冷凝器冷媒充灌量的经验是如何算的？

缘起： 

上海闵行小赵童鞋问：冷凝器冷媒充灌量的经验是怎么算的，我们是用软件模拟，过热铜管占百分比，两相区占百分比，过冷占百分比。模拟多了，发现，标准工况过热一般占5%只有，两相区75~80%，过冷10~15%。

问题继续：
一些特殊工况冷凝器，例如零下30度制冷发现，过热占0.2%，两相区10%左右，饱和与过冷占70%左右。

这是软件模拟结果，实际系统运行时，会把翅片换热器一般做储液罐，不参与系统运行。另外一半参与系统运行。不然软件能模拟，实际系统却无法运行。

大连闫晓涵 : 一家之言，仅供参考，如有异议，欢迎赐教。

我的回答:

如上图所示：
在冷凝器的过程，图上面已经标注了，3点到3'点，一直到4'点一直到4点。3点到3'相当于过热气体3降温，降温到饱和气体3'，再继续散热，变成干度50%的湿蒸汽3"4'，再继续散热，变成饱和液体4'，继续散热，会变成过冷液体4 。
这一切也不完全都发生在冷凝器内：其中3点到3'点，有一部分发生在排气管路上或者在油分上， 真正进入冷凝器内的那一点的可能处在3点和3'点之间，比如3点温度是99.29℃，实际上进冷凝器的温度可能不是99.29℃，90℃或者80℃也有可能，这个咱们不讨论那么多,咱们先姑且先按着压焓图来讨论一下，再重复一下，3点是冷凝器的进口，3'点那是饱和气体点，4'是饱和液体，4点就是过冷液体,在这里过冷度取5℃。

根据这几个点不同时刻的比容，可以换算一下它的密度。图下面有个计算，3点的密度是42公斤/立方米，平均两相区的平均密度是110公斤/立方米，过冷以后的密度是1176公斤/立方米。
在讲一下焓差(图中绿色文字)。这个焓差是假设的，假设制冷剂在冷凝器里放热过程与温差无关，是均匀放热，就是散热量跟时间、管道的长度、管道容积都是成正比的，当然这一切，也是个变量，只是如果，现在是假设，以后再分析一下。
大家可以看到3点和4点之间的焓差，实际上就是冷凝器的散热总量，单位制冷剂的散热总量。3点到4点的焓差等于233.54，约等于234。
其中过热段的焓差等于H3-H3'等于55，潜热段的焓差H3'-H4'等于173，过冷段焓差H3'-H4'等于6，这是每一段的焓差，也就是说在每一段制冷剂所需要放出的热量。
这个热量占总热量的百分比，算一下55/234等于23.5%，就是过热气体区，所散的热量占总热量的23.5%，湿蒸汽区散的热量占总热量的73.5%，过冷区热量占总热量3%，刚才说过假设均匀放热，那所散的热量等于它所需要的散热面积也等于它所需要的管路，这都是假设，假设这些东西都是等比例的。

对这个过热蒸汽区23.5%的散热量也就相当于整个蒸发面积的23.5%的蒸发面积用于过热气体区，那也就相当于冷凝器总体积的23.5%是用于过热气体的散热，这时候过热气体的密度42，这部分的单位体积（就是1m3体积）里面过热气体的质量就是二者相乘等于10。同样，两相区是81，过冷区是30，尽管含量很小，但是密度很大。30这个值能也不是很准确，只是个大概。
综合考虑以后，就相当于在冷凝器里面的不管是气体还是气液混合物还是液体还是过冷液体它的平均的密度是121，相当于是纯液体1176的1/10左右。
每一段这个质量占总质量的百分比再用10/121=8%，意思就是说，这个过热蒸汽区所对总质量的贡献率是8%，湿蒸汽区对总质量的贡献率是67%，过冷区是25%。意思也就是说冷凝器里1m3的制冷剂，总质量是121公斤。其中的8%，也就是10公斤是过热蒸汽。67%也就是81公斤是气液混合物。25%也就是30公斤是过冷液体贡献的。这个还是建立在制冷剂在冷凝器里是均匀放热的。

下面我再讲一下综合，综合跟理论就没关系了，就是我自己的一点感觉，这感觉也不是很准，就是大约的。
为什么要折中一下，参数发生一点变化呢？这个还得回到这个公式：Q=FKΔT上，在散热量一定的情况下，它的散热系数和温差相乘是一个定值。当这个对过热器来说，假设散热面积又不变，因为是气体，它的传热系数略微小了一些，但是传热温差会很大的，比如过热蒸汽区进口99℃，进口99℃，终点的是35℃，它们中间的温度大概有72℃。这个时候的水温大约是28℃左右，也就是说过热气体区大概ΔT=44℃左右。
既然ΔT很大了，所以K虽然略小点，但是在出入口不变的情况下F会小很多，也就是说在过热气体区制冷剂在空间里停留的时间会很短，并没有像理论上8%那么多，我假设6%有可能还要小一些，具体是多少可能跟设备的一些参数变化都有关系。
再讲一下这个过冷区，过冷液体区，过冷液体区的ΔT已经很小了，因为过冷液体从35℃变到30℃，平均温度不妨按照32.5℃算，水温之间的数学温差可能只有4.5℃，ΔT很小，但是制冷剂液体的传热系数很大，对制冷量来说贡献率会多一点，这一块传热面积也会衰减，具体衰减多少还不一定，我还没有仔细核算一下K值的影响量，这个K之前也讲了，这个K值是由制冷剂侧的换热系数加上基础材料的导热系数加上冷媒侧的换热系数比如水、风侧的换热系数，这三者的倒数才是K值，当其中一个值发生变化的时候，对总值会发生多大影响还没计算，我只是估一下，我觉得在纯液体区，尽管ΔT很小了，但是K的变化还是很大的，所以说对整个来说，它在里面待的时间可能也会相对比较少一些，至于少到20%、15%还是10%呢，我还没有计算，我只是估一下完按照20%来假设。
剩下这个就是在两相区，两相区ΔT不太大，K也不太大，这个区就姑且假设跟理论值比较接近，我的假设的就是按照74%。
这三个值可能跟上海小赵说的那个过热区5%，两相区75%-80%，过冷区10%-15%，有可能有点偏差，但是我觉得人家既然软件算的，人家的值更精确一点，我就只是说根据我自己的感觉猜想的。这一切，还跟冷凝器的大小有关，跟压缩比、蒸发温度、冷凝温度更有关，所以说是个变数，不同的工况这几个参数都是变的，所以说这个只是给提供大家一个思路，将来有兴趣的话，大家可以自己计算。按照我这种模式，详细的计算计算，包括其中的ΔT、K都可以算的仔细点，那你就能知道了将来最终的折中以后的含量到底是多少？

按照我这个理论值大概我也说了平均密度121，而液体的混合密度是1149，那相当于是10%多一点，就是在整个冷凝器里面的，质量的基本上是饱和液体质量的百分之十多一点就行了，我实际计算的时候是按照20%-25%的空间为液体来考虑的，就说明了还是有一定的余量。
这个东西我自己也感觉说的有点乱，不太好解释，这个东西也没有什么资料可查一切都是凭借我的感觉，我也不敢说百分之百对，有些参数可能会有一定的偏差，并且偏差值可能还会比较大，这个东西咱们又不玩纯理论的，没必要那么细，就像我之前所说的那样，尽管计算只有百分之十几的空间是纯液体。但是实际上选型的时候你不妨仍然按照20%或者是25%的空间是纯液体来考虑就行了，这个只是给大家提供个思路供大家玩的，没必要这么较真儿。

Dieter祥 ：老大讲得很全面，我再板门弄斧补充一下个人的经验：
按照仿真模拟（以我使用的GREATLAB软件为例）获得的充注量一般会偏小，偏小的原因包括压缩机润滑油溶解，管路长度，尤其是液管的长度测量不准，以及使用了罐型的分液器。机组调试时可以先按照仿真充注量充注，再逐渐补足充注量，直至测到设计过冷度。由于系统对充注量的反应并不敏感，每次补充制冷剂后应有充足耐心等待机组达到平衡（我的经验需运行10分钟），再测量过冷度。

zhr03208134 ：既然ΔT很大了，所以K虽然略小点，但是在出入口不变的情况下F会小很多，也就是说在过热气体区制冷剂在空间里停留的时间会很短，并没有像理论上8%那么多，我假设6%有可能还要小一些，具体是多少可能跟设备的一些参数变化都有关系。
吧主，我问下，这个过热气体你之前说的8%是占的质量比，用不了那么大的换热面积，然后推出过热气体区制冷剂在空间里停留时间很短，这个时间很短是怎么理解的啊？

大连闫晓涵 : 可以想象一下，当全部的气体变成液体，体积缩小为原来的1/20左右。此时流速也下降为原来的1/20左右。

来源： 制冷吧