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1、 制冷原理知识点整理 Revised by Liu Jing on January 12,2021 制冷原理思考题 1、什么是制冷？从物体或流体中取出热量，并将热量排放到环境介质中去，以产生低于环境温度的过程。自然冷却：自发的传热降温 制冷机/制冷系统：机械制冷中所需机器和设备的总和 制冷剂：制冷机中使用的工作介质 制冷循环：制冷剂一系列状态变化过程的综合 2、常用的四种制冷方法是什么？液体气化制冷（蒸气压缩式、蒸气吸收式、蒸气喷射式、吸附制冷）液体绝热节流 气体膨胀制冷 涡流管制冷、热电制冷、磁制冷 优点 缺点 蒸气压缩式 性能系数高，制冷量大，成本低，适用范围广，结构简单 制冷剂会对环境产
2、生影响，压缩机存在噪声，振动等 蒸气吸收式 有利于废热的回收利用，电能耗费少，维修简单，振动噪声小，对大气臭氧层无破环作用 对铜及铜合金有腐蚀作用，钢材及冷却水消耗量大，性能系数低，体积较大，设备昂贵，适用于大型设备 蒸气喷射式 以热能为补偿能量形式，结构简单，加工方便，没有运动部件，使用寿命长 工作蒸汽压力高，喷射器流动损失大，效率较低 热电 无需工质，无运动部件，灵活性强，使用方便可靠 效率低，必须使用直流电源，使用的半导体器件价格高 3、液体汽化为什么能制冷？当液体处在密闭容器内，液体汽化形成蒸气。若容器内除了液体及液体本身的蒸气外不存在任何其他气体，也提出在某一压力下将达到平衡，处于饱
3、和状态。将一部分饱和蒸气从容器中抽出时，必然要再汽化一部分来维持平衡。液体汽化时，需要吸收热量，这一部分热量称为汽化热。汽化热来自被冷却对象，因而被冷却对象变冷或者使它维持在环境温度以下的某个低温。4、液体汽化制冷的四个基本过程是什么？制冷剂低压下汽化 蒸气升压 高压气液化 高压液体降压 5、什么是热泵及其性能系数？制冷机：使用目的是从低温热源吸收热量 热泵：使用目的是向高温热汇释放能量 6、性能系数：WQWWQCOPH/)(/0 7、劳伦兹循环 在热源温度变化的情况下，由两个与热源做无温差传热的多变过程及两个等熵过程组成的逆向可逆循环，称为洛伦兹循环，这是变温条件下制冷系数最大的循环。为了表
4、达变温条件下可逆循环的制冷系数，可采用平均当量温度这一概念，T0m 表示工质平均吸热温度，Tm 表示工质平均放热温度，表示制冷系数。洛伦兹循环的制冷系数相当于在恒温热源 T0m 和 Tm 间工作的逆卡诺循环的制冷系数。8、什么是制冷循环的热力学完善度，制冷剂的性能系数 COP？热力学完善度：实际制冷循环性能系数与逆卡诺循环性能系数之比 制冷剂的性能系数：制冷量与压缩耗功之比。9、单级蒸气压缩制冷循环的四个基本部件？压缩机：压缩和输送制冷剂，保持蒸发器中的低压力，冷凝器里的高压力 膨胀阀：对制冷剂节流降压并调节进入蒸发器的制冷剂的流量 蒸发器：输出冷量，制冷剂吸收被冷却对象的热量，达到制冷的目的
5、 冷凝器：输出热量，从蒸发器中吸收的热量和压缩机消耗功所转化的热量在冷凝器中被冷却介质带走 10、蒸汽压缩式制冷循环，当制冷剂确定后，冷凝温度、蒸发温度有什么因素决定？环境介质温度决定冷凝温度决定冷凝压力；制冷装置用途决定蒸发温度决定蒸发压力 11、过冷对循环性能有什么影响？在一定冷凝温度和蒸发温度下，节流前制冷剂液体过冷可以减少节流后的干度。节流后的干度越小，他在蒸发器中气化的吸收热量越大，循环的性能系数越高。12、有效过热无效过热对循环性能有哪些影响？有效过热：吸入蒸气的过热发生在蒸发器本身的后部或者发生在安装与被冷却室内的吸气管道上，过热吸收的热量来自被冷却对象。有害过热：由蒸发器出来的
6、低温制冷剂蒸气在通过吸入管道进入压缩机之前，从周围环境吸取热量而过热，但没有对被冷却对象产生制冷效应。13、不凝性气体对循环性能的影响 不凝性气体：在制冷机的工作温度、压力范围内不会冷凝、不会被溴化锂溶液吸收的气体。原因：蒸发器、吸收器的绝对压力极低，易漏入气体 影响：不凝性气体的存在增加了溶液表面分压力，使冷剂蒸气通过液膜被吸收时的阻力增加，吸收效果降低。不凝性气体停留在传热管表面，会形成热阻，影响传热效果，导致制冷量下降。不凝性气体占据换热空间，是换热设备的传热效果变差 压缩机的排气压力、温度升高，压缩机耗功增加 措施：在冷凝器与吸收器上部设置抽气装置 水气分离器：中间溶液喷淋，吸收水气，
7、不凝性气体由分离器顶部排出，经阻油器进入真空泵排出。阻油器用于防止真空泵停机时，大气压力将油压入制冷系统中。自动抽气：由引射器引射不凝性气体入气液分离器，打开放气阀排气。14、单级蒸气压缩循环中，蒸发温度和冷凝温度对制冷循环性能的影响。单位容积制冷量 理论功率 性能系数 蒸发温度下降 下降 上升 下降 冷凝温度上升 15、制冷剂有哪些种类？无机化合物 有机化合物 混合物 16、常见的制冷剂（见笔记）水 氨 CO2 碳氢化合物 氟利昂 17、简述禁用 CFC 的原因 CFC:率氟化碳，不含氢，公害物，严重破坏臭氧层，禁用 HCFC：氢氯氟化碳，含氢，低公害物，属于过度性物质 HFC：氢氟化碳，不
8、含氯，无公害，可做替代物，待开发 H可燃性 C毒性 F化学稳定性 18、简述共沸、非共沸及近共沸混合制冷剂的区别和联系 共沸：定压下蒸发和冷凝时，相变温度固定不变并比单一组分低，气液组分相同，单位容积制冷量高于单一制冷剂的单位容积制冷量；化学稳定性更高；电机绕组温升减少 非共沸：定压下蒸发和冷凝时，相变温度固定改变，气液组分不同 19、R12、R22 的替代工质有哪些 电冰箱常用制冷剂 R12 已被 R134、R600 替代。空调常用的制冷剂 R22 被新型制冷剂 R410A 替代。20、载冷剂 定义 是在中间冷却的制冷装置中，完成被冷却系统的热量传递给制冷剂的中间物质。原理 在蒸发器内于制冷
9、剂热交换获得冷量 用泵将被冷却的载冷剂输送到各个制冷场所用以冷却被冷对象 优点 将制冷系统集中在很小范围内，减少制冷剂系统的连管和接头 便于检漏密封 制冷剂充注量减少 便于安装 要求 在所需要的载冷温度下保持液态，对设备无腐蚀，对人体无害，载冷能力强，输送耗功少。无毒不可燃，无刺激性气味在大气压力下不分解氧化，物化性质不变 在使用温度范围内呈液态凝固点低于蒸发温度，沸点高于使用温度 比重小，粘度小，传热性好，比热容大流动阻力小，液体循环量小，耗功少，减小换热器的尺寸 21、为什么使用两级压缩 单机压缩机的缺点 收到容积系数为 0 的限制，随着压比增大，制冷量下降，功耗增加啊，COP下降，经济性
10、降低 排气温度过高会是润滑油变稀，润滑条件恶化，甚至引起拉缸的现象。双击压缩机的优点 获得较低的温度，同时使压缩机的工作压力控制在合适的范围内 22、为什么双效溴化锂吸收式制冷机的热力系数提高？工作原理：双效溴化锂吸收式制冷机在机组中同时装有高压发生器和低压发生器，在高压发生器中采用压力较高的蒸气或燃气、燃油、等高温热源加热，所产生的高温冷剂水蒸气用于加热低压发生器，使抵押发生器中的溴化锂产生温度更低的冷剂水蒸气。优点：有效利用了冷剂水蒸气的潜热，减少冷凝器的热负荷，提高机组的经济性。23、双级溴化锂吸收式制冷的流程和特点 分类 流程 特点 串联流程 从吸收器底部引出的稀溶液依次经过低温和高温
11、溶液热交换器并吸收浓溶液放出的热量 进入高压发生器中加热沸腾，产生高温水蒸气和较浓溶液 较浓溶液经高温热交换器后进入抵押发生器，再次产生水蒸气和浓溶液，浓溶液经过低温热交换器后进入吸收器 高压发生器和低压发生器产生的水蒸气混合进入冷凝器冷凝放热，凝结成水，进入蒸发器 进入蒸发器的冷凝水吸热形成蒸汽，进入吸收器 吸收器中的浓溶液和冷凝水混合放热，形成稀溶液 A1 溶液先进入高压发生器，后进入低压发生器，最后流回吸收器 并联流程 从吸收器底部引出的稀溶液经泵升压后分成两股 溶液分别同时进入高压发生一股经高温溶液热交换进入高压发生器 一股经低温溶液热交换器进入低压发生器 两股稀溶液分别在高压发生器和
12、低压发生器加热产生水蒸气和浓溶液 浓溶液在热交换器放热后进入吸收器 浓溶液在吸收器中和冷凝水混合放热，形成稀溶液 器和低压发生器后分别流回吸收器 24、两级压缩式制冷最佳中间压力的确定原则和方法？（1）比例中项法（2）经验公式法（3）试凑作图法 25、为什么利用复叠式制冷循环可获取较低的蒸发温度？低温制冷剂在常温下无法冷凝成液体，而复叠式制冷循环系统采用另一台制冷装置与之联合运行，为低温制冷循环的冷凝过程提供冷源，降低冷凝温度和压力。26、在复叠式制冷系统中蒸发器的作用 为低温部分的冷凝器和高温部分的蒸发器服务 27、氨吸收制冷机、溴化锂吸收式制冷机的制冷剂和吸收剂是什么采用哪种热补偿 28、
13、制冷剂 吸收剂 热补偿 氨吸收式制冷机 氨 水 热能 溴化锂吸收式制冷机 水 溴化锂 29、溴化锂吸收式制冷机中溶液热交换器的作用和在制冷系统中的安装位置 原理：通过溶液热交换器，浓溶液和稀溶液进行热量交换，是稀溶液温度升高，浓溶液温度降低。作用：（1）提高进入发生器稀溶液的温度，减少发生器加热量 （2）降低进入吸收器浓溶液的温度，减少吸收器中冷却水的消耗量，增强溶液吸收效果 安装位置：在稀溶液进入发生器浓溶液进入吸收器之前。30、溴化锂吸收式制冷机有哪些安全保护措施？防止溴化锂结晶 预防蒸发器中冷媒水或冷剂水结冻的措施 屏蔽泵的保护 预防冷剂水污染 31、自动融晶管 安装：在发生器处溢流箱的
14、上部连接一条 J 型管，J 型管的另一端通入吸收器，机器正常运行时，浓溶液从底部流出，经溶液热交换器后流入吸收器。当浓溶液在溶液热交换器出口处因温度过低而结晶，将管道堵塞，溢流箱液面升高。作用：液位高于 J 型管上端位置时，高温浓溶液通过 J 型管流入吸收器 吸收器的稀溶液温度升高，提高溶液热交换器中溶液的温度，结晶的溴化锂自动溶解，结晶消除后，发生器中的浓溶液重新从正常的回流管流入吸收器。32、吸收式热泵按驱动热源的分类和区别 分类 第一类吸收式热泵 第二类吸收式热泵 区别 驱动热源温度HT高于输出热的温度VT 驱动热源温度HT低于输出热的温度VT 输出热量比驱动热源提供的热量多，因此被称为
15、增热型吸收式热泵 输出热量比驱动热源提供的热量少，但由于有热补偿，是输出温度高于驱动热源温度，因此被称为升温型吸收式热泵 33、什么是热点效应、帕尔贴效应？热电效应：温差和电压之间的直接转换。当热电装置两侧的温度不同时，产生电压；反之产生温差。帕尔贴效应：电流流过两种不同导体的界面时，从外界吸收热量，或向外界放出热量。特点：结构简单 体积小 启动快，控制灵活 操作具有可逆性 效率低，耗电多，价格贵 应用：需要微型制冷的场合，ex 电子器件、仪表的冷却器、低温测量器械、制作小型恒温器 34、什么是热电堆？由于每个制冷原件产生的冷量很小，需要将许多热电制冷元件联成热电堆才可以使用。35、热电制冷器
16、的制冷原理 由 N 型半导体（电子型）和 P 型半导体（空穴型）组成小型热电制冷器。用同伴和铜导线将 N,P 半导体连成一个回路，铜板和导线只起导电作用，回路由低压直流电源供电。回路接通电源时，一个结点变冷，一个结点变热。改变电流方向时，冷热结点位置互易，原来的冷结点变热，热结点变冷。36、蒸发器是怎么分类的？各种蒸发器的结构特点（笔记）干式蒸发器 再循环式蒸发器 满液式蒸发器 水平降膜蒸发器 37、冷凝器是怎么分类的？各种冷凝器的结构特点 空气冷却式冷凝器 水冷式冷凝器 38、膨胀节流元件的作用如何分类 39、作用 膨胀机构位于冷凝器后，从冷凝器来的高压制冷流体经过膨胀机构后，压力降低，然后进入蒸发器。起降低流体压力，调节制冷剂流量的作用。使制冷剂离开蒸发器时有一定的过热度，保证制冷剂液体不会进入压缩机。分类 应用 手动膨胀阀 工业用制冷装置 热力膨胀阀 工业、商业、空气调节装置 热点膨胀阀 毛细管 家用制冷装置 浮球调节阀 工业商业和生活用制冷装置