平衡压力、高压和低压是空调系统设计与运行中的三个关键压力参数，其大小直接影响系统的性能系数、可靠性和能耗水平。本文阐述了三个压力的基本概念和物理意义，分析了它们之间的内在联系和相互制约关系。在此基础上，重点探讨了三个压力的计算方法。
一、前言
空调系统的性能参数如制冷量、
COP
、功耗等，与系统压力的分布和变化密切相关。作为描述系统高低压侧绝对压力值的三个核心参数，平衡压力、高压和低压的设计和匹配对系统的运行经济性至关重要。
一般来说，提高低压、降低高压可减小压缩机的压比，提高压缩效率和容积制冷量。但过低的低压会导致蒸发温度过低，易引发压缩机气蚀；而过高的高压则会恶化冷凝器换热，加剧压缩机排气温度和功耗。此外，不合理的平衡压力还可能造成油液分离不彻底，影响压缩机润滑和使用寿命
[1]
。因此，科学设计和精确计算空调系统的三大压力，实现压力参数的优化匹配，对于提升系统能效和可靠性具有重要意义。
二、平衡压力、高压和低压的基本概念
（一）平衡压力
平衡压力（
Balanced Pressure
），也称中间压力，指空调系统在停机状态下，高低压侧压力达到相等时的压力值。由于制冷剂在高低压侧之间存在浓度差和温度差，使得高压侧的液体制冷剂不断蒸发并向低压侧迁移，直至两侧的浓度和温度趋于一致，此时对应的饱和压力即为平衡压力
[2]
。
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。
三、3个压力的计算方法
（一）平衡压力的计算
平衡压力的大小主要取决于环境温度和制冷剂的特性。对于单元式空调机组，平衡压力可采用经验公式估算
[5]
：
P_b=(0.89~0.93)P_c
（
2
）
式中，
P_b
为平衡压力，
P_c
为在环境温度下的冷凝压力。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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 。