《制冷原理与设备》课程教学大纲-SJTU

《制冷原理与设备》课程教学大纲

课程名称：制冷原理与设备

课程代码：

学分/学时：3学分/51学时

开课学期：春季学期

适用专业：机械工程及自动化、热能与动力工程、核工程、建筑环境与设备及相关专业先修课程：传热学、流体力学

后续课程：

开课单位：机械与动力工程学院

一、课程性质和教学目标（需明确各教学环节对人才培养目标的贡献，专业人才培养目标中的知识、能力和素质见附表）

课程性质：制冷原理与设备是机械工程、热能动力工程、工业工程、核科学与工程、航空航天工程等专业的一门重要技术基础课，是机械、能源动力类专业技术选修课。

教学目标：本课程是为制冷与低温工程、建筑环境与设备工程、环境工程等专业高年级本科生开设的一门专业课。本课程不仅为学生学习有关专业课程提供必要的基础理论知识，也为从事相关专业技术工作、科学研究工作及管理工作提供重要的理论基础。（A5.1, A5.2, B2, C2）

本课程由制冷方法、制冷剂热物理性质、压缩式制冷基本热力过程、制冷零部件及装置应用五部分组成。通过本课程教学，不仅使学生在制冷过程中的能量转换和利用方面树立正确的概念，同时培养学生科学抽象、逻辑思维能力，进一步强化实践是检验理论的唯一标准的认识观。具体来说：

（1）掌握常见制冷方法及其应用特点。（A5.1）

（2）初步掌握制冷过程和热力循环的分析方法，了解提高能量利用经济性的基本原则和主要途径。（A5.1）

（3）能运用常用制冷剂物性公式、图表（lgp-h图）和电子软件等进行一般热力过程计算。（A5.1）

（4）了解常用制冷器具结构及其工作原理，初步具有从实际问题抽象为理论，并运用理论分析解决实际问题能力。（B2）

（5）强化理论来源于实践，实践是检验理论的唯一标准的认识观。（A5.1，A5.2，B2，C2）

二、课程教学内容及学时分配（含实践、自学、作业、讨论等的内容及要求）

第一章绪论（4学时）

了解本门课程的内容、性质、地位、作用和任务。着重介绍家用电器、工业及商业领域、运输领域、航天航天中制冷与空调设备的应用，行业对国民经济的贡献。

帮助学生了解常见制冷实现的方式方法和设备。

布置课程设计题目，设计一个小型的制冷除湿/热水机(题目可逐年调整或分组)。

第二章制冷循环（6学时）

卡诺循环和制冷理论循环（2学时）

制冷循环及其在lgp-h图和T-S图上的表示（2学时）

实际制冷循环的计算分析，双级和复叠式系统（2学时）

掌握关于制冷循环的影响因素和确定方法，熟悉影响制冷系统的参数，能够应用lgp-h图和T-S图分析制冷循环性能，进行循环特性计算。了解双级和复叠式系统主要特性。

第三章制冷剂、载冷剂和润滑油（6学时）

第一节制冷剂（4学时）

第二节载冷剂（1学时）

第二节润滑油（1学时）

掌握制冷剂的种类及其性质，制冷剂和载冷剂的选择原则、润滑油在制冷系统中的作用及常见种类；熟悉与制冷剂替代相关的国际政治活动与事件，了解常用制冷剂特性。

第四章制冷系统四大件（10学时）

本章着重介绍常用制冷系统四大件的类型及其特点，学习如何利用lgp-h图表示各零部件的特性。

1，压缩机部分介绍常见的压缩机型式（活塞式、转子式、涡漩式、螺杆式和离心式）及其特点，影响压缩机效率的主要因素，了解当前国内外该领域的研究热点和相关的新技术。

2，节流机构介绍毛细管、膨胀阀和其他节流机构的基本特性，掌握热力膨胀阀的特性。

3，换热器介绍冷凝器、蒸发器等换热设备的常见类型及其结构特点，掌握换热器设计程序。

第五章制冷系统（8学时）

电冰箱（2小时），家用空调及热泵（2小时），汽车空调（2小时），冷水机组（2小时）此部分内容仍紧扣制冷原理，着重介绍不同应用领域中构成制冷系统的各种零部件实现的方式，如何利用lgp-h图表现其特点。帮助学生熟悉常见制冷设备的种类、特点，国内外技术水平，主要企业情况、新技术和科研热点。

第六章吸收式制冷系统（2小时）

掌握吸收式制冷的基本原理，掌握吸收扩散式冰箱和溴化锂机组的工作方法和基本特性，了解单级和双级溴化锂系统特点。

课程设计（18小时）：小型除湿/热水机（例）

1，文献调研（4小时,含小组PPT报告）

2，概念设计（6小时，负荷计算。零部件选型，换热器设计）

3，委托加工（课外）

4，性能测试（4小时）

5，总结报告及论文（4小时）

三、教学方法

课程教学以课堂讲学为主，综合讨论、实验、作业、网络、录像等共同实施。

达到课程教学目标的核心保证是教材，本课程采用的制冷与低温原理内容贯穿能量转换、转递过程中数量守恒和品质下降的主线，体现了学科本质，把制冷与低温原理的基本理论、工质性质、过程及循环等主要内容循序渐进地展现出来。经典内容与工程实践及科技新成果较好地结合，在重点、难点阐述上通过反复加强，引导学生思考的方式、在逐步深入的过程中使学生思考、掌握。教材十分注意利用思考题、习题等开拓学生的思维，教材每章的思考题和习题不仅仅只是简单巩固已有内容，有些是加深内容的理解，有些是内容的延伸。教材配置的光盘提供的多媒体资料大大丰富了教学手段，特别是制冷与低温原理名词查询软件、参考电子讲稿等为初学者和工程技术人员自主学习提供了配套的教学资源。

课堂教学中对难点内容可前面预设伏笔，以后反复加强，前后呼应，引导学生思考、讨论的方式牢固地掌握。

课堂教学流程设计框图

四、考核及成绩评定方式

对课程考核方式：半开卷式笔试+平时测验及作业成绩评定方式：期末考试 70分

大作业+习题+不定期测验 30分