空調系統連接管加長后制冷劑追加量的工程計算方法

譚成斌

（珠海格力電器股份有限公司 廣東珠海 519070）

空調系統連接管加長后制冷劑追加量的工程計算方法

譚成斌

（珠海格力電器股份有限公司 廣東珠海 519070）

本文對空調安裝工程中連接管加長后需要追加制冷劑的問題進行了研究，對空調系統的運行參數條件進行了理想化的假設，在假設的條件下結合工程經驗對連接管加長后需要追加制冷劑的質量進行了推算，并得出了空調產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；系統；制冷劑追加量；計算方法

1 引言

空調系統在工程安裝中由于用戶安裝位置的差異，經常遇到需要加長連接管的情況。一般情況下，空調產品出廠前預先灌注的制冷劑是按照標準連接管長度來提供的，當工程安裝中加長了連接管長度以后，應該追加適量的制冷劑，以確保制冷系統能正常運行。那么，制冷劑的追加量應如何計算呢？本文通過條件假設和理論推算，提出了一套工程計算方法。

分析認為，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，而連接管中制冷劑的狀態受節流裝置的位置影響很大。因此，應根據節流裝置在室外側與室內側分別進行研究。

2 室外側節流式空調系統的工程計算方法

2.1 制冷模式的計算

對于節流裝置設計在室外側的空調系統，在制冷模式下，其系統中制冷劑的流向如圖1所示。研究連接管加長后制冷劑的追加量應分別從液管和氣管中制冷劑的狀態進行分析和計算。

（1）液管中制冷劑的狀態分析和計算

按照國家標準《房間空氣調節器》（GB/T 7725）[1]，空調系統的額定制冷工況為：室外干球/濕球溫度為35℃/24℃，室內干球/濕球溫度為27℃/19℃，那么，根據工程設計經驗，此工況下系統的蒸發溫度一般約為7℃，為了簡化計算，假

設液管中是節流后沒有閃發的低溫低壓的飽和液態制冷劑，那么可以認為此時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表”[2]得到7℃下飽和液態制冷劑的密度，再以密度乘以每米連接管的管內容積，就可以計算出每米液管中的制冷劑質量，也即此種狀態下連接管加長后每米液管應追加的制冷劑的質量。

（2）氣管中制冷劑的狀態分析和計算

如前面所述，在額定制冷工況下，系統的蒸發溫度一般約為7℃，為了簡化計算，假設氣管內的制冷劑狀態為蒸發后沒有過熱的飽和氣體，根據第一步推斷，此時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表”[2]得到7℃下飽和氣態制冷劑的比容，計算出相應密度，再與每米連接管的管內容積相乘，得出此時每米氣管中的制冷劑質量，也即此種狀態下連接管加長后每米氣管應追加的制冷劑的質量。

（3）誤差分析

上述計算是在理想狀態下，假設液管中的制冷劑沒有閃發、氣管中的制冷劑沒有過熱的狀態下的計算結果，這與實際值會存在一定的偏差。在工程上，可在此計算的基礎上進行適當修正后再使用。

2.2 制熱模式的計算

對于節流裝置設計在室外側的空調系統，在制熱模式下，其系統中制冷劑的流向如圖2所示。研究連接管加長后制冷劑的追加量應分別從液管和氣管中制冷劑的狀態進行分析和計算。

（1）液管中制冷劑的狀態分析和計算

按照國家標準《房間空氣調節器》（GB/T 7725）[1]，空調系統的額定制熱工況為：室外干球/濕球溫度為7℃/6℃，室內干球/濕球溫度為20℃/15℃，那么，根據工程設計經驗，此工況下系統的冷凝溫度一般約為40℃，為了簡化計算，假設液管中是冷凝后再經過過冷的液態制冷劑，其過冷度為2℃，查“制冷劑的飽和液體及飽和蒸氣熱力性質表”[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容積，就可以計算出每米液管中的制冷劑質量，也即此種狀態下連接管加長后每米液管應追加的制冷劑

的質量。

圖1 室外側節流式空調系統在制冷模式下的制冷劑流向

圖2 室外側節流式空調系統在制熱模式下的制冷劑流向

圖3 室內側節流式空調系統在制冷模式下的制冷劑流向

（2）氣管中制冷劑的狀態分析和計算

如圖2所示，假設氣管內的制冷劑的狀態全部為高溫高壓的氣體，在經連接管流入室內熱交換器過程中溫度由排氣溫度降到冷凝溫度過程中，我們把模型理想化為壓力不變，即P1＝P2，并根據工程經驗，把整根氣管內制冷劑的溫度等價為52℃。那么，根據氣體的計算公式假設在室內換熱器中制冷劑氣體的狀態為（P1，V1，T1），在高壓氣管中制冷劑的狀態為（P2，V2，T2），那么，根據前面的分析，在額定制熱工況下，冷凝溫度約為40℃，即T1=40℃，根據在“制冷劑的飽和液體及飽和蒸氣熱力性質表”[2]查得的40℃時制冷劑比容V1，即可計算T2=52℃時的比容V2，再根據V2計算出相應的密度，與每米連接管的管內容積相乘，即可得出此時每米氣管中的制冷劑質量，也即此種狀態下連接管加長后每米氣管應追加的制冷劑的質量。

（3）誤差分析

為了簡化計算，上述計算把液管和高壓氣管內制冷劑的狀態進行了理想化的假設，假設液管中的制冷劑沒有閃發，并忽略了制冷劑從壓縮機排氣口至室內換熱器的過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程了，這與實際值會存在一定的偏差。在工程上，可在此計算的基礎上進行適當修正后再使用。

2.3 室外側節流式空調系統的工程計算方法小結

對于整個空調系統來說，連接管加長后需要追加的制冷劑為液管與氣管中追加制冷劑的總和，并且應選制冷模式與制熱模式下計算結果中的大者。

根據空調產品一般采用的液管與氣管的搭配選型，可計算出相應的制冷劑追加量推薦值，如表1所示。

3 室內側節流式空調系統的工程計算方法

3.1 制冷模式的計算

對于節流裝置設計在室內側的空調系統，在制冷模式下，其系統中制冷劑的流向如圖3所示。研究連接管加長后制冷劑的追加量應分別從液管和氣管中制冷劑的狀態進行分析和計算。

表1 室外側節流式空調系統連接管加長后制冷劑追加量的推薦值

表2 室內側節流式空調系統連接管加長后制冷劑追加量的推薦值

圖4 室內側節流式空調系統在制熱模式下的制冷劑流向

（1）液管中制冷劑的狀態分析和計算

按照國家標準《房間空氣調節器》（GB/T 7725）[1]，空調系統的額定制冷工況為：室外干球/濕球溫度為35℃/24℃，室內干球/濕球溫度為27℃/19℃，那么，根據工程設計經驗，此工況下系統的冷凝溫度一般約為45℃，為了簡化計算，假設液管中是過冷后沒有閃發的高溫高壓的液

態制冷劑，溫度約為40℃，查“制冷劑的飽和液體及飽和蒸氣熱力性質表”[2]得到40℃下飽和液態制冷劑的密度，再以密度乘以每米連接管的管內容積，就可以計算出每米液管中的制冷劑質量，也即此種狀態下連接管加長后每米液管應追加的制冷劑的質量。

（2）氣管中制冷劑的狀態分析和計算

如前面所述，在額定制冷工況下，系統的蒸發溫度一般約為7℃，如圖3所示，為了簡化計算，把氣管內的制冷劑狀態理想化為蒸發后沒有過熱的飽和氣體，并且忽略沿程阻力損失，也即整根氣管內的壓力理想化為恒定的，那么，此時氣管中的制冷劑溫度也為7℃。基于以上假設，查“制冷劑的飽和液體及飽和蒸氣熱力性質表”[2]得到7℃下對制冷劑的比容，計算出相應密度，再與每米連接管的管內容積相乘，得出此時每米氣管中的制冷劑質量。

（3）誤差分析

上述計算是在理想狀態下，假設液管中的制冷劑沒有閃發、氣管中的制冷劑沒有過熱的狀態下的計算結果，這與實際值會存在一定的偏差。在工程上，可在此計算的基礎上進行適當修正后再使用。

3.2 制熱模式的計算

對于節流裝置設計在室內側的空調系統，在制熱模式下，其系統中制冷劑的流向如圖4所示。研究連接管加長后制冷劑的追加量應分別從液管和氣管中制冷劑的狀態進行分析和計算。

（1）液管中制冷劑的狀態分析和計算

按照國家標準《房間空氣調節器》（GB/T 7725）[1]，空調系統的額定制熱工況為：室外干球/濕球溫度為7℃/6℃，室內干球/濕球溫度為20℃/15℃，那么，根據工程設計經驗，此工況下系統的蒸發溫度一般約為2℃，假設液管內是經過室內換熱器冷凝并經室內節流裝置節流降壓、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問題，則可以認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容積，即可計算出每米液管的制冷劑質量，也即此種狀態下連接管加長后每米液管應追加的制冷劑的質量。

（2）氣管中制冷劑的狀態分析和計算

如圖4所示，為了簡化計算，我們把氣管內的高溫高壓制冷劑氣體從壓縮機排氣口至室內換熱器的整個流動過程理想化為等壓過程（即P1＝P2），雖然此過程中制冷劑氣體的溫度由排氣溫度（約80℃）降低至室內換熱器中的冷凝溫度（約40℃），但根據經驗，我們可以把整根氣管中的溫度約等價為52℃。根據理想氣體的計算公式：，以及在“制冷劑的飽和液體及飽和蒸氣熱力性質表”[2]查得T1=40℃時制冷劑的比容V1，可以計算出T2=52℃時制冷劑氣體的比容V2，然后根據V2計算出相應的密度，再與每米連接管的管內容積相乘，得出此時每米氣管中的制冷劑質量，也即此種狀態下連接管加長后每米氣管應追加的制冷劑的質量。

（3）誤差分析

由于上述計算過程把液管中的制冷劑狀態理想化為無制冷劑閃發，把氣管中的制冷劑狀態理想化為等壓降溫過程了，這與實際值會存在一定的偏差，在工程上，可在此計算的基礎上進行適當修正后再使用。

3.3 室內側節流式空調系統的工程計算方法小結

對于整個空調系統來說，連接管加長后需要追加的制冷劑為液管與氣管中追加制冷劑的總和，并且應選制冷模式與制熱模式下計算結果中的大者。

根據空調產品一般采用的液管與氣管的搭配選型，可計算出相應的制冷劑追加量推薦值，如表2所示。

4 結論

本文對空調安裝工程中連接管加長后需要追加制冷劑的問題進行了研究，并結合國家標準《房間空氣調節器》（GB/T 7725）[1]中規定的額定制冷和額定制熱工況對空調系統的運行參數條件進行了理想化的假設，在假設的條件下結合工程經驗對連接管加長后需要追加制冷劑的質量進行了推算，并得出了空調產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上進行適當修正后再使用。

[1] GB/T 7725《房間空氣調節器》[S].

[2] 張祉祐主編. 制冷原理與制冷設備[M]. 北京：機械工業出版社，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