现代工业制冷满液式系统低充注的技术基础-低循环倍率（1.2~1.5倍）

工业制冷满液式制冷系统循环倍率越高越好吗？显然不是，首先较高的循环倍率并不能提高蒸发器的沸腾传热系数Boiling heat-transfer coefficient, W/(m2.K)，下图是《Industrial Refrigeration Handbook》by Wilbert F. Stoecker在1998年发表的数据，制冷剂气体和液液的质量比在X=0.7~0.8之间时沸腾换热系数达到峰值，此时的循环倍率正好在1.2~1.5之间。这一发现和研究充分表明了循环倍率并不是越高越好。

该研究也和Hansen Technologies 20多年后的实验研究不谋而合，如下是Hansen Technologies在氨DX技术研究中发现的模型，也充分论证了低循环倍率将会是现代工业制冷满液式低充注的理论和技术基础。

过高的循环倍率除了传热系数下降以外，还会造成蒸发器性能的下降，高循环倍率必然带来蒸发器内部的较高的压降，导致了蒸发Log（dt）对数平均温差变小，造成蒸发器换热能力下降。如下是NH3和CO2的温度压力图，可以看出，举例说明：NH3在-28.9℃时0.2bar压降的情况下则会有3.2℃左右的温度损失，造成蒸发器能力的巨大衰减。

高循环倍率给部分负荷的制冷系统造成的简直是噩梦般的影响，尤其是回气立管部分，举例说明：-40℃，100KW，4倍循环倍率，10米长的一个回气立管，在选择DN80和DN100两个尺寸管道对比下，满负荷时的压力都在0.053bar左右，但是部分负荷20%情况下，压降达到0.18~0.23bar，这仅仅对螺杆压缩机的COP就造成40%左右的影响。

IIAR/ARF在2018年在北美专门找了DN100和DN50尺寸回气立管进行研究，并对《Ammonia Piping Handbook》进行了数据修正。

高循环倍率部分负荷下的蒸发器型性能也会发生大量衰减或者不稳定，如下是我们通过Hansen X-sensor进行观察，X-Sensor就像一面镜子可以随时反应出蒸发器内部流态情况。

Hansen X-sensor可以提供最佳的解决方案，可以控制满液式制冷系统的循环倍率，使得蒸发器处于最佳的性能情况下，满足按需供液的要求，同时解决了部分负荷下的各种问题，总结有如下特点：

降低系统充注量（CO2、NH3、HFCs）

提供能效，减小泵功率，降低压降

提高蒸发器部分负荷时、负荷波动较大时的性能

减小管路尺寸& 低充注、降低投资造价

为各种低充注Low Charge应用提供基础技术

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