空调系统的三大压力：平衡压力、高压和低压的分析与计算

平衡压力的高低决定了系统的静置压力水平，关系到压缩机、换热器等部件的设计压力和强度等级选型。同时，较高的平衡压力有助于实现主机与末端的快速平衡，缩短系统启动时间。但平衡压力过高则会造成高低压压差减小，制冷剂分布不均，影响系统的正常运行。

（二）高压  
高压（ High Pressure ）是指空调系统在运行状态下，冷凝器出口至膨胀阀入口间的压力值。高压由冷凝压力、管路和附件的压降以及液封高度等因素共同决定。冷凝压力与冷凝温度唯一对应，可由制冷剂的饱和压力 - 温度特性曲线查得。管路压降取决于管径、长度、布置方式以及制冷剂的流态等 [3] 。

系统的高压水平直接影响冷凝器的换热温差和传热系数。高压越低，冷凝器进出口温差越小，传热推动力减小，冷凝器尺寸增大。同时，过低的高压还会导致膨胀阀后压力降过大，易发生气蚀。但高压升高又会提高压缩机的排气压力和温度，加剧压缩功耗。因此，高压值的选取需在传热和功耗之间寻求平衡。

（三）低压  
低压（ Low Pressure ）是指空调系统在运行状态下，蒸发器出口至压缩机入口间的压力值。类似地，低压主要由蒸发压力和管路压降共同决定。蒸发压力随蒸发温度的变化而变化，二者满足如下关系 [4] ：
lgP_0=A-B/(t_0+C)  （ 1 ）
式中， P_0 为蒸发压力， t_0 为蒸发温度， A 、 B 、 C 为与制冷剂有关的常数。

低压的高低决定了蒸发温度和单位质量制冷剂的制冷量。低压越高，蒸发温度越高，在相同的冷凝温度下，压缩比越小，压缩机效率越高。但蒸发温度升高又会减小与被冷却物的温差，恶化蒸发器传热。此外，吸气比容积随低压升高而减小，在相同排气量下会降低压缩机的容积制冷量。

综上所述， 平衡压力、高压和低压三者相互关联、相互制约。设计三个压力参数，既要满足系统正常启动和运行的需求，又要尽可能降低压缩比、优化换热温差，在制冷量、 COP 与可靠性之间寻求最佳平衡点。

对于多联机、多模块机组等大型空调系统，还需考虑高低压管路、油管的液封高度影响。可先计算出在环境温度下，系统内制冷剂的质量分布，再根据各点的温度和压力查表确定平衡压力。

例如，对于采用 R410A 的多联机系统，设环境温度为 35℃ ，由饱和压力 - 温度关系表可查得 [6] ：
t_c=34.85℃ ， P_c=2.5827MPa
令压缩机进口温度为 25℃ ，查表得：
P_0=1.5912MPa
不考虑管路压降，近似取平衡压力为高低压的算术平均值，则：
P_b=(2.5827+1.5912)/2=2.0870MPa

（二）高压的计算   
高压的计算一般分三步进行。首先，根据冷凝温度确定冷凝压力。其次，计算管路和附件的压降。最后，考虑回油管液封压头的影响。

1. 冷凝压力的确定
          对于风冷式空调器，可取冷凝温度比环境温度高 3 5℃ ；对于水冷式空调器，可取冷却水出口温度比冷凝温度低 2 4℃ 。查制冷剂饱和压力 - 温度表，即可确定冷凝压力。    

2. 管路压降的计算
          冷凝器出口至膨胀阀入口的管路压降 ΔP_ 管，可用阻力公式计算：
         ΔP_ 管 =(8λρv^2 L)/(π^2 d^5 g)  （ 3 ）
          式中， λ 为沿程阻力系数， ρ 为制冷剂密度， v 为流速， L 为管长， d 为管径， g 为重力加速度。    

附件如过滤器、视液镜等的局部压降 ΔP_ 附，可查阻力手册或按额定流量条件估算。

1. 液封压头的计算
          回油管的液封压头 ΔP_ 液，与液柱高度 h 和制冷剂液相密度 ρ_f 成正比：
         ΔP_ 液 =ρ_f gh  （ 4 ）    

综上，高压 P_H 可表示为：
P_H=P_c+ΔP_ 管 +ΔP_ 附 +ΔP_ 液 （ 5 ）

（三）低压的计算   
与高压类似，低压的计算也分三步。首先，根据蒸发温度确定蒸发压力。其次，计算管路压降。最后，考虑吸气过热度的影响。

1. 蒸发压力的确定
          一般而言，蒸发温度比空调房间温度低 5~10℃ 。查制冷剂饱和压力 - 温度表，即可确定蒸发压力。对于变工况系统，还需结合负荷特性曲线，通过迭代计算确定蒸发温度和压力。    

2. 管路压降的计算
          蒸发器出口至压缩机入口的管路压降，同样可用式（ 3 ）进行计算。需要注意的是，蒸发器出口处制冷剂密度要取气液两相的平均值。    

3. 吸气过热度的影响
          吸气过热度 ΔT_sh 会使压缩机吸气比容增大，容积效率下降。因此，在计算低压时需考虑过热度的影响。    

引入过热修正系数 φ ，低压 P_L 可表示为 [7] ：
P_L=P_0-ΔP_ 管 -φ  （ 6 ）
φ 一般可取 0.02~0.05MPa 。