制冷铜管管径计算的三个办法！铜管壁厚计算的一个公式...

一、管径计算的三种方法：

很多同行在做制冷系统的设计时候，不知道怎么去计算铜管的管径，比如排气管、吸气管、液管等铜管的管径；

今天我们给大家讲解下制冷工程师是如何来计算出铜管管径的。

方法一：Excel做制冷仿真直接计算法

这节课的重点，我们来利用Excel来计算制冷系统的管径，包含排气管径、液管管径和吸气管径；

我们先来从专业书籍上查询得到以下参数：

从书籍上我们可以查到各管径的推荐流速；我们只要根据这个流速就可以计算出相应的管径了。

举个栗子： 如果已知一个使用R22制冷剂的系统的制冷量是20kW，冷凝温度50摄氏度,蒸发温度3摄氏度,过冷度2k, 如下图所示： 

在流程图上面根据所给定的信息，可以计算出各点的焓值各自是多少，用系统的制冷量除以这两点焓值的差值，就可以得到系统的质量流量；下图为我们专用软件的计算结果；

最终得到的质量流量单位是Kg/h, 当我们计算吸气管路管径的时候,我们需要根

据过热度计算出冷媒密度,密度单位为Kg/m3, 制冷剂的质量流量除以密度就可以得到1点位置的容积流量，单位为m3/s：

最后，用这个容积流速除以不同管径下的截面积，就可以得到不同管径下的冷媒流速：

方法二：软件Coolpack仿真方法

打开Coolpack软件，选择制冷系统类型，我们选择单级压缩制冷系统；

点击以下按钮，输入我们的设计参数：

以R404A制冷系统，蒸发温度Te=5℃，Tc=45℃为例子，参数输入如下：

点击分析，进入管道计算界面：

计算结果如下；根据实际的铜管规格选择；

方法三：软件Solkane查询方法；

软件打开，如下界面：

以R404A制冷系统，蒸发温度Te=5℃，Tc=45℃为例子，参数输入如下：

计算结果如下：

好了，通过以上的三个办法，相信您可以很快的选择出制冷系统各管路合适的管径了。

二、铜管壁厚的计算：

关于铜管壁厚的计算，很多同行人士却没有仔细去研究下如何选择，今天我们给大家简单分享下如何计算铜管的壁厚。

以日本冷冻保安规则关系为基准，来求得的铜管(TP2M)最小厚度的计算公式，具体公式如下：

ｔ= [(Ｐ×OD)／(2σa + 0.8P)] +α (㎜)

t： 铜管最小的壁厚 (㎜)；

P： 最高使用的压力(设计压力) (MPa) ；

OD： 标准外径 (㎜)；

σa： 在125℃的基本许可应力 (N／㎜2)； （ ＊σa =33 (N／  ㎜2 )； ）

α： 腐蚀厚度 (㎜) ＊但是，对铜管的话为0(㎜)。

为了进一步掌握这个方法，我们举几个例子给大家参考学习下：

设计选择示例（TP2M），以下以O型（TP2M）铜管设计为例：

案例一、R22制冷系统排气管组壁厚选择，假设排气管组外径φ19.05，其壁厚选择方法如下：

R22制冷系统排气侧最高压力取3.45MPa，计算如下：

壁厚ｔ=[(P×OD)／(2σa + 0.8P)] +α (㎜)

=（3.45×19.05）/（2×33+0.8×3.45）+0

=0.9558mm

取整，t=1.0mm。

注：国标GB/T1804规定φ19.05的铜管壁厚V级偏差可以是±0.08mm，这样如果供货厂家为节省成本，采用壁厚偏差-0.08mm来生产管组，则其壁厚就会选取为0.92mm了，这样由计算结果可知，该管组在设计压力为3.45MPa时，就会有裂管的隐患了。这时必须通过适当增加铜管壁厚来保证该管组不会爆裂，或者在技术要求中明确规定管组壁厚在适当的偏差内，即偏差范围在（-0.4，+0.08）mm内，以免除管组爆裂隐患。

实际上，一般设计的R22制冷系统最高压力不会超过3.0MPa，以3.0MPa为设计压力，φ19.05作为高压侧铜管时的壁厚，计算如下：

壁厚ｔ= [(Ｐ×OD)／(2σa + 0.8P)] +α (㎜)

=（3.0×19.05）/（2×33+0.8×3.0）+0

=0.8355mm

取整t=0.9mm，其壁厚偏差可以定在（-0.06，+0.08）mm内，如果t取1.0mm,就按照国标GB/T1804规定不必考虑壁厚偏差了。

案例二、R410A制冷系统排气管组壁厚选择，假设排气管组外径φ19.05，其壁厚选择方法如下：

R410A制冷系统高压侧最高压力设计为4.15MPa，则其壁厚计算为：

壁厚ｔ= [(Ｐ×OD)／(2σa + 0.8P)] +α (㎜)

=（4.15×19.05）/（2×33+0.8×4.15）+0

=1.14mm

进行取整t=1.2mm,此壁厚按照国标GB/T1804规定V级偏差也能满足设计要求。如果该管组不需要折弯，选择壁厚为1.2mm的O形管，相比选择壁厚为1.0mm的H/2型管，成本增加了20%，这样设计是不合算的。而根据附表2可以知道采用H/2（TP2Y）铜管，壁厚为1.0mm时，其耐压可达到6.684MPa，完成符合设计压力的要求，因此这种情况下应该选择壁厚为1.0mm 的H/2（TP2Y）铜管。

也可以根据公式计算，H/2（TP2Y）铜管承受4.15Mpa的压力时，需要的壁厚是t=0.584mm。所以选择壁厚为1.0mm的H/2（TP2Y）铜管是完全符合4.15Mpa的设计压力要求的，只可惜H/2（TP2Y）型铜管都不能折弯。

通过此例，我们就可以知道为何一些空调厂家关于R410A多联机的技术资料里面，为何在配管选择表中会有“φ19.05的铜管若为盘管时壁厚应选择1.1mm（直管壁厚选择1.0mm）”了。

实际应用中，在T1工况下，R410A变频系统全年运行时的高压压力绝大部分时间在3.65Mpa以下。

以3.65Mpa为计算依据，则其壁厚t=1.0mm，但只能允许正偏差，这时应该在技术要求中注明壁厚偏差要求。

考虑到安全方面的因素，设计时最好还是以极限压力作为计算依据。

一般冷媒配管用铜管的选择参数及允许值：

附表１：O以及OL材料（TP2M型， 工程上也称盘管 ）

附表２：1/2H或者H材（TP2Y型， 工程上也称直管 ）