《制冷原理与设备》期末复试习题

制冷的空间介质中，低压液态制冷剂在其中吸热沸腾汽化．使制冷空间介质达到并保持所需的低温状态。冷凝器则是让高压气态制冷剂向周围常温介质(空气或水)放热，从而冷凝还原为液态制冷剂，使制冷剂能循环使用。

13．冷却液体的蒸发器按供液方式如何分类?各自的优缺点及使用范围如何? 答 冷却液体的蒸发器按供液方式分为满液式和非满液式(干式)两种。满液式蒸发器内充满了液态制冷剂，传热系数高，但制冷剂充注量大，回油困难，适用于氨系统。干式蒸发器需要的制冷剂充注量较少，回油较方便，但传热系数较满液式低，适用于氟利昂系统。

14．气—液热交换器的作用是什么?其结构有哪几种?

答 气—液热交换器又称回热器，其作用是使节流前的制冷剂液体过冷，使从蒸发器出来的制冷剂饱和蒸气过热，这样既保证了压缩机工作的安全性，又可以提高系统的制冷量。气—液热交换器的结构通常采用壳—盘管式，还有绕管式、套管式等结构。

15．何为制冷循环?何为单级压缩制冷循环?

答 在蒸气压缩制冷系统中，制冷剂经过压缩、冷凝、节流、蒸发四个过程后回复到原有状态，称为完成了一个工作循环，如此周而复始地完成制冷剂热力状态变化的过程，称为制冷循环。如果制冷剂在一个工作循环中只经过一次压缩，这个循环就称为单级压缩制冷循环。

16. 氟利昂制冷系统与氨制冷系统相比较，有何相同和不同之处?

答 氟利昂系统与氨系统相比较，它们的制冷原理及系统主要部件的设置基本相同。它们的显著不同之处在于：氟利昂系统中装有干燥过滤器，氨系统没有；氟利昂系统采用热力膨胀阀供液，氨系统采用浮球调节阀供液：氟利昂系统的制冷剂液体由蒸发器上部进入，蒸气从下部排出，氨系统则相反；有些氟利昂系统采用回热循环，氨系统则不采用。

17. 什么是两级压缩制冷循环?为什么要采用两级压缩制冷循环?

答 把蒸气压缩制冷系统工作循环中的压缩过程分为两个阶段进行，使制冷剂在一个工作循环中经过二次压缩，这个循环就称为两级压缩制冷循环。由于单级循环的压缩比受到限制，通常氨压缩机最大为8，氟利昂压缩机最大为10，使得单级循环的蒸发温度最低只能达到－20一－40℃，当需要更低的蒸发温度时．就要采用两级压缩制冷循环。

18. 两级压缩制冷循环有哪些常见循环?

答 常见的两级压缩制冷循环有：①一级节流中间完全冷却循环，多数两级压缩氨制冷系统采用； ②一级节流中间不完全冷却循环，多数两级压缩氟利昂制冷系统采用；③两级节流中间完全冷却循环；④两级节流中间不完全冷却循环。 19. 何为复叠式制冷系统?为什么要采用复叠式制冷系统?

答 由两个以上各自独立的制冷回路组成，并且一个回路中的蒸发器同时兼作另一回路中的冷凝器，采用两种以上制冷剂的制冷系统称为复叠式制冷系统。 R22等中温制冷剂能在常温下液化，但其蒸发温度降低有限，R13等低温制冷则能获得-80℃以下的蒸发温度，但在常温下却难以液化，复叠式制冷系统则综合了各自特点，使得制取-60一-170℃的低温成为可能。 20. 为什么氟利昂系统要考虑回油问题?

答 润滑油与氟利昂制冷剂能无限溶解，随制冷剂的流动被带到制冷系统各处，若系统设计、连接不合理，油就会沉积在系统的容器和管路中，增加传热热阻和

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管路流动阻力，降低系统制冷量，同时还容易造成压缩机缺油，影响压缩机的正常工作和运转寿命。

21. 什么叫热气除霜?热气除霜有何特点?

答 热气除霜就是用压缩机排出的过热制冷剂蒸气在蒸发器内放热，使蒸发器表面的霜层融化。热气除霜系统较复杂，造价高，但除霜效果好，用于氨系统还可以使蒸发器内部的积油排放到排液桶或低压循环贮胶器内，使蒸发器的传热效果得到改善。

22. 使用风冷冷凝器设备的压缩机排气压力高，其主要原因有哪些?

答 主要原因有：①冷凝器长期使用，翅片锈蚀、损坏，换热面积减少；②冷凝器上污垢太多，换热效果差；③风扇反转或风扇转速降低；④环境温度过高，达35℃以上：⑤热负荷太大。

23. 制冷系统内有空气如何判断：有什么害处?怎样处理?

答 排气压偏高使表指针摆动，排气压力和温度高于正常值、冷凝压力偏高等。害处：冷凝压力升高、制冷量下降、易发事故。处理：放掉系统里的空气。 24. 蒸发压力过高及过低的原因是什么?会产生什么影响?

答 蒸发压力过高的原因：膨胀阀开启太大或感温包没有紧贴管壁、制冷剂过多、热负荷太大、吸气阀有毛病；高低压力过低的原因有:系统堵塞、膨胀阀开启太小、吸气阀未开足、制冷剂不足、系统中循环的润滑油大多、蒸发器结霜太厚。蒸发压力太高的影响是制冷量不足、库温或房间温度降不下来；蒸发压力太低的影响是造成压缩机的湿冲程、空调蒸发器结冰等。 25. 冷凝压力增高的原因是什么?有什么害处?

答 冷凝压力增高的原因：系统中有空气、系统小制冷剂太多、冷却水量或空气流量不够、冷凝器有水垢或结灰、环境温度高、排气阀门开足而贮液器进口阀开得过小；压缩机功耗增加，制冷量降低，油耗增加，压缩机部件易损。

26. 排气温度与冷凝温度是否为同一温度?各自与哪些因素有关?彼此有什么联系?

答 不是同一温度；排气温度与吸气温度、冷凝温度、制冷剂种类有关；冷凝温度与冷凝器面积、冷却水或空气的温度、冷凝器内外表面的清洁程度有关；当蒸发温度控制一定时，冷凝温度愈高．压缩比愈大．排气温度也高，如冷凝温度和蒸发温度均不变．则选不同制冷剂就有不同的排气温度。

27. 蒸发器的传热系数与哪些因素有关？如何提高运行中蒸发器的传热效果？ 答 （1）制冷剂液体物理性质的影响；（2）制冷剂液体润湿能力的影响；（3）制冷剂沸腾温度的影响；（4）蒸发器结构的影响。 28.节流阀开启度过大或过小会产生什么现象?

答 开度大，使制冷剂流量增加，蒸发温度提高，还会造成压缩机的液击；开度小，制冷剂流量小．制冷量小．库温升高。 29. 冷冻机油的功能

答 冷冻机油的功能有：润滑摩擦表面，减少零件磨损；冷却摩擦零件，降低压缩机功耗；密封摩擦面间隙，阻挡制冷剂泄漏；冲刷摩擦表面，不断带走磨屑：利用润滑系统的油压控制卸载机构。 30.析湿系数

答 空气冷却器的总换热量与显热交换量之比称为析湿系数。 31. 蒸气压缩式的热力完善度

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答 热力完善度是用来表示实际制冷循环接近逆卡诺循环的程度 32．螺杆式制冷压缩机主要由哪些零部件组成?

答 螺杆式制冷压缩机主要由机体、螺杆(阴、阳转子)、能量调节滑阀、轴承、吸气端座、排气端座等组成。 33．排气压力和温度高的原因：

答 排气压力和温度高的原因：系统中有空气;冷却水和冷却空气不够；环境温度高(水和空气温度高)；冷凝器有水垢和结灰；制冷剂太多；排气阀开得不够。排气压力和温度低的原因：冷却水或空气流量太大；环境温度太低；制冷剂不足；能量调节机构操作不当。

34．何谓蒸汽压缩制冷循环？试说明蒸汽压缩制冷循环中四个过程的名称，以及发生这些过程相应的设备。

答 制冷压缩机在制冷系统中对制冷剂蒸气做功，将低温低压蒸气压缩成为高温高压的蒸气，再排人冷凝器中，使制冷剂蒸气在常温下冷凝为液体并排放出热量，从而使制冷剂的相变制冷可以周而复始地持续进行，以实现将低温物体中的热量向高温物体中转移，并能连续不断地进行制冷循环。 35．压缩机的余隙容积

答 活塞在气缸中进行往复运动时，活塞上止点与气缸顶部留有一定的间隙，这个间隙称为余隙。余隙所占的容积称为余隙容积。 35．热力膨胀阀的调节供液量原理

答 利用蒸发器出口处制冷剂蒸气过热度的变化来调节供液量。

（压缩机部分）练习题

参考解答

一、单级压缩机热力计算

1．某一理论制冷循环，高温热源为30℃，低温热源为-20℃，其中1—2为等熵压缩过程，2—3为等压冷却冷凝向高温热源放热过程．3—4为等焓膨胀节流过程，4—1为等压蒸发汽化从低温热源吸热过程，已知：h1＝398KJ/kg, h2＝440kJ/kg ，h3＝236 kJ/kg ,

试求：(1)节流后工质的焓值h4 ；

LgP2tk(2)工质从低温热源的吸热量q0； 3(3)理论压缩耗功ωc ；

t0(4)工质向高温热源的放热量qk 。 41

0h解：节流后工质的焓值h4?236kJkg

理论饱和循环LgP-h图工质从低温热源的吸热量q0理论压缩耗功?.c?h1?h4?398?236?162kJkg

?h2?h1?440?398?42kJkg

?h2?h3?440?236?204kJkg

工质向高温热源的放热量qk 11

答：节流后工质的焓值h4?236kJkg；工质从低温热源的吸热量q0?162kJkg； 理论压缩耗功?.c?42kJkg；工质向高温热源的放热量qk?204kJkg

2. 某单级压缩制冷系统制冷剂为R22，设定总制冷量Qo＝20kw，系统运行工况为：蒸发温度t＝5℃，吸气温度t1＝15℃，冷凝温度tk＝40℃，过冷度为5℃。

试进行制冷系统理论循环的热力计算。

解：制冷剂物性参数h0=403.5KJ/Kg；h1=415.0KJ/Kg；h2=440.0 KJ/Kg；

Pk?15.269?105Pa；P0?5.839?105Pa；h4= h5=242.93 KJ/Kg；v1 =0.042 M3/Kg；

单位质量制冷量q0?h1?h5?403.5?242.93?160.57kJkg

LgP单位容积制冷量qv?q0160.57??3823.1kJm3 v10.042043tkt001h25Q20制冷剂质量循环量MR?O??0.1246kgs

q0160.57?3单级制冷循环LgP-h图3制冷剂容积循环量VR?MR?v1?0.1246?0.042?5.231?10ms 冷凝器的移热量QK?MR(h2?h4)?0.1246?(440?242.93)?24.6kw 理论耗功率P)?3.1KW th?MR(h2?h1)?0.1246?(440?415理论制冷系数?th?QO20??6.4 Pth3.1答：冷凝器的移热量QK?24.6kw；理论耗功率Pth?3.1KW；制冷系数?th?6.4 3. 今有一理想制冷循环，被冷却物体的温度恒定为5℃，冷却剂（即环境介质）的温度为25℃，两个传热过程的传热温差均为Δt=5℃。

试求：（1）逆卡诺循环的制冷系数；

（2）当考虑传热有温差时逆卡诺循环的制冷系数。

To'273?5????13.9 解：逆卡诺循环的制冷系数c''Tk?To(273?25)?(273?5)当考虑传热温差时的制冷系数?oc?To273?5?5??9.1

Tk?To(273?25?5)?(273?5?5)答：逆卡诺循环的制冷系数?c?13.9；当考虑传热温差时的制冷系数?oc?9.1

4.有一制冷装置采用R22制冷剂，被冷却物温度-32℃；冷却剂温度为32℃。被冷却物与冷却剂传热温差均考虑8℃，

LgP

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3tkt02401h过冷循环LgP-h图