冷冻油浸湿并加石墨粉。5532. 氟利昂制冷系统管道材料与连接方式（1）管道材料及附件氟利昂制冷系统管道常用紫铜管或无缝钢管，当管径小于20mm时，采用紫铜管；当管径大于20mm时，为了节约有色金属，一般采用无缝钢管。（2）连接方式氟利昂制冷系统管道连接方式主要是焊接，与设备、阀门连接采用法兰连接或螺纹连接。554二、制冷管道安装步骤1. 安装前的准备工作（1）材料检查1）制冷系统管道、管件和阀门的型号、材质及工作压力等必须符合设计文件要求，并应具有出厂合格证、质量证明书。2）法兰、螺纹等处采用的密封材料应与管内介质的性能相适应。3）氨制冷系统管道、附件、阀门及填料不得采用铜或铜合金材料（磷青铜除外），管内不得镀锌。555（2）材料清洗制冷系统对洁净性要求很高，用于制冷系统的管道、管件的内外壁应清洁、干燥。1）氨制冷系统采用钢管时，钢管内杂物可用人工、机械方法清除。2）采用紫铜管时，可用四氯化碳溶液充灌清洗。556（3）管件制作1）制冷管道弯管的弯曲半径应不小于3.5D（D为管道直径），其最大外径与最小外径之差应不大于0.08D，且不应使用焊接弯管及皱褶弯管；制冷剂管道分支管按介质流向弯成90°弧度与主管连接，不宜使用弯曲半径小于1.5D

的压制弯管。2）制冷系统管道在煨弯时，最好不采用充砂法。5573）制冷管道的三通与其他管道制作有所不同，要求支管弯制成弧形，再与主管连接，如图a所示；当支管与干管直径相同且小于50mm时，则应将干管局部扩大一号，再按上述要求焊接，如图b所示；当管道变径时，应采用同心异径管焊接，如图c所示。制冷管道的三通与变径5582. 管道连接（1）管道安装要横平竖直，液体管道不应有局部向上凸起的管段，气体管道不应有局部向下凹陷的管段（特殊回油管除外），以免管道内产生“气囊”和“液囊”。（2）从液体干管引出支管时，必须从干管底部或侧面接出；气体支管引出时，必须从干管顶部或侧面接出；有两根以上的支管从干管引出时，连接部位应错开，间距应不小于两倍支管直径，且不小于200mm。559（3）制冷管道连接时要有正确的坡度，其坡度与坡向应符合设计文件要求。当设计文件无规定时，应符合下表的规定。

制冷管道坡度、坡向560（4）管道焊接材料的品种、规格、性能应符合设计文件要求。（5）氨系统的管道焊缝应进行射线照相检验，抽检率为10%，以质量不低于Ⅲ级为合格。（6）螺纹连接前，应先用煤油或汽油清洗螺纹，除去油腻和污垢，然后擦干，再把填料涂抹在螺纹上拧紧。（7）无缝钢管管径与焊接钢管不同，往往不能直接加工螺纹。（8）法兰连接时，法兰采用凸凹式密封面，法兰垫片采用2～3mm的中压石棉板，安装时在垫片两面涂上石墨与全损耗系统用油调制成的密封填料。561（9）铜管下料切割时，切口应平整，不得有毛刺、凹凸等缺陷，切口允许倾斜偏差为管径的1%，管口翻边后应保持同心，不得有开裂及皱褶，并应有良好的密封面。（10）采用承插钎焊焊接连接的铜管，其承插口的插接深度应符合下表的规定，承插的扩口方向应迎介质流向。

承插式焊接的铜管承插口的插接深度mm562（11）紫铜管的螺纹连接分全接头连接和半接头连接两种：全接头螺纹连接即配件两端均以螺纹连接；半接头螺纹连接即配件一端为焊接，另一端为螺纹连接。紫铜管的螺纹连接首先要将管口胀成喇叭口形，然后将配件的外螺纹与内螺纹接好拧紧，注意喇叭口不能有裂缝。紫铜管的螺纹连接及螺纹连接配件如图所示。紫铜管的螺纹连接及螺纹连接配件5633. 阀门、仪表安装（1）制冷管道阀门安装前应进行强度和严密性试验。（2）阀门位置、方向和高度应符合设计文件要求，水平管道上阀门的手柄不应朝下，垂直管道上阀门的手柄应朝向便于操作的方向。（3）自控阀门安装的位置应符合设计文件要求。564（4）安全阀应垂直安装在便于检修的位置，排气管的出口应朝向安全地带，排液管应装在泄水管上，安装后应按设计文件要求调试好。（5）在氟利昂制冷系统中，热力膨胀阀应垂直安装，不能倾斜，更不能倒立安装。（6）氨浮球阀前应设置液体过滤器，以免污物堵塞阀孔；同时应设置旁通管，旁通管上应安装手动调节阀，以便检修浮球阀时使用。5654. 制冷管道安装的其他要求（1）铜管管道支、吊架的形式、位置、间距及管道安装标高应符合设计文件要求，连接压缩机的吸、排气管道应设单独支架；管径不大于20mm的铜管道，应在阀门处设置支架；管道上下平行敷设时，吸气管应在下方。（2）固定在建筑结构上的管道支、吊架，不得影响结构的安全。（3）排气管穿过墙壁处应加保护套管，其间宜留10mm的间隙，间隙内不应填充材料。（4）有绝热层的管道与支架之间要衬垫木，其厚度应不小于绝热层的厚度。制冷系统试验和试运转第三节566567一、制冷系统试验1. 系统吹扫制冷系统是一个洁净、干燥而又严密的封闭式循环系统，对清洁程度的要求较高，不许有任何杂质存在。制冷系统按要求安装完毕，必须进行吹扫工作。制冷系统的吹扫排污应采用压力为0.5～0.6MPa（表压）的干燥空气或氮气，以浅色布擦拭检查5min，无污物为合格。系统吹扫干净后，应将系统中阀门的阀芯拆下清洗干净，并重新组装。5682. 压力试验制冷系统安装清洗、吹扫合格后，才能对全系统进行压力试验，检查整个系统的严密性。（1）氨制冷系统用压缩空气作为试验介质，氟利昂制冷系统用压缩空气或瓶装压缩氮气作为试验介质。（2）当高、低压系统区分有困难时，在检漏阶段，高压部分应按高压系统的试验压力进行试验；保压时，可按低压系统的试验压力进行试验。569（3）当系统达到规定的试验压力后，在试验压力下，用肥皂水或其他发泡剂刷抹在管道焊缝、法兰等连接处进行系统检漏，应无泄漏。系统保压时，应充气至规定的试验压力，在6h以后开始记录压力表读数，经24h以后再检查压力表读数，其压力降应按下列公式计算，并应不大于试验压力的1%；当压力降超过以上规定时，应查明原因消除泄漏，并重新试验，直至合格。570式中ΔP——压力降，MPa；

P1——开始时系统中的压力（绝对压力），MPa；

P2——结束时系统中的压力（绝对压力），MPa；

t1——开始时系统中气体的温度，℃；

t2——结束时系统中气体的温度，℃。571（4）制冷系统压力试验注意事项1）如果条件允许，可以将系统的显示仪表安装到位，利用系统自身压力表进行压力试验的检验。2）若发现系统泄漏，但检漏困难时，可将压缩机、冷凝器和蒸发器等各管、部件分开进行压力试验，缩小检漏范围。3）压力试验中的压力气源宜采用先经过干燥过滤、再经压缩机压缩后的空气，但试验结束后必须对系统进行严格的真空处理。4）小型制冷系统的压力试验必须用干燥氮气进行。5723. 真空试验真空试验是让制冷系统处在适当真空下一定的时间，通过真空压力表的读数变化情况判断空气是否渗入系统，以检验系统的密封性能。蒸发压力接近或低于大气压力的制冷系统必须进行这项试验。真空试验通常有以下两种方法。573（1）使用外部真空泵进行真空试验这种方法一般适用于小型制冷系统，如图所示为使用外部真空泵对制冷系统进行真空试验。使用外部真空泵对制冷系统进行真空试验1—真空泵2—排气截止阀3—冷凝器4—吸气截止阀5—储液器6—出液阀7—膨胀阀8—蒸发器9—压缩机（不运转）574（2）利用系统中的压缩机进行自抽真空试验这种方法一般适用于较大的制冷系统，如图所示。利用系统中的压缩机进行自抽真空试验1—油杯2—排气管3—排气截止阀4—吸气截止阀5—冷凝器6—储液器7—出液阀8—膨胀阀9—蒸发器10—压缩机5754. 充制冷剂检漏试验制冷剂具有较强的渗透性，系统虽然经过压力试验及真空试验，但并不能保证充制冷剂时不渗漏，因此，在正式充制冷剂前必须做一次充制冷剂检漏试验。（1）检漏试验真空试验合格后，对氨制冷系统，应利用系统的真空度向系统充灌少量的氨。当系统内的压力升至0.1～0.2MPa（表压）时，应停止充氨，对系统进行全面检查。576（2）卤素检漏灯卤素检漏灯是一种常见的小型氟利昂制冷系统检漏仪器，它是以酒精（或丁烷等）为燃料的喷灯。当酒精点燃后，其火焰的颜色会随与其相混合的制冷剂量的多少而改变，利用火焰颜色的变化可判断制冷剂是否泄漏及泄漏的程度。泄漏程度与相应火焰颜色的对应关系为：微漏为微绿，少量泄漏为浅绿，较大量泄漏为深绿，大量泄漏为紫绿。577卤素检漏灯的外形如图所示，它一般由灯罩、灯套、吸入软管、调节阀、燃料包、黄铜烧杯、底盖等零件组成。卤素检漏灯a）结构简图b）检漏示意图1—吸入软管2—灯罩3—灯套4—调节阀5—黄铜烧杯6—燃料包7—底盖578（3）电子卤素检漏仪电子卤素检漏仪是一种检测制冷系统有无氟利昂和R134a泄漏的检漏仪器，具有体积小、灵敏度高、使用方便、便于携带的特点，在制冷系统和制冷设备维修行业中得到广泛应用。其外形如图所示。（4）氨制冷系统检漏对于氨制冷系统，除用嗅觉判断是否泄漏外，也可用泡沫检漏或用化学方法检漏。电子卤素检漏仪1—传感器探头2—连接软管579二、制冷系统的试运转1. 制冷系统充注氨充注氨应在系统试验合格且保温后进行，充注前先将系统抽成真空。操作者要戴上防毒面具、橡胶手套，并准备急救药品。充注氨现场严禁吸烟和进行电、气焊作业。氨制冷设备充注氨操作如图所示。氮制冷设备充注氨操作1—储液器2—压力表3—临时连接管4—氨瓶5802. 制冷系统充注氟利昂制冷系统充注氟利昂有两种方法：一种是从低压端充注，另一种是从高压端充注。从制冷系统低压端定量充注氟利昂制冷剂1—排气截止阀2—冷凝器3—储液器4—出液阀5—吸气截止阀6—膨胀阀7—蒸发器8—磅秤9—氟利昂钢瓶10—压缩机581从制冷系统高压端定量充注氟利昂制冷剂1—磅秤2—氟利昂钢瓶3—排气截止阀4—压缩机（不运转）5—吸气截止阀

6—冷凝器7—储液器8—出液阀9—蒸发器10—膨胀阀5823. 制冷系统负荷试运转与调试制冷系统充注完制冷剂后，经过检查确认没有任何问题，就可以进行制冷系统的试运转。试运转时，管道工、电工、钳工等相应工种人员和技术人员应相互配合，随时观察制冷系统的运行参数及运行状态，分析并解决出现的故障，直至一切正常。583（1）压缩机的运转与调试1）开车前首先检查压缩机安全装置是否齐全、完善，然后检查各运转部分是否有障碍物，如有则必须排除。2）全面检查高、低压管路系统的有关阀门，除放油阀和排液阀应关闭外，其他阀门均应打开。3）打开有关供水阀门向冷凝器和压缩机冷却水套供水。4）启动压缩机空负荷运转，应由钳工和电工配合。5）压缩机运转正常后，先迅速打开压缩机的排气阀，然后慢慢地打开压缩机的吸气阀，如果发现有异常现象，应立即停车，找出原因处理后再启动压缩机。5846）根据设计文件要求调整压缩机吸气温度和排气温度，如果吸、排气温度不正常，应调整节流阀的开启度。7）活塞式制冷压缩机气缸套的冷却水进口水温应不大于35℃，出口水温应不大于45℃。5858）螺杆式制冷压缩机组启动前应先加润滑油，油温不得低于25℃，油压应高于排气压力0.15～0.3MPa，精滤油器前后压差应不高于0.1MPa；冷却水温度应不大于32℃。9）离心式制冷压缩机组首先启动油箱电加热，将油温加热至50～55℃，按要求供给冷却水和载冷剂，然后启动油泵、调解润滑系统，使供油正常。按设备技术文件的规定启动抽气回收装置，排出系统中的空气。586（2）冷凝器的运转与调试1）冷凝器运转前，首先应根据压缩机的制冷能力和冷凝器的热负荷，确定投入运转的冷凝器数量。2）冷凝器运转前，首先要检查管路及各阀门的开启状态，冷凝器运转时，其出入水管路，以及进气、出液、安全阀门等必须全部打开，放油阀和放空阀应关闭。3）冷凝器运转时，冷却水不可间断。4）冷凝器运转时，要经常检查有关阀门的