制冷剂在四大件分布规律，如何判定制冷剂充注是否合理？

很多人对于制冷系统表面上是很了解，尤其是对于调试维修者的来说，能连续给你说三天三夜， 但是真正从微观来理解制冷系统的就不多啦。

比如下面一个问题：

制冷系统运行时，里面的制冷剂是怎么分布的？

平均分布在制冷系统各部件？

还是主要分布在冷凝器？

亦或是储液器里面占大头？

我们今天就通过5HP热泵机组为实验对象，详细介绍实验原理和方法，并得出实验数据，展示稳态运行的制冷系统，里面制冷剂是如何分布的。

1 测试原理

采用 制冷剂回收称量法 ，研究5 hp 热泵系 统中各部件制冷剂分布情况。

具体原理图如图：

利用电磁阀、截止阀将制冷系统分为蒸发器、冷凝器、气管、液管、压缩机、气分6 部分,  每一部分均采用毛细管加截止阀的结构对部件内的制冷剂进行回收 。

测试工况采用以下工况，在焓差实验室测试：

2 测试方法

1、 对被测试验系统抽真空、充入最佳制冷剂 量, 调整工况直至稳定, 开机进行测试。

2、 工况稳定运转30 min 后,关闭压缩机, 同时关 闭所有电磁阀及截止阀。将制冷剂回收装置(包括连接软管)放在电子称上清零后, 将连接软管接至被测部件的针阀上,排出空气后打开制冷剂回收机进行回收。

当被回收部件内压力低至标准大气压时, 制冷剂回收装置自动停止, 关闭连接软管处截止阀, 同时在电子称上直接读出回收制冷剂的质量。

3、 重复步骤1和2, 测出被试机其他部分的 制冷剂质量。

3 实验数据展示

经过步骤三、我们得出以下数据：

汇总数据，得出以下的柱状图：

 

4 结论

以下是重点；前面看不懂不要紧，最主要记住以下数据：

制冷 工况下制冷剂分布：

蒸发器 中制冷剂分布为13 %～ 19 %,；

冷凝器中制冷剂分布为63 %～ 70 %, 

液管内为5 %～ 14 %, 

气管及其他部分占6 %～ 10 %

制热 工况下制冷剂分布：

蒸发器(室外机)中制冷剂分布为38 %～ 41 %, 

冷凝器(室内机)中制冷剂分布为31 %～ 38 %,

液管内为8 %～ 9 %, 气

分占9%～14 %, 

气管及其他占5 %左右。

从结果可以看出,。

无论制冷工况还是制热工况， 制冷系统中制冷剂主要分布在两器内, 占72%～88 %

制冷工况下,冷凝器中制冷剂质量占60%以上。

下面小编将分不同种类机型来详细介绍如何判断制冷剂的充注量，以及充注量不对产生的问题和解决办法。

1 水冷冷水机组制冷剂的充注

 
 在中央空调和工业生产工艺降温中，水冷冷水机组使用比较普遍。这种机组由压缩机、卧式壳管式冷凝器、热力膨胀阀、卧式壳管式蒸发器及必要辅件组成一体。结构紧凑，操作控制方便，安装调试简单，在市场上受到欢迎。   

对于没有设置高压储液器和低压汽液分离器的制冷系统，制冷剂充注量的控制尤为重要。因为这种制冷系统是冷凝器兼作高压储液器，制冷剂加多了会储存在冷凝器中，淹没冷凝器散热簇管，使散热面积减小，冷凝压力升高，导致制冷量下降。 

对于这类制冷机组制冷剂充注量的控制，在充注过程中，遵循以下的方法：

一摸 冷凝器外壳温度

冷凝器出液口上口以上发热，出液口上口以下发凉就可以了（发热说明有压缩机高温排气在里面冷凝，发凉说明里面是液体空间） 。

二看吸气压力

要与蒸发器内冷媒水温度相对应（也就是与蒸发温度相对应）；

三看压缩机回气管温度

高温机组回气管应发凉结露，但结露到压缩机回气阀就可以了；低温机组回气管应结霜，但霜结到压缩机回气阀就可以了。如果结露或者结霜到压缩机外壳，液态制冷剂就会进曲轴箱，会引起压缩机跑油和液击。对于封闭式压缩机来说还会使电机接线端子短路。虽然大部分封闭式机组接线端子用密封胶密封了，但由于密封效果的不确定性，短路的可能性还是存在的。

2 风冷冷水机组制冷剂的充注

 

风冷冷水机组因不需要循环水系统，在户式中央空调和小型商用制冷系统中使用普遍，由于使用风冷冷凝器，其制冷剂充注量控制与水冷冷凝器有区别，就是在充注过程中要 摸散热器翅片温度，在夏天 ，工作过程中散热翅片全部面积应发热：

如果上部发热，下部发凉，说明制冷剂充多了。

发凉部分储存了液体制冷剂。冬天由于环境温度低，即使充注量正常，散热器下部也可能发凉，那么用这种方法就无法判断了。其他特征与水冷式机组相同。

3 家用空调器制冷剂的充注

 

 

家用空调器一般是蒸发器采用空气强制对流冷却方式，降温速度快，冷凝器采用风冷方式，空气强制对流。窗机无外接口，在维修过程中需把原来的制冷剂放尽，再重新充注。

分体机都有外接口，许多情况下是补充部分制冷剂。在加注制冷剂过程中，判断充注量的基本方法是观察蒸发器翅片发凉或结露的情况。

启动空调器，一边加注一边观察，蒸发器表面全部发凉或结露时应停止加注。

否则就会过量。当然刚开机时蒸发器的传热温差大些，制冷剂汽化速度快循环量也大些。室温降下来后蒸发器传热温差小了，制冷剂循环量会变小。这不用担心， 空调压缩机上都有汽液分离器，室温低了后少量多余制冷剂会储存在汽液分离器里，对压缩机和系统工作没有影响。 加注量只能以刚开机降温时的循环量为标准。

4 家用冰箱制冷剂的充注

 

家用冰箱没有加注制冷剂的活动外接口，补漏或者更换器件后要重新加入制冷剂。由于冰箱制冷系统没有设置汽液分离器或储液器，而且冰箱降温终了温度低，那么在开机加注制冷剂过程中，刚开机和自动停机时，由于蒸发器工作环境温度相差较大，制冷剂循环量相差也很大。

如果以刚开机时蒸发器表面全部发凉或结霜为标准确定加入量，那么降温终了制冷剂循环量就多了，箱外压缩机吸气管会结霜，甚至压缩机外壳结霜。这是不妥的，会导致冷量损失和压缩机跑油，甚至压缩机液击损毁。

此外，冰箱制冷剂加注量不大，一般不超过0.2千克。 所以冰箱充注制冷剂不可急噪，一边开机一边从低压工艺管以气体成分慢慢加入。观察压力表指示和压缩机工作电流，不宜过大。 冰箱加氟调试过程一般要两个小时左右才能完成（环境温度不同，降温时间有长短）。为了便于冰堵处理，加氟正常后要试运行观察24小时才能将工艺管封口。 

冰箱制冷剂充注量应该满足下列条件：

a、冰箱能自动停机；

b、工作过程冷冻室和冷藏室蒸发器能结满霜；

c、箱外压缩机回气管只结露不结霜。  

如果操之过急，刚开始就充注到蒸发器全部发凉或结霜，那么降温终了压缩机回气管就会结霜，这时就要放掉多余的制冷剂，造成不必要的浪费，而且开始充注量多了使压缩机超负荷工作，容易过载保护或烧毁压缩机。

下面我们来看看制冷剂充注量不对，对制冷系统产生的故障，以及如何分析。

5 制冷剂充注量不足

   制冷系统制冷剂充注量不足反映出的参数特征是：

1、蒸发器结霜或者结露不满；

2、压缩机吸、排气压力下降；

3、吸气温度偏高；

4、压缩机电机工作电流下降；

5、压缩机运行声音变低。

直接结果是机组制冷效率下降，达不到预期制冷效果。 

制冷剂充注量不足并不难判断，值得注意的是供液管路堵塞（过滤网、毛细管等）膨胀阀调节太小也会造成蒸发器结霜或结露不满，机组制冷效果下降，这个时候即使制冷剂过量，蒸发器仍然结霜或结露不满，吸气压力低。这就需要综合分析，找他们的不同特征。

堵塞另有其表现 ，一般堵点是出现在通路细密环节，也就是通径小的地方，如干燥过滤器和膨胀阀的过滤网，毛细管等。这些都是制冷系统的高压部分，正常情况下是常温的， 如果堵塞了，那么堵点后就会变低温了，现象是堵点后结露或结霜。如果通路不堵，应该是节流器后面开始结露或者结霜。  

初学者常把堵塞当制冷剂不足来处理，不断的充注制冷剂，不但蒸发器始终结霜或结露不满，还会出现制冷剂过量的故障特征。

6 制冷剂充注量过量

制冷剂充注过量在蒸发器和冷凝器上 都有特征表现 ，如果节流器（毛细管、节流阀）不能完全自动调节，那么供液过量后蒸发不完的液体会回到压缩机上来， 使压缩机外壳结霜或结露 。

如果节流器能完全自动调节，或者人为调小膨胀阀的供液量，那么压缩机回气管结霜或结露正常，多余的制冷剂液体会储存在高压部分，对于没有高压储液器的系统，多余的液体制冷剂就储存在冷凝器中。这时候 表现的特征是冷凝压力升高，蒸发压力蒸发温度也升高，制冷效率下降，降温速度慢，机组工作电流升高，机组工作声音变得沉闷。

当然，如果制冷系统内有大量空气，也会出现这种特征，但它们有其他的特征区别，那就是 制冷剂过量时，对于风冷冷凝器，散热翅片上部发热，下部因储存液体发凉 ； 对于水冷冷凝器（卧式壳管式），壳管高度方向上部发热面积小，而下部因储存过多液体制冷剂发凉面积多。 系统有空气但制冷剂量正常就没有这个特征。

7 制冷剂充注量与制冷量曲线关系

有图 3.4 可知，在一定的压缩机运行频率下和相同的电子膨胀阀开度下， 随着充灌量的增加 , 制冷量逐渐增大 , 在达到峰值以后 , 然后又逐渐的减少。

当充灌量较少时 , 制冷系统的蒸发温度较低 , 制冷剂流量很小 , 蒸发器出口过热度很大 , 导致蒸发器的换热面积没有充分得到利用 , 因此制冷量很小。当充灌量逐渐增大时 , 系统的质量流量增大 , 蒸发温度升高 , 蒸发器的有效换热面积增大 , 从而系统的制冷量增大。  

尽管蒸发温度升高会使蒸发器与环境传热温差减少 , 但在达到峰值以前 , 增大质量流量仍在传热中占主导地位 , 所以制冷量会逐渐增大。但 是随着充灌量的进一步增加 , 蒸发温度的上升会使传热温差减少 , 这时传热温差占主导地位 , 制冷量反而会下降 , 抑制了制冷量的进一步上升 。 这就是制冷量出现峰值的原因 , 在峰值过后 , 传热温差占优势 , 制冷量又开始下降。

8 制冷剂充注量与功率曲线关系

由图 3.5 可知 ： 随着充灌量的增加 , 空调器输入功率上升 。由于空调器的输入功率是由压缩机和风扇电机两部分构成的 , 其中风扇电机功率很小基本维持不变 , 而压缩机随系统运行情况变化很大。  

压 缩机功率与制冷剂的质量流量成正比 ，随着充灌量的增加， 压缩机的质量流量增加，引起压缩 机的耗功增大 从而引起空调系统的输入功率逐渐增。

9 制冷剂充注量与EER曲线关系

由图3.6可知， 随着充灌量的增加，在能效比EER呈先增大后减小的趋势 。当充灌量较少时，制冷量增加速度较快，而输入功率增加得相对较慢，所以EER=Q/N呈现增大的趋势，随着充灌量的继续增大，输入功率的增加速度大于制冷量的增加速度，因而 EER   开始减小。

《完》