蒸发式冷凝器并联运行管道连接要求

大部分蒸发式冷凝器采用的是蛇形盘管设计，热的制冷剂气体进入顶部盘管，通过几个回路来回把过热气体冷凝为饱和液体。这种较长的冷却回路通常会产生一定的压力降，但不会明显影响制冷系统的运行。

蒸发式冷凝器的设计^[20]通常会允许每30m等效对应0.5℃的压力损失。ASHRAE（美国采暖、制冷与空调工程师学会）手册基础篇采用这个标准，作为排气管的能量表的基础，见表5-5。

表5-5 钢管和铜管用于压缩机排气管（单位：kW）

注意排热量基于以下条件：

回气管：R22、R134a、R407c、R410a、R507为4.4℃；冷凝温度40.6℃。

回气管：氨-6.7℃；冷凝温度35.7℃。

排热量基于排气管摩擦压降每30m的等效管长度相当于0.5℃的饱和温度变化。排气管各种制冷剂每30m的摩擦压力降见表5-6。

表5-6 各种制冷剂每30m的摩擦压力降

在冷链物流冷库，工业制冷技术的特点是常采用冷凝器和压缩机并联，特别是氨系统。在过去的氟利昂系统却不一定，因为在并联机组中油的分布可能是一个问题。但现在的发展情况已经有了很大的变化，即使在中等规模的冷库，通常设计蒸发式冷凝器并联，以适应大范围的负荷变化。在冷凝器并联连接时，应该遵守以下原则^[1]：

1）并联的冷凝器各自的出液管，在接入公共的出液总管前必须设置存液弯。

2）出液管到出液总管的距离有足够的垂直高度。

3）在贮液器与蒸发式冷凝器的出口安装平衡管。(www.xing528.com)

出液管道设置存液弯的目的，是帮助液体从冷凝器排走。多台并联冷凝器出液管如果不设置存液弯，会出现图5-25所示的潜在问题，由于各个冷凝器没有设置存液弯，右边的冷凝器，至少在这一刻出现制冷剂低流量。造成低流量的原因包括：与其他冷凝器设计不同，或风机完全或部分关闭。

因为两组蒸发式冷凝器盘管压降应该是相同的，进气口和出液口是冷凝器的两个共同的管道连接位置。左边是唯一在运行的冷凝器盘管，而右边冷凝器盘管由于压降低使液体回流到冷凝器管。假设出液管的管径大，左边的冷凝器可用管的排气压头，会把液体压回右边冷凝器的蒸发盘管中。

图5-26 两组冷凝器盘管并联，其中一台出现液体回流

在这个例子中^[20]，一组冷凝器盘管运行，另一组冷凝器盘管是空闲的（图5-26）。停止运行的冷凝器没有液体流过，所以没有压降，而且排气管路压力1276kPa（表压）与贮液器平衡。运行的冷凝器满负荷下共有7kPa的压力降。冷凝的气体流经入口维修阀的12kPa和通过盘管的5kPa压降。但这种情况制冷剂不可能流动。从1269kPa（表压）低压液体无法流动到1276kPa（表压）较高的压力贮液器中。因此，出现了一个建立液体的压头或“液柱”的运行的冷凝器（图5-27），直到压差或损失抵消。在这种情况下，使运行冷凝器的制冷剂流动建立压力差为1276kPa（表压）减1269kPa（表压）等于7kPa。7kPa相当于1.2m氨的液柱。

为了避免液体回流其中一组冷凝器盘管，两组冷凝器盘管的出液管应该做存液弯，管道的布置如图5-27所示。再一次重申，两组蒸发式冷凝器有共同进气口和出液口，因此通过压降也是相同的，但由于出液管有存液弯，因此出液管是满液的，在垂直出液管道不同液面压降会有不同。因此，在左边冷凝器出液管道建立了液体压头，而不会对没有建立液体压头的冷凝器性能产生不利影响。

图5-27 存液弯及液柱垂直管等的连接示意图

如图5-27所示，正确的管道布置需要设立一根足够高的垂直管段。所需的液柱高度可以估计出来，氨蒸发式冷凝器在运行时最大理论压降通常约为3.4kPa，这是没有运行和运行的蒸发式冷凝器之间的最大压力差。对于氨制冷剂0.6m的液柱将弥补这一压力差，但大多数国外产品生产厂家的说明书建议，冷凝器出液管的垂直管段应有1.2m的氨液柱高度（在我国这个高度通常建议在1.5～1.8m）。R22液体的密度是液氨的两倍，即对于R22只需要一半的液柱长度，但R22在冷凝器中的压降约是氨在冷凝器的四倍。R22压差高的原因是其潜热低，对于已经确定排热能力的冷凝器，R22的存液要产生流动需要设立的液柱高度是氨的六倍。使用并联的R22蒸发式冷凝器，安装垂直管段推荐液柱高度为2.4m^[1]。但是蒸发式冷凝器的国外厂家同时考虑管道、阀门阻力等因素^[20]的建议是：氨的液柱高度是1.5m，氟利昂制冷剂的液注高度是3.7m。

换言之，在制冷的冷凝系统，如果需要两组以上的蒸发式冷凝器并联使用，当系统只有一组冷凝器盘管运行时，为了避免其他蒸发式冷凝器的盘管出现液体回流，需要在冷凝器的出液管到达集管前各自设置存液弯。而与冷凝器出液管连接的贮液器（或者虹吸桶），在气相管上设置有平衡管。这样，可以保证它们之间的运行压力是基本平衡的。由于出液管存液弯的存在，可以建立足够高的液柱压力，来推动这些液体流动，这个液柱高度由不同制冷剂的物理特性来确定。

氟利昂系统的冷凝器并联需要高液柱。在实际工程设计时，冷凝器的出液口离安装的平台一般很少能够做到3.7m。在这种情况下，可以把贮液器或者虹吸桶的进液口做成如图5-28所示（下进液）。这种做法称为P形弯做法^[20]，只要高度h≥3.7m就可以了。当然把出液集管安装在贮液器或者虹吸桶的附近稍高的上方也是可以的。

上述的建立垂直管液柱，只是在蒸发式冷凝器并联运行时需要考虑的问题。如果蒸发式冷凝器并没有并联运行（仅单台运行），就不需要考虑以上问题。