逆卡诺循环原理

逆卡诺循环是理想的可逆制冷循环，它是由两个定温过程和两个绝热过程组成。循环时，高、 低温热源恒定，制冷工质在冷凝器和蒸发器中与热源间无传热温差，制冷工质流经各个设备 中不考虑任何损失，因此，逆卡诺循环是理想制冷循环，它的制冷系数是最高的，但工程上 无法实现。（见笔记，关键在于运动无摩擦，传热我温差）2）：工程中，由于液体在绝热膨胀前后体积变化很小，回收的膨胀功有限，且高精度的膨 胀机也很难加工。因此，在蒸汽压缩式制冷循环中，均由节流机构（如节流阀、膨胀阀、毛 细管等）代替膨胀机。此外，若压缩机吸入的是湿蒸汽，在压缩过程中必产生湿压缩，而湿 压缩会引起种种不良的后果，严重时产生液击，冲缸事变，甚至毁坏压缩机，在实际运行时 严禁发生。因此，在蒸汽压缩式制冷循环中，进入压缩机的制冷工质应是干饱和蒸汽（或过 热蒸汽），这种压缩过程为干压缩。2. 对单名巴骡汽压缩制冷理论循环作哪些假设？与实际循环有何区别？答：1）理论循环假定：压缩过程是等熵过程；节流过程是等焓过程；冷疑器内压降为 零，入口为饱和液体，传热温差为零，蒸发器内压降为零，入口为饱和蒸汽，传热温差为零； 工质在管路状态不变，压降温差为零。2）区别：实际压缩过程是多变过程；冷凝器入口为过冷液体；蒸发器入口为过热蒸汽； 冷凝蒸发过程存在传热温差tk=t+AtktO=t-AtOo3. 什么是制冷循环的热力完善度？制冷系数？ C.O.P值？ E.E.R?什么（_shen me）是热泵 的供热系数？答：1）通常将工作于相同温度间的实际制冷循环的制冷系数膘与逆卡诺制冷循环的制冷系 数水之比，称为热力完善度，即：n=s/k。2）制冷系数是描述评价制冷循环的一个重要技术经济指标，与制冷剂的性质和制冷循环的 工作条件有关。通常冷凝温度tk越高，蒸发温度to越低，制冷系数0越小。公式：M=T0 / （TkT0）3）实际制冷系数（S）又称为性能系数，用C.O.P表示，也可称为单位轴功率制冷量，用 Ke值表示。注：S=Q0/Ne=Q0/N0n s=0n s。Q0是制冷系统需要的制冷量；制冷压缩机的 理论功率N0、轴功率Ne； 0是理论制冷系数；ns是总效率（绝热效率）。4）E.F.R是指热力完善度，既是指在工作于相同温度间的实际制冷循环的制冷系数，与逆 卡诺制冷循环的制冷系数k之比。E.F.R=q0/wel=0n el=0n inmnend式中：wel一电机输入比功；5）热泵（_re4 beng4）的供热系数是描述评价热泵循环的一个重要技术经济指标。4. 制冷系数.答：（da1 _）件QH/W= Th/ （ThT） =1+1同一台机的相同工况下作热泵使用与作制冷机使用的热泵系数与制冷系数关系。5. 为什么要采用回热循环？液体过冷，蒸汽过热对循环各性能参数有何影响？答：1）采用回热循环，使节流前的常温液体工质与蒸发器出来的低温蒸汽进行热交换，这 样不仅可以增加节流前的液体过冷度提高单位质量制冷量，而且可以减少甚至消除吸气管道 中的有害过热。2）液体过冷，可以使循环的单位质量制冷量增加，而循环的压缩功并未增加，故液体过冷 最终使制冷循环的制冷系数提高了。蒸汽过热循环使单位压缩功增加了，冷凝器的单位热负荷也增加了，进入压缩机蒸汽的比容 也增大了，因而压缩机单位时间内制冷工质的质量循环量减少了，故制冷装置的制冷威力降 低，单位容积制冷量、制冷系数都将降低。除了以上的方法外，还应该结合P-H图进行分析。6. TO (蒸发温度)TK (冷凝温度)的变化对循环各性能参数有何影响？答：1)假定冷凝温度不变，当蒸(_jia3 ding4 leng3 ning2 wenl du4 bu4 bian4 _dang1 zheng1)发温度下降时：16铳位质量制冷量qo基本上没有什么变化；压缩机吸气比容增 大了，因而单位容积制冷量qv及制冷量Qo都在减(dou1 zai4 jian3)小；单位压缩功Wo 增大了。因此，当冷凝温度不变，随着蒸发温度的降低，制冷循环的制冷量Qo,制冷系数 院均明显下降，当压缩比pk/p0约等于3时，功率消耗最大。2)假定蒸发温度不变，当冷凝温度升高时：循环的单位质量制冷量qo减少了：虽然进 入压缩(jian shao le _sui ran jin ru ya suo)机的蒸汽比容v1没有变化，但由于qo减小， 故单位容积制冷量qv也减少了；单位压缩功Wo增大了。因此，当蒸发温(zeng da le _ yin ci _dang zheng fa wen)度不变，随着冷凝温度升高，制冷机的制冷量QO减少了， 功率消耗增加，制冷系数下降。注：本题还应结合P-H图进行分析。7. 什么是制冷压缩机的标准工况？空调工况？最大轴功率工况？最大压差工况？答：标准工况和空调工况分别是用来标明低温和高温用压缩机的名义制冷威力和轴功率，最 大轴功率工况是用来考核压缩机的噪声、振动及机器能否正常启动；最大压差工况用来考核 制冷机的零件强度、排气温度、油温和电机绕组温度。8. 为什么要采用双级压缩制冷？该循环的特点？答：采用双级压缩制冷既可以获得较低的蒸发温度，又可使压缩机在的压缩比控制在合理范 围内，保证压缩机安全可靠地运行。双级压缩式制冷循环的主要特点是将来自蒸发器的低压(低温)蒸汽先用低压级压缩机压缩 到适当的中间压力p01然后再进入高压级压缩机再次压缩到冷凝压力9. 一次节流，中间完全冷却/中间不完全冷却的两级压缩制冷循环宜采用何种工质？其P- H 图，T-S 图是怎么样的？其制冷系(tu2 shi4 zen3 me0 yang4 de0 _qi2 zhi4 leng3 xi 4)数是多少？答：中间完全冷却的压缩制冷循环一般是使用氨为工质；而中间不完全冷却的制冷循环则是 使用R12、R22作为工质。其P-H图，T-S图如下：10. 如何确定两级压缩的中间压力？答：在工程中，一般都是按压力比例中项去确定中间压力p01= (po pk) 1/2实际工作中常常需要选(shi2 ji4 gong1 zuo1 zhong1 chang2 chang2 xu1 yao4 xuan3) 配两台(或两台以上的)压缩机来组成两级压缩制冷循环。对于由两台既定的压缩机(高压 级压缩机理论输气量为Vhg，低压级压缩机理论输气量为Vhd)组成的两级压缩制冷循环 的中间压力，则应按高低压容积比Z=Vhg/Vhd为定值的条件确定。11. 对制冷剂、载冷剂有什么要求？答：对于制冷剂：一、在热力学方面(yi1 _zai4 re4 li4 xue2 fang1 mian4)的要求：1.蒸发压力和冷凝压力要 适中；2.单位容积制冷量qv要大；3.临界温度要高而凝固温度要低；4.绝热指数要小。二、在物理与化学方面的要求：1.制冷剂的粘度和密度应尽可能小；2.导热系数和放热系数 (dao re xi shu he fang re xi shu)要高；3.具有一定的吸水性；4.具有化学稳定性；5.溶 解于油的性质应从正反两方面分析。三、其它方面的要求：1.制冷剂对人的生命和健康应无危害，不具有毒性、窒息性和刺激性；2. 制冷剂应易于制取且价格便宜。对于载冷剂的要求：1.在工作温度范围内始终处于液体状态；2.载冷剂循环运行中能耗要低；3. 载冷剂的工作要安全可靠；4.价格低廉，便于获得。12. 常用的制冷剂、载冷剂有哪些？各自有什么特性？答：常用的制冷剂有：一、无机化合物：如0M(R717)：氨有良好的热力性能，其标准蒸发温度一333CM具有 强烈刺激作用，并且具有比较大的毒性，对人体有一定的危害，氨可以燃烧和爆炸，但是氨 的单位容积制冷量较大，蒸发压力和冷凝压力适中，氨还对钢铁不腐蚀，但含水时会对铜及 铜合金(磷青铜除外)有腐蚀作用，因此，一般使用中含水量0.2%，采(_cai3)用无逢钢 管，氨还价廉易得；水(R718):水作为制冷剂最大的优点是无毒、无臭、不燃不爆、汽 化潜热大而且极易获得，但水的蒸汽比容很大，因此它的单位容积制冷量很小，水作为制冷 剂只能制取0C以上的冷冻水(_yi3 shang4 de0 leng3 dong4 shui3)；二、甲烷和乙烷的卤素衍生物，这些物质无毒、难燃，绝热系数小，故排气温度低，分子量 大，但其价格昂贵，泄漏不易被发现，比重大，工质循环量大，故流动阻力损失大，耗功增 加，对天然橡胶有腐蚀作用。氟里昂遇到明火或高温会分解出有毒有害气体，因此在氟里昂 车间禁止明火和高温。如氟里昂12 (R12)： R12是早期中小型空调和冰箱中使用较普遍 的制冷剂，R12在大气压下的沸点为29.8C，凝固点为一158C。R12易溶于润滑油，为确 保压缩机的润滑油应使用粘度较高的冷冻机油。R12中水的溶解度很小，且(zhong1 shui3 de0 rong2 jie3 du4 hen3 xiao3 _qie3)无色、无臭、对人体危害极小，其分子中不含氢原 子，因而也不燃不爆，但其在大气中的寿命长，对臭氧层有破坏作用。属于中温制冷剂。 氟里昂22 (R22)： R22的热力学性能与氨很相近，其沸点是一40.8C，凝固点是一160C， 但是R22不燃不爆，在大气中的寿命约20年。R22对绝缘材料的腐蚀性较R12为大，毒性 也比(wei4 da4 _du2 xing4 ye3 bi3)R12稍大。R22的化学性能不如R12稳定，分子极性 也比R12大，故对有机物的膨润作用强。氟里昂11 (R11) R11在大气压力下蒸发温度为 23.7C，凝固点一111C。由于分子量大，冷凝压力很低，所以主要用于空调用离心式制冷压 缩机中。因为它含有三个氯原子，毒性较R12大。R11的其它理化性质与R22相近。R11是 全卤化甲烷衍生物，在大气中(shi4 quan2 lu3 hua4 jia3 wan2 yan3 sheng1 wu4 _zai4da4 qi4 zhong1)寿命约4780年。属于高温制冷剂。氟里昂114 (R114)： R114在大气 压力下蒸发温度为3.55C。冷凝压力很低，冷凝温度达60C时其饱和压力只有0.596MPa。 所以适用于高温环境中，如冶金厂的吊车用空调机组。它的毒性及水在其中的溶解度与R1 2相近，与润滑油的溶解度和R22相似。R114是全卤化乙烷衍生物，在大气中的寿命长达2 10320年。氟(nian2 _fu2)里昂 134a (R134a) C2H2F4 (四氯乙烷)：R134a 的分子 量102.3,在大气压力下的沸点是26.25C，凝固点一101C，临界温度101.5C，临界压力 4.06MPa。R134a的热力性质与R12非常接近，对绝缘材料的腐蚀程度比R12还稳定，毒 性级别与R12相同。但R134a难溶于油，因此采用R134a的制冷系统还需配用新型的润滑 油。目前R134a已取代R12作为汽车空调中的制冷剂。R134a在大气中的寿命约811年。氟里昂123 (R123) CHCl2CF3 (三氟二氯乙烷)：R123的分子量152.93，大气下压力 沸点为27.61 C，凝固点一107C，(_)临界温度183.79C，临界压力3.676MPa。R123的热 力性质与R11很相似，但对金属的腐蚀性比R11大，毒性级别与尚待确定。R123在大气中 的寿命约14年。R13 CF3Cl R14 CF4:着两种物质都属于低温制冷剂，它们的沸点分 别是一81.5C和一128。性能稳定，微溶于水，不溶于油。三、混合制冷剂：如氟里昂502 (R502)： R502是由质量百分比为48.8%的R22和51.2% 的R115组成，属共沸制冷剂。与R22相比，压力稍高，在较低温度下制冷威力约大13%。 在相同的蒸发温度和冷凝温度条件下压缩比较小，压缩后的排气温度较低。采用单骡汽压 缩式制冷时，蒸发温度可低达一55G常用的载冷剂：1. 水：水可用作工作温度高于0。的载冷剂。水的比热大，对流传热性能好，价格低廉。2. 盐水，一般由氯化钙(CaCl2域氯化钠(NaCl)配制而成的水溶液:其可用于工作温度低于0C 的载冷剂，盐水浓度越大，其密度也越大，流动阻力也增大；同时，浓度增大，其比热减小， 输送一定冷量所需盐水溶液的流量将增加，造成泵消耗的功率增大。因此，配制盐水溶液时， 只要使其浓度所对应的凝固温度不低于系统可能出现的最低温度即可，一般使凝固温度比制 冷剂的蒸发温度低58C。盐水溶液对金属还具有腐蚀性，尤其是略带酸性并与空气相接触 的盐水(xiang jie chu de yan shui)溶液，其腐蚀性更强。为了降低盐水对金属的腐蚀作用， 可在盐水溶液中加入一定量的防腐剂；3. 有机载冷剂，主(you ji zai leng ji _zhu)要有乙二醇、丙二醇的水溶液。它们都是无色、 无味、非电解性溶液。冰点都在0。以下，对金属管道、容器无腐蚀作用。丙二醇是无毒的， 可以与食品直接接触而不致污染。乙二醇略带毒性，但无危害，价格和粘度较丙二醇低。13. 什么叫CFC?对臭氧层有何作用？答：把不含氢的氟利昂写成CFC，读作氯氟烃。由于CFC化学性质稳定，在大气中的寿命可长达几十年甚至上百年，当CFC类物质在大 气中扩散、上升到臭氧层时，在强烈的紫外线照射下才发生分解。分解时释放出的氯离子对 O3有亲和作用，可与O3分子作用生成氧化氯分子和氧分子。氧化氯又能和大气中游离的氧 原子作用，重新生成氯离子和氧分子，这样循环反应产生的氯离子就不段地破坏臭氧层。据 测算，一个CFC分子分解生成的氯离子可以破坏近10万个臭氧分子。另外，CFC还会加剧 温室效应。14. 蒙特利尔仪定书中股哪些制冷剂要被禁用？答：蒙特利尔仪定书中股要被禁用的制冷剂有：CFC11、CFC12、CFC113、CFC114. CFC115。匚15. 什么叫共沸/非共沸制冷剂？答：在混合制冷剂中，在饱和状态下汽液两相的组分是否相同，相同的是共沸制冷剂，不相 同的是非共沸制冷剂。16. 润滑油的功能是什么？与制冷剂是何种关系(互溶/不溶)？答：润滑油的功能是：润滑油相互摩擦的零件表面，使摩擦表面完全被油膜分隔开来，从降低压缩机的摩擦功， 摩擦热和零件的磨损。带走摩擦热量，使摩擦零件的温度保持在允许范围内。使活塞环与气缸壁之间的间隙、轴封摩擦面等密封部分布满润滑油，以阻挡制冷剂的泄漏。 带走金属摩擦表面的磨屑。利用油压作为控制卸载机构的液压力。与制冷剂的关系大致可分为三类：(1：不溶于润滑油的制冷剂R717，R13，R14等。少量溶于润滑油的制冷剂，如R12。(3：无限溶于润滑油的制冷剂有R11，R12，R21，R113和 R500等。18, 常见的制冷压缩机的分类？特点？工作原理？答：根据制冷压缩机的工作原理，可分为容积型和速度型两大类。在容积型压缩机中，气体压力靠可变容积被强制缩小来提高，常用的容积型压缩机有往复式 活塞压缩机、回转式压缩机、螺杆式压缩机及滚动转子式压缩机。在速度型压缩机中，气体压力的提高是由气体的动能转化而来。常用的速度型压缩机有离心 式压缩机。19. 开启式、半封闭式、全封闭式压缩机有何异同？答：在结构上来说：开启式压缩机与原动机分装，容易拆修，半封闭式压缩机的电动机外壳 和压缩机曲轴箱构成一个密闭空间，从而取消轴封装置，并且可以利用吸入低温制冷工质蒸 汽来冷却电机绕组，改善了电动机的冷却条件。然而压缩机部分是可拆装的，这样便于压缩 机的检修。全封闭式压缩机的压缩机与电动机共用一个主轴，且二者组装在一个钢制壳内， 电动机在吸入蒸汽冷却下运动，故结构紧凑，噪声低，多用于冰箱和小型空气调节机组。20. 为什么活塞式压缩机会有余隙容积？它对压缩机性能有何影响？能不能消除？答：活塞(da _huo se)式制冷压缩机的余隙容积是因为在气缸与气阀和活塞与气缸之间存 在着间隙。余隙容积是不可消除的，因为余隙容积的存在是为了防止活塞和气缸产生过大的 撞击而造成事变。余隙容积的存在可以使压缩机高压端吸入的蒸气比容增大，减少了蒸气的 吸入量，因此，余隙容积的存在增加了压缩机的工作效率。21. 影响压缩机输气系数的主要因素有哪些？答：影响压缩机输气系数的主要因素有：余隙容积的影响；吸、排气阻力的影响；吸 入过热蒸汽的影响；泄漏的影响。22. 什么是指示功率？轴功率？什么(shen2 me0 shi4 zhi3 shi4 gongl lv4 _zhou2 gong1 lv4 _shen2 me0)是总效率？答：由原动机到压缩机主轴上的功率称为轴功率Ne，其中一部分直接用于压缩气体，称为 指示功率Ni；总效率是指指示效率与机械效率的乘积称为压缩机的轴效率ne=nin m。23. 什么是假盖？有何作用？答：假盖其实就是指排气阀片的升程限制器。在假盖上面设有假盖弹簧将其压紧在排气阀座 上，当吸入大量液态制冷工质或大量润滑油进入缸内，造成缸内压力剧增超越假盖弹簧的弹 力，假盖与内阀座一起被顶起，以防气缸等零件损坏。24. 活塞式制冷机和螺杆式制冷压缩机各自是如何进行冷量调节？答：活塞式制冷机是根据运行条件的变化，通过顶杆启阀机构改变压缩机工作气缸的数目， 以达到调节冷量的目的。螺杆式制冷(luo2 gan3 shi4 zhi4 leng3)压缩机的能量调节多采用滑阀调节，其基本原理是 通过滑阀的移动使压缩机阳、阴转子齿间的工作容积，在齿间接触线从吸气端向排气端移动 的前一段时间内，仍与吸气口相通，使部分气体回流至吸气口，即减少了螺杆有效工作长度 达到能量调节的目的。25. 什么是螺杆式压缩机的阴/阳转子？喷油有何作用？答：螺杆式制冷压缩机是靠一对互相啮合的转子(螺杆)来工作的，转子表面是螺旋形，主 动转子端面上的齿形为凸形(即阳转子亦是功率输入转子)，从动转子端面上的齿形是凹的 (即为阴转子)。喷油的作用是冷却气缸壁，降低排气温度，润滑转子，并在转子及气缸壁面之间形成油膜密 封，减小机械噪声。26. 单螺杆式压缩机与双螺杆压缩机的性能如何？答：单螺杆式压缩机是在双螺杆式制冷压缩机的基础上，不段改进、完善，形成一个新机种。 其结构类似机械传动的蜗轮蜗杆，但其作用不是机械传动，而是用来压缩气体。单螺杆工作 过程与容积式压缩机类似，有吸气、压缩、排气三个过程，也采用滑阀进行能量调节，容量 可在10%100%的范围内进行无级调节。双螺杆式压缩机是通过一对互相啮合的螺杆来工作的，因此，在运行时产生较大的轴向力， 必须采用平衡措施，通常在两转子的轴上设置推力轴承。另外，阳转子上轴向力较大，还要 加装平衡活塞予以平衡。其工作过程是随着转子的旋转，吸、排气口可按需要准确地使转子 的齿槽和吸、排气腔连通或隔段，周期性地完成进气、压缩、排气过程。威力调节的范围也 是10%100%，且为无级调节，当制冷量为50%以上时，功率消耗与制冷量近似正比关系， 而在低负荷下运行则功率消耗较大。27. 冷凝器与蒸发器和其它热工换热器相比，有何特点？ 答：1.制冷系统中的换热器工作温度、压力范围比较窄；2. 介质传热温差小，传热系数比较低，使传热面积大，造成了设备也比较庞大；3. 制冷换热器要与压缩机相匹配；28. 冷凝器/蒸发器有哪些模式？工作原理是什么？有何特点？答：根据冷却介质种类的不同，冷凝器可归纳为四大类：(1冰冷却式：在这类冷凝器中，制冷剂放出的热量被冷却水带走。冷却水可以是一次性使用， 也可以循环使用。水冷却式冷凝器按其不同的结构型式又可分为立式壳管式、卧式壳管式和 套管式等多种。空气冷却式(又叫风冷式)：在这类冷(leng que shi _you jiao feng leng shi _zai zhe lei leng)凝器中，制冷剂放出的热量被空气带走。空气可以是自然对流，也可以利用风机 作强制流动。这类冷凝器系用于氟利昂制冷装置在供水不便或困难的场所。水一空气冷却式：在这类冷凝器中，制冷剂同时受到水和空气的冷却，但主要是依靠冷却 水在传热管表面上的蒸发，从制冷剂一侧吸取大量的热量作为水的汽化潜热，空气的作用主 要是为加快水的蒸发而带走水蒸气。所以这类冷凝器的耗水量很少，对于空气干燥、水质、 水温低而水量不充裕的地区乃是冷凝器的优选型式。这类冷凝器按其结构型式的不同又可分 为蒸发式和淋激式两种。蒸发一冷凝式：在这类冷凝器中系依靠另一个制冷系统中制冷剂的蒸发所产生的冷效应去 冷却传热间壁另一侧的制冷剂蒸汽，促使后者凝结液化。如复叠式制冷机中的蒸发一冷凝器 即是。蒸发器也是一种间壁式热交换设备。低温低压的液态制冷剂在传热壁的一侧气化吸热，从而 使传热壁另一侧的介质被冷却。被冷却的介质通常是水或空气，为此蒸发(_wei4 ci3 zhen g1 fa1)器可分为两大类，即：1.冷却液体(水或盐水)的蒸发器，这种蒸发器又可分为卧 式壳管式蒸发器(制冷剂在管外蒸发的为满液式，制冷剂在管内蒸发的称干式)，和立管式 冷水箱。2.冷却空气的蒸发器，这种蒸发器有可分为两大类，一类是空气做自然对流的蒸发 排管，如广泛使用于冷库的墙排管、顶排管，一般是做成立管式、单排蛇管、双排蛇管、双 排U形管或四排U形管式等型式；另一类是空气被强制流动的冷风机，冷库中使用的冷风 机系做成箱体型式，空调中使用的通常系做成带勒片的管簇，在这种的冷却器中，制冷剂靠 压差、液体的重力或液泵产生的压头在管内流动，因为被冷却的介质是空气，空气侧的放热 系数很低(ce4 de0 fang4 re4 xi4 shu3 hen3 di1)，所以蒸发器的传热系数也很低。为了 提高传热性能，往往是采取增大传热温差、传热管加勒片或增大空气流死锶措施来达到(liu 2 si3 si1 cuo4 shi1 lai2 da2 dao4)目的。此外，还有冷却固体物料的接触式蒸发器。29. 有哪些冷凝器/蒸发器是氨系统和氟理昂系统专用的？答：水冷却式冷凝器中的卧式壳管式（简称卧壳式）冷凝器可用于小型的氨制冷系统和氟利 昂制冷系统，而可用于氨制冷系统和氟利昂制冷系统的蒸发器是满液式壳管蒸发器。30. 为什么小型制冷装置采用空冷式冷凝器？答：风冷式冷凝器和水冷式冷凝器相比较，唯一优点是可以不用水而使得冷却系统变得十分 简单。但其初次投资和运行费均高于水冷式；在夏季室外气温比较高（3035C）时，冷凝 温度将高达50C,因此风冷式冷凝器只能用于氟利昂制冷系统，而且通常是应用于小型装置， 用于供水不便或根本无法供水的场合，并且在全年运行的制冷装置中采用风冷式冷凝器，可 以通过减少或停止风机运行等措施弥补由于气温过低而造成冷凝压力过低引起的膨胀阀前 后压差缺乏，而致使蒸发器缺液。31. 什么是计算传热平均温差？答：制冷剂和冷却介质分别通过冷凝器时都是变温过程。制冷剂一侧由高温的过热温度先降 温到饱和温度（即冷凝温度），然后再降温到过冷状态的温度；冷却水一侧则由进水温度升 高到出水温度，空气也一样。这样计算两者之间的传热平均温差就很复杂。考虑到制冷剂的 放热主要是在中间的冷凝段，由饱和蒸汽凝结成饱和液体，而此时的温度是一定的，为了简 化计算，把制冷剂的温度认定为冷凝温度，因此在计算传热平均温差时应用下面的公式： 式中Atmax一冷凝器中冷却介质进口处的最大端面温差（C） Atmin冷却介质入口处的最小端面温差（C）32. 分液器有什么作用？答：分液器的主要作用是为了解决分液不均的问题。33. 如何强化冷凝器/蒸发器的传热？答：强化冷凝器中传热的（dal _qiang2 hua4 leng3 ning2 qi4 zhongl chuan2 re4 de0） 关键是如何减小凝液液膜的厚度，以及加速凝液从传热面上脱离。主要措施有：1改变传热表面的几何特征，增大散热面积；2利用高速气流冲散凝液液膜；3及时排除制冷系统中的不凝性气体；4经常注意油分离器的工作情况；5及时清除水垢，并且水流速度采用0.50.2m/s为宜。强化蒸发器的传热措施有：1蒸发产生的蒸汽应能够从传热表面上迅速脱离，并且尽量缩短其离开蒸发表面的距离是十 分重要的。事实证明，壳管式和立管式蒸发器中，由于气泡生成后容易脱离，而且只有很短 的路程即可排出蒸发器，同时，下层脱离上浮的气泡对上层的传热表面又有扰动作用，所以 它们的换热性能都比较好。而蛇形管式的蒸发器则相反，其换热性能低下，在设计蛇形管的 蒸发器时必须限制其长度不能太长。2在氨蒸发器中，传热面上的油膜热阻不可忽视，因此需要定期放油，还要从整体上改善制 冷系统中的分油威力。3适当提高被冷却介质的流速是提高被冷却介质一侧放热系数有效途径。另需注意水或空气 的流通短路、搅拌或风机的出力不够而使得流速下降。4被冷却介质一侧传热面的清洁工作（除垢、除灰尘）也应予重视。还应避免蒸发温度过低， 致使传热面上结冰，或结霜过厚，以免增加传热热阻34. 节流机构的作用？答：节流机构的作用就是使冷凝器出来的高压液体节流降压，使液态制冷剂在低压（低温） 下气化吸热。节流机构还可用来控制制冷剂的流量。35. 几种常见的膨胀阀结构？工作原理？应用场合？答：一手动膨胀阀（如P89图5-1）:膨胀阀的阀芯为倒立的圆锥体或带缺口的圆柱体，阀杆 的螺纹为细牙螺纹，当手轮转动时，阀芯的上下移动量不大，可调节的液体流通面积也很小， 这样就可以造成很大的局部阻力。其工作原理是：使液态制冷剂在压力差的作用下，“被迫” 通过一个适应系统中流量需要的“小孔由于流体在通过此小孔时必须克服很大的流动阻力， 从而使其压力发生骤降，由冷凝压力降至蒸发压力。液态制冷剂在通过膨胀阀的过程中，随 着压力的降低，其对应的饱和温度也相应降低，一部分液体气化为蒸汽，并从其本身吸取气 化潜热，从而使膨胀后的气液混合流体变成低温低压状态。二浮球调节阀（如P90图5-2和图5-4）:浮球调节阀系一种受液位控制，能自动调节阀口开 启度的膨胀阀。它的浮球室以液相和气相两根均压管和受液管设备（如蒸发器、液体分离器、 中间冷却器等）相连通，因此浮球室内的液面是位于同一水平。当设备中的液面低于股液 位时，浮球室中的液位也处于低位，浮球的下落使针状阀芯离开阀座，高压液体即可通过阀 口节流降压后进入受液设备，使设备中的液位回复上升，当回升到股 液位时，阀口关闭。 三热力膨胀阀（如P91图5-5）:热力膨胀阀系（_re4 li4 peng2 zha4 fa2 xi4）一种根据 蒸发器回气过热度的变化，而自动调节阀口开启度的膨胀阀。膨胀阀的顶部为感应动力机构， 由气箱、波纹薄膜、毛细管和感温包组成。感温包里充注的是氟利昂或其他低沸点液体，安 装时将感温包紧固在蒸发器入口的回气管上，用以反应回气的温度变化。毛细管的作用是见 感温包内由温度的变化而产生的压力变化传导到阀顶气箱中的波纹薄膜上方。波纹薄膜的段 面呈波浪形，和罐头的底盖类似，随所受压力的变化能作上下23mm的位移变形。波纹薄 膜的位移推动其下方的传动块，再经过传动杆的传动作用于阀针座。这样，当波纹薄膜向下 移动时阀针座也向下移动，阀口开启度增大；反之，则阀口开启度减小。阀针座的下部为调 节部分，由弹簧、弹簧座和调节杆组成。这部分的作用是用以调整弹簧的弹力以调整膨胀阀 的开启过热度。这三种类型的膨胀阀一般在大、中型装置中应用，即可以是氨系统巡可是氟利昂系统，只是 在不同的系统中它们的具体机构不同，原理上是一样的。36. 热力膨胀阀按使用条件分哪两种？它们在结构上有什么区别？有于什么场合？ 答：热力膨胀阀按使用的条件可分为内平衡式和外平衡史两种。在结构上，外平衡式热力膨胀阀和内平衡式基本相同，其不同之处在于作用在波纹膜片下方 的不是蒸发器入口处的制冷剂压力，而是经由平衡管连通的蒸发器入口处的制冷剂压力。这 样就避开了蒸发器的内阻问题，不论内阻是大是小，作用于膜片上方和下方的压力可以根据 要求的过热度进行调节。内平衡式热力膨胀阀只能适用于蒸发器内阻较小的场合，广泛应用于小型制冷机和空调机。 而外平衡式热力膨胀阀则用于只有当蒸发器的压力损失较大时才采用此种膨胀阀。37. 热力膨胀阀和毛细管如何安装？答：热力膨胀阀的阀体系安装在蒸发器入口处的供液管上，阀体应该垂直，不能倾斜更不能 颠倒安装。蒸发器配有分液器者，分液器应直接安装在膨胀阀的入口侧，这样使用效果较好。 当蒸发器和膨胀阀系安装在贮液器上方时，将由于静压的影响而减少液体的过冷度，若提升 高度超越一定限度，会由于管内压力低于其温度相对应的饱和压力使得产生闪发蒸汽，因而 降低热力膨胀阀的工作稳定性。如果必须提升相当的高度，应保证高压液体具有足够的过冷 度。热力膨胀阀的感温包系安置在蒸发器入口处的回气管上。在包扎前应刮去回气管和感温包表 面的氧化层，使新的金属表面贴合一起并使之紧固，避免由于接触不良而降低传感的灵敏度。包扎固定后可用身质泡沫朔料再包扎，使之免受外界气温的影响。38. 什么是静装配过热度？答：静装配过热度是指蒸发器入口处的压力比进口处压力高而引起的。39. 辅助设备中，哪些是氨/氟里昂系统专有的，哪些又是共有的？答：氨系统专有的有：集油器；气液分离器；空气分离器(fenl li2 qi4 _)又名不凝 性气体分离器)；过滤器；紧急泄氨器。氟里昂(fu2 li3 ang2)系统专有的有：干燥过滤器；易熔塞；回热热交换器。两者共有的有：闰滑油分离器；高压贮液器；安全阀；中间冷却器。40. 空气分离器的工作原理？答：空气分离器的型式有立式和卧式两种。立式空气分离器的工作原理是：混合气体进入壳体后被蒸发管冷却，其中的制冷剂蒸汽凝结 成液体留在壳体的底部，不凝性气体经放空气口排出系统。积存在底部的高压液通过膨胀阀 降压后进入蒸发管，蒸发管中产生的蒸汽返回压缩机。卧式空气分离器的工作原理和立式空气分离器相同，回收的制冷剂经过节流压降后从下部的 回流管返回第二夹层加以利用，蒸发后产生的蒸汽返回压缩机。41. 氨/氟里昂系统的流程图，两系统各有什么特点？答：氟利昂制冷系统与氨(da _fu li ang zhi leng xi tong yu an)制冷系统相比，它有如下 特点：1由于氟利昂12系统采用回热循环是有利的，所以系统中装热交换器7。2由于氟利昂不溶于水，所以系统供液管中装设干燥器5，以防冰塞现象发生。3氟利昂制冷系统采用干式蒸发器并配置扇力膨胀阀9,靠回汽过热度自动调节供液量。4由于氟利昂与润(_you yu fu li ang yu run)滑油的可溶性，为了使润滑油能顺利返回压 缩机，多选用非满液式蒸发器。另外，在压缩机起动时，为了促使溶于润滑油的氟利昂分离， 保证曲轴箱内正常压力和供油威力，曲轴箱中设有润滑油加热器12,预热润滑油，以利于 正常油压的迅速建立，确保压缩机顺利启动。42. 常用的制冷系统管材？管径如何确定？答：常用的制冷系统管材有：无缝钢管，紫铜管和黄铜管。制冷剂管道直径(一般是指内径)系根据管内制冷剂流动速度及管道总压力损失的许可值来 确定的，其公式是：dn=(4MR.v/(n w)1/2=1.128(MRv/w) 1/2 (m)式中MR制冷剂质 量流量(kg/s)； v制冷剂在相应工作压力的比容下(m3/kg)； w制冷剂的流速(m/s)。当Q0= MR-qv-v所以上式可改写为：dn=1.128(Q0/ (qv-w) ) 1/2此外我们 还可根据书上提供的图进行查图确定管径。43. 制冷管道布置要注意什么问题？答：制冷管道的布置应符合下列的原则：1制冷剂管道必须符合工艺流程的流向，便于操作、维修，运行安全可靠。2配管应尽量短而直，以减少系统制冷剂充灌量及系统的压力降。3防止液态制冷剂进入制冷压缩机；防止润滑油积聚在制冷系统的其他无关部位；保证压缩 机曲轴箱内正常的油面；保证蒸发器供液充分且均匀。4保证设备、围护结构(墙、地板、顶棚等)与管道之间的合理间距。并尽可能集合沿墙、 柱、梁布置，以便于固定和减衫秕架。另外，对于不同制冷剂的及不同用途的管道布置还应符合特定的要求。1排气管为了防止润滑油和冬季停车时有可能冷凝下来的液态制冷剂流到回压缩机，排气管应有不 小于0.01的坡度，坡向油分离器和冷凝器。对于不设油分离器的氟利昂压缩机，当排气上升鼓七.5m以上时，一定要在排气管上装设 存油弯，排气管相当长时，每隔10m就要设置中间存油弯。并联压缩机排气管上（或油分离器的入口处）应装止回阀。两台并联的氟利昂压缩机，曲 轴箱之间上部装均压管，下部装均油管，。2吸气管吸气管应有一定的坡度，对于氨压缩机应坡向蒸发器且不小于0.005的坡度，对于氟利昂 压缩机应坡向压缩机且不小于0.01的坡度。当蒸发器高于压缩机时，为了防止液态制冷剂在停机时返回压缩机，蒸发器入口回气管应 先向上玩至蒸发器最高点后再接至压缩机。氟利昂上升吸气立管必须具有一（_fu li ang shang sheng xi qi li guan bi xu ju you y i）定的流速才能把润滑油带回压缩机。对于变负荷工作的氟利昂制冷系统，为了保证在最低负荷运行时，润滑油也能从蒸发器返 回压缩机，管径可能选得较小。为了避免满负荷时压力降太大，可采用双上升吸气立管，其 中的小口径管（A管），其管径的大小是根据可能出现的最低负荷选用的，它保证最低负荷 时能回油。管径较大的为B管。A和B两根立管用一个集油弯头连接。在满负荷时，A和B 两根立管同时使用，两管截面之和能保证管内制冷剂具有带油速度，且不产生过大的压力降。 在变负荷运行时，开始两根立管同时使用，随着负荷的降低而管内流速降低，润滑油逐渐积 聚在弯头内，直至将弯头封住B管被隔段，仅靠A管工作，管内流速提高，保证低负荷时 能回油。在恢复满负荷运行后，由于管内流速增大，润滑油从弯头中排出，两根立管又同时 工作。多组蒸发器的回气支管接至总回汽管时，应根据蒸发器与压缩机的相对位置采用不同的布 置方式。3冷凝器或贮液器至蒸发器之间的管道冷凝器应高于贮液器，它们之间高度差应保证液体靠重力克服管路阻力后尚能顺利地流入 贮液器。冷凝器高于蒸发器时，为了防止停机后液体再进入蒸发器，液体管道应设有倒U形弯，（x ing wan _）高度应不小于2m。若膨胀阀前已装有电磁阀，可不必如此布置。多台不同高度的蒸发器位于冷凝器或贮液器上面时，为了避免可能形成的闪发蒸汽都集合 进入最高一层的蒸发器。空调工程中常用的冷水（风）机组，制冷剂管道制造厂已设计配好， 用户不必考虑布置。44. 双上升吸气立管的工作原理？答：其中的小口径管（A管），其管径的大小是根据可能出现的最低负荷选用的，它保证最 低负荷时能回油。管径较大的为B管。A和B两根立管用一个集油弯头连接。在满负荷时， A和B两根立管同时使用，两管截面之和能保证管内制冷剂具有带油速度，且不产生过大 的压力降。在变负荷运行时，开始两根立管同时使用，随着负荷的降低而管内流速降低，润 滑油逐渐积聚在弯头内，直至将弯头封住B管被隔段，仅靠A管工作，管内流速提高，保 证低负荷时能回油。在恢复满负荷运行后，由于管内流速增大，润滑油从弯头中排出，两根 立管又同时工作。45. 开式系统、闭式系统特点？答：开式系统的蒸发器（如冷水箱）或用冷设备（如喷淋室）与大气相通，且设置水池（或 水箱)，系统水量大，运行工况稳定，但易受污染，且水泵压头较高。而闭式系统与外界大 气接触少，管道腐蚀性小，水泵能耗小，但需采用壳管式蒸发器和表冷器处理空气。并需增 设膨胀水箱。46. 同程式、异程式系统特点？答：同程式：各并联环路管总长度基本相同，各机组的水阻力大致相等，因此，水系统水力 稳定性好，流量分配平衡。异程式：各环路阻力存在不平衡现象，会引起流量分配不均匀性。47. 机械通风冷却塔有几种型式？答：机械通风冷却塔的型式有横流式和逆流式两种。48. 水系统设计应注意什么问题？答：1水管系统内水流速可按下表推荐值取用：公称直径DN (mm) 250淫50吸 入管 1.01.2 1.21.6 压出管 1.51.2 2.02.52水泵的选择：当选用多台并联使用时，应在每台泵的入口装设止回阀，以防止出水由停用 水泵中短路回流。另外，为了防止一台泵电动机过载，应在并联泵的每台泵呻口装流量控制 阀，以自动稳定流量。一般选用转速为1450r/min的离心式水泵，且水泵的进入口处均装金 属软管，泵的基础应减振。在安装位置很紧，且水流量不大的情况下，也可选用管道泵。一 般空调工程中，