5.5 热泵工质的充注量
5.5.1 热泵工质充注量的简略估算方法
热泵中某一部分内的工质质量估算方法为：
MRi=VNiCYiρL （5-6）
式中，MRi为热泵某一部分内的工质质量，kg；VNi为热泵某一部分的内容积，m3；CYi为热泵某一部分的充注系数，无量纲；ρL为一定压力下工质饱和液的密度，kg/m3。
热泵各部分的充注系数如表5-7所示。
表5-7 热泵各部分的充注系数
热泵中工质的总充注量约为各部分内工质质量之和，即：
（5-7）
式中，MR为热泵中工质的总充注量，kg。
热泵中工质的大部分存在于蒸发器和冷凝器中，由于蒸发器和冷凝器内存在气液两相流动，采用充注系数法估算误差可能较大，当要求较准确估算时，可采用空泡系数法。
5.5.2 热泵蒸发器中工质充注量的计算
对蒸发器（干式蒸发器），其内部一般分为两相区和过热区。两相区内的工质质量为：
MRELV=VELVρELV （5-8）
过热区内的工质质量为：
MRESH=VESHρESH （5-9）
式中，MRELV为蒸发器内两相区内的工质质量，kg；VELV为蒸发器内两相区的内容积，m3；ρELV为蒸发器内两相区工质的当量密度，kg/m3；MRESH为蒸发器内过热区内的工质质量，kg；VESH为蒸发器内过热区的内容积，m3；ρESH为蒸发器内过热区工质气体的密度（近似等于蒸发压力下工质的饱和气密度），kg/m3。
设蒸发器内两相区和过热区的内容积之比与传热量之比相同，则近似有：
（5-10）
（5-11）
式中，VNE为蒸发器的内容积，m3；hEV为工质在蒸发压力下饱和气的焓，kJ/kg；hCL为工质在冷凝压力下饱和液的焓，kJ/kg；cpEV为工质在蒸发压力下饱和气的比热容，kJ/（kg·℃）；tESH为工质在蒸发器出口处的温度， ℃；tE为工质在蒸发压力下的饱和温度， ℃。
蒸发器两相区内某干度时工质的当量密度为：
ρELVX=αEρEV+（1-αE）ρEL （5-12）
（5-13）
（5-14）
式中，ρELVX为蒸发器两相区内某干度时工质的当量密度，kg/m3；αE为空泡系数，无量纲；ρEV为蒸发压力下饱和气的密度，kg/m3；ρEL为蒸发压力下饱和液的密度，kg/m3；sE为气液滑动比，无量纲；xE为工质的干度，无量纲。
设工质在蒸发器进口处（即两相区开始处）干度为xE0，在两相区结束处干度为1，且工质干度在两相区内沿流程按线性变化，则蒸发器两相区内当量密度为：
（5-15）
式中，vEV为蒸发压力下饱和气的比体积，m3/kg；vEL为蒸发压力下饱和液的比体积，m3/kg；xE0为蒸发器进口处工质的干度，无量纲。
蒸发器内工质的充注量为：
MRE=MRELV+MRESH （5-16）
5.5.3 热泵冷凝器中工质充注量的计算
对冷凝器，其内部一般分为过热区、两相区和过冷区。过热区内的工质质量为：
MRCSH=VCSHρCSH （5-17）
两相区内工质的质量为：
MRCLV=VCLVρCLV （5-18）
过冷区内的工质质量为：
MRCSC=VCSCρCSC （5-19）
式中，MRCSH为冷凝器内过热区内的工质质量，kg；VCSH为冷凝器内过热区的内容积，m3；ρCSH为冷凝器内过热区工质气体的密度（近似等于冷凝压力下工质的饱和气密度），kg/m3；MRCLV为冷凝器内两相区内的工质质量，kg；VCLV为冷凝器内两相区的内容积，m3；ρCLV为冷凝器内两相区工质的当量密度，kg/m3；MRCSC为冷凝器内过冷区内的工质质量，kg；VCSC为冷凝器内过冷区的内容积，m3；ρCSC为冷凝器内过冷区工质液体的密度（近似等于冷凝压力下工质的饱和液密度），kg/m3。
设冷凝器内过热区、两相区和过冷区的内容积之比与传热量之比相同，则近似有：
（5-20）
（5-21）
（5-22）
式中，VNC为冷凝器的内容积，m3；cpCV为工质在冷凝压力下饱和气的比热容，kJ/（kg·℃）；tCSH为工质在冷凝器进口处的温度（约等于压缩机的排气温度）， ℃；tC为工质在冷凝压力下的饱和温度， ℃；hCV为工质在冷凝压力下饱和气的焓，kJ/kg；hCL为工质在冷凝压力下饱和液的焓，kJ/kg；cpCL为工质在冷凝压力下饱和液的比热容，kJ/（kg·℃）；tCSC为工质在冷凝器出口处的温度， ℃。
设工质在冷凝器两相区开始处干度为1，在两相区结束处干度为0，且工质干度在两相区内沿流程按线性变化，则冷凝器两相区内当量密度为：
（5-23）
式中，sC为冷凝器两相区内的气液滑动比，无量纲；vCV为冷凝压力下饱和气的比体积，m3/kg；vCL为冷凝压力下饱和液的比体积，m3/kg。
冷凝器内工质的充注量为：
MRC=MRCSH+MRCLV+MRCSC （5-24）