制冷的意义
发布时间:2013-06-22 23:56:29
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1. 第一章
制冷的意义
“制冷”就是使自然界的某物体或某空间达到低于周围环境的温度,并使之维持这个温
度。
2. 制冷的方法
实现人工制冷的方法有多种,按物理过程的不同可分为:液体气化法、气体膨胀法、热电法、固体绝热去磁法。
3. 普冷和深冷的区别
普通制冷:>120K 深度制冷:120K~20K 低温和超低温:<120K t=T-273.15
空气调节用制冷技术属于普通制冷范围,主要采用液体气化制冷法,其中以蒸汽压缩式制冷、吸收式制冷应用最广。本教材重点讲述蒸汽压缩式制冷(热泵),并对利用热能的吸收式制冷(热泵)装置以及连接冷(热)源设备与空调末端设备的冷冻站和水系统作简单介绍。
4. 蒸汽压缩式制冷的工作原理 是使制冷剂在压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等热力设备中进行压缩、放热冷凝、节流和吸收蒸发四个主要热力过程,从而完成制冷循环,实现对被冷却介质的制冷效果。
5. 逆卡诺循环
1——2等熵压缩 T0 →Tk 耗功W1
2——3等温放热qk=Tk(Sa-Sb)
3——4等熵膨胀Tk→T0 做工W2
4——1等温膨胀吸热 q0=T0(Sa-Sb)
制冷系数:
6.
理论循环是由两个等压过程,一个绝热压缩过程和一个绝热节流过程组成
7.理论循环与理想制冷循环相比
有以下三个特点:1、用膨胀阀代替膨胀机;2、蒸汽的压缩在过热区进行;3、两个传热过程均为等压过程。并且具有传热温差。
节流前后温度降低,压力降低
8.
制冷能力:
冷凝负荷:
压缩机耗功量:
节流前后比焓
不变,即:
压缩机耗功量:
制冷量:
质量流量:
体积流量:
冷凝器的热负荷
(即冷凝负荷):
压缩机的理论耗功率:
理论制冷系数:
9.
10. .理论循环与实际循环相比忽略了以下3方面问题:在压缩机中气体内部和气体与气缸之间的摩擦以及气体与外部的热交换; 制冷剂流经压缩机进、排气阀的损失;制冷剂流经管道、冷凝器和蒸发器等设备时制冷剂与管壁或器壁之间的摩擦以及与外部的热交换。当然,离开冷凝器的液体常有一定再冷度,而离开蒸发器的蒸气有时也是过热蒸气,这也会使实际循环与理论循环有一定差异。
11. 苯R22制冷循环,其蒸发温度0℃,冷凝温度为35℃,膨胀阀前的液体温度为30℃,
压缩机吸入干饱和蒸气,试计算该理论循环的制冷系数εth及制冷效率ηR
解:由压焓图查得:
制冷系数
制冷效率
12.台采用R22制冷剂的热泵型房间空调器,其额定制热工况下的蒸发制温度为3℃,其冷凝温度为50℃,再冷度和过热度公别为3℃和5℃,当额定制热量为2800W,压缩机的总效率()和容积效率()分别为0.7和0.9时,请问需选用多大的理论输气量的压缩机?其制热COP是多少?
解:
根据压焓图可知:
制冷剂质量流量
制冷剂体积流量
又
1.6如图所示的R22G 一级节流、中间不完全冷却双级压缩式制冷循环中,其冷凝温度为35℃,蒸发温度-38℃,膨胀阀2前的液体温度为30℃,膨胀1前的液体温度为0℃,低压级压缩机的吸气过热度为5℃。
(1)请画出如图所示制冷系统的压焓图;
(2)中间压力取多少较为适宜;
(3)欲获得10Rt(冷吨,1Rt≈3.86kW)的制冷量,请问高、低压级压缩机的实际输气量各为多少?
(4)该制冷循环的理论耗功率为多少kW?
解:(1)压焓图:
(2)中间压力
(3)中冷器热平衡
实际输气量分别为
状态9与状态2混和得到总3,
(4)理论耗功率:
第二章
1.对制冷剂的基本要求:一)热力学性质(1)制冷效率高;(2)单位容积制冷量要大(一般情况下标准大气压下沸点越低,蒸发压力,冷凝压力越高,单位容积制冷能力越大);(3)临界温度要高,凝固温度要低(制冷循环的工作区越原理临界点,越接近逆卡诺循环,节流损失越小,制冷系数越高);(4)压力适中(制冷剂在低温状态下的饱和压力要接近甚至高于大气压力,防止空气渗入);
2.环境友好性能:消耗臭氧层潜值ODP、全球变暖潜值GWP、大气寿命Amospheric Life、变暖影响总当量TEWI
3.安全标准:美国《制冷剂命名和安全性分类》(ANSI/ASHTAE34-1992) 中国《制冷剂编号方法和安全性分类》(GB/T7778-2008)相比真假了急性毒性指标和环境友好性能评价方法。
4.分类命名:饱和碳氢化合物CmH2m+2,氟利昂CmHnFxClyBrx,其原子数之间关系为:2m+2=n+x+y+z,该类制冷剂编号为:“RxxxBx”第一位数字为m-1,此值为0时省略不写;第二位数字为n+1;第三为数字为x;第十位数字为z,如为零,则与字母“B”一同省略。
一氯二氟甲烷分子式:CHF2Cl,编号R22,称为氟利昂22;二氯三氟乙烷分子式CHCl2CF3
编号为R123,称为氟利昂123;丙烷分子式C3H8编号为R290;八氟环丁烷分子式C4F8编号为R318,;氨NH3编号R717;二氧化碳编号R744;乙烯C2H4编号R1150;氟乙烯(C2H3F)R1141
5, .制冷剂: 1) 氟利昂(性能随其所含的氟、氯、氢的原子数不同而变化;很难于水溶解,会产生冰塞 现象,对金属有腐蚀作用,大多数无毒,无臭,不燃,与空气混合遇火也不爆炸。放热系数低,价格高,极易泄漏又不易被发现。) 全卤化氯氟烃(CFCs)、不完全卤化氯氟烃(HCFCs)、不完全卤化氟烃化合物(HFCs) 2) 氨(氨:中温制冷剂;单位容积制冷量大;与水可以任何比例相互溶解,但对铜及铜合金有腐蚀作用;难溶于润滑油,密度比润滑油小;氨蒸气无色,有强烈的刺激性臭味,会引起中毒,有可燃和爆炸的危险性;绝热指数高,排气温度也较高;容易获得,价格便宜 3) 二氧化碳:无毒,无臭,无污染,不爆,不燃,无腐蚀,容积制冷能力高,传热性强, 很好的传热性能,价格低廉,来源广泛。
6..润滑油的使用目的:减少摩擦,带走摩擦热,减少泄漏,消声。
润滑油使用条件: 一)低温性能 二)制冷剂的互溶性
第三章
1.制冷压缩机根据工作原理不同分为:活塞式制冷压缩机(改变工作腔容积,将周期性吸入的定量气体压缩);离心式制冷压缩机(靠离心力作用,连续将吸入的气体压缩)
2
Z个气缸,
转速为n,则:
.
3. 冷冻用制冷压缩机与空调用制冷压缩机能否互换?为什么?
答:不能。因为其工作的蒸发温度范围不同,如图3-20所示,空调用制冷压缩机的工作点在峰值左右,电动机的功率按此配置;冷冻用的制冷压缩机工作点在峰值左边,配用电动机功率较小。所以不能互换。
4. 何谓压缩机的理论输气量Vh?为何压缩机的实际输气量Vr小于理论输气量Vh?Vr与哪些因素有关?
答:压缩机每秒钟所有气缸的吸气量,等于单个气缸的工作容积乘以气缸个数乘以转数。
实际输气量等于容积效率乘以理论输气量。
影响实际输气量的主要因素包括气缸的余隙容积(余隙系数),进排气阻力(节流系数),吸气过程气体被加热的程度(预热系数),和漏气(气密系数)。
5. 制冷压缩机的主要性能参数有哪些?试分析其影响因素。
答:制冷压缩机的主要性能参数为压缩机的制冷量、压缩机的耗功率、性能系数COP。 制冷量的影响因素有容积效率,吸气比容,单位容积制冷能力q0。进一步分析影响制冷量的运行工况为压缩比,冷凝温度,蒸发温度,压缩比越大,制冷量越小,冷凝温度越高,制冷量越小,蒸发温度越低,制冷量越小。
单位理论耗功量随着冷凝温度的升高而增加,随压缩比的增加而增加,随蒸发温度的降低而增加。但轴功率随着蒸发温度的降低而有个峰值。
第四章
1压缩机是制冷循环的动力装置,具有心脏作用。
2. 试描述冷凝器的传热过程,并分析风冷冷凝器和水冷冷凝器的最大热阻在哪一侧?为了最有效地提高冷凝器换热能力,应该在哪一侧强化传热?
风冷冷凝器最大热阻在空气侧,水冷冷凝器在水侧,应该在最大热阻侧强化传热。.
3. 氨制冷系统用满液式蒸发器是否可以直接用于氟利昂制冷系统?如果不能,需要做哪些改动?
不可以。润滑油密度大于氨液,而氟利昂密度大于润滑油,因此要将回收油位置改为制冷剂上部,取消原来位置的集油设置。
4. 4-4 有一将15的水冷却到7的蒸发皿,制冷剂的蒸发温度为5,经过一段时间使用后,其蒸发温度降低至0才能保证水的温度为7,请问蒸发皿的传热系数降低了多少?
解:
蒸发皿的传热系数降低了52.7%
第五章
1.节流装置是组成制冷系统的重要部件,被称为制冷系统四大部件之一, 其作用有二:1、节流降压:对高压液态制冷剂进行节流降压,保证冷凝器与蒸发器之间的压力差,以使蒸发器中的液态制冷剂在要求的低压下蒸发吸热,从而达到制冷降温的目的;同时使冷凝器中的气态制冷剂,在给定的高压下放热冷凝。2、调节供液量:调节供入蒸发器的制冷剂流量,以适应蒸发器热负荷变化,从而避免因部分制冷剂在蒸发器中未及气
2. 如果冷水机组的热力膨胀阀选型过大或过小,对系统性能有何影响
如果热力膨胀阀选择过小则会导致吸气过热度大,蒸发器的换热面积不能得到有效的利用,压缩机吸气过热度大导致排温一定的升高导致油温高其润滑能力有所下降(油冷却器负荷会增大)如果热力膨胀阀选择过大则会导致吸气带液,机组容易液击。
3.
蒸汽压缩式制冷装置的性能调节:制冷装置容量控制、制冷剂流量控制、安全保护控制
请问容积式制冷压缩机的容量调节方法有哪些,其调节机理是什么
运转速度调节方法:改变压缩机驱动电动机的极对数p或运转频率f,调节单位时间内通过压缩机的制冷剂流量Mr的容量调节方法。
机械是容量调节:压缩机转速不变、而以改变每个压缩周期的工作容积或实际输气量来调节单位时间内通过压缩机的制冷剂流量Mr的容量调节方法
第七章
工业上常采用质量浓度,即溶液中一种物质的质量与溶液质量之比。对于吸收式制冷机通常规定:溴化锂水溶液的浓度是指溶液中溴化锂的质量浓度;氨水溶液的浓度是指溶液中氨的质量浓度。这样,在溴化锂吸收式制冷机中,吸收剂溶液是浓溶液,制冷剂-吸收剂溶液是稀溶液;而氨吸收式制冷机则相反。
溴化锂的特性:1)极强的吸水性;2)沸点比水高很多;3)溴化锂水溶液对一般金属有腐蚀性;4)无色,化学性能稳定,无毒,不会分解变质;5)浓度越大,温度越低时,越容易结晶,吸收能力也越强。