制冷原理与设备思考题答案解析

思考题

1．什么是制冷？制冷技术领域的划分。

答：用人工的方法在一定时间和一定空间内将物体冷却，温度降到环境温度以下，并保持这个温度。

120k以上，普通制冷120-20K深度制冷

20-0.3K低温制冷0.3K以下超低温制冷

2．了解各种常用的制冷方法。

答：1、液体气化制冷：利用液体气化吸热原理。

2、气体膨胀制冷：将高压气体做绝热膨胀，使其压力、温度下降，利用降温

后的气体来吸取被冷却物体的热量从而制冷。

3、热电制冷：利用某种半导体材料的热电效应。

4、磁制冷：利用磁热效应制冷

3．液体气化为什么能制冷？蒸气喷射式、吸附式属于哪一种制冷方式？

答：液体气化液体汽化时，需要吸收热量；而吸收的热量是来自被冷却对象，因而被冷却对象变冷。蒸气喷射式、吸附式属于液体气化制冷

4．液体气化制冷的四个基本过程。

答：压缩过程、冷凝过程、膨胀过程、蒸发过程

5．热泵及其性能系数。

答：热泵:以环境为低温热源，利用循环在高温下向高温热汇排热，收益供热量，将空间或物体加热到环境温度以上的机器。用作把热能释放给物体或空间，使

之温度升高的逆向循环系统称作热泵。（当使用目的是向高温热汇释放热量时，

系统称为热泵。）

热泵的性能系数COP=Qa/W供热量与补偿能之比。

6．制冷循环的热力学完善度，制冷机的性能系数COP

答：1、循环效率（热力学完善度）:说明制冷循环与可逆循环的接近程度。热力完善度愈大，表明该实际制冷循环热力学意义上的损失愈小，因此循环的经济性

必然俞高。

定义：一个制冷循环的性能系数COP与相同低温热源、高温热汇温度下可逆

循环的性能系数之比COPc 0< ∩=COP/COPc <1

2、制冷机的性能系数:COP=Q/W

7．单级蒸气压缩制冷循环的四个基本部件

答：压缩机：①提高制冷剂的压力；②形成输送制冷剂的动力

冷凝器：制冷剂高压蒸气与环境温度介质充分热交换

膨胀阀: ①使高压常温制冷剂节流膨胀降压；②调节进入蒸发器的制冷剂流量

蒸发器: 提供低压制冷剂与冷却空间充分热交换的场所，使制冷剂不断吸热汽化。

8．单级蒸气压缩制冷循环过程及热力计算方法

答：1．循环过程：等熵压缩、等压冷却冷凝、等焓节流、等压等温蒸发。

液体蒸发（P0，t0）→压缩（P k）→高压气体冷凝（P k，tk）→节流（P0，t0）

9．在压焓图上的等焓线、等温线、等压线、等熵线、等干度线和等容线的表示。

答：

10．在压焓图上，随压力或温度变化，制冷剂的比体积如何变化？

答：制冷剂的比体积随着压力或温度的升高而升高

11．蒸气压缩式制冷循环中，当制冷剂确定后，冷凝温度、蒸发温度由什么因素决定？

答：由冷凝压力和蒸发压力决定

12．过冷及对循环性能的影响。

答：过冷:制冷剂液体的温度低于同一压力下饱和状态的温度称为过冷

过冷循环中单位制冷量的增加，从而使性能系数增加

13．有效过热、无效过热及其对循环性能的影响。

答：如果吸入蒸气的过程发生在蒸发器本身的后部，或者发生在安装于被冷却室内的吸气管道上，或者发生在两者皆有的情况下，那么，由于过热而吸收的热量来自被冷却物，因为产生了有用的制冷效果，这种过热称为有效过热；有效过热使循环的单位制冷量增加，但由于吸入蒸气的比体积也随吸入温度的增加而增加，故过热循环的单位容积制冷量可以增加，也可以减少，这与制冷剂本身的特性有关。

由蒸发器出来的低温制冷剂蒸气，在通过吸入管道进入压缩机之前，从周围环境中吸取热量而过热，但它并没有对被冷却物体产生任何制冷效应，这种过热称为无效过热。对于无效过热，循环的单位制冷量和运行在相同冷凝温度和蒸发温度下的理论循环的单位制冷量是相等的，但由于蒸气比体积的增加使单位容积制冷量减少，对给定压缩机而言，它将导致循环制冷量的降低，由于循环比动功的增加，性能系数下降。

14．什么是回热循环？回热器起什么作用？回热循环的系统图，以及p-h图。

答：在系统中增加一个气液热交换器，使节流前的液体和来自蒸发器的低温蒸气进行内部热交换，制冷剂液体过冷，低温蒸气有效过热。这样，不仅可增加单位制冷量，而且可以减少蒸气与环境之间的热交换，减少甚至消除吸气管道中的有害过热。

采用回热循环性能系数可以增加也可以减少

15．不凝气体对循环性能有什么影响？

答：使冷凝器内压力增加，导致压缩机排气压力提高，比功增加，性能系数下降，压缩机容积效率降低。

16．以单级蒸气压缩制冷循环为例，试述蒸发温度和冷凝温度对制冷循环性能的影响。

答：蒸发温度t0降低时，制冷量下降，性能系数下降

冷凝温度升高时，制冷量降低，比功w0升高，性能系数下降

17．了解劳伦兹循环及单级蒸气压缩混合工质制冷循环。

答: 劳伦兹循环是热源温度和热汇温度变化的可逆制冷循环。

18．了解CO2跨临界循环

答：工质的吸、放热过程分别在亚临界区和超临界区进行的循环。

19．制冷剂的种类和常用制冷剂的表示符号。

答: 制冷剂按组成区分，有单一制冷剂和混合物制冷剂。按化学成分区分，主要有三类：无机物、氟里昂和碳氢化合物。制冷剂符号由字母R和它后面的一组数字或字母组成；字母R表示制冷剂，后面的字母数字是根据制冷剂的化学成分按一定的规则编写的。

20．目前R12、R22的替代工质。

答：R134a，R600a，可能的替代物有R152a。R22的替代工质是R410A 21．G WP和ODP 的含义

答：

GWP是指温室效应指数，物质造成温室效应危害的程度，用来表示和比较消

耗臭氧层物质对全球气候变暖影响力的大小的一种量值。

ODP是表示制冷剂的臭氧破坏指数，对臭氧层的危害程度

两者的值越少则制冷剂对环境影响越少

22．选择制冷剂应考虑的因素。

答：环境可接受性、热力学性质满足使用要求、传热性和流动性好、化学稳定性