制冷技术考试复习重点简答和解释

1.制冷的定义：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。第一章蒸汽压压缩式制冷1.理想制冷循环：ε=To/Tk-To，作用：为理论循环提供方向性指导。蒸发温度比冷凝温度影响制冷循环大，与制冷剂种类无关。2.理论循环与理想循环相比的特点：用膨胀阀代替膨胀机（为了简化装置以及调节进入蒸发器的制冷剂流量）蒸汽能进行干压缩（措施：在蒸发器出口增设气液分离器；采用可调节流量的节流装置，使蒸发器出口制冷剂为饱和蒸气）忽略流动与能量损失，两个传热过程均为等压过程，并且具有传热温差（有传热温差的制冷循环的冷凝温度高于冷却剂的温度，蒸发温度低于被冷却物的温度。传热温差越大，制冷系数降低越多）④冷凝器出口为饱和状态。3.理论循环与同等蒸发温度和冷凝温度条件下和理想的损失：节流是不可逆过程，降低有效制冷能力；损失了膨胀功。4.节流损失：采用膨胀阀代替膨胀机，制冷系数有所降低，其降低的程度称为节流损失。大小除随冷凝温度与蒸发温度之差Tk-To的增加而增大以外，还与制冷剂的物理性质有关，饱和线趋于平缓。5.过热损失：采用干压缩后，可以增加单位制冷量，但由于为过热蒸汽，压缩耗功增大，制冷系数降低，降低程度称为过热损失，影响因素：制冷剂的物理性质和压缩前后的压缩比有关，干压缩：进入压缩机的制冷剂是饱和蒸汽或过热蒸汽。实现干压缩措施：使用调节制冷剂流量的节流装置，或在压缩机前设置气液分离器。6.再冷度：冷凝温度与再冷之后的温度Ts.c的差值为再冷度。7.过热度：蒸发器出口出来的制冷剂回热后与原来蒸发温度的差值。8.不完全中间冷却：制冷剂温度稍微下降，但仍然保持过热蒸气状态。9.完全中间冷却：将低压压缩机的排气温度冷却至饱和状态。10.复叠式蒸汽压缩制冷：为了降低冷凝压力，必须设置人造冷源，使这种不容易冷凝的制冷剂冷凝。原理：蒸发冷凝器既是高温级的蒸发器又是低温级的冷凝器，靠高温级制冷剂的蒸发，吸收低温级制冷剂的冷凝热。11.为什么多级压缩所达到的最低蒸发温度有一定限度：①蒸发温度必须高于制冷剂的凝固点负责制冷剂无法进行制冷循环②制冷剂的蒸发温度过低，蒸发压力也低，空气容易渗入系统，影响制冷循环的正常运行③蒸发压力很低，制冷剂的比容很大，单位容积制冷能力降低，势必要求压缩机的体积流量很大。12.亚临界循环：对于高温与中温制冷剂，在普通制冷范围内，制冷循环的冷凝压力远低于制冷剂的临界压力，称之为亚临界循环。13.跨临界循环：一些低温制冷剂在普通制冷范围内，利用冷却水或室外空气作为冷却介质时，压缩机的排气压力位于制冷剂临界压力之上，而蒸发压力位于临界压力之下，此类循环称之为跨临界循环。14.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。15.实际制冷系数小于理论循环制冷系数的原因：由于至制冷剂在冷凝器，蒸发器以及制冷剂输配管路中存在压力损失，而且，压缩机的实际压缩过程也非等熵过程，故蒸气压缩制冷的实际循环和理论循环相比，压缩机所消耗的功率增加，实际制冷系数也小了。16.实际容积效率ηv：压缩机实际输气量Vr与理论输气量Vh之比。影响因素：Vh与压缩机的结构参数和转速有关，对于确定的压缩机，Vh为一定值。17.COP：实际制冷循环性能系数εs，对于开启式压缩机制冷循环表示单位轴功率制冷量。εsεth。18.压缩式的改善：①膨胀阀前液体制冷剂再冷却②回收膨胀功③多级压缩制冷循环（减少过热损失）。饱和线趋于平缓第二章制冷剂与载冷剂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）；（5）绝热指数低，压缩过程可以看作等熵压送。二）物理化学性质：粘度和密度要小；与润滑油的互溶性（若难溶于由，则减少交换面积；若溶于油，蒸发温度升高，使总的制冷量下降）导热系数、放热系数高④相容性好，对金属和其他材料无腐蚀和侵蚀；三）环境友好性能：无害，不燃烧和爆炸；易于取得，价廉。2.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。3.润滑油的使用目的：减少摩擦，带走摩擦热，减少泄漏，消声。4.润滑油使用条件：一）低温性能（黏度和流动性，凝固点比蒸发温度要低5~10度。）二）制冷剂的互溶性。当蒸发压力一定时，随着含油量的增加，制冷系统的蒸发温度将升高，导致制冷量减小。制冷量减小的另一个原因是由于气态制冷剂和油滴一起从蒸发器中进入压缩机，遇到温度较高的气缸后，溶于油中的制冷剂从油中蒸发出来，引起了压缩机有效进气量减少。防止措施：可以采用回热循环，从蒸发器中出来的混合物先进入回热器，被来自冷凝器的液态制冷剂加热，使油中溶解的液态制冷剂气化，同时使高压液态制冷剂再冷，减少节流损失。第三章制冷压缩机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.活塞式制冷压缩机的工作过程:吸气、压缩和排气三个过程.3.理论输气量：单位时间内压缩机各个气缸所吸入的低压气体的体积总和Vh称之为压缩机的理论输气量，也称为活塞排量。3.活塞式制冷压缩机的容积效率ηv;压缩机的实际输气量Vr与理论输气量Vh之比称之为压缩机的容积效率ηv1。影响因素：气缸余隙容积；进排气阀阻力；吸气过程气体被加热的程度；压缩过程中的漏气。4.ηv=λvλpλtλl。λv－余隙系数；λp－节流系数；λt－预热系数；λl－气密系数；5.余隙容积Vc：为保证运行安全可靠，活塞在汽缸中进行往复运动时，活塞上端点与气缸顶部并不完全重合，而是留有一定的余隙，这部分容积称为余隙容积。相对余隙容积C：余隙容积与工作容积之比，即C＝Vc/Vg，是实际排气量降低的主要因素。6.余隙系数λv：由于余隙容积的存在，每次实际吸入气缸的气体量V1与气缸的工作容积Vg之比，即λv=V1/Vg。压缩比越大，相对余隙容积越大，余隙系数越低。7.节流系数λp：由于吸排气阀阻力的存在，气缸吸入的实际气体体积V2与吸气阀不存在阻力的情况下气缸吸入的气体体积V1之比，称之为节流系数。影响因素：吸气阀阻力越大，节流系数越低。8.预热系数λt：等于状态a（来自蒸发器的低压气态制冷剂1，经吸气阀节流降压、进入气缸时呈状态a）与状态b（在吸气过程中与气缸壁发生热交换，被加热至状态b）的气体比容之比，即λt=νa/νb。9.气密系数：压缩机工作时，少量气体从高压部位向低压部位渗漏从而造成压缩机实际排气量减少，其减少程度用气密系数来表示。气密系数不仅与压缩机的构造、加工质量、部件磨损程度等因素有关，还随排气压力的升高及吸气压力的降低而减小。（四个系数的共同规律）10.制冷压缩机的工作特性：在规定的工况范围内运行时，压缩机的制冷量和耗功量随工况变化的关系。二者除与压缩机的类型、结构、尺寸、加工质量等因素有关，主要取决于运行工况。活塞式制冷压缩机的制冷量:ϕo=Vrqv=ηvVhqv=ηvVhqo/v1kW。qv为制冷剂单位容积制冷能力，单位：kJ/m3。从上式可知：对于给定的活塞式制冷压缩机来说，转速一定，活塞排量为常数，只有容积效率和单位质量制冷能力、制冷剂比容影响压缩机的制冷量。蒸发温度不变，随冷凝温度的升高，吸气比容不变，单位质量制冷能力减小。冷凝温度不变，随蒸发温度的下降，吸气比容增加，单位质量制冷能力减小。另一方面：容积效率随排气压力的升高(冷凝温度)和吸气压力的降低(蒸发温度)而减小。因此，可以说，冷凝温度和蒸发温度是影响压缩机制冷量的主要因素。其中蒸发温度的影响更大。活塞式制冷压缩机的耗功率:压缩机的耗功率指的是电动机传至压缩机主轴的功率，也称之为压缩机的轴功率Pe，它包括两个方面：一部分用于压缩气态制冷剂，称为指示功率Pi，另一部分用于克服机构运动摩擦阻力，称为摩擦功率Pm。即：Pe=Pi+PmkW。摩擦效率ηm为指示功率Pi与轴功率Pe之比。因此，制冷压缩机配的轴功率：Pe=Pi+Pm=Pi/ηm。11.压缩机性能参数：是指在规定的工况范围内运行时，压缩机的制冷量和耗功量随工况变化的关系活塞式制冷压缩机的性能系数(COP)：压缩机能效指标。开开启式制冷压缩机的制冷性能系数COP是指在某一工况下，制冷压缩机的制冷量与同一工况下制冷压缩机轴功率Pe的比值。封闭式制冷压缩机的制冷性能系数COP是指在某一工况下，制冷压缩机的制冷量与同一工况下制冷压缩机电机的输入功率Pin的比值。压缩机的名义工况：压缩机的制冷量、轴功率等性能参数都随冷凝温度、蒸发温度的变化而变化。为标示压缩机的容量大小并比较同类产品的性能优劣，就必须给定特定的运行条件，这种特定运行条件就是名义工况。工况应包括5个条件：蒸发温度；吸气温度（过热度）；冷凝温度；液体再冷温度（或再冷度）；压缩机工作的环境温度。第四章制冷装置的换热设备1.冷凝器的作用：将制冷压缩机排出的高温高压气态制冷剂予以冷却、使之液化，以便制冷剂在系统中循环使用。2.冷凝器的分类：水冷；风冷；水-空气冷却（蒸发式和水淋式）；靠制冷剂或其他工艺介质进行冷却。工作原理3.水冷式冷凝器:原理：是用水冷却高压气态制冷剂而使之冷凝的设备。冷却水来源：地下水、地表水、经冷却后再利用的循环水。特点：可以得到较低的冷凝温度对制冷系统制冷能力和运行经济性均有利。分类：壳管冷凝器、套管式冷凝器、焊接板式冷凝1）.壳管冷凝器（卧式、立式）：1、卧式壳管冷凝器；气态制冷剂管外流动，上进下出。优点：传热系数较高，冷却水用量较少，操作管理方便。缺点：对水质要求较高。使用范围：大、中型氟利昂和氨制冷装置。2、立式壳管冷凝器：气态制冷剂管外流动，上进下出。优点：垂直安装，占地面积小；无冻结危险，可安装在室外，不占用室内建筑面积；对水质要求不高。缺点：冷却水用量大，体形比较笨重。使用范围：大、中型氟利昂和氨制冷系统。2).套管式冷凝器：冷却水管内流动，流向为下进上出；高压气态制冷剂氟利昂套管外自上而下流动，冷凝后的液体从下部流出。（也有制冷剂在内管流动的情况）。优点：结构紧凑、制造简单、价格便宜、冷凝液体在冷却度大、冷却水消耗量少。缺点：两侧流体流动阻力均较大，且清清除水垢难。适用范围：单机制冷量少的小型氟利昂制冷机组。3.焊接板式冷凝器：冷却水下进上出，制冷剂蒸气上进下出。优点：体积小、重量轻、传热效率高、可靠性好、加工过程简单。缺点：内容积小、难以清洗、内部渗漏不易修复。注意：消除不凝性气体的存在，提高冷却水水质。7.风冷式冷凝器：原理：完全不需要冷却水，而是利用空气使气态制冷剂冷凝的设备。制冷剂流向：水平管内流动，上进下出。分类：自然对流式、强迫对流式。特点：系统组成简单，可缓解水源紧张。使用范围：中小型氟利昂制冷机组。8.蒸发