广东芬尼克兹节能设备有限公司
[摘 要]本文主要从空调系统当中空调管路连接、空调管路内流动阻力主要影响因素、空调系统当中局部阻力降低性设计关键点、压缩机的吸气管路设计流阻降低及空调系统综合性能提升案例等入手，对空调内部管路设计中流动阻力降低性设计对策，开展了全方位的、系统化的分析与研究，以切实地依据空调内部空间及管路设计相关要求，择取最佳的流动阻力降低设计措施，以更好地通过降低其流动的阻力系数，提升空调整体的功能性。
[关键词]空调管路；设计；流动阻力；降低；对策；
前言：
伴随社会经济的持续性发展，人均生活水平的逐渐提高，各个行业领域的科学技术均得以优化。空调的管路设计，是一项极具复杂性的工作内容，通常情况下，广大设计者进单纯地考虑到膨胀阀、蒸发器、冷凝器、压缩机等匹配性设计，而空调的管路其作为空调冷媒传输通道，设计者们往往忽视了空调管路对于空调自身制冷性所产生的重要影响，以至于在进行空调的管路设计期间，并未充分考虑到流阻力降低性设计这一环节。所谓流动阻力（Flow Resistance），主要是指在所有的黏性流体实际运动期间，与其形成相对运动物体之间的动量传递，也就是性阻碍性流动反作用力，通常称之为曳力或摩擦性阻力。基于流阻力降低性设计的重要性，就需广大设计者结合以往的实际经验，对空调内部管路设计当中流阻力的降低设计提高重视程度，对其进行系统化的研究，以切实地依据流阻力的降低设计为基准，进行空调内部管路设计，以实现空调自身制冷性有效提升，更加满足于广大使用者的现实需求，为我国空调制造业的长期发展奠定基础。
1、空调系统当中空调管路连接概述
空调系统当中，通常应用的是三类规格管径管路进行各个制冷部件的连接，即为液体管路、排气管路、吸气管路。如图1所示，为空调内部管路基本连接情况。吸气管路，它主要是连接于蒸发器的出口至压缩机的进口，一般是应用管径为￠16mm或者￠19mm的规格；排气管路，它主要是连接于压缩机的排气口至冷凝器的进气口，一般是应用管径为￠12mm的规格；液体管路，它主要是连接于冷凝器的出口至膨胀阀的进口，一般是应用管径为￠10mm的规格。
图1 空调内部管路的连接示图
2、空调管路内流动阻力主要影响因素分析
空调内部管路的制冷剂实际流动阻力，通常包含着沿程性的阻力及局部的阻力。所谓沿程性的阻力，主要是与沿程性的阻力系数、管内流速、管路的长度等二次方呈正比例关系，而与管路直径呈反比例关系；所谓局部的阻力，其与局部的阻力实际系数、管路内实际流速直径呈二次方的正比例关系。通常情况下，空调内部管路布置走向可确定管路实际长度。管径的规格主要是在上文受所提出的基本型号当中择取，管路沿程性阻力基本可确定，进一步降低具有一定难度性。但是，在设计空调内部管路期间，可从局部的阻力系数降低入手，来降低空调内部管路局部的阻力。
3、空调系统当中局部阻力降低性设计关键点研究
3.1 侧流的行压板转变为直流的行压板对于局部的阻力系数实际影响
空调内部管路设计，基于受其周边布置的空间约束，时长会应用测压板解决手段。但是，在一定程度上，测压板折这种设计结构其对于空调内部管路实际流阻有着较大的影响。如图2所示，90°折管的局部损失实际系数ξ= 0.985，是90°的弯管d/R = 0.5 期间，局部的损失实际系数ξ= 0.145约为6.80倍。故建议尽可能不应用侧压板设计的结构。在受到空间性限制期间，看考虑使用图3中所推荐的这种常规式d/R=1弯管的设计结构。在一定程度上，这种设计结构局部实际损失系数是侧压板实际结构1/3左右，可有效地促进空调内部管路的流动阻力逐渐降低。
图3 侧压板及直流型的压板示图
3.2 弯管的半径对于局部的阻力系数实际影响
空调内部管路设计的弯角半径选择，设计者通常只会考虑弯管的工艺设计，却往往忽略了它对于局部流动性阻力所能够产生的影响。据相关数据统计分析表明，同等规格管径的空调管路，其弯角的半径相对较大，局部的阻力系数相对较小。如图4所示，在d/R值在0.5以下范围时，其局部流动阻力系数并未有较为明显的变化；在d/R值在0.5以上范围内时，其局部流动阻力系数有明显的增加趋势。因而，空调内部管路设计d/R值最适宜控制在0.5以下范围内。在综合考虑到空调内部弯管工艺及空间布局后，空调内部管路设计建议选取弯角的半径在30mm范围的吸气管路；液体管路实际弯角半径可选择为20mm；排气的管路实际弯角半径则可选择为25mm；
图5 弯管的角度θ其与局部流动阻力的系数ξ关系曲线示图
4、压缩机的吸气管路设计流阻降低及空调系统综合性能提升案例
以一款轿车单蒸的空调兄系统为例，该空调内部吸气的管路应用的管路管径规格为￠16*1.75 mm ，它的制冷效果并未达到预期的效果。通过对80 km/h、50 km/h内循环性工况下蒸发器的出口至压缩机的进口管段实际压力与0.06MPa相接近，实际压力降相对较大，对压缩机的吸冷媒实际状态产生较大影响，致使空调制冷效果有所降低。在对空调内部管路设计进行全面性检查期间，并未发现可进一步改进的走向空间。故需使用管径规格为￠19*1.5 mm吸气的管路，再通过吸气冷媒实际流速降低法来将吸气管路流动阻力降低。同时，如图6所示，在更换了管径规格为￠19*1.5 mm吸气管路之后，经过整车的试验验证，80 km/h、50 km/h内循环期间，吸气压力逐渐降至到0.04 MPa；在80 km/h、50 km/h工况之下，呼吸点的温度降至2℃。足以表明，在应用了吸气管路加大管径设计方法之后，流动阻力可有效降低，空调性能可得以提升。
图6 吸气管路的压力降对于空调制冷性能所产生的影响示图
5、结语
综上所述，为了能够进一步提升空调的功能特性，就需广大设计者对空调内部管路设计当中流动阻力的降低策略，进行有效性分析与研究，结合以往的实践经验，更好地降低其流动的阻力，以确保空调功能特性不断提升，更好地满足于广大使用者的现实需求，提升空调内部管路设计的专业化水平。
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论文作者:高晓俊
论文发表刊物:《科技新时代》2018年5期
论文发表时间:2018/7/23
标签：管路论文; 阻力论文; 空调论文; 局部论文; 系数论文; 压板论文; 管径论文; 《科技新时代》2018年5期论文;