制冷設(shè)備原計(jì)算總結(jié)講解

1、1. 什么叫制冷劑蒸氣干度 ？干度X= 1和= 0各是什么含義？ 答 干度是制冷劑蒸氣在飽和狀態(tài)下，濕蒸氣中所含的飽和蒸氣量與濕蒸氣總量之比值， 用符號(hào)x表示。x= 1即飽和蒸氣占100%, 稱為干飽和蒸氣；X=0,飽和蒸氣含量為零，為飽和液體。2. 減少流動(dòng)阻力的措施有哪些 ？答 減少流動(dòng)阻力的主要途徑是改善邊壁對(duì)流動(dòng)的影響,措施包 括減少沿程阻力 （減少管壁的粗糙度和采用柔性邊壁 ）,以及減少局部 阻力 （使流體進(jìn)口盡量平順,采用漸擴(kuò)和漸縮代替流通截面的突然擴(kuò) 大和縮小,減少轉(zhuǎn)彎,處理好三通管的結(jié)構(gòu)布置,合理銜接和布置管 件、泵或風(fēng)帆,盡量縮短管線等 ）。3. 何為傳熱方程 ？如何使傳熱增

2、強(qiáng)或削弱 ？答 傳熱方程為 Q= KAA tm。根據(jù)傳熱方程，提高傳熱系數(shù)K,擴(kuò)展傳熱面積 A,增大傳熱溫差都可使傳熱量增大，反之則減少。增 強(qiáng)傳熱的措施有； 合理擴(kuò)大傳熱面積. 加大傳熱溫差, 增大流體流速, 去除污垢降低熱阻：削弱傳熱的措施有：敷設(shè)保溫材料,降低流體流 速,改變傳熱面表面狀況 （如加遮熱板 ）等。4. 簡(jiǎn)述氟利昂制冷劑的性質(zhì)和應(yīng)用范圍。答 氟利昂是飽和碳?xì)浠衔镏腥炕虿糠謿湓乇畸u族元素 氟、氯、溴取代后衍生物的總稱。氟利昂制冷劑廣泛應(yīng)用于電冰箱、 空調(diào)機(jī)等各種制冷空調(diào)設(shè)備中。5. 蒸氣壓縮式制冷用制冷劑是如何分類的？答 按化學(xué)結(jié)構(gòu)分類有；無機(jī)化合物 （R717等）；氟利

3、昂（R22、 R134a等）;多元混合溶液（非共沸溶液有 R407C等，共沸溶液有R502 等）；碳?xì)浠衔铮≧600a、R290等）。按蒸發(fā)溫度和冷凝壓力分類有： 高溫低壓制冷劑；中溫中壓制冷劑；低溫高壓制冷劑。按可燃 性和毒性分類,分為不可燃、可燃、易燃、低毒、高毒等組合類別。6. 何為 CFC 類物質(zhì) ？為何要限制和禁用 CFC 類物質(zhì) ？答CFC類物質(zhì)就是指不含氫的氟利昂。CFC類物質(zhì)對(duì)大氣中臭氧 和地球高空的臭氧層有嚴(yán)重的破壞作用, 會(huì)導(dǎo)致地球表面的紫外線輻 射強(qiáng)度增加,破壞人體免疫系統(tǒng),還會(huì)導(dǎo)致大氣溫度升高,加劇溫室 效應(yīng)。因此，減少和禁止 CFC類物質(zhì)的使用和生產(chǎn)，已成為國(guó)際社會(huì)

4、 環(huán)保的緊迫任務(wù)。7. 制冷劑節(jié)流前過冷對(duì)蒸氣壓縮式制冷循環(huán)有何影響？在實(shí)際中 可采用哪些方法實(shí)現(xiàn)節(jié)流前制冷劑的過冷 ？答 節(jié)流前制冷劑的過冷將提高單位質(zhì)量制冷量,而且壓縮機(jī)的 功耗基本不變. 因此提高了制冷循環(huán)的制冷系數(shù), 制冷劑節(jié)流前過冷 還有利于膨脹閥的穩(wěn)定工作。在實(shí)際中可采用過冷器、回?zé)嵫h(huán)、增 加冷卻介質(zhì)的流速和流量等方法實(shí)現(xiàn)節(jié)流前制冷劑的過冷。8. 吸氣過熱對(duì)蒸氣壓縮式制冷循環(huán)有何影響？答 吸氣過熱可提高單位質(zhì)量制冷量 （無效過熱除外 ）,同時(shí)單位壓 縮功也將增加，對(duì)過熱有利的制冷劑 （如R12、R502等）的制冷系數(shù)將 提高，而對(duì)過熱無利的制冷劑（如R717等）則制冷系數(shù)降低。吸

5、氣過熱 可避免濕壓縮的發(fā)生,但會(huì)使壓縮機(jī)的排氣溫度升高。9何謂回?zé)嵫h(huán) ?哪些制冷劑可以采用回?zé)嵫h(huán) , 哪些制冷劑不 宜采用回?zé)嵫h(huán)，為什么 ?答 回?zé)嵫h(huán)是指在制冷系統(tǒng)中采用回?zé)崞?，利用從蒸發(fā)器流出 的低溫制冷劑來冷卻從冷凝器流出的制冷劑液體使之過冷的一種循 環(huán)。對(duì)過熱有利的制冷劑 （如 R12、R502 等）采用回?zé)嵫h(huán)可提高制冷 系數(shù)，避免濕壓縮的發(fā)生，排氣溫度升高幅度也不大；而對(duì)過熱無利 的制冷劑 （如 R717 等 ）采用回?zé)嵫h(huán)會(huì)使制冷系數(shù)降低且排氣溫度大 幅度升高。10冷凝溫度變化對(duì)蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)有何影響?答 當(dāng)蒸發(fā)溫度不變時(shí)冷凝溫度升高則節(jié)流損失增大制冷 量減少 功耗增加

6、， 制冷系數(shù)降低： 冷凝溫度下降， 則節(jié)流損失減小， 制冷量增加，功耗減少，制冷系數(shù)提高。11影響冷凝器冷凝效果的因素主要有哪些？答 （ 1）制冷劑蒸汽的流速和流向的影響； （2）傳熱壁面粗糙度 的影響；（3）制冷劑蒸氣中含空氣或其他不凝性氣體的影響；（ 4）制冷劑蒸氣中含油對(duì)凝結(jié)傳熱的影響； （ 5）冷凝器構(gòu)造形式的影響。 （6） 冷卻介質(zhì)的性質(zhì)； （ 7）冷卻水或空氣的流速； （8）污垢的影響。12蒸發(fā)器和冷凝器在制冷系統(tǒng)中的功能各如何?答 蒸發(fā)器和冷凝器是組成制冷循環(huán)的兩個(gè)必不可少的換熱器。 蒸發(fā)器置于要求制冷的空間介質(zhì)中， 低壓液態(tài)制冷劑在其中吸熱沸騰 汽化 使制冷空間介質(zhì)達(dá)到并保持所

7、需的低溫狀態(tài)。冷凝器則是讓高壓氣態(tài)制冷劑向周圍常溫介質(zhì) （空氣或水 ）放熱，從而冷凝還原為液態(tài) 制冷劑，使制冷劑能循環(huán)使用。13冷卻液體的蒸發(fā)器按供液方式如何分類?各自的優(yōu)缺點(diǎn)及使用范圍如何 ?答 冷卻液體的蒸發(fā)器按供液方式分為滿液式和非滿液式（ 干式 ）兩種。滿液式蒸發(fā)器內(nèi)充滿了液態(tài)制冷劑，傳熱系數(shù)高，但制冷劑充 注量大，回油困難，適用于氨系統(tǒng)。干式蒸發(fā)器需要的制冷劑充注量 較少，回油較方便，但傳熱系數(shù)較滿液式低，適用于氟利昂系統(tǒng)。14氣液熱交換器的作用是什么 ?其結(jié)構(gòu)有哪幾種 ?答 氣液熱交換器又稱回?zé)崞?，其作用是使?jié)流前的制冷劑液 體過冷， 使從蒸發(fā)器出來的制冷劑飽和蒸氣過熱， 這樣既保

8、證了壓縮 機(jī)工作的安全性， 又可以提高系統(tǒng)的制冷量。 氣液熱交換器的結(jié)構(gòu) 通常采用殼盤管式，還有繞管式、套管式等結(jié)構(gòu)。15何為制冷循環(huán) ?何為單級(jí)壓縮制冷循環(huán) ?答 在蒸氣壓縮制冷系統(tǒng)中，制冷劑經(jīng)過壓縮、冷凝、節(jié)流、蒸 發(fā)四個(gè)過程后回復(fù)到原有狀態(tài)， 稱為完成了一個(gè)工作循環(huán)， 如此周而 復(fù)始地完成制冷劑熱力狀態(tài)變化的過程， 稱為制冷循環(huán)。 如果制冷劑 在一個(gè)工作循環(huán)中只經(jīng)過一次壓縮， 這個(gè)循環(huán)就稱為單級(jí)壓縮制冷循 環(huán)。16. 氟利昂制冷系統(tǒng)與氨制冷系統(tǒng)相比較，有何相同和不同之 處?答 氟利昂系統(tǒng)與氨系統(tǒng)相比較，它們的制冷原理及系統(tǒng)主要部 件的設(shè)置基本相同。 它們的顯著不同之處在于： 氟利昂系統(tǒng)中

9、裝有干 燥過濾器，氨系統(tǒng)沒有；氟利昂系統(tǒng)采用熱力膨脹閥供液，氨系統(tǒng)采 用浮球調(diào)節(jié)閥供液： 氟利昂系統(tǒng)的制冷劑液體由蒸發(fā)器上部進(jìn)入， 蒸 氣從下部排出，氨系統(tǒng)則相反；有些氟利昂系統(tǒng)采用回?zé)嵫h(huán)，氨系 統(tǒng)則不采用。17. 什么是兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)?為什么要采用兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)?答 把蒸氣壓縮制冷系統(tǒng)工作循環(huán)中的壓縮過程分為兩個(gè)階段進(jìn) 行，使制冷劑在一個(gè)工作循環(huán)中經(jīng)過二次壓縮， 這個(gè)循環(huán)就稱為兩級(jí) 壓縮制冷循環(huán)。 由于單級(jí)循環(huán)的壓縮比受到限制， 通常氨壓縮機(jī)最大 為 8，氟利昂壓縮機(jī)最大為 10 ，使得單級(jí)循環(huán)的蒸發(fā)溫度最低只能達(dá) 到20 一-40C，當(dāng)需要更低的蒸發(fā)溫度時(shí).就要采用兩級(jí)壓縮制 冷循環(huán)

10、。18. 兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)有哪些常見循環(huán) ?答 常見的兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)有： 一級(jí)節(jié)流中間完全冷卻循環(huán)， 多數(shù)兩級(jí)壓縮氨制冷系統(tǒng)采用； 一級(jí)節(jié)流中間不完全冷卻循環(huán)， 多數(shù)兩級(jí)壓縮氟利昂制冷系統(tǒng)采用；兩級(jí)節(jié)流中間完全冷卻循環(huán)； 兩級(jí)節(jié)流中間不完全冷卻循環(huán)。19. 何為復(fù)疊式制冷系統(tǒng) ?為什么要采用復(fù)疊式制冷系統(tǒng) ?答 由兩個(gè)以上各自獨(dú)立的制冷回路組成，并且一個(gè)回路中的蒸 發(fā)器同時(shí)兼作另一回路中的冷凝器， 采用兩種以上制冷劑的制冷系統(tǒng) 稱為復(fù)疊式制冷系統(tǒng)。 R22 等中溫制冷劑能在常溫下液化，但其蒸 發(fā)溫度降低有限，R13等低溫制冷則能獲得-80 C以下的蒸發(fā)溫度，但 在常溫下卻難以液化， 復(fù)疊式制

11、冷系統(tǒng)則綜合了各自特點(diǎn)， 使得制取 -60 一-170 C的低溫成為可能。20. 為什么氟利昂系統(tǒng)要考慮回油問題 ?答 潤(rùn)滑油與氟利昂制冷劑能無限溶解，隨制冷劑的流動(dòng)被帶到 制冷系統(tǒng)各處，若系統(tǒng)設(shè)計(jì)、連接不合理，油就會(huì)沉積在系統(tǒng)的容器 和管路中，增加傳熱熱阻和管路流動(dòng)阻力，降低系統(tǒng)制冷量，同時(shí)還 容易造成壓縮機(jī)缺油，影響壓縮機(jī)的正常工作和運(yùn)轉(zhuǎn)壽命。21. 什么叫熱氣除霜 ?熱氣除霜有何特點(diǎn) ?答 熱氣除霜就是用壓縮機(jī)排出的過熱制冷劑蒸氣在蒸發(fā)器內(nèi)放 熱，使蒸發(fā)器表面的霜層融化。熱氣除霜系統(tǒng)較復(fù)雜，造價(jià)高，但除 霜效果好， 用于氨系統(tǒng)還可以使蒸發(fā)器內(nèi)部的積油排放到排液桶或低 壓循環(huán)貯膠器內(nèi)，使蒸

12、發(fā)器的傳熱效果得到改善。22. 使用風(fēng)冷冷凝器設(shè)備的壓縮機(jī)排氣壓力高， 其主要原因有哪 些?答 主要原因有：冷凝器長(zhǎng)期使用，翅片銹蝕、損壞，換熱面 積減少；冷凝器上污垢太多，換熱效果差；風(fēng)扇反轉(zhuǎn)或風(fēng)扇轉(zhuǎn)速 降低；環(huán)境溫度過高，達(dá) 35 C以上：熱負(fù)荷太大。23. 制冷系統(tǒng)內(nèi)有空氣如何判斷：有什么害處?怎樣處理 ?答 排氣壓偏高使表指針擺動(dòng)，排氣壓力和溫度高于正常值、冷 凝壓力偏高等。 害處：冷凝 壓力升高、制冷量下降、易發(fā)事故。處 理：放掉系統(tǒng)里的空氣。24. 蒸發(fā)壓力過高及過低的原因是什么 ?會(huì)產(chǎn)生什么影響 ?答 蒸發(fā)壓力過高的原因：膨脹閥開啟太大或感溫包沒有緊貼管 壁、制冷劑過多、熱負(fù)荷太

13、大、吸氣閥有毛?。桓叩蛪毫^低的原因 有:系統(tǒng)堵塞、膨脹閥開啟太小、吸氣閥未開足、制冷劑不足、系統(tǒng) 中循環(huán)的潤(rùn)滑油大多、 蒸發(fā)器結(jié)霜太厚。 蒸發(fā)壓力太高的影響是制冷 量不足、 庫(kù)溫或房間溫度降不下來； 蒸發(fā)壓力太低的影響是造成壓縮 機(jī)的濕沖程、空調(diào)蒸發(fā)器結(jié)冰等。25. 冷凝壓力增高的原因是什么 ?有什么害處 ?答 冷凝壓力增高的原因：系統(tǒng)中有空氣、系統(tǒng)小制冷劑太多、 冷卻水量或空氣流量不夠、冷凝器有水垢或結(jié)灰、環(huán)境溫度高、排氣 閥門開足而貯液器進(jìn)口閥開得過??；壓縮機(jī)功耗增加，制冷量降低， 油耗增加，壓縮機(jī)部件易損。26. 排氣溫度與冷凝溫度是否為同一溫度?各自與哪些因素有關(guān) ?彼此有什么聯(lián) 系

14、 ?答 不是同一溫度；排氣溫度與吸氣溫度、冷凝溫度、制冷劑種 類有關(guān)；冷凝溫度與冷凝器面積、冷卻水或空氣的溫度、冷凝器內(nèi)外 表面的清潔程度有關(guān)；當(dāng)蒸發(fā)溫度控制一定時(shí)，冷凝溫度愈高壓縮 比愈大排氣溫度也高，如冷凝溫度和蒸發(fā)溫度均不變則選不同制 冷劑就有不同的排氣溫度。27. 蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)與哪些因素有關(guān)？如何提高運(yùn)行中蒸發(fā) 器的傳熱效果？答 （ 1）制冷劑液體物理性質(zhì)的影響； （ 2）制冷劑液體潤(rùn)濕能力 的影響；（ 3）制冷劑沸騰溫度的影響； （ 4）蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)的影響。28. 節(jié)流閥開啟度過大或過小會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象?答 開度大，使制冷劑流量增加，蒸發(fā)溫度提高，還會(huì)造成壓縮 機(jī)的液擊；開度小，制冷

15、劑流量小制冷量小庫(kù)溫升高。29. 冷凍機(jī)油的功能答 冷凍機(jī)油的功能有：潤(rùn)滑摩擦表面，減少零件磨損；冷卻摩 擦零件，降低壓縮機(jī)功耗；密封摩擦面間隙，阻擋制冷劑泄漏；沖刷 摩擦表面，不斷帶走磨屑：利用潤(rùn)滑系統(tǒng)的油壓控制卸載機(jī)構(gòu)。30.析濕系數(shù)答 空氣冷卻器的總換熱量與顯熱交換量之比稱為析濕系數(shù)。31. 蒸氣壓縮式的熱力完善度答 熱力完善度是用來表示實(shí)際制冷循環(huán)接近逆卡諾循環(huán)的程度32 螺桿式制冷壓縮機(jī)主要由哪些零部件組成?答 螺桿式制冷壓縮機(jī)主要由機(jī)體、 螺桿（陰、陽轉(zhuǎn)子 ）、能量調(diào)節(jié) 滑閥、軸承、吸氣端座、排氣端座等組成。333333排氣壓力和溫度高的原因：答 排氣壓力和溫度高的原因：系統(tǒng)中有空

16、氣;冷卻水和冷卻空氣不夠；環(huán)境溫度高 （水和空氣溫度高 ）；冷凝器有水垢和結(jié)灰；制冷劑太 多；排氣閥開得不夠。排氣壓力和溫度低的原因：冷卻水或空氣流量 太大；環(huán)境溫度太低；制冷劑不足；能量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)操作不當(dāng)。 34何謂蒸汽壓縮制冷循環(huán)？試說明蒸汽壓縮制冷循環(huán)中四個(gè)過程的 名稱，以及 發(fā)生這些過程相應(yīng)的設(shè)備。答 制冷壓縮機(jī)在制冷系統(tǒng)中對(duì)制冷劑蒸氣做功，將低溫低壓蒸 氣壓縮成為高溫高壓的蒸氣， 再排人冷凝器中， 使制冷劑蒸氣在常溫 下冷凝為液體并排放出熱量， 從而使制冷劑的相變制冷可以周而復(fù)始 地持續(xù)進(jìn)行， 以實(shí)現(xiàn)將低溫物體中的熱量向高溫物體中轉(zhuǎn)移， 并能連 續(xù)不斷地進(jìn)行制冷循環(huán)。35壓縮機(jī)的余隙容

17、積答 活塞在氣缸中進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞上止點(diǎn)與氣缸頂部留有 一定的間隙，這個(gè)間隙稱為余隙。余隙所占的容積稱為余隙容積。35熱力膨脹閥的調(diào)節(jié)供液量原理答 利用蒸發(fā)器出口處制冷劑蒸氣過熱度的變化來調(diào)節(jié)供 液量。1單級(jí)蒸汽壓縮式制冷的理論循環(huán)工作過程單級(jí)蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)主要有壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā) 器四大件組成。1）壓縮過程：壓縮機(jī)是制冷系統(tǒng)的心臟。壓縮機(jī)不斷抽吸從蒸發(fā)器中產(chǎn)生的低壓低溫的制冷劑蒸汽，保持蒸發(fā)器的低壓汽化條件。同時(shí)將抽出的低壓低溫蒸汽壓縮成高壓高溫的過熱蒸汽輸送到冷凝器。 在這個(gè)過程中壓縮機(jī)需要做功。2）冷凝過程：高壓高溫的過熱蒸汽在冷凝器中把熱量傳給環(huán)境介 質(zhì)，制冷劑被冷卻

18、凝結(jié)成高溫高壓飽和液體，進(jìn)入膨脹閥。3）節(jié)流過程：高溫高壓飽和液體經(jīng)過膨脹閥節(jié)流變?yōu)榈蜏氐蛪簼?飽和蒸汽，進(jìn)入蒸發(fā)器。4）蒸發(fā)過程：進(jìn)入蒸發(fā)器的低溫、低壓液體吸收被冷卻物熱量得 到制冷目的，制冷齊葉氣化（沸騰）為低溫低壓蒸汽。36.蒸發(fā)溫度升高、冷凝溫度降低，對(duì)制冷循環(huán)的影響。冷凝溫度不變蒸發(fā)溫度升高有 t變?yōu)閠時(shí)制冷量增大，壓縮功 減少，制冷系數(shù)增大。經(jīng)濟(jì)性提高。制冷機(jī)在運(yùn)行中不要降低蒸發(fā)溫 度。2）冷凝溫度降低對(duì)制冷循環(huán)的影響蒸發(fā)溫度不變冷凝溫度降低見下圖 ：冷凝溫度有t下降為t時(shí), 制冷量增大，壓縮功減少，制冷系數(shù)增大。經(jīng)濟(jì)性提高。在制冷機(jī)運(yùn) 行中，排除系統(tǒng)的不凝性氣體；經(jīng)常清除水垢降低

19、冷凝溫度對(duì)循環(huán)有 利。計(jì)算部分一、單級(jí)壓縮機(jī)熱力計(jì)算1. 某一理論制冷循環(huán)，高溫?zé)嵩礊?0C,低溫?zé)嵩礊?20C,其中1 2為等熵壓縮過程，2 3為等壓冷卻冷凝向高溫?zé)嵩捶艧徇^ 程.3 4為等焓膨脹節(jié)流過程，4 1為等壓蒸發(fā)汽化從低溫?zé)嵩次?熱過程，已知： hl = 398KJ/kg, h2 = 440kJ/kg , h3= 236 kJ/kg ,試求：(1)節(jié)流后工質(zhì)的焓值 h4 ;(2) 工質(zhì)從低溫?zé)嵩吹奈鼰崃?qO;(3) 理論壓縮耗功3 c ;LgP工質(zhì)向高溫?zé)嵩吹姆艧崃?qk。3 tk2彳 /IJ /.t4 1理論飽和循環(huán)LgP-h圖解：節(jié)流后工質(zhì)的焓值山二236kJ kg工 質(zhì) 從

20、低溫?zé)?源 的吸熱量q =0-14 =398-236 =162。理論壓縮耗功 .c=- 0 =440 - 398 = 42 kJkg工 質(zhì) 向高溫?zé)?源 的放熱量qk = h2 -h3 = 440 -236 = 204 kJ. kg答：節(jié)流后工質(zhì)的焓值h4 = 236 kJ kg ；工質(zhì)從低溫?zé)嵩吹奈鼰崃縬 =162 kJ kg ；理論壓縮耗功.42kJ kg ；工質(zhì)向高溫?zé)嵩吹姆艧崃縬k = 204kJ kg2. 某單級(jí)壓縮制冷系統(tǒng)制冷劑為R22，設(shè)定總制冷量 Qo =20kw，系統(tǒng)運(yùn)行工況為：蒸發(fā)溫度 t= 5 C,吸氣溫度t1 = 15 C，冷 凝溫度tk= 40C,過冷度為 5C。Lg

21、P試進(jìn)行制冷系統(tǒng)理論循環(huán)的熱力計(jì)算。4 3 tk21 / / to5 0 1單級(jí)制冷循環(huán)LgP圖解：制冷劑物性參數(shù) ho=4O3.5KJ/Kg ; hi=415.0KJ/Kg ; h2=440.0 KJ/Kg ;55Pk =15.269 10 Pa; P0 =5.839 10 Pa; h4= h5=242.93 KJ/Kg ;vi =0.042 M3/Kg ;單位質(zhì)量制冷量 q0 =0 -h5 =403.5-24293 =160.57kJ kg單位容積制冷量qv二蟲=16057 =3823.1kJm3V10.042制冷劑質(zhì)量循環(huán)量200.1246kg sq0160.57制冷劑容積循環(huán)量Vr 二

22、Mr w =0.1246 0.042 = 5.231 10ms冷凝器的移熱量Qk二 M R（h2-h4） = 0.1246（440 - 242.93）= 24.6kw理論耗功率 Pth =M R（h2 hj =0.1246疋（440 415） =3.1KW理論制冷系數(shù)；th ORh器6.4答：冷凝器的移熱量Qk =24.6kw ；理論耗功率Ph =3.1KW ;制冷系數(shù) h =6.43. 今有一理想制冷循環(huán)，被冷卻物體的溫度恒定為 5C,冷卻劑（即環(huán)境介質(zhì)）的溫度為25C，兩個(gè)傳熱過程的傳熱溫差均為 t=5 C。試求：（1）逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)；（2）當(dāng)考慮傳熱有溫差時(shí)逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)。解

23、： 逆 卡 諾 循 環(huán) 的 制 冷 系ToTk -T。當(dāng) 考 慮273 + 5(273 25)-(273 5)= 13.9傳 熱溫差 時(shí) 的 制-QCTqTk -Tq273 + 5-5(273 25 5) -(273 5 - 5)答：逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)；c =13.9 ；當(dāng)考慮傳熱溫差時(shí)的制冷系 數(shù)；oc =9.14. 有一制冷裝置采用 R22制冷劑，被冷卻物溫度-32 C ;冷卻劑 溫度為32 C。被冷卻物與冷卻劑傳熱溫差均考慮8 C,試求：理想循環(huán)制冷系數(shù)；理論循環(huán)制冷系數(shù)及制冷系統(tǒng)熱力完善度。LgPto10h過冷循環(huán)LgP-h圖解:to = -40 C,tk = 40 C,； hi=3

24、88.61KJ/Kg ;h2=460.45KJ/Kg;h4=249.686 KJ/Kg ;理想循環(huán)的制冷1To273-32 1 1 3.8Tk -T。(273 32) -(273 - 32)理論循環(huán)的制冷系數(shù)qO 388.61 -249.686 d nLc1.90460.45 -388.61Z熱力完善度二1.90.53.8答：理想制冷系數(shù) 3.8 ；理論制冷系數(shù)七=1.9 ；熱力完善度-0.55. 已知某制冷系統(tǒng)運(yùn)行工況如下圖所示,0點(diǎn)至1點(diǎn)為管道有害過熱；I點(diǎn)制冷劑氣體的密度p = 2kg/m3，實(shí)際的制冷劑循環(huán)量為 300m3/h試求：Ji甌T1岱u腎刑珊汀(1) 該系統(tǒng)的蒸發(fā)器的制冷量Q

25、0;(2) 壓縮機(jī)承擔(dān)的制冷量負(fù)荷Q;制冷系統(tǒng)的制冷系數(shù) 0；4)冷凝器的移熱量QK ;(5)節(jié)流后制冷劑的干度 X。的 制 冷 量解：蒸 發(fā) 器300 x 2Qo =VR-.qo(1650-960) =115kw3600壓 縮 機(jī) 承 擔(dān) 的 制 冷 量 負(fù) 荷3002Qoc VrZ h6)二300 2(1670-960) =118.3kw3600制冷劑循環(huán)量 Mr 亞11830.1667kg sh*1 h61670-960制冷系統(tǒng)的制冷系數(shù)Qoc1.31839-O一= 2.8M R(h2 -hj 一(1696_ 272.8 73 0冷凝器的移熱量Qk 二 M R(h2 -h5) = 0.1

26、667 (1920 -960) = 160.0kw節(jié)流后制冷劑的干度6h5 - h7 960 - 830 h-h7 1650 -830答：蒸發(fā)器的制冷量Q。=115kw ；壓縮機(jī)承擔(dān)的制冷量負(fù)荷QOc =118.3kw制冷系統(tǒng)的制冷系數(shù)9 =2.839 ；冷凝器的移熱量 Qk =160.0kw節(jié)流后制冷劑的干度6 =0.159356.某冷藏庫(kù)需要制冷量 Q 0 =20 kw，如果用R22制冷壓縮機(jī)， 蒸發(fā)溫度t 0= -10 C,冷凝溫度t k= 40 C,過冷溫度t g= 35C,壓縮 機(jī)吸氣溫度t l = -5 C。試求：制冷壓縮機(jī)所需的軸功率。效率 n m= 0.9) o(設(shè)指示效率n

27、i= 0.73，機(jī)械LgP4 3 tk21 / / * /to5 0 10h單級(jí)制冷循環(huán)Lgh圖解：m=404.99KJ/Kg ; h2=443.49 KJ/Kg ; h5=243.114 KJ/Kg ;制冷劑循環(huán)量 Mr 乞200.12355kg shi -h5404.99 243.114軸功率Mr (h2 - h1 )n xni m0.12355 (443.49 -404.99)0.73 x 0.9二 7.24KW答：軸功率Pe -7.24KW7 .已知有一臺(tái)小型制冷壓縮機(jī)，其理論輸氣量Vh =1.6588 X10-3m3/s,容積效率n v=0.663，指示效率n i= 0.871。壓-

28、焓圖與循 環(huán)參數(shù)如下：試求：(1)壓縮機(jī)制冷量 Q0(kw)；(2) 制冷劑循環(huán)量MR(kg/s)；(3) 冷凝熱負(fù)荷 Qk(kw) ot0P0tkPkV 1h17.C0.622MPa55. C2.175MPa30.041m /kg416.2kJ/kgt1h2t2h4t418.C450.1kJ/kg86.9. C263.3kJ/kg50. CLgP輕業(yè)21 t/-5 0 10h單級(jí)制冷循環(huán)LgP圖解：壓縮機(jī)制冷量Qo 二Vh. v.qv =1.6588 10” 0.663一=4.101kw0.041Q4 101制冷劑循環(huán)量 Mr 026.824 10 kg sqo416.2 -263.3h2

29、-h1450.1 -416.2h2 二 h121 =416.2455.12 kJ kgn10.871冷凝熱負(fù)荷Qk 二 MR(h2 -h4) = 26.824 10 (455.12 - 263.3) = 5.145kw答：制冷量 Qo =4.101kw ；循環(huán)量 Mr =26.824 10 kg s ；冷凝熱負(fù)荷Qk =5.145kw8 .某 R22 制冷裝置，t k= 40 C, t 0= -15 C, t g=35 C,壓縮機(jī) 吸入飽和蒸汽，制冷量為 Q 0 =19.3kw，由于工作需要，該裝置改為 在t 0= -30 C工作，設(shè)此時(shí)輸氣效率n v僅為原來工況的80%，其它條件不變，試計(jì)算

30、：此時(shí)該制冷裝置的制冷量為多少？LgP 43 tk2I/5/ 1情況:過冷循環(huán)LgP-h圖hi=399.546KJ/Kg ； h4= h5=243.114 KJ/Kg ；h 解:（ 1）第一種V1 =0.077625 M3/Kg ；單位容積制冷量 qv =也二 399.546243.114 = 2015.2 kJ. m3V10.077625（2）第二種情況 h1=393.14KJ/Kg ； h4= h5=243.114 KJ/Kg ； V1 =0.13584 M 3/Kg ；單位容積制冷量qv蟲 _ 393.14 -243.114V10.13584= 1104.4kJ m3（3）制冷裝置的制冷

31、量QO2Vh.80% v.qv2Q01Vh. v.qv1壓縮機(jī)的制80%qv2Q01 qv10.8 1104.42015.219.3 =8.46kw答：該制冷裝置的制冷量為QO2 =8.46kw6. 假定一單級(jí)蒸汽壓縮式制冷理論循環(huán)，其蒸發(fā)壓力為 po=35OkPa,冷凝壓力 “=1350kPa ,制冷工質(zhì)為 R22 ,制冷量 Qo=5OkW，式對(duì)該循環(huán)進(jìn)行熱力計(jì)算。解：1）確定制冷工況po=35OkPa=3.5bar，查圖 tO=-1O C , pk= 1350kPa=13.5bar，查圖 tk=40 C在壓焓圖上畫兩條定壓線 po=350kPa=3.5bar 和 Pk=1350kPa=13

32、.5bar; p0與x=1的線相交的點(diǎn)為出蒸發(fā)器的狀態(tài)1;由1點(diǎn)的熵值沿等熵線與 pk相交點(diǎn)為出壓縮機(jī)狀態(tài)點(diǎn) 2;pk線與x=0 相交的點(diǎn)為出冷凝器狀態(tài)點(diǎn) 3。根據(jù)3點(diǎn)沿等焓線與p0等壓線相交 點(diǎn)為出節(jié)流閥狀態(tài)點(diǎn) 4。查圖得到各點(diǎn)參數(shù)狀態(tài)點(diǎn)P(bar)t ChV狀態(tài)點(diǎn)P(bar)t ChV13.5-10401.580.0656313.535241.78213.5434.7443.5241.782）系統(tǒng)熱力計(jì)算單位制冷量和單位容積制冷量qo =hi - h4= (401.58 - 241.78) =159.8 ( kJ/ kg)qvq0 m - h4v1 v1q。V12435.98 (kJ/m3

33、)0.0656制冷劑質(zhì)量流量qmQo0.313 kk/s159.8體積流量：qv 二 qmv1 = 0.313 0.0656 = 0.0205m3/sqo單位功：Wo=h2九=434.74-401.58=33.16( kJ/kk)理論功率：F0 二 qmW=0.313 33.16=10.379kW冷凝器熱負(fù)荷:qk =qmqk =qm(h2 -h3) =0.313 (434.74 -241.78) =60.396kW 制冷系數(shù)：；0二色 二！598 =4.819w033.16 熱力完善度：T0273.10263c5.84Tk -T0(35 273)-(-10 273)454.8195.84二

34、0.825ti “7 .某空調(diào)用制冷系統(tǒng)，制冷工質(zhì)為R134a，所需制冷量 Q0為50kW ,空調(diào)用冷水溫度tc=10 C,冷卻水溫度tw=32 C,蒸發(fā)器端部 傳熱溫差取 t0=5 C，冷凝器端部傳熱溫差取 tk=8 C，式進(jìn)行制冷循環(huán)的熱力計(jì)算。計(jì)算中取液體過冷度 tg=5C，吸氣管路有害過熱度 tr=5 C,壓縮機(jī)的輸氣系數(shù)入=0.8，指示效率n i=0.8。解：(1)確定循環(huán)的狀態(tài)參數(shù)并畫出循環(huán)的壓焓圖tk =tw：tk =32 8 =40 C； to 二 tc 一 to =10 5 =5 Ctg=tk -：tg = 40 - 5 = 35 C ；壓縮機(jī)吸氣溫度查出上圖各點(diǎn)參數(shù):狀態(tài)點(diǎn)

35、P(bar)t ChV狀態(tài)點(diǎn)P(bar)t Ch13.4965400.070.058410.235248.75T3.49610404.860.059653.4965248.752s10.2427.28310.240256.16(2)循環(huán)熱力計(jì)算1)單位制冷量和單位容積制冷量q = 0 -h5 =400.07 - 248.75=151.32 ( kJ/ kg)qvq。V1亞=151.32v10.0596= 2538.93 (kJ/m3)Q0502) 制冷劑質(zhì)量流量qm 00.33 k /sq。151.323) 壓縮機(jī)實(shí)際輸氣量和理論輸氣量實(shí)際輸氣量：40=4)1=0.33 0.0596 =0.0

36、198 (m3/s)理論輸氣量:qvs0.0198qvh :0.8= 0.0248(m3/s)4)單位功和指示功：?jiǎn)挝还Γ篧o=h2s hi = 427.28 404.86=22.42(kJ/kg)指示功:w022.42wi-28.025 (kJ/ kk)ni0.8因?yàn)椋篧i = h2 -h；所以：h?二 h亠 Wj 二 404.86 亠 28.025 二 432.89 ( kJ/ k)5）理論功率和指示功率理論功率：P0 二 qmw0 =0.33 22.42 = 7.399 (kW)指示功率：P = 0 = 70399 =9.25 (kW)6）冷凝器熱負(fù)荷:Qk =qmqk - qm(h2

37、-h4)=0.33 (432.89 -248.75) = 60.766 (kW)7) 制冷系數(shù)：q0151.32理論制冷系數(shù)：；。06.75w022.42指示制冷系數(shù)：；i二巫=15132 =5.4W 28.0258) 卡諾循環(huán)制冷系數(shù)和熱力完善度卡 諾 循 環(huán) 制 冷 系 數(shù)：T。5 +273278 仆；c-7.94Tk -T0(40 273) -(5 273)35熱力完善度 二丄5.47.94= 0.688 某單位現(xiàn)有一臺(tái)106F型制冷壓縮機(jī)，欲用來配一座小型冷庫(kù)，庫(kù)溫要求為tc=-10 C，水冷式冷凝器的冷卻水溫tw=30 C，試對(duì)循環(huán)進(jìn)行熱力計(jì)算。已知壓縮機(jī)參數(shù)：氣缸直徑D=100mm

38、,行程S=70mm,氣缸Z=6，轉(zhuǎn)速n=1440r/min，蒸發(fā)器傳熱溫差 t0=10 C, 冷凝器傳熱溫差 tk=5 C,制冷工質(zhì)為氨，蒸發(fā)器出口的過熱度為5C,管路過熱為 5C,液體過冷溫度為32C，壓縮機(jī)的輸氣系數(shù)入=0.6，指示效率 n i=0.65,機(jī)械效率n m=0.9。解：（1）確定循環(huán)參數(shù)畫出循環(huán)壓焓圖to =tc - . ：to = 10 -10 =20ctk = t w 厶t k =305 = 35 Ctg =32 C 蒸發(fā)器出口溫度：t -20-15 c；y壓縮機(jī)進(jìn)口溫度：t；=匕 5 - _15 5 - _10 C查出各點(diǎn)參數(shù)如下表:狀態(tài)點(diǎn)P(bar)t Chv狀態(tài)點(diǎn)P

39、(bar)t Chv11.9-151448.560.638313.535362.58T1.9-101460.530.653413.532348.482s13.51767.9451.9-20348.48（2）循環(huán)熱力計(jì)算1）單位制冷量和單位容積制冷量q0-h5 =1448.56 - 348.48=1100.08 ( kJ/kg)qv=亞 _ 1100.08 v10.6533=1684.66(kJ/m )2) 單位理論功： W0=h2s-=1767.94 - 1460.53=307.41( kJ/kg)w0307.41/|、3) 單位指示功：wi0472.94 (kJ/k)1 0.65所以：h2

40、= h； wi =1460.53 472.94 =1933.47( j/kg)4）單位軸功:Wi472.940.9= 525.49(kJ/ k)5）制冷系數(shù)._q_-0 -Wo1100.08307.41=3.58q。=1100.08 - 525.49=2.09We6）熱力完善度T0Tk -T0273竺=4.6(35273) -( -20273)55二二 2.09= 0.45；c4.67) 理論輸氣量和實(shí)際輸氣量 理論輸氣量二 2:21440/ 3qVh D SZn 0.10.07 60.079( m3/s)4460實(shí)際輸氣量：qVs = qVh，= 0.079 0.6 = 0.0474 (m3

41、/s)qVs0.04748) 制冷劑質(zhì)量流量：qm Vs0.0726 (k/s)v10.6539) 制冷機(jī)制冷量：Q0 =qmq0 =0.0726 1100.08 =79.866 (kW)10) 壓縮機(jī)功率理論功率：P0 =qmw0 =0.0726 307.41 =22.32 ( kW)指示功率：R = qmWj =0.0726 472.94 =34.34 (kW)軸功率：Pe = qmwe = 0.0726 525.49 =38.15 (kW)11) 冷凝器熱負(fù)荷：Qk 二 qmqk 二 qm(h2 -h4) = 0.0726 (1933.47 -348.48)= 115.07(kW)、雙級(jí)

42、壓縮機(jī)熱力計(jì)算1.制冷劑為R22的一次節(jié)流中間不完全冷卻的兩級(jí)壓縮制冷循 環(huán)，其運(yùn)行工況 t k= 40 C,t 0= -40 C,中間冷卻器中盤管的傳熱溫差 t=6 C,低壓級(jí)壓縮機(jī)的吸氣過熱度為 t g=30C（設(shè)有回?zé)崞鳎?。?dāng)制冷量為 Q 0 =15kw 時(shí)，試進(jìn)行：兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)的熱力計(jì)算。LgP| 8 7 5 tk=+40C4tyrt，/ltj=-5 C . 2on I n0h雙級(jí)制冷循環(huán)LgP-h圖ho=388.61KJ/Kg;hi=406.98KJ/Kg;h2=442.35KJ/Kg;h3 =403.5 kJ. kgh4=472.97KJ/Kg;h5=249.686KJ/Kg;

43、Pk = 15.335bar;Po =1.0495 bar ；中間壓力 P =JPk 況巳=J15.335x 1.0495 =4.01bar ；相應(yīng)的中間溫度取t j -5C；ti = TOC ;t7 二 t j 亠 t= 5 6 = TCh8 = h?-(-h。)= 201.174 -(406.98 -388.61) =182.804 kJ kg低壓級(jí)制冷劑循環(huán)量M R1Qo150.06691 kg s-h9406.98 -182.804中間流量M R2 -h5 - h7h3-h6M R1249.686 一201.1740.0669仁 0.0211 kg s403.5-249.686高壓級(jí)流

44、量MrR1MR2 =0.066910.0211 =0.088 kg s高壓級(jí)吸氣狀態(tài)點(diǎn) 3焓值0.06691M R1 M R2 (h2 _h3)= 403.5 (442.35 -403.5) =433.035kJ. kg0.06691 +0.0211執(zhí)八、理論制冷系數(shù)QoFth1 Rh2152.373.52二 2.6低壓級(jí)理論耗功率Rth1 :-M R1 ( h2-hj =0.06691(442.35 -406.98):= 2.37KW高壓級(jí)理論耗功率-h5) =0.088 (472.97 -249.686) = 21.4kwRh2MR(h4Qk=M R2(h4 -h3) =0.088 (47

45、2.97 -433.035) =3.52KW答：冷凝器熱負(fù)荷Qk=21 .4kw ；低壓級(jí)理論耗功率Rh1 =2.37KW高壓級(jí)理論耗功率 Rh2 =3.52KW ；理論制冷系數(shù) 孫=2.62 某一次節(jié)流中間完全冷卻的氨兩級(jí)壓縮循環(huán)，所需制冷量為Q 0 =80kw。冷凝溫度為t k= 40 C,中間冷卻器中盤管的傳熱溫差t=5 C,蒸發(fā)溫度為 t0= -40 C。LgP試求：高、低壓級(jí)壓縮機(jī)氣缸的容積比。7 5 t k=+40C4?丁/ltj=-5 C / . 26“口 37to=-4O C 8 01雙級(jí)制冷循環(huán)LgP-h圖解：ho=l327.648KJ/Kg ; hi=1348.93KJ/K

46、g ; h2=1573.66 KJ/Kg ; h3=1374.3KJ/Kg;3h5=h6= 312.008KJ/Kg ; h7 =h8 =288.452 KJ/Kg ; V1 =1.627M /Kg ; V33=0.3446 M /Kg。吸氣溫度ti二-30C ；中間溫度 t j =0.4tk 0.6t03 = -5C低壓級(jí)制冷劑循環(huán)量M R1Qo800.07544 kg s0 -h81348.93-288.452低壓級(jí)體積流量 VR1 = M R, x w = 0.07544 x 1.627 = 0.1227 m3/ s級(jí)流量h? h?M R2M R1h3 h61573.66 -288.45

47、21374.3 312.0080.07544-0.09127 kg s高壓級(jí)體積流量Vr2=Mr2 v3 =0.09127 0.3446 = 0.03145m3 s高、低壓級(jí)氣缸容積比=血 =0.03145 =0.256Vr10.1227答：所需高、低壓級(jí)氣缸容積比為=0.2563. 下圖所示為氨雙級(jí)制冷循環(huán)LgP h圖，蒸發(fā)器制冷量Q0=250KW。已知參數(shù)如下：h仁1422.86KJ/Kg; h2=1584.0 KJ/Kg;h3=1461.7KJ/Kg; h4=1625.0 KJ/Kg; h5=h6= 366.07KJ/Kg ; h7 =h8 =233.19 KJ/Kg ; v1 =960

48、.87 X 10-3 M3/Kg ; v3 = 288.88 X 10-3 M3/Kg。試求：(1)低壓級(jí)壓縮機(jī)流量MRd ( Kg/S)及低壓級(jí)壓縮機(jī)實(shí)際吸氣量 Vsd (M3/s );(2) 高壓級(jí)壓縮機(jī)流量 MRg ( Kg/S)及高壓級(jí)壓縮機(jī)實(shí)際吸氣 量 Vsg (M3/s );(3) 冷凝器熱負(fù)荷 Qk (kw);LgP(4) 中間冷卻器的桶徑 Dn (M)(設(shè)桶中允許流速 3 = 0.5M/S ); (5 )中冷器過冷盤管熱負(fù)荷Qg (kw)5 t k=+35C/Tp卓tj=0C鼻6t0二30 C 3h雙級(jí)制冷循環(huán)LgP-h圖解：低壓級(jí)壓縮機(jī)流量Qo2500 -館 1422.86

49、-233.19 _0.210kg sVsdM R.Gh3 -h5MRD 一1584.一233.19 0.211461.7 366.07二 0.2589 kg. s低壓級(jí)壓縮機(jī)實(shí)際吸氣量= Mr.d=0.2仆960.87 x 10= 0.2019m3/s壓 級(jí) 壓 縮 機(jī) 實(shí)VSG =Mr.g 沃 v3 =0.2589 X288.8810=0.0748m3/s熱八、Qk =M RG (h4 -転)=0.2589 (1625 - 366.07) = 325.94KW中間冷卻器的桶徑 Dn4 VSGJl x co4 0.0748:0.5=0.436m241中 冷 器 過 冷 盤 管 熱 負(fù) 荷Qs.

50、c =M rd巾)=0.210x(366.07 233.19) = 27.9KW答：低壓級(jí)流量M R.D =0.210kg/s ，及實(shí)際吸氣量Vsd =0.2019m3,s高壓級(jí)流量 M R.G =0.2589 kg/s，及實(shí)際吸氣量 VSG =0.0748m3/s冷凝器熱負(fù)荷Qk = 325.94 KW，及中間冷卻器的桶徑Dn = 0.436m中冷器過冷盤管熱負(fù)荷 Qs.c = 27.9KW三、蒸發(fā)器部分1.某紡織廠空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷Q0=580 kw，采用制冷劑 R22臥式殼管式蒸發(fā)器，以水為載冷劑，t 0= 0 C,蒸發(fā)器進(jìn)、出水溫度分別為ts仁12 C和ts2= 7C,水流速 3 =1.5

51、m/s，傳熱管為 25 X 2.5無縫 鋼管，已知管外制冷劑側(cè)放熱系數(shù)a 0=1350w/ ( m2.k)。試求：蒸發(fā)器的水循環(huán)量和傳熱面積。(計(jì)算時(shí)導(dǎo)熱熱阻取R=0.6 X 10 3 ( m 2.k) / w)解：按水溫t f = 10C ；查水的密度！、f = 1000kg m3 ；比熱Cpf =4.193kJ.(kg.k)；運(yùn)動(dòng)粘度=1.306 10_6ms ；導(dǎo)熱系數(shù)入 f =0.574w/ (m.k);普朗特準(zhǔn)數(shù)Ppf 二 9.52580V、fCpf(tw1 -tw2)1000 4.193 5-27.665 10m3 sdn1.5 20 10”1.306 10“=2.297 1 041 04 屬紊流水側(cè)放熱系數(shù):n =0.023丄 ReP；3 =0.0230:574(2.297 104)08 9.520.3 = 4000.7w (m2k) dn0.02傳熱系數(shù)k。二J屯 R 丄廣門 1250.6 101 =604.9w(m2k):ndn4000.7201350對(duì)數(shù)平均溫差氏ts1 七212-7計(jì)算