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。
一、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：
二、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。
三、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：
四、结论
以下是重点；前面看不懂不要紧，最主要记住以下数据：
1、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 %
2、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。
五、如何判断制冷剂的充注量
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；
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。
六、制冷剂充注导致的故障分析
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。
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