制冷剂充注量计算

例析制冷系统制冷剂充注量的确定方法引言为了降低成本，简化制冷系统结构同时为保证系统可靠运行啤酒冷却机的制冷系统采用毛细管进行节流，但因毛细管属不可调节的节流元件，为此制冷系统中制冷剂充注量对系统性能特别是制冷量影响很大.制冷剂加入量过多或过少都是不利的。

制冷剂量不足使蒸发器未完全充满，蒸发压力降低，压缩机吸气过热度增加，因此蒸发器的传热系数和制冷量都减小；另一方面制冷剂量过多时，将导致冷凝器的有效传热面積减少，引起冷凝温度和压力升高，引起制冷量下降和能耗增加。

对于一般的家用制冷器具每个公司都有自己的一套经验做法，大多数以实验方法为主，但较费时费力。

而有些文献介绍的利用经验公式计算，但经验公式通用性不强，准确程度差。

在新产品开发过程中，制冷剂充注量的确定成了实验工作量最大的环节，约占全部实验工作量的40%。

因此，如能以计算的方法确定充注量，以实验加以验证，在生产中将有相当大的应用价值。

1、制冷剂充注量对系统性能的影响对于毛细管内经和长度一定的制冷系统，为达到最大的能效比，制冷剂的充注量有一个最佳值。

制冷剂在压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等热力设备中进行压缩，放热、节流和吸热四个主要过程，以完成制冷循环。

图1是理论的制冷循环压焊图上的表示，从图中我们可以知道理论制冷系数为ε=（h1-h3）/（h2-h1）。

当制冷剂充注量偏多时实际循环由1-2-4-5-1变成为1-2′-4′-5′-1，如图2所示。

由于制冷剂过量造成冷凝器中存有大量制冷剂液体占据冷凝换热面积，造成换热效果差冷凝温度升高、冷凝压力升高，同时将会造成压缩机排气压力（冷凝压力）升高，压缩机负荷及耗电量增大，压缩机的理论功耗由Wc变为Wc′=h2′-h1>h2-h1，而制冷剂单位质量制冷能力q0变为q0′=h1-h5′< h1-h5，在其他条件不变的情况下，压缩机的制冷量减少，系统的能效比下降。

由于制冷剂过多造成压缩机吸入大量的液态制冷剂造成液击，极其容易引起压缩机的损坏，影响制冷效果，系统运行工况恶劣，严重时将有事故发生的可能！系统中的制冷剂充注量过少，最突出的问题是蒸发器的供液量不足，使得蒸发压力由Pe下降倒Pe′，制冷量下降，压缩机的压缩比（或压力差）增加，效率降低，排气和运转温度增高，制冷温度下降缓慢或根本不下降，耗电量增加。

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液管管径R410 R22 6.35 0.023 0.035 9.53 0.06 0.065 12.7 0.12 0.115 15.9 0.18 0.19 19.1 0.27 0.29 22.2 0.38 0.38 25.4 0.52 0.58 28.6 0.68 0.76。

中央空调中1HP等于KW 计算大卡定义：一、各种制冷量单位的换算关系如下：1. 1kcal／h(大卡／小时)＝1.163W，1W＝0.8598kcal／h；2. 1Btu／h(英热单位／小时)＝0.2931W，1W＝3.412Btu／h；3. 1USRT(美国冷吨)＝3.517kW，1kW＝0.28434USRT；4. 1kcal／h＝3.968Btu／h，1Btu／h＝0.252kcal／h；5. 1USRT＝3024kcal／h，10000kcal／h＝3.3069USRT；6. 1匹＝2.5kW（用于风冷机组），1匹＝3kW（用于水冷机组）说明：1.“匹”用于动力单位时，用Hp(英制匹)或Ps(公制匹)表示，也称“马力”，1Hp(英制匹)＝0.7457kW，1Ps(公制匹)＝0.735kW；2.中小型空调制冷机组的制冷量常用“匹”表示，大型空调制冷机组的制冷量常用“冷吨（美国冷吨）”表示。

二、螺杆机的制冷剂充注计算（公司估算）制冷剂（R22）Kg=（制冷量/3.516）*0.6-----0.8\\\三、空调的制冷量和功率常用：1050KW=300RT（冷吨）。

四、冷媒冲注系数：0.6-0.8。

1KW=860KCal1HP＝1匹＝736瓦-----745.7W=2684.52KJ五、功率是指制冷机为获得制冷量所消耗的能量电功率1KCal是指1Kg水在一个大气压下.以温度+19.5℃加热至+20.5℃时所需的热量。

1BTU是.1磅重的水加热温度上升1华氏度所需的热量为一个英热单位。

冷吨是24小时内将一吨0℃水结为0℃冰所放出的热量六、空调的制冷量和输入电功率必然成正比例关系。

输入的电能，是驱动压缩机运转，同时驱动控制电路以及风机运转所使用的电量。

而制冷量（或者带热泵制热）那么这个冷量（正规的说法是散热能力）是由于制冷剂蒸发（汽化）吸热冷凝（液化）散热过程中带走的热量。

空调匹数原指输入功率，包括压机、风扇电机及电控部分，因不同的品牌其具体的系统及电控设计差异，其输出的制冷量不同，故其制冷量以输出功率算。

空调器制冷剂最佳充注量确定每一种空调器的设计都存在着如何确定制冷剂充注量的问题，特别是在采用毛细管作节流装置的空调器中，由于毛细管的调节能力较热力膨胀阀差，充注量的变化对其性能影响更大。

目前这方面的研究较少，缺少成熟的理论计算方法，各生产厂家只好采取试验手段，依据经验估计值进行多次试验，以最终确定最佳充注量。

这种重复的工作不仅费钱，也费时费力。

为了使确定最佳充注量变得简单可行，本文在系统稳态性能模拟的基础上，对分体式空调器的最佳充注量进行了计算，并提出了确定系统最佳充注量的原则：当空调器的结构尺寸和工作条件一定，制冷量达到设计要求时，系统的能效比最大。

此时，空调器及各部件处于最佳工作状态。

本人曾对ＫＦＲ－３２ＧＷ／Ｈ分体挂壁式空调器反复做试验，理论计算和试验结果很吻合。

1充注量计算制冷剂在制冷系统中的状态可分为单相和两相两种，这两部分的制冷剂质量计算应分别考虑。

1.1单相区质量计算单相区制冷剂密度计算较为简单，处于单相区的各部分制冷剂质量可通过积分计算。

（１）式中ｍ１为制冷剂质量，ｋｇ；ρ为密度，ｋｇ／ｍ３；Ｖ为容积，ｍ３；Pv为压力，Ｐａ；Ｔv为制冷剂温度，Ｋ。

单相区制冷剂主要存在于蒸发器过热区、冷凝器过冷区、连接管路、压缩机壳体内、过滤器和润滑油中，故单相区制冷剂质量为：（２）式（２）中各参数的下标含义为：ｆｉｌｔ过滤器，ｐｉｐｅ管路，ｏｉｌ润滑油，ｃｏｍ压缩机，Ｖ单相区容积。

考虑到压缩机、过滤器、接管内制冷剂温度变化不大，故式（２）中采用平均温度来计算密度。

润滑油中溶解的制冷剂量，可根据油质量及制冷剂的溶解度进行计算。

1.2两相区质量的计算充注量计算的难点在于两相区中制冷剂量的确定，其关键是两相区空泡系数的计算。

在两相区空泡系数修正模型的研究和验证方面，不少学者已经做了大量工作。

笔者在此基础上，结合空调器的实际工作条件，在稳态工况下，假设换热器两相区单位面积热负荷一定，选用Ｈｕｇｈｍａｒｋ模型计算两相区的制冷剂量。

制冷剂充注量的简化计算方法——工况参数法1．计算原理将制冷系统看作一个压力容器，而制冷剂在制冷系统中仅以四种状态出现，即冷凝压力下饱和气体、饱和液体，蒸发压力下饱和气体、饱和液体。

而计算时只需要给出制冷系统所需计算部分的内容积，再给出该部分的饱和气体及饱和液体的相对比例及比容，就可以计算出制冷系统在某一工况下运行时需要的制冷剂充注量。

2．计算方法制冷系统运行压-焓简图如下：在计算过程中，我们将做如下简化：将压缩机排气到冷凝器进口之间管路中的制冷剂看作冷凝压力下饱和蒸气；将冷凝器进口到冷凝器出口之间换热管中的制冷剂看作是在冷凝压力下饱和气体及饱和液体按一定比例的混合物（例如饱和液体比例占15%，饱和气体比例占85%，可根据具体情况调整）；将冷凝器出口至节流装置进口之间管路中的制冷剂看作冷凝压力下饱和液体；（假设节流装置到蒸发器进口距离很短，可忽略这一段管路内容积）将蒸发器进口至蒸发器出口之间的换热管中的制冷剂看作是在蒸发压力下的饱和气体及饱和液体按一定比例的混合物（例如蒸发器进口干度为x，出口干度一般可设为1，则蒸发器内平均干度为(x+1)/2，即蒸发压力下的饱和气体比例为(x+1)/2，蒸发压力下的饱和液体比例为(x+1)/2）；蒸发器出口至压缩机吸气口之间管路（包括气液分离器）中的制冷剂看作是在蒸发压力下的饱和气体。

通过以上假设，再计算出制冷系统各部分管路的内容积，查压-焓图获得3、4、7、9四点的比容，就可以计算出该制冷系统在冷凝压力tk、蒸发压力t0运行时所需的制冷剂充注量了。

3．该简化计算方法的优缺点该简化计算方法的主要优点就是简单明了，手工均可很快计算出结果，而且计算的依据是制冷系统的运行参数，与制冷剂种类无关，所以其计算原理对各种制冷剂均是通用的。

其缺点主要是计算精度较差，因为制冷系统运行时制冷剂时时刻刻存在着状态的变化，将其简单地看作只有四种状态显然不能精确地计算出制冷剂充注量，而且如果精确计算各部分管路内容积将会十分繁琐，所以一般情况下均是采取简化的方法，略去一些管路的内容积或是采取一些修正系数；其次，这种简化计算方法无法确定二次节流的中间过程的制冷剂状态，例如制冷时节流状置放在室外机，那么从节流装置到室内机蒸发器这一段管路中（包括连接管）的制冷剂状态如何确定现在还没有好的方法；由于还没有对贮液罐有比较深刻的认识（根据部门检查表：高压贮液罐的出口被制冷剂液体封住制冷系统即可正常工作，但已经有几位同事向我提出，实际上加装贮液罐后制冷系统的充注量明显增加，已经远高于高压贮液罐的出口时制冷系统才能正常工作），所以如何计算带有贮液罐的系统请大家在实践中摸索。

格力GMV5多联机调试参数、冷媒冲注与容量匹配一、GMV5多联机制冷制热原理GMV5/GMV5S多联空调机组室外机可以通过模块组合并联的形式实现(最多四台外机组成一个系统)，室内机同样可以由多个单元并联组成。

其工作原理如下:内机为制冷模式运行时。

室外机根据室内机的运行负荷需求,相应地启动室外模块，室外换热器作为系统的冷凝器，各制冷室内机的换热器并联作为系统的蒸发器，通过室内机的送回风循环实现对室内空间的空气温湿度调节。

内机为制热模式运行时，室外机模块所有的四通阀切换为得电状态，室外换热器作为系统的蒸发器，室内机的换热器作为系统的冷凝器。

通过室内机的送回风循环实现对室内空间的空气温湿度调节。

二、GMV5多联机调试参数参考值多联机机组维修时经常会查看一些机组运行参数，通过故障参数与机组正常运行时的参数进行对比，进行故障初步判断。

下面就提供一些机组正常运行时的参数值供大家参考。

GMV5满负荷运行参数，用于冷媒量判断参考三、GMV5多联机容量匹配多联机内外机容量匹配一直有要求不能超额过多，GMV5有强制限定的功能，室内机容量之和必须在室外机容量的50%-135%之间，若超出此范围，机组会报CL (容量配比过低)或CH (容量配比过高)故障，故GMV5多联机超配135%是无法使用的。

四、GMV5多联机冷媒冲注计算追加制冷剂量R= 配管冷媒追加量A+ Σ每个模块冷媒追加量B 配管冷媒追加量A 计算方法如下：配管冷媒追加量A= Σ液管长度× 每米液管制冷剂追加量。

Σ每个模块冷媒追加量B 计算方法如下：举例：室外机由GMV-280WM/B；GMV-400WM/B；GMV-450WM/B 三个模块组成，室内机由8 台GMV-N140PLS/A 组成。

那么内外机额定容量配置C=140×8/（280+400+450）=108%，内机台数大于4 台，查上表可知：GMV-280WM/B 模块冷媒追加量B 等于3.5kg；GMV-400WM/B 模块冷媒追加量B 等于5.0kg；GMV-450WM/B 模块冷媒追加量B 等于5.0kg。

精心整理制冷剂充注量的简化计算方法——工况参数法
1．计算原理
将制冷系统看作一个压力容器，而制冷剂在制冷系统中仅以四种状态出现，即冷凝压力下饱和气体、饱和液体，蒸发压力下饱和气体、
和液体按一定比例的混合物（例如蒸发器进口干度为x，出口干度一般可设为1，则蒸发器内平均干度为(x+1)/2，即蒸发压力下的饱和气体比例为(x+1)/2，蒸发压力下的饱和液体比例为(x+1)/2）；蒸发器出口至压缩机吸气口之间管路（包括气液分离器）中的制冷剂看作
是在蒸发压力下的饱和气体。

通过以上假设，再计算出制冷系统各部分管路的内容积，查压-焓图获得3、4、7、9四点的比容，就可以计算出该制冷系统在冷凝压力tk、蒸发压力t0运行时所需的制冷剂充注量了。

3．该简化计算方法的优缺点
远高于高压贮液罐的出口时制冷系统才能正常工作），所以如何计算带有贮液罐的系统请大家在实践中摸索。

4．计算程序（已修订，计算更加简单）：
蒸发器及冷凝器结构参数只计算了翅片管部分的内容积，由于小
弯头部分及另一端马鞍座部分的长度并不统一，所以在这里暂不将其计入，而是通过输入一个修正容积的方法加以调整，或是在最终的计算结果乘以一个修正系数的方法加以调整。

计算程序还忽略了吸气管、排气管、分气管、集汽管等小段管路的内容积，所以最终的计算结果可能会偏小，相对来说，由于被忽略的内空积相对能力较小的机。

制冷剂液体流量试验方法计算公式将工艺管打开，高压管连接压力表，毛细管的一端连接干燥过滤器，另一端暂不焊接，启动压缩机，如果压力表的压力稳定在0.98---1.177Mpa左右，可以认为合适，压力过高就要割断一小段，压力过小时就加一小段，反复试验直到合适为止，然后将毛细管和蒸发器连接好。

再抽真空、充注制冷剂。

2.工厂大部分采用测试的方法来判定毛细管的长短，需要的设备有:高压瓶、流量计、液压测量和气压测量等条件，而在维修当中由于条件的制约，就有些困难;下面介绍一种方便的测量方法:在需要更换毛细管的冰箱的冷凝器输出端换一个双尾干燥过滤器，焊接好冷凝器的接头和工艺管(工艺管选择直径5毫米的铜管和三通压力表架，在选择一条基本上与原毛细管差不多直径的毛细管，长度在可根据压缩机的功率估计，一般在2.0米-2.8米之间，一端焊接到干燥过滤器的输出端，插入深度一般在0.5~1厘米左右不能太深，过深会触到干燥过滤器的过滤网上造成堵塞，也不能过短，太短会使赃物堵住毛细管的口径，焊接无误后，切开压缩机的工艺口，开启压缩机观查接在干燥过滤器上的压力表的压力，根据所用的制冷剂的不同选择压力的大小，如压力过高可截短一些毛细管，反之要加长，当基本上符合下面提供的压力范围内即可。

下面提供不同的制冷剂的压力范围:R1211.5~12.5KG/CM2R13410.5~11.5KG/CM2R2215.5~18KG/CM2R6009.6~10.5 KG.CM2在实际维修当中不断的测试及可得出标准的长度可供以后无需测试及可知道长度，但是必须和测试的毛细管的直径一致3.自制冰箱、冰柜蒸发器和毛细管的速算方法!在维修制冷设备时，如遇到冰箱、冰柜的蒸发器出现内漏时，一般可以不用拆动原蒸发器的盘管，在内包装皮的基础上可认重新盘管。

然而计算所用铜管的长度，会使许多维修员感到头痛。

下面介绍一种速算方法给大家，供参考。

一、速算方法1.电冰箱蒸发器新管长度计算公式管子总长度=冷冻室长度+冷藏室长度冷冻室长度=1/3总容积(升)×0.148米/升冷藏室长度=2/3总容积(升)×0.03米/升2.电冰柜蒸发器新管长度计算公式铜管总长度=1/3总容积×0.148米/升+2/3总容积×0.03米/升注意:公式中介绍的铜管长度的计算方法，适合于直径为∮6mm和∮8mm的紫铜管4.电冰箱要求压缩比达到1:10，才能使制冷系统达到设计规范。