6.5 制冷管道

6.5 制冷管道

6.5.1 制冷管道系统设计应符合现行国家标准《工业金属管道设计规范》GB50316、《压力管道规范工业管道》GB/T20801和《压力管道安全技术监察规程——工业管道》TSGD0001的有关规定。
6.5.2 氨、卤代烃及其混合物制冷系统管道的设计压力应根据当地夏季空调室外计算干球温度和工作压力计算确定,高压侧设计压力不应小于冷凝温度加5℃所对应的制冷剂饱和压力及当地夏季空调室外计算干球温度加5℃所对应的制冷剂饱和压力中的最大值,低压侧设计压力不应小于当地夏季空调室外计算干球温度加5℃所对应的制冷剂饱和压力及最高工作压力加循环泵扬程中的最大值,并且制冷系统管道设计压力不应小于表6.5.2内规定的压力值。
    注:1 高压侧是指自制冷压缩机排气口经冷凝器、贮液器到节流装置的入口这一段制冷管道。
    2 低压侧是指自系统节流装置出口,经蒸发器到制冷压缩机吸入口这一段制冷管道,双级压缩制冷装置的中间冷却器的中压部分亦属于低压侧。
6.5.3 二氧化碳制冷系统管道的设计压力应符合下列规定:
    1 与热气融霜无关的管道的设计压力不应小于系统运行的最高工作压力,并且最低设计压力不应小于3.9MPa;
    2 与热气融霜有关的管道设计压力不应小于最高融霜温度对应的饱和压力,并且最低设计压力不应小于5.1MPa。
6.5.4 氨、卤代烃及其混合物制冷系统管道的设计温度应符合下列规定:
    1 高压侧管道应按压缩机最高排气温度加10℃确定,并且不宜低于150℃;
    2 低压侧管道应按设计蒸发温度减3℃~5℃确定;
    3 热气融霜管道应按高压侧管道和低压侧管道运行工况中材质、许用应力最不利条件时对应的温度确定。
6.5.5 二氧化碳制冷系统管道的设计温度应符合下列规定:
    1 复叠式制冷系统的低温级低压侧管道应按设计蒸发温度减3℃~5℃确定;
    2 低温级冷凝温度低于0℃的复叠式制冷系统的低温级高压侧管道应按高温级制冷系统的设计蒸发温度减3℃~5℃确定;
    3 低温级冷凝温度高于0℃的复叠式制冷系统的低温级高压侧管道应按低温级最高排气温度加10℃确定,并且不宜低于80℃;
    4 间接式制冷系统的载冷管道应按制冷系统设计蒸发温度减3℃~5℃确定;
    5 热气融霜管道应按低温级的高压侧管道和低压侧管道工况中材质、许用应力最不利条件时对应的温度确定。
6.5.6 直接式制冷系统和二氧化碳间接式制冷系统管道应采用无缝、非脆性金属管道,钢管应符合现行国家标准《输送流体用无缝钢管》GB/T8163或《低温管道用无缝钢管》GB/T18984的有关规定,不锈钢管应符合现行国家标准《输送流体用不锈钢无缝钢管》GB/T14976的有关规定,铜管应符合现行国家标准《空调与制冷设备用铜及铜合金无缝管》GB/T17791的有关规定。
6.5.7 直接式制冷系统和二氧化碳间接式制冷系统管道材料宜按照经济适用原则选择,应符合现行国家标准《工业金属管道设计规范》GB50316、《压力管道规范 工业管道 第2部分:材料》GB/T20801.2的有关规定,并应符合下列规定:
    1 除符合现行国家标准《压力管道规范 工业管道 第2部分:材料》GB/T20801.2规定的低温低应力工况的管道外,制冷系统管道材料的使用温度范围应满足制冷系统管道设计温度的要求;
    2 低压侧与热气融霜相关的管道、所在环境温度低于管道材料最低使用温度的高压侧管道、二氧化碳制冷系统管道不应按低温低应力工况选用材料;
    3 氨制冷系统管道不应采用铜、铝及其合金管道,管道内不应镀锌;
    4 不能保冷的低温管道宜采用不锈钢。
6.5.8 直接式制冷系统和二氧化碳间接式制冷系统管道应采用制冷专用阀门和过滤器,公称直径大于或等于25mm的管段应采用工厂生产的成品管件,其中弯头的弯曲半径不宜小于管子外径的3.5倍,管件材料宜与其所在管段相同,并应符合下列规定:
    1 卤代烃及其混合物、氨和二氧化碳制冷系统的阀门、过滤器不应采用铸铁;
    2 氨制冷系统的阀门、过滤器内部不应含有铜和锌的零配件;
    3 卤代烃及其混合物制冷系统的阀门、过滤器内部不应含有铅和锡的零配件;
    4 除由于安全原因需要紧急开关外,卤伐烃及其混合物制冷系统的手动阀门的阀杆外侧应配备密封帽;
    5 卤代烃及其混合物制冷系统内需要频繁操作的阀门应采用自动型阀门。
6.5.9 直接式制冷系统和二氧化碳间接式制冷系统管道的压力设计、应力分析应符合现行国家标准《工业金属管道设计规范》GB50316、《压力管道规范 工业管道 第3部分:设计和计算》GB/T20801.3的有关规定,并应符合下列规定:
    1 在抗震设防烈度6度及6度以上地区,氨制冷系统管道的计算荷载应包括地震荷载;
    2 管道采用碳钢或低合金钢管时,二氧化碳管道腐蚀裕量不应小于2mm,氨管道腐蚀裕量不应小于1.5mm,卤代烃及其混合物管道腐蚀裕量不应小于1mm;
    3 卤代烃及其混合物管道采用铜及铜合金管时,腐蚀裕量不应小于0.5mm;
    4 对于两相流体管段,管道内介质质量应按全部充满液态制冷剂计算。
6.5.10 直接式制冷系统和二氧化碳间接式制冷系统管道应校核由于运行温度变化、运行温度与安装温度温差导致的位移应力,并应在制冷管道的直管段超过50m时设置补偿装置,补偿装置宜采用伸缩弯,不应采用带填料密封的补偿器。
6.5.11 按刚度条件计算管道允许跨距时,由管道自重产生的弯曲挠度不应超过管道跨距的1/400;对于不充许积液的管段,弯曲挠度不应形成液囊,并应校核管段坡度对液囊的影响。
6.5.12 直接式制冷系统和二氧化碳间接式制冷系统管道管径的选择宜按照经济适用原则选择,并且应符合允许压力降和安全流速的要求。回气管或吸气管的允许压力降不宜超过相当于饱和温度降低1℃的压力降,排气管的允许压力降不宜超过相当于饱和温度降低0.5℃的压力降。
6.5.13 直接式制冷系统和二氧化碳间接式制参系统管道连接应符合下列规定:
    1 宜采用焊接连接;
    2 公称直径大于10mm时不应采用螺纹连接;
    3 钢管法兰连接应采用对焊法兰;
    4 钢管焊接连接应采用对焊焊接;
    5 不应采用粘接、胀接及填充物堵缝连接。
6.5.14 制冷系统管道的布置应符合现行国家标准《工业金属管道设计规范》GB50316的有关规定,并应符合下列规定:
    1 管道不应布置在电梯及垂直运输设备的通道内,不应布置在电梯前室、楼梯间前室和楼梯间内。
    2 对于生产性冷库和物流冷库,所有直接式制冷系统和二氧化碳、氨水间接式制冷系统的管道不应穿过与库房生产、管理无直接关系的其他房间和与库房生产、管理直接有关的辅助房间;氨制冷系统的管道不应穿过其中具有分拣、配货功能的穿堂或封闭站台。
    3 对于商用冷库,直接式制冷系统和二氧化碳间接式制冷系统的管道不应穿过与库房生产、管理无直接关系的其他房间和与库房生产、管理直接有关的辅助房间。
    4 氨直接式制冷系统和氨水间接式制冷系统的管道不应穿过生活、办公和批发交易区域。
    5 直接式制冷系统和二氧化碳、氨水间接式制冷系统的管道不应敷设在地下、管沟和封闭的阁楼、顶棚、夹层、吊顶、管井内。
    6 穿过建筑物墙体、楼板、屋面的管道应加套管,除制冷压缩机排气管道外,管道与套管的空隙应密封;低压侧管道套管的直径应大于管道隔热层的外径,并且不应影响管道由于温度变化导致的位移;套管应超出墙面、楼板、屋面,并且不应小于50mm;管道穿过屋面时,应采取防水措施。
6.5.15 制冷系统管道的流程设计应符合下列规定:
    1 用于融霜的制冷剂热气应经过除油,并应在其管道的引出端配置紧急切断装置和压力表;
    2 集油器、不凝性气体分离器等需要降压操作的制冷设备的回气管道流程不应引发制冷压缩机液击;
    3 液体管道应采取防止液体升温时体积膨胀量超过管道承受能力的措施;
    4 氨、卤代烃及其混合物制冷剂应能从制冷系统的任何一台设备内抽出;
    5 液体和两相流体管道内部不应产生液击,需要回油的气体和两相流体水平管道内不应存在液囊和积液;
    6 对于直接接到机房以外的大、中型制冷系统贮液器的出液管道,应在接到机房以外的管段上配置紧急切断装置。
6.5.16 管道的坡向和坡度应符合下列规定:
    1 对于通过重力流动的液体或两相流体制冷剂管道,坡向和坡度不应影响重力流动;
    2 对于通过重力流动的冷冻油管道,坡向和坡度不应影响重力流动;
    3 吸气管道的坡向和坡度不应导致积液和制冷压缩机液击。
 
条文说明

6.5.1 根据《质检总局关于修订(特种设备目录)的公告》(2014年第114号),制冷系统内公称直径小于50mm的管道(对于R134a公称直径小于150mm的气体管道)不是压力管道,对于大、中型制冷系统,由于其制冷剂灌注量较多,泄漏后的危害较大,因此上述管道在实际工程设计时虽然不必履行相关的压力管道监管程序,但是还应遵守相关的压力管道技术规定。
6.5.2、6.5.3 这两条规定中的压力值均为表压。
6.5.4 热气融霜管道的运行工况往往变化较大,在正常降温时可能处于低压和低温工况,在融霜开始时可能处于高压和低温工况,在融霜稳定时可能处于高压和非低温工况,因此在实际工程设计时应考虑所有可能出现的工况,找出其中材质、许用应力最不利条件时对应的温度,再按照本条第1款、第2款的规定修正后作为设计温度。
6.5.5 二氧化碳复叠式制冷系统低温级低压侧、高压侧的内涵与本标准第6.5.2条完全一致。
6.5.6 在国家没有其他新的管道标准颁布并经本标准编制组在冷库设计范围内认可前,在实际工程设计时与本条规定不同的其他管道不包括在本标准的适用范围内。
6.5.7 经济适用原则指管道的初投资与全寿命周期的维护费用的总和最经济,而且市场供给充分,施工工艺成熟、可靠、便捷。
6.5.8 本条第4款和第5款规定都是为进一步减少卤代烃及其混合物泄漏的可能性。由于制冷剂的属性不同,氨和二氧化碳制冷系统在实际工程设计时无须直接按此执行。
6.5.9 氨制冷系统遭受地震破坏后有可能引发次生灾害,因此本条第1款要求其管道的计算荷载应包括地震荷载。对于卤代烃及其混合物制冷系统,虽然遭受地震破坏后引发次生灾害的可能性很小,但因其不仅价格较高,而且会污染环境,因此对于灌注量较多的大、中型制冷系统,也需要考虑抗震技术措施。
6.5.12 管道管径在符合允许压力降和安全流速的前提下,增大管径往往导致增加投资,同时也使管道阻力降低,从而减少运行能耗,反之亦然。经济原则指管道的初投资与全寿命周期的运行费用的总和最经济,适用原则指安装合理、符合回油等其他技术要求。
6.5.13 为防止制冷剂泄漏,本条对常规管道连接方式的规定相对严格,但是并不排斥特殊情况下采用安全、可靠、经济、便捷的特殊连接方式,如可用于卤代烃及其混合物制冷系统管道的洛克环连接。
6.5.14 本条第2款中“与库房生产、管理无直接关系的其他房间和与库房生产、管理直接有关的辅助房间”的内涵见本标准第4.2.20条及其条文说明。第4款中生活区域指厂区内宿舍、餐厅等生活设施所在的区域;办公区域指厂区内与库房生产无直接关系的办公设施所在的区域,如以经营管理为主的独立或综合办公楼所在的区域;批发交易区域指厂区内面向不特定人群的封闭式交易厅或开敞式交易场所在的区域。第5款中封闭的阁楼、顶棚、夹层、吊顶、管井指所述空间不能够自然通风,或虽然能够自然通风,但是不能满足日常检查和维修要求的部位。
6.5.15 本条第4款中当制冷系统的任何一台设备发生故障时,其内部的制冷剂能够通过应急处置操作抽到系统其他设备内或外置的容器内,不应直接排向大气。紧急切断装置指既能够在现场又能够通过遥控把所在管道内部通道快速断开的装置。

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