制冷管路设计规范

1

管路设计工艺 ...................................................................................................................................5

4.1 4.2 4.3

2

材料规格汇总及选用规范...................................................................................................5 管路通用工艺.......................................................................................................................6 焊接工艺要求.....................................................................................................................10

管路尺寸标注 .................................................................................................................................12

5.1 5.2 5.3 5.4 5.5

3

标注总则.............................................................................................................................12 零件图.................................................................................................................................12 装配图.................................................................................................................................13 参考尺寸.............................................................................................................................13 公差.....................................................................................................................................13

配管设计要求 .................................................................................................................................14

6.1 6.2 6.3 6.4 管路设计选型.....................................................................................................................14 配管减振设计.....................................................................................................................22 配管间隙要求.....................................................................................................................23 配管固定要求 .....................................................................................................................24

1 管路设计工艺

1.1 材料规格汇总及选用规范

紫铜因为其良好的延展性、导热性和焊接性能成为制作制冷管路的优选材料，根据其 硬度分为 TP2M（软态）和 TP2Y（硬态）两种，其中 TP2M 硬度较小，适合用于连接管， TP2Y 硬度较大，适合用于换热器集管等。目前现有的紫铜管规格见表 1。对现有机型及新 产品应选用优选规格之铜管（见表 1），若有新增工艺（如 Locking 压接）或其他结构件尺 寸，可以选用优选规格之外的其他规格，但要尽可能少。若后续新产品要引入新的铜 管规格，则外径在 12.7 以上的统一使用公制尺寸，12.7（含 12.7）以下统一使用英制尺 寸。

1 2 3 4 5 6 7 8 表1 现有铜管原材料规格汇总 优选规格 4.76*0.6 6.35*0.7 9.52*0.8 12.7*1.0 16*1.0 19*1.2 22*1.5 25*1.5 其他可选规格 12.7*0.8 15.88*1.0

9 10 11 12 13 14

28*1.5 32*1.5 35*1.5 38*1.5 42*1.5 45*1.5 54*2.0 76*2.0

28.6*1.5

15 16

1.2 管路通用工艺 1.2.1 折弯管

4.2.1.1 同一根管的折弯半径应一致，以避免频繁换模。

4.2.1.2 原则上可以一次折弯成型的管尽量避免拆成两根管(除非装配需要)。

4.2.1.3 折弯设计必须满足折弯端部留有足够的管口直线段长度；各规格的最短直线段长 度（不包括弯位的等效长度）不小于其弯管半径。（见图 1）

4.2.1.4 各种规格的弯管半径见表 2，其优选弯曲半径是常用折弯半径，其它弯曲半径工 段也可以加工。

4.2.1.5 管径在 φ45 以上（含 φ45）的铜管只能加工弯位数不超过 2 个的平面折弯（即 半自动）。

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 铜管规格 4.76*0.6 6.35*0.7 9.52*0.8 12.7*1.0 16*1.0 19*1.2 22*1.5 25*1.5 28*1.5 32*1.5 35*1.5 38*1.5 42*1.5 45*1.5 54*2.0 76*2.0 表2 各种规格弯管半径汇总 优选弯曲半径 其他弯曲半径 R10L10 R10L10 R15L15 R20L20 R30L30 R25L30 R30L30 R40L40 R45L45 R50L50 R50L80 R60L80 R60L80 R70L80 R80L100 R120L120 R15L20 R15L20 R20L20，R30L30 R25L30，R25L20 R20L30 R30L30 R30L25 R40L30 R45L40 R85L80 备注 手动 手动 数控 数控 数控 数控 数控 数控 数控 数控 数控 半自动 半自动 半自动 半自动 半自动 *L 为最短直线段长度

图 1

1.2.2 管端成型

4.2.2.1 管端成型包括扩口、缩口、打定位点、墩口、锥口、管端封口和管端切弧等（见 图 2），其中管端封口和切弧为冷冻水大管径的制造工艺。

4.2.2.2 管端成型的设计必须满足焊接的装配间隙和装配长度（参见 4.3 焊接工艺要求部 分）。

4.2.2.3 对于管端不需要扩口或缩口而两管口直接配合的情况，必须标注管口去毛刺后尺 寸，以控制管端配合尺寸。

4.2.2.4 ；若设计上对该管口外径尺寸精度有高于通用文件的要求，则必须在图纸上标明 尺寸公差。

4.2.2.5 一般情况下，管端扩缩口变径幅度不应超过 30％（内径尺寸要折算为外径尺寸计 算），如 φ16 扩 19 内径，变径幅度为（19+1*2-16）/16＝31％，变径太大容易裂口；扩 口尺寸一般要求内径尺寸，缩口尺寸一般要求外径尺寸，扩缩口尺寸及长度参考表 3 中的 要求。

图 2

表3 现有管端成型模具规格汇总

铜管规格 1 2 4.76*0.6 6.35*0.7 参考长 度 L 5 7 扩（缩）口内径 （ID） 6.35 4.76，9.52，12. 7 12.7，14 16，19，22 19 22 25 28 扩（缩）口外径 （OD） 6.35 10.6，12.7 管端切 弧 其他成型 工艺 墩口* 墩口 墩口、锥 口 锥口 锥口 管端封口 管端封口 管端封口 管端封口 管端封口 3 4 5 6 7 8 9 10 9.52*0.8 12.7*1.0 16*1.0 19*1.2 22*1.5 25*1.5 28*1.5 32*1.5 10 10 15 15 15 15 20 20 R15D3* R17.5D5 9.52，10.6，13. 7，16 12.7，19，22 12.7，16，22 19，25，28 28 25，32 11 12 13 14 35*1.5 38*1.5 42*1.5 45*1.5 20 20 20 30 22（旋压缩口） 32 R18D5 32，33，35，35. 5 38 28（旋压缩口） R20D9 R20D9 15 16 54*2.0 76*2.0 30 30 76 32，38（旋压缩 R27D15 口） R35 *φ4.76墩口长度为4mm，φ6.35和φ9.52墩口长度为5mm *R15D3 表示切弧半径为 15mm，切弧深度为 3mm

1.2.3 钻拔孔

4.2.3.1 一般焊接注氟嘴（φ6.35）和平衡管（φ4.76）用的孔使用钻孔工艺，φ9.52 以上孔径的为拔孔，拔孔翻边高度不小于 2mm(φ35 以上不小于 5mm)，（见图 3），具体规 格见表 4。

4.2.3.2 钻（拔）孔位置须距离铜管弯位和管端（不包含管端成型长度）至少 30mm，同 时预留加工时的夹模直线段长度；开孔方向最好要与铜管的某条直线段成 0°、90°或 180°等特殊角度，应尽量避免非特殊角度，如 131°。（见图 4）

拔孔

图3

图 4

表4 各种规格铜管钻拔孔规格汇总 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 铜管规格 4.76*0.6 6.35*0.7 9.52*0.8 12.7*1.0 16*1.0 19*1.2 22*1.5 25*1.5 28*1.5 32*1.5 35*1.5 38*1.5 42*1.5 45*1.5 钻拔孔规格 4.8，6.4 4.8，6.4 4.8，6.4 4.8，6.4，9.52 4.8，6.4，12.7，16 4.8，6.4 4.8，6.4 4.8，6.4，22，32 4.8，6.4，22 4.8，6.4，28，42 32，42 L ID

15

54*2.0 76*2.0

32，38，42，54

38

*4.8，6.4 为钻孔，其他为拔孔

16

1.2.4 定位点

1.2.4.1 工段目前可以对12.7（含）以下的铜管打定位点，具体加工能力见表5。

表5 各种规格铜管打定位点规格汇总 钻拔孔规格 凸点 L≦5 凸点 L≦7 凹点、凸点 L≦10 凹点、凸点 L≦10 1 2 3 4 铜管规格 4.76*0.6 6.35*0.7 9.52*0.8 12.7*1.0

1.3 焊接工艺要求 1.3.1 焊接间隙

焊接设计间隙一般取0.05～0.15（单边）,毛细管焊接间隙取0.1～0.20（单边）。 1.3.2 两管对接插入深度

两管轴线同心对接的配合长度（图5）

图5

设计中两管轴线同心对接的配合长度应优先选用表3《现有管端成型模具规格汇总》中的参 考长度L。

1.3.3 两管轴线垂直对接的插入深度（图 6）

两管轴线垂直对接的插入深度见表5.

图6

表 5 两管垂直对接插入深度

支管外径

主管外径

Φ10 以下

Φ12

Φ16

单位：mm

Φ12 Φ16 Φ19 Φ22 Φ25 4 4 4 4 4 5 5 5 5 6 6 6 Φ28 Φ32 Φ35 5 5 6 6 7 7 7 7 7

1.3.4 两管对接限位结构设计

两管件对接必须有限位结构设计，以控制插入深度。可以根据使用情况的不同参考图7 选用，两管轴线垂直对接，除图6中B、C结构外，还可以选择对主管的孔翻边，支管打定位 凸包。

图7

1.3.5 两焊点之间距离

两焊点之间的距离过近会影响焊接质量，出现焊漏、焊堵等缺陷。在设计时应注意区 分以下类型结构的焊点，避免焊点距离过近，影响焊接质量。

图8

注：图8中，焊点1、2、4、5可在同一工装上一次性配管焊接，L1-2 >2A（A为支管直 径）；3与6需在先焊好焊点4和5之后，再焊3、6。当A≤12时，L5-6≥40mm；当121.3.6 结构设计应考虑工人区分零件的极限

以下是两端尺寸相近的对称零件，肉眼难以区分，人工配管易出错。

改进1：将数值相近的尺寸通过调整其它尺寸，使其相等。

改进2：将数值相近的尺寸通过调整尺寸，使两尺寸区别放大到肉眼容易区分的范围。

1.3.7 焊料的选择。根据生产经验，焊料与焊剂的选择如下： 1.3.7.1 紫铜与紫铜的焊接，用BCu88PAg钎料。

1.3.7.2 紫铜与黄铜、钢的焊接推荐使用BAg45CuZn钎料，钎剂为U型糊状焊剂（硼酸、 KF、硼酸盐等）。 1.3.8 焊接符号

1.3.8.1 管路组（部）件图纸必须注明焊接符号（氧乙炔焊），如图9所示。

图9

1.3.9 倒焊

1.3.9.1 进行管路设计时，因倒焊焊接容易出现气孔、沙眼、虚焊等质量隐患，要注意尽 量避免出现倒焊焊点。如果不可避免，需要在图纸中注明，要求车间焊接特别注意该点焊 接质量。

2 管路尺寸标注 2.1 标注总则

2.1.1 管路图视图、标注尺寸、注释的格式应符合机械制图国家标准。

2.1.2 管路零部件图的视图和标注尺寸要能够清晰、正确、合理的反映出零部件的结构 和功能。 2.1.3

尺寸标注的个数取决于零部件的复杂程度，以工艺上所必需的最少尺寸个数为佳。

2.1.4 除扩缩口尺寸，其余尺寸标注尽量取整数。图纸上无特殊要求，一般默认的长度 单位为“mm”，角度单位为“度”。 2.2 零件图

2.2.1 标注应充分考虑设备的加工能力范围，详见以上各节管路加工工艺条件，当有疑 问时可以提前和制造部门沟通。

2.2.2 标注应充分考虑管路加工工艺，管路零件标注最好能够直接标注折弯长度和折弯 角度的真实尺寸，表达出“折弯长度＋折弯角度＋折弯长度（＋折弯角度……＋折弯长度） ”的加工顺序。

2.2.3 对于无法直接标注折弯长度和折弯角度的，如蒸发器进出口管、毛细管等，可以 使用投影尺寸标注。

2.2.4 垂直方向（指沿铜管轴线方向）的管口尺寸对装配精度影响较大，后续工序调管 困难，应直接标注，以利于生产控制。

2.2.5 不适宜直接标注的，应通过同一基准面间接标注 2.3 组件图

2.3.1 组件图中应直接标注出反映各零件的安装情况、相对位置、配合要求等关键尺寸。 关键尺寸的直接标注，不但有利于生产检验，而且便于保证产品的装配精度。 2.3.2 2.3.3 2.3.4

不适宜直接标注的，应通过同一基准面间接标注。

组件图标注过程中，要选择合理的基准，基准可以是管口尺寸、装配定位尺寸等。 焊接组件中尽可能采用 90 度直角，无法采用 90 度时，直接标注焊接角度。

2.4 参考尺寸

2.4.1 标注形成封闭尺寸链时，需要把某一不重要的尺寸作为参考尺寸，这样所有尺寸 的误差将累计到这个开口环上，不会影响设计要求。

2.4.2 作为设计和加工时的参考，标注成参考尺寸。

2.4.3 毛细管零件图的绕制直径及角度、毛细管组件图中的管口尺寸、蒸发器组件图中 与毛细管组件管口相关的尺寸，以参考尺寸标注。因结构，毛细管及组件管口尺寸已 不可调整的不在此范围。 2.5 公差

2.5.1 公差的标注应考虑经济性原则，在不影响零件功能的条件下，允许尽可能大的公 差。

2.5.2 未注公差要求按 GB/T1804-C 级，对于任一单一尺寸，如功能上要求比一般公差更 小的公差或允许更大的公差更为经济时，其相应的极限偏差要在相关的基本尺寸后注出。 例：某零件图技术要求：未注公差按 GB/T1804-C 级，该零件的管口尺寸 300 为关键尺寸， 如要求其保证较高精度，可表示为 300±a（a 为比 GB/T1804-C 级更小的公差）。 2.5.3 铜管对接时要求管口必须配到位，所以无法在焊接部位消除零件误差，因而焊接 组件的线性尺寸公差主要由各零件的公差累加而成，标注时应通过计算各零件的公差带来 确定组件的加工尺寸公差。

2.5.4 对于扩、缩口尺寸公差，内径尺寸公差统一按（+0.05，+0.15）；外径尺寸公差 按（-0.15，-0.05）执行，不能将公差放大到标注尺寸上，如 12.7 +0.15 +0。05 不能标注为 12.8+0.05 -0.05。

3 配管设计要求 3.1 管路设计选型

3.1.1 管路设计基本原则

3.1.1.1 一般而言，制冷剂管路中的压降会降低制冷量和增大功率消耗。但选取制冷管路 尺寸时制冷剂流速往往比压降更加重要，宁肯选取适当的压降也不选取内径过大的管子， 只有当气态的制冷剂流速大到足以携带冷冻油一起移动，油才能在系统中正常循环。 3.1.1.2 压缩机上维修阀的尺寸，冷凝器、蒸发器、气液分离器或者其他附件上的连接件 的尺寸并不能决定所采用的管路尺寸。

3.1.1.3 在管路上装配注氟嘴、温度开关、压力开关、电磁阀、膨胀阀等管路器件时，需 要注意以下几点：

3.1.1.3.1 安装位置(最小直线段距离)须距离铜管弯位和管端（不包含管端成型长度及折 弯半径）至少30mm。

3.1.1.3.2 选择注氟嘴安装位置时要保证有足够的操作空间和操作的方便性。

3.1.1.3.3 选择温度、压力开关安装位置时要考虑测量的准确性及车间装配的可行性。 3.1.1.3.4 电磁阀、膨胀阀尽量垂直安装，并注意安装处的承受强度和抗振动能力。 3.1.1.3.5 使用球阀、截止阀需要考虑工程安装和维护时接管、焊接的方便性和可靠性。 3.1.1.4 管路系统上所有低温铜管均需使用保温管(棉)包扎保温。

3.1.2 排气管

3.1.2.1 和系统其他部分相比，排气管（机组内部）压降不是特别重要，排气管压降小于 5psi（约 35kpa）时对系统的影响可以忽略；在能够保持足够的冷凝压力前提下，排气管 压降接近 10psi（约 70kpa）也不会对系统造成多大损害。

3.1.2.2 事实上一定的排气管压降有助于缓冲压缩机的脉动，从而降低噪声和震动，一些 排气管上的消音器正是利用压降效应产生消音作用的。

3.1.2.3 当油从竖直管壁流过时常会沿着管壁蠕升，因此油速取决于管壁附近的气体速度， 管子直径越大，管气体速度应该越高；图 10 列出了为适合回油，不同制冷量情况下的 推荐管尺寸。（图表来自《谷轮制冷手册》-管路部分，下同）

3.1.2.4 排气管中气体维持较高流速对回油有利，但是不能过高导致产生噪声，推荐值

10~18m/s。一般满负荷工况流速小于 15 m/s，在最小负荷时的回油速度必须保证 5m/s 以上， 图 11 给出正常制冷范围内制冷量和管路尺寸不同时的排气管等效气体速度，在初定管径后 可查该图表来确定流速是否过高。

3.1.3 吸气管

3.1.3.1 从设计角度来讲，吸气管选型最为重要，由于流动产生摩擦阻力，导致压缩机吸 气口处压力降低，压缩机吸气比容增大，排气量减小，直接导致冷量损失。

3.1.3.2 吸气管处冷冻油粘度是系统各处最高的，冷冻油将从制冷剂中析出，必须要保证 制冷剂有足够的流速以使冷冻油能顺利返回压缩机。在最小负荷工况下，水平吸气管内最 低流速推荐值是 4m/s，竖直吸气管是 7.6m/s，图 12、13 列出了为适合回油，在不同冷量 情况下的推荐管尺寸。

3.1.3.3 由于低压降和高流速的要求相矛盾，在选型时必须在两者之间作出倾向性选择， 一般情况下是在允许最大压降下选择管径使流速尽量高，推荐 4~20m/s，一般为 15m/s 左 右，最终是要确保能维持正常回油的流速，即使可能不得不允许比正常值大的压降。 3.1.4 液管

3.1.4.1 液管中由于制冷剂和油能充分混合，对流速度并没有特别，一般为

0.5~1.5m/s 即可。考虑的主要方面应该是如何保证进入膨胀阀的制冷剂为纯液体，避免因 压降导致进入膨胀阀的液体闪发。

3.1.4.2 为了减小制冷剂充注量，应该使液管内径尽量小，同时防止压降过大，一般可以 参考到达阀前有 8℃过冷度所对应的压降进行设计，如果液管有垂直上升和阀有较大的压 降时，更应注意该点。

3.1.4.3 当使用液管电磁阀时制冷剂流速应该低于 1.5m/s，推荐 0.7~1.25m/s，否则当电磁 阀突然关闭时会因为压力波动或液体冲击而破坏管路。图 14 列出了不同压降和管子尺寸所 对应的液体管制冷剂流速。

3.1.5 旁通管

3.1.5.1 热气旁通管设计基本要求参考 6.1.2 排气管的内容。 3.1.5.2 液路旁通管设计基本要求参考 6.1.4 液管的内容。

3.1.5.3 热气旁通管、液路旁通管等应与连接铜管的水平直管段焊接，避免垂直管段的剪 切力引发疲劳断裂。

3.1.6 管径设计

3.1.6.1 以上 6.1.2~6.1.4 部分介绍了查图表来确定管径，也可以用计算法来确定。具体 例子如下：

机型：****

1) 系统参数计算

额定工况：冷凝温度45℃ 、蒸发温度6℃、 液体温度37℃、 吸气温度14℃、 排气温度 80℃

3 3 3 计算相应的冷媒比容：吸气0.0409 m /kg、排气0.0161 m /kg、液体0.00087 m /kg

最小负荷工况：冷凝温度33℃ 、蒸发温度0.5℃、 液体温度25℃ 、吸气温度8.5℃、 排气 温度55℃。

3 同样计算相应冷媒比容：吸气0.0484 m /kg、排气0.021 m3 /kg、液体0.00084 m3 /kg 冷媒流量计算：

压缩机型号为ZR108，额定工况下总制冷量为27.9kW,冷媒流量为598 kg/h，低温工况下冷 媒流量为508 kg/h。 2) 管径计算

2 根据管路的流速计算公式：V=Q 0* v/(π*r *3600)

式中 V---制冷剂的流速（m/s）；

Q 0- --制冷剂的流量（kg/h）； v---制冷剂的比容（m3 / kg）；

r---制冷管道的内半径（m）。

计算得到吸气管径35mm其流速为8.45m/s，低温工况下的流速为8.50 m/s。排气管径22mm其 流速为9.44m/s，低温工况下为10.46m/s。液管管径16mm其流速为0.94m/s，低温工况下为 0.77m/s。

根据6.1.2~6.1.4部分要求来判断流速符合要求。

图 10

图 11

图 12

图 13

图 14

3.2 配管减振设计 3.2.1 排气管

3.2.1.1 排气管设计时必须要考虑减振，对于涡旋压缩机来说，要增加 U 弯设计，且尽量 往压缩机缸体靠近，以减小振动，或者设计为类似圆弧（与压缩机缸体相切）结构。（角速 度一样时，离压缩机中心越远，线速度越大）。

3.2.1.2 在排气管的弯曲部位，对于外径大于 φ6 的铜管，最大应力发生在弯曲部分的内 壁， 所以排气管第一个 U 弯的弯曲度尽量平缓。

3.2.1.3 在配管的焊接部位需要关注应力问题，避免使焊接点处于弯曲部分。排气管与压 缩机焊接连接时，必须保证最小直线段距离！（L-R＞15）避免折弯部位在系统工作时因应 力过大出现裂管。

3.2.2 吸气管

3.2.2.1 增加 U 弯设计，与压缩机连接的第一个 U 弯，应尽量往压缩机缸体靠近，以减小 振动（角速度一样时，离压缩机中心越远，线速度越大）。

3.2.3 毛细管与外平衡管

3.2.3.1 毛细管（包括膨胀阀感温包毛细管、外平衡管、节流毛细管等）应避免与吸排气 管路的振动段固定在一起以防止因振动导致毛细管断裂。

3.2.3.2 毛细管须作绕弯（不可以在悬壁位置）处理，在各焊接点前做绑扎等固定措施， 防止运输过程中焊接点泄漏。

3.2.3.3 毛细管焊接/固定点应避开靠近压缩机接口的管路处，防止应长期振动产生疲劳断 裂。

3.2.3.4 外平衡管须考虑减振设计，在膨胀阀接口处及蒸发器出口管接口处增加 U 弯设计， 在跨管时接近管路处增加绕弯处理并固定，平衡管且应与蒸发器出口水平直管段焊接，另 外，须做固定处理。

3.2.4 其他管路

3.2.4.1 配管的弯曲(防应力集中)， 配管设计时．在承受应力较大的部位．配管的弯曲度 应尽量平缓。

3.2.4.2 配管的焊接(防应力集中)， 配管的破损容易发生在连接配管的焊接部位，因此应 注意不使承受应力集中在焊接部位．并且不要使焊接部位与弯曲部位重合,焊接部位与弯曲 部位的直线段应符合 L-R＞15 的要求。

3.2.4.3 焊接时,若温度过高，会使焊接部位强度下降，注意不要使焊接温度过高。

3.2.4.4 运输时的耐振, 在运输空调成品时，由于振动，冲击，容易造成配管的破损, 管 路不可悬空设计，且设计时应充分考虑防护措施。

3.3 配管间隙要求

3.3.1 设计配管时应考虑配管不发生碰撞，不发生共振及防止应力集中。

3.3.2 配管的间隔（防碰撞）， 配管及其管上附件与运转部件（压缩机，风机，配管） 的间隔应大于 13mm；配管与静止部件的间隔应大于 10mm。

3.4 配管固定要求

3.4.1 配管时，水平直管段较长，应根据情况增加 1 个或几个固定点，采用绑扎等方式 与机组固定。

3.4.2 配管时，垂直直管段较长，或者管间有较重的器件，或者垂直管段处于水平管的 末端，产生悬臂梁效应时，都应该绑扎固定。