制冷技术最新进展总结

制冷技术最新进展

考试时间：第十七周周一，第三、四节

填空、简答、问答

第一章

1.制冷工质的分类：（1）按化学成分分为---无机物（He、NH3、H2O、CO2）、氟利昂（R22、R134a、R407C、R410a）、烷烃类（R290、R600a）；（2）按组成分为---单一组分（CO2、R22、R600a）、混合工质，其中混合工质又分为共沸工质（R502、R507）和非共沸工质（R407C、R410a）

2.制冷工质的命名：

1）无机化合物：R7( XX ) XX－分子量的整数部分

2）氟利昂和烷烃类烷烃类分子通式：CmH2m+2 氟利昂分子通式：CmHnFxClyBrz 简写符号：R(m-1)(n+1)(x)B (z) n+x+y+z=2m+2 数值为零时省去不写

同分异构体在其最后加小写英文字母

3）非共沸混合制冷工质：R4( XX) XX－命名的先后顺序号，从00开始。

共沸混合制冷工质：R5(XX) XX－命名的先后顺序号，从00开始

3.氟利昂对大气的危害：1 对臭氧层的破坏和耗损 2 温室效应

4.ODP 与GWP：ODP------臭氧层消耗指数(Ozone Depletion Potential) －相对于R11

GWP：全球变暖潜能值(Global Warming Potential)－相对于CO2

5.制冷工质的替代路线：1 采用HFCs制冷剂替代；2 采用天然工质替代

6 采用天然工质替代的理由：1、HFC物质的GWP太高，已列入《京都议定书》温室气体清单2、HFC 物质还可能有不可预测的后果3、全球性环保问题比只有局域性伤害的可燃性更严重4、小型制冷设备（冰箱）HC的泄漏量很少5、相信21世纪将是天然工质的世纪6、在小型的家用冰箱类制冷设备中，可使用HC 7、大中型制冷空调设备，在没有证据表明其安全可靠时，拒绝使用HC ，一般使用HFC及混合物、HCFC及混合物、NH3 8、CO2开始使用

7.替代制冷剂实用性质研究：（1）制冷剂电气性质－介电常数、导电率与击穿电压（2）制冷剂与润滑油和材料的相容性：:制冷剂/润滑油混合物的溶解度模型、混合物的溶解度及对粘度的影响、油添加剂对轴承负载能力、热稳定性、水解性、分子筛相容性及毛细管堵塞的影响、制冷剂/润滑油对电动机材料的相容性（3）压缩机的重新设计

8.HFCs制冷剂的实用化：

1、润滑油（1）POE （Polyolester）聚酯油：linear type POE－润滑性好，吸水性和水解性强;branched chain type POE－highly stable POE－稳定性好;mixed POE－稳定性好(2)PVE （Polyvinyl ether）聚乙烯醚类化合物：优良的润滑性和弱的水解性

2、提高COP （1）高效压缩机（2）高效换热技术（3）系统的优化设计及匹配（4）运行、使

用过程中的节能

第二章

1.CO2制冷工质的性质：CO2是与环境最为友善的制冷工质、良好的安全性和化学稳定性、单位容积制冷量相当高、优良的流动传热特性、CO2制冷循环的压缩比低、价格低廉、临界温度太低

2.CO2跨（超）临界循环的研究和应用：以空气为冷、热源的制冷和热泵系统、以水或盐水为冷、热源的各种热泵系统、复叠式制冷系统中用做低温级。

3.CO 2制冷循环亚/跨/超临界循环图（p-h 图，T-S 图）

1、亚临界循环

2、跨临界循环

3、超临界循环 带膨胀机的跨临界CO 2制冷循环

4.带回热器的跨临界CO 2制冷循环：

复叠式CO 2制冷循环

5.CO 2制冷压缩机 ：

1）影响压缩机的指示效率的因素：吸、排气压力的损失、气体与气缸传热、气缸泄漏、余隙气体膨胀

2）研究结果表明：气缸泄漏的影响最大，其余因素与之相比可以忽略

3）应用活塞环密封油润滑机制可以达到最低的泄漏率

6.CO 2换热器：

（1）气体冷却器：1）CO2工作在超临界状态下：压力高、出口温度独立于出口压力、→允许压降↑、管径↓2）CO 2具有良好的传热性能3）制冷剂侧一般设计成较大的流量密度（600～1200kg/m2s ）

（2）蒸发器 ：1）工作压力为3.5～7.0MPa （传统制冷剂压力的10倍左右）；2）流体特性和最优制冷剂质量流量及压降与传统制冷剂的不同；3）蒸发器发展趋势：1、管径↓、流量密度↑ →换热系数↑ 2、“平行流”式蒸发器具有较高的性能

7.CO 2节流机构：涡流管＋辅助热交换器→膨胀阀

1）利用膨胀机回收膨胀功是提高CO2跨临界循环效率的根本途径

2）膨胀机结构复杂

3）长期在湿工况下工作 ，对膨胀机的设计、制造带来了较大难度 1234S T T r p r p h 43212'

S T 3'4'1'T r p r 1'4'3'p h 2'S T 4"3"1"2"T r p r 2"

1"3"4"p h

8.CO2跨临界循环应用前景：1、跨临界CO2汽车空调、跨临界CO2制冷循环在热泵（热水器、干

燥器）、食品冷藏冷冻、商用制冷装置

第三章

1.压缩机分类：往复活塞式、滚动转子式、单螺杆、双螺杆、涡旋式、离心式

2.各类压缩机优缺点：

（1）活塞式制冷压缩机：历史最长(>100年)、技术成熟；适应的压力广，压力不随输气量变化；

变工况性能好；结构复杂，零部件多；转速不能太高，变频特性不好

（2）滚动转子压缩机：绝大多数为全封闭型，制冷量<10kW；运转平稳，摩擦损失小，可靠性高；

无吸气阀，吸气过热小，几乎无余隙气体膨胀过程→输气系数高；零部件少，易损件少，结构简单，体积小，重量轻；适于高效大批量生产；制造、装配精度要求高；在热泵工况下运行时，由于压比大，造成内部泄漏量增加；对于单缸机器，转矩峰值较大，滑片仍然是易损部件

（3）涡旋压缩机：结构简单，零部件少，无吸、排气阀，易损件少，体积小；采用柔性结构，抗杂质与液击能力强，可靠性高；可高速运转，变速性能好；吸、排气过程几乎连续进行，气流脉动小；涡旋盘的加工要求高，需专用加工设备和技术；由于工作腔密封与零部件强度条件的限制，排气压力不宜过高

（4）双螺杆式制冷压缩机：高速运转，体积小，重量轻，无往复惯性力；零部件少，易损件数仅为往复活塞式压缩机的1/10，无吸、排气阀，可靠性高；能适应较大压缩比，对湿行程不敏感；能量调节性能好，可实现10%～100%范围内的有级或无级调节；易实现自动控制，操作、维修方便；

造价高，价格高于同等容量的活塞压缩机；由于受转子开度及轴承寿命等方面的影响，排气压力一般不能超过4.5 Mpa ；一般在容积流量大于0.2m3/min时，其优越性才能显现出来，不适宜小流量范围的使用。

（5）离心式制冷压缩机：单机制冷量大：1163kW～8440kW；结构紧凑，重量轻：1/5～1/8 ；运转惯性力小，振动小；磨损零件少，易损件少，可靠性高，寿命长，维修费用低；润滑油几乎不随制冷剂带入制冷系统；不易在高压比下运行（如热泵工况，目前，适应于蓄冰工况下的离心式制冷压缩机仅有特灵生产的3级压缩机组）；压缩机的加工水平要求高，技术难度较大；不适于小冷量范围运行

第四章

1.吸附现象：吸附过程中放出热量（吸附热），脱附过程中吸收热量（脱附热）；p ↑、T ↓，→吸

附量↑，→通过降低压力或提高温度达到脱附目的；吸附剂对不同的气体有不同的吸附

作用，具有选择性

2.吸附式制冷原理及循环过程：

基本的固体吸附式制冷系统：

吸附床（发生器）；冷凝器；蒸发器1－2 等容脱附－吸附床吸收热量Qh

2－3 等压脱附（冷凝）－吸附床吸收热量Qg

3－4 等容吸附－制冷剂放出热量Qce 4－1 等压吸附（蒸发）－制冷剂吸收热量Qref