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暖通工程中制冷系统管道施工工艺分析

发表时间：2021/6/18 来源：《基层建设》2021年第6期作者：董锦辉

[导读] 摘要：暖通工程主要取暖、通风、空气调节三大功能，而制冷系统作为空调运作的主要设备，利用压缩机、冷凝器等设备形成制冷循环，发挥制冷作用。

        上海万可兴建设集团有限公司
        摘要：暖通工程主要取暖、通风、空气调节三大功能，而制冷系统作为空调运作的主要设备，利用压缩机、冷凝器等设备形成制冷循环，发挥制冷作用。本文将结合实际暖通工程制冷系统管道施工情况，探究制冷系统管道施工的设计规划，并分析制冷系统管道施工工艺以及施工的质量管理，以期为类似施工项目提供一些参考。
        关键词：暖通工程；制冷系统；施工工艺
        引言：暖通工程中的制冷系统已经成为人们工作生活中必不可少的组成部分，是居住生活质量、工作环境需求、架构建筑物特性的重要环节，在实际施工中也存在着诸多复杂情况，需要一一解决，保障企业的经济效益。
        1工程概况
        本工程为无锡药明生物C2地块冷库厂房的制冷系统管道建设项目，2～8℃冷库总共有十二套，合计面积为1371.4m2。工程工期为120天，施工现场的临时水、电源已经由建设单位接入预设位置，工程设计图纸已经全部出齐，其他相关的技术资料齐全，可以满足制冷系统管道的施工需要。由于本工程为医药冷库工程，必须保证库内温度的均匀性。
        2制冷系统设备检验
        本工程制冷系统选用氟利昂R404A直接膨胀式供液制冷系统，制冷主机采用比泽尔半封机组，室内蒸发器采用不锈钢翅片管冷风机，化霜方式为电热化霜。需要设置化霜周期及化霜时间。冷藏库采用二套风冷箱式机组，机组相互备用，可独立运行满足温度需求。制冷机组与冷风机在到运后都需对外观、合格证进行检查。冷风机安装需平直，尤其是吊顶式冷风机必须保持水平，冷风机水盘与下水管连接处不能出现渗漏，安装完毕后还需开通检验，检查通风机叶轮转动情况，冷风机壳体是否存在漏风。本工程冷媒管道全部采用紫铜管，铜管的焊接选用银焊或铜焊，铜焊时可充少量氮气。φ12以下紫铜管道应采用冷弯，紫铜管道所用直三通、弯头、变径接头、封头等管件采用标准件，符合质量标准。
        3制冷系统管道施工工艺
        3.1管道材料要求
        制冷系统管道就是紫铜管，为防止水分、脏污或灰尘进入管内，制冷用铜管需具有良好的密封性，不能使用可以与制冷剂或润滑油发生化学或物理作用的铜管。所选用的管道也必须满足国家标准。
        表1 L型脱氧磷铜管材料规格

        直通管为无缝固定标准尺寸，而软态管20m长为一卷。在铜管接头施工中直管的分支点及不同管径的连接，要使用套管和渐缩管。L弯接头、套接头、T型接头等接头必须满足有关标准的大小、材料和厚度等，弯头应采用大R规格，厚度高于铜管的40%。
        本工程焊接材料选用Bag系列焊条，有Bag-1（含银百分率34%～44%）、BCUP-2（含银百分率2%）和BCUP-3（含银百分率4.7%～6.3%）三种焊条，一般情况下的紫铜管之间的焊接可采用BCUP-2，与氟利昂R404A直接膨胀式供液制冷系统连接的管路采用BCUP-3，铜-铜接缝应采用至少含2%银的钎焊合金焊接。所有异类金属都应采用至少含34%银的钎焊合金焊接。铜管与铜管或铜管与钢管的焊接可采用银焊或铜焊。使用的银焊条可选用银基钎料（HL303）或铜磷钎料（HL204）。对HL303采用QJ101、QJ103或硼砂作焊剂，HL204无需添加焊剂[1]。
        3.2制冷管路管径标准
        根据设计图纸以及各制冷配管的允许压耗和流速，来确定合适的管径与制冷管路允许的压力损耗。经过计算后各制冷管的总和长度需设计成相当于制冷剂饱和温度1℃的压耗以内。供液管与排气管几乎不受温度的影响，在水冷状态下压力损耗为0.38kgf/cm2，风冷状态下为0.41kgf/cm2。而吸气管受温度影响较大在-10℃、-17℃、-35℃、-40℃的情况下，吸气管压力损耗分别为0.126kgf/cm2、0.102kgf/cm2、0.069kgf/cm2、0.050kgf/cm2。在制冷配管管线的中间、安装有弯头、闸板阀、管接头等的管件，这些管件都具有一定的阻力，计算配管管线阻力时必须把这些阻力加算在内。通常将这些阻力值是以大致有同阻力值的同径管的管长称为“相当管长”。在计算选择时，若不能确定所需使用的阀、接头等管件的情况，为方便起见，可以在配管管线总和长度不足50m时，约等同于平面实测值的1.2倍，在配管管线总和长度超过50m时，约等同于平面实测值的1.3倍。不过，在能够准确计算或根据现场情况可以得出更为准确的估值，应按照精准度更高的设计为准。
        表2 阀门、管接头的相当管长度

        如果吸气管过细就会造成配管的压力损失增多，导致冷却能力的下降而冷却效果不佳，也会使压缩机吸入压力不足，从而引起蒸发器中的蒸发压力无法下降，致使冷却效果不佳。若吸气管过粗，冷冻机油不易返回，并容易滞留在蒸发器内造成冷却不佳或引起冷冻机故障。两种情况都会使冷冻机的效率降低，无故增加运转费用，减少企业经济效益。
        3.3管路施工
        配管搬入施工场地要注意避免弯曲变形，管的两端要防止泥、雨水等侵入。配管在安装现场须放置在专门的架、台上，在指定场所专门保管。接头的钎焊物的结合面积要留取充分。铜管与接头插入配合深度及管的外径与接头内径间的缝隙要求需结合管外径进行设计，可以使银焊接料充分流入有一定余量。
        焊接是制冷管路系统的施工关键，制冷管路进行焊接时必须吹氮气进行保护，以免产生氧化皮。应该在氮气瓶上安装减压阀和流量计，并将管子的氮气入口用堵塞物充填密封，防止同时带进空气。氮气流量应控制在0.05m3/h，或者使用减压阀使氮气压力低于0.2kg/cm2。要确保焊接部位管线同接头的间隙适宜，焊接应以凹侧在下，凸侧在上的状态进行，开始焊接后应将焊接的管前端的封闭打开，以手感觉到铜管的另一端有气流流出后再进行焊接施工。每米管路的吹氮气时间不少于2s，如果焊接口距离氮气吹入口为2m，则应通氮气4s以上，才能开始加热。焊接产生的火焰不可接触到电器配线及其它的机器，必要时用石棉瓦保护。氮气流气体应持续到焊接管冷却到一定程度才可关闭。由于管道上的电磁阀、膨胀阀、示液镜、截止阀等设备不耐高温，所以焊接时须用湿布充分保护绝热后再进行焊接，也可分解部件将非耐热体卸下，焊接完毕后再装上。另外需要注意，焊接时的环境温度应在0℃以上，若底于0℃，应注意清除管道上的水气、冰霜。必要时需要事先预热，保证焊缝可以自由伸缩。
        焊接施工中需要注意的事项较多。第一，在制冷管路弯曲部分不可有分支点和连接点。第二，若配管需要通过墙壁，端口一定要采用硬质材料密封，然后才能通过。第三，最后施工检验时，若在现场不同部位割开的三个焊点中都有氧化皮，则需要对所有管路进行更换重新焊接，这将增加施工周期，并严重损害企业经济效益。第四，连接管道的法兰、螺纹、焊缝和其它管道附件不应埋于墙内或不便检修的地方，避免影响后续维护工作[2]。
        3.4制冷管路布管
        3.4.1排气管道
        制压缩机的排气管道，应使系统在低负荷运行时，管道内部的气体流速能将润滑油均匀地带出，防止在排气管道内部产生有储存润滑油的可能。还能够杜绝液体制冷剂从制冷压缩机接往冷凝器的排气管道返流回制冷压缩机，以免造成液击事故。压缩机到油分离器之间的水平排气管段和油分离器到冷凝器的水平排气管段的坡度为1：125，以此确保停机时管道中的润滑油和制冷剂气体可以流向油分离器或冷凝器。当压缩机位置高于冷凝器时，并在不需要拉高的情况下，可向下倾斜直接进入冷凝器；若处在必须拉高的情况下，应以立管的形式竖直向上升起，升起高度应低于2.5m，并按向下倾斜通至冷凝器。保证压缩机高于冷凝器时高差在3m以内。当压缩机位置低于冷凝器时，应在立管的脚部设置油弯，还需尽可能减小油弯尺寸，若压缩机低于冷凝器超过8m，需在立管每8m处设置中间油弯，并且高度差应在25m以内。
        3.4.2液体管道
        液体管道主要是指冷凝器和储液器、储液器到冷风机之间的管道。冷凝器和储液器之间的管道需要考虑冷凝面积的维持，以获得更高的制冷效率。而储液器到冷风机之间的管道应尽可能缩短距离，以此防止在液体管道内产生闪蒸气体。在一拖多台冷风机的系统中，为使供液充分，当从主供液管向每个分支管道连接时，应确保将分支管插入主供液管路的底部，严禁从供液管顶部出液。若蒸发器的位置比冷凝器的位置高出许多，并且每个蒸发器都位于不同的高度，很可能会产生闪蒸气体。为保证气体均匀分布，应安装热交换器清除闪蒸气体和低温冷却液体制冷剂。
        3.4.3吸气管道
        吸气管道主要是室内冷风机到压缩机的管道，水平管段应以1：125的斜度向下通至压缩机，以使油能尽可能多的从蒸发器回流到压缩机。如果吸气管中有立管，应尽量减少立管的长度以使油能流畅返回。在立管的脚部还需安装U型回油弯，以利于回油。若吸气管路立管较长，半封闭压缩机需每隔6m设置一个回油弯，对于全封闭压缩机至少每隔4m设置一个回油弯。而在水平段上不得有任何横向分支或U型弯管，否则油会积存。禁止在吸气管路上靠近压缩机处设置任何弯管，避免停机期间的存油会突然吸入压缩机中[3]。
        3.5固定与防护
        地沟内的制冷管路支撑应在2m以内，弯曲部分则在30cm之内。排气管穿墙时，应加保护套管，管道与套管之间应留有10mm左右的间隙，间隙内不应填充材料，管体通过时需充分填实并进行防水处理。排气管和吸气管位于同一支吊架上时吸气管应在排气管之下，间距不小于250～300mm。包有绝热层的管道，应设置与绝热层厚度相同的垫木。
        3.6制冷管路保温
        对所有吸气管必须进行隔热包扎，对于带液体过冷装置的制冷系统，过冷装置到蒸发器之间的供液管要用保温管进行隔热包扎。保温管壁厚为13mm，内径和供液管外径一致。粘接保温管时，应使接口处洁净，然后在接缝处涂上一层保温管粘合剂，然后将保温管的接缝紧紧压在一起。特殊情况下需采用保温板，也应使其各面平整。
        4施工技术心得
        在保证施工工期的基础上，制冷系统管道按照设计图纸进行施工，并针对制冷管路布管进行了优化，在实际施工中我们结合了工程项目的具体特点，以及施工技术实施的难点，给出具体的解决方案，提高了工程质量和科技含量。1：125的管道斜度可以确保冷风机和压缩机的稳定性，使冷库管道的薄弱环节得到最大限度的优化，而回油弯的间距缩短能够更好地调整管道流向，使管道内气体均匀分布，实现高效供冷。
        结论：总而言之，制冷系统管道施工对于暖通工程而言至关重要，施工方应严格遵守施工要求，结合实际情况进行排气、液体、吸气管道的安装，保障施工质量和施工效率，充分满足工程项目的需求，做好施工质量管理，才能够确保暖通工程制冷管道的安装质量。
        参考文献：
        [1]林爱钦.建筑暖通空调工程中制冷系统管道的施工技术研究[J].江西建材，2020（11）：118-119.
        [2]韩银洲.暖通空调工程中制冷系统管道设计及施工技术分析[J].建材与装饰，2020（12）：215-216.
        [3]邢琦珞.暖通空调制冷系统管道安装的探究[J].中外企业家，2019（05）：104.