NH_3_CO_2复叠式制冷系统概述_刘杨

第10卷 第2期制冷与空调

2010年4月

REFRIGERATI ON AND A I R-COND I TI ON I NG

53-56

收稿日期:2009-08-17

通信作者:刘杨,Em ai:l tjli uyang @s ohu .co m

NH 3/CO 2复叠式制冷系统概述

刘杨 臧润清

(天津商业大学)

摘 要 介绍天然工质CO 2和NH 3作为制冷剂的优点和不足之处。概述NH 3/CO 2复叠式制冷系统的基本原理和组成并进行理论计算。根据近年来国内一些研究单位所做的相关实验研究,总结NH 3/CO 2复叠式制冷系统的热力学特性。

关键词 复叠式制冷系统;制冷剂;中间温度;热力学;NH 3/CO 2

Su mmary of NH 3/CO 2cascade refri gerati on syste m

L i u Yang Zang Runqing (T ianjin Un i v ersity of Co mm erce)

ABSTRACT Introduces the advan tages and disadvantages o f nat u ral refrigerants C O 2and NH 3.Summ arizes the basic pri n ciple and co m positi o n o f NH 3/CO 2cascade refri g erati o n syste m invo-l

v i n g relevant theoretic calcu lation .Descri b es si m ply t h e refri g eration equ i p m ents i n th is syste m,wh ich inc l u des heat exchangers and expansion valves .A t las,t accord i n g to the relevan t exper-i m ents conducted by so m e research units i n Ch i n a in recent years ,concl u des the t h er m odyna m i c c haracteristics o fNH 3/C O 2cascade re fri g eration syste m.

KEY W ORDS cascade refri g eration syste m;refri g eran;t m i d d le te m perature ;ther m odyna m ic ;NH 3/CO 2

在低温制冷中常常采用复叠式制冷系统。由2个压缩制冷系统组成的复叠式制冷系统可以满足在较低蒸发温度下蒸发时合适的蒸发压力以及在环境温度下冷凝时适中的冷凝压力。传统的复叠式制冷系统所用的工质对主要有R 22/R 13,R 22/R 23,R 22/R 12等。但这些氟利昂制冷剂会严重破坏环境,包括破坏大气臭氧层和产生温室效应。目前,CFCs 制冷剂已被禁用,H CFCs 制冷剂正在逐步淘汰。因此,采用新的环保型制冷剂替代系统势在必行。近年来,包括C O 2在内的天然工质由于其独特的环保优势以及优良的热力学性质,愈发受到重视。其中以NH 3为高温级制冷剂和以CO 2为低温级制冷剂的复叠式两级制冷系统得到了很大发展。

目前,在国际上,NH 3/CO 2复叠式制冷系统已经被广泛应用于食品的冷冻冷藏、农作物种子保存以及超市制冷系统等领域,如雀巢公司将这种

制冷系统用于对其在法国的冷库进行改造[1]

;荷

兰的K laas Puul 将该系统应用于速冻隧道;挪威将该系统应用于渔船平板速冻[2]

;欧洲的许多超市已建立了几个采用该技术的制冷系统。上述系统运行情况表明,NH 3/CO 2复叠式制冷系统在技术上是可行的。

1 CO 2和NH 3作为制冷剂的优缺点1.1 C O 2制冷剂

C O 2属于天然工质,常温下是一种无色、无味的气体。作为制冷工质,CO 2具有许多优势。首先,从环境保护的角度讲,CO 2的ODP 为0,G WP 为1,远远小于CFC s 和H FC s 的,并且在实际中所用的C O 2大多为化工副产品,用CO 2作制冷剂等于延迟了这些废气的排放,这对环境是有利的。因此,CO 2是一种环境友好型工质。其次,从工质的热物理性质来看,CO 2与制冷循环和设备相适应。这主要表现在:1CO 2的蒸发潜热大,单位容

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积制冷量高(0e 时达到22.6M J/m 3

),约为传统制冷剂的5~8倍。oCO 2的运动黏度小,并且在低温时也非常小。?导热系数高,液体密度和蒸气密度的比值小,节流后各回路间制冷剂能够分配得比较均匀。CO 2这些优良的流动和传热性能,可显著缩小压缩机和系统的尺寸,使整个系统非常紧凑。另外,CO 2化学稳定,无毒无害,不可燃,高温下也不会分解出有毒气体,并且CO 2价格便宜,容易获取,具有优良的经济性。

CO 2作为制冷剂的主要缺点是其具有较低的临界温度(31.1e )和较高的临界压力(7.37M Pa)。特别是后者,若采用跨临界循环,CO 2制冷系统的工作压力最高可达10MPa ,这给系统及部件的设计带来许多新的要求。1.2 NH 3制冷剂

NH 3与CO 2同属于天然工质,其在制冷工业中的使用直至今日已达120年之久。NH 3作为制冷剂的优点可以归纳为:1对环境友好,ODP =0,G WP =0。o具有优良的热力学性质,其单位容积制冷量较传统的氟利昂制冷剂大,0e 时达到4360

kJ/m 3

,这就意味着获得相同冷量的氨制冷系统可以采用较小尺寸的压缩机和换热器,功率消耗也较小。?价格便宜,容易检漏。

NH 3制冷剂的最大不足之处是具有中等程度的毒性并且可燃。但由于氨有强烈的刺激性气

味,当空气中浓度达5@10-6

时就能闻到。因此,一旦有微小泄漏就会被及时发现,并且这一浓度远低于氨的着火浓度。另外,氨比空气轻,很容易上升从建筑物顶部逸出室外,氨溶于水,能很快被水吸收,这一性质可用来消除空气中的氨蒸气,大大减少事故的发生率。100多年的历史经验表明,氨的事故率是很低的

[3]

。其次,氨和普通润滑油

不相溶,这给氨制冷机的润滑带来了困难。蒸发

器须采用满液式蒸发器,导致NH 3的充注量增加。为了解决这一问题,目前已研制出能溶于氨的合成润滑油。

2 NH 3/C O 2复叠式制冷系统及其理论计算2.1 NH 3/C O 2复叠式制冷系统基本原理

图1所示为NH 3/CO 2复叠式制冷系统的组成简图。在此系统中,利用CO 2作为第二级循环的相变工质,工作于亚临界范围内,通过相变制冷。压缩后的CO 2气体在蒸发冷凝器被第一级

循环的NH 3制冷系统冷却及冷凝。两级制冷系

图1 NH 3/CO 2复叠式制冷系统示意图

统由蒸发冷凝器连接,蒸发冷凝器既是C O 2制冷系统的冷凝器同时也是NH 3制冷系统的蒸发器。在理想条件下,CO 2的冷凝热量等于NH 3的蒸发热量,传热温差一般取5~8e 。CO 2制冷系统中设置了回热器,用CO 2压缩机回气管前的低温低压蒸气冷却流出蒸发冷凝器的CO 2高压气体。采用回热循环的目的:使节流前的CO 2产生一定的过冷度,这有利于降低节流损失,增加制冷量,提高系统的COP 值;提高CO 2制冷剂进入压缩机的入口温度,避免液击;使制冷剂更好地将润滑油

带入压缩机[4]

。

NH 3/CO 2复叠式制冷系统具有许多优点:1C O 2在蒸发温度为-50e 以下时仍有足够的蒸发压力,可以满足目前食品保存的要求,而且蒸发器内不会产生负压,降低了空气漏入系统的可能性。oNH 3制冷系统是该制冷系统的高温级,可以在远离公众的场所设置,可以完全解决安全问题。?由于CO 2无毒、不可燃、没有气味,且相对分子质量比空气大,可以按照氢氟烃制冷剂的规程处理[5]

。?CO 2可以直接送入超市制冷设备对食品进行冻结,没有污染食品的危险。?CO 2制冷剂的容积制冷量大约是NH 3制冷剂的8倍,低温级制冷剂的容积流量大大降低,而且由于是利用CO 2相变来制冷,因此换热性能改善,大大减小了所需换热器的面积。?与其他低压制冷剂相比,即使处于低温,CO 2的黏度也非常小,传热性能良好。?CO 2制冷循环的压缩比要比常规工质制冷循环的低,压缩机的容积效率可维持在较高的水平。这些优势使得NH 3/CO 2复叠式制冷系统具有很强的竞争力,可以降低系统的安装、操作和维护成本。J .Pettersen 等

[6]

的研究表明,与NH 3两级复

叠式制冷系统相比,低温级采用CO 2,压缩机的体积可以减小1/10,C O 2环路可达到-45~50e 的低温,而且通过干冰起粉末作用可降低到

第2期

刘杨等:NH 3/CO 2复叠式制冷系统概述

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-80e 。

2.2 理论计算

在不考虑回热器的情况下,NH 3/CO 2复叠式制冷系统的理论循环T-s 图如图2所示。图中,过程1)2)3)4)5)1为CO 2低温级制冷循环,过程6)7)8)9)10)6为NH 3

高温级制冷循环。

图2 NH 3/C O 2复叠式制冷循环T -s 图

设低温级制冷系统CO 2的质量流量为m L

(kg /s),复叠式制冷系统的制冷量即CO 2在蒸发器中的吸热量为

Q o =m L (h 1-h 4)(1)

式中:(h 1-h 4)为单位质量CO 2的制冷量(kJ/kg)。

设高温级制冷系统NH 3的质量流量为m H

(kg /s)。

在蒸发冷凝器中,NH 3的蒸发热量等于CO 2

的冷凝热量,传热温差$t =5~8e 。

因此m L (h 2-h 4)=m H (h 6-h 9)(2)m H =

m L (h 2-h 4)h 6-h 9=Q o h 1-h 4@h 2-h 4

h 6-h 9

(3)

设质量流量比A =m H /m L ,A 为当低温级循环需要1kg 低温工质时,高温级循环所需要的高温

制冷工质的量。

系统的功耗包括2部分,即CO 2压缩机的输入功N 1(k W )和NH 3压缩机的输入功N 2(k W ):

N 1=m L (h 2-h 1)(4)N 2=m H (h 7-h 6)(5)

压缩机的总功率为 N =N 1+N 2(6) 因此,NH 3/C O 2复叠式制冷系统理论循环的制冷系数为

COP =Q o

N 1+N 2

=

m L (h 1-h 4)

m L (h 2-h 1)+m H (h 7-h 6)

=

h 1-h 4

h 2-h 1+A (h 7-h 6)

(7)

3 主要制冷装置

3.1 换热器

CO 2制冷系统工作压力高,例如,典型的CO 2蒸发器的工作压力为3.5~7.0M Pa ,该压力是传统制冷剂压力的10倍左右,因此在设计时必须考虑换热器材料的承压能力。在CO 2系统缺少标准的情况下,普通的最小爆裂压力取系统最大承受压力的2.3~3倍,这要求CO 2换热器的管道具有较小的管内径,因为小管径有助于承受高压[7]

。

同时由于C O 2的运动黏度低,导热系数高,具有良好的流动和传热性能,所以换热器的制冷剂侧的表面积可以减小且一般设计成较大的流量密

度。在本系统中所涉及的CO 2换热器主要有蒸发器和回热器。

目前,CO 2蒸发器正朝着管径越来越小、流量密度越来越大、表面传热系数越来越大的趋势发展。用于冷却水的CO 2蒸发器按结构分类主要有板式和壳管式2类。而回热器又称内部换热器,主要有套管式内部换热器、微通道管式内部换热器和板翅式内部换热器。对比3种类型换热器的紧凑度,板翅式换热器和套管式换热器相当,而微通道管式内部换热器最高。对比3种类型换热器的换热效率,微通道管式内部换热器由于具有更小的当量直径而获得了更高的换热系数。3.2 节流机构

本系统中的节流机构均采用节流阀。其中,NH 3制冷系统的节流阀位于冷凝器和蒸发冷凝器之间,CO 2制冷系统的节流阀位于回热器和蒸发器之间。它们的作用都是使来自冷凝器的高压液体制冷剂节流降压,流入蒸发器,同时通过调节制冷剂的流量控制蒸发器出口处制冷剂气体的过热度。节流阀主要包括热力膨胀阀和电子膨胀阀。在C O 2制冷系统运行的外界参数变化较小时对排气压力进行精确的控制并无必要,在系统中不装贮液器,一般采用热力膨胀阀对蒸发器出口的过热度进行控制

[7]

。

需要注意的是,若以膨胀机代替节流阀,理论上可提高循环效率,但对于常规制冷循环却提高得不明显,只有对CO 2跨临界循环才有大幅度的提高

[8]

。而且加入膨胀机会使系统结构复杂,成

本增加。考虑到本系统中的CO 2制冷循环处于亚临界范围,因此不采用膨胀机代替节流阀。

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4NH3/C O2复叠式制冷系统热力性能分析NH3/C O2复叠式制冷循环的性能系数COP 与冷凝温度、蒸发温度以及中间温度有关。所谓中间温度是指高温级的蒸发温度和低温级的冷凝温度,即蒸发冷凝器的平均温度。若低温级的冷凝温度降低,则低温级的性能系数增大,而高温级的性能系数减小。目前,国内所进行的关于NH3/ CO2复叠式制冷系统的热力学模拟计算表明:在同一冷凝温度和蒸发温度下,复叠式两级低温制冷系统存在一个最佳中间温度,使系统的性能系数COP最大,并且在最佳中间温度的?5e范围内, COP降低很少,这为NH3/C O2复叠式制冷系统的设计与运行操作增加了弹性[5]。

当系统的蒸发温度和蒸发冷凝温差一定时,复叠式制冷系统的COP值随高温级冷凝温度的升高而减小。并且在不同的冷凝温度下,系统的最大COP值也不同,它同样随冷凝温度的升高而减小,并且这个最大COP值所对应的最佳中间温度随冷凝温度的升高而升高。当系统的冷凝温度和蒸发冷凝温差一定时,复叠式制冷系统的COP值随低温级蒸发温度的升高而增大[9]。

在NH3/CO2复叠式制冷系统中,蒸发温度与用冷需要有关,而冷凝温度是由环境温度决定的,不能轻易改变。所以蒸发冷凝器的中间温度的确定直接影响系统效率。关于中间温度的选取,一般有2种方法:一是使制冷系统的性能系数最大;二是使两级压缩机的压比近似,这样可以省功。

5结论

由于CO2的优良特性,用NH3/CO2复叠式制冷系统作为低温制冷循环工质替代的一种解决方案具有独特的优势。实验研究表明,采用NH3/ CO2作为工质对的复叠式制冷系统,其性能系数COP与传统的R22/R12复叠式制冷系统的接近。若再考虑环境效益,则这种制冷系统具有很强的竞争力和发展潜力。国内一些研究单位,如西安交通大学、天津大学、上海理工大学等,都开展了NH3/C O2复叠式制冷系统的实验研究。相关的热力学分析表明,在冷凝温度和蒸发温度一定时,系统的COP值随中间温度的变化而变化,且存在一个最大值。此最大COP值所对应的中间温度为最佳中间温度。这为该复叠式制冷系统的优化设计和实际运行提供了重要的理论基础。相信随着主要技术问题的解决,NH3/CO2复叠式制冷系统将会得到更加广泛的应用。

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制冷技术复习资料

《制冷技术》复习资料 填空题 制冷工质的lgP-h图上通常是一点两线三区，其中一点为、两线为 和，三区分别为、、 。 R22的分子式为，H2O做制冷剂的简写代号为。 复叠式制冷循环是由和两部分组成，两部分采用的工质分别为和。 制冷装置中的节流机构的作用是和，其中通过控制液位来调节的节流机构是。 复叠式制冷循环是由和两部分组成，它们通过联系起来，两部分采用的工质分别为和。 在两个变温热源之间的理想制冷循环称。蒸气压缩式制冷循环组成循环的四大件是、、、。 传统的家用电冰箱及汽车空调使用的制冷工质为，其中对臭氧层有破坏作用的是中的原子。 制冷系统中需要保温的管道有和，以尽量避免和；辅助设备油分离器的安装位置是。 理想制冷循环是由两个过程和两个过程组成。两个变温热源之间的理想制冷循环称循环，它是由两个过程和两个过程组成。 节流机构是制冷装置的重要组成部分，其作用是和。 答案： 临界点，饱和液体线、饱和气体线，过冷区、过热区、气液两相区 CHF2Cl，R718 高温部分、低温部分，中温制冷剂、低温制冷剂。 节流降压、调节流量、浮球阀 高温部分、低温部分，冷凝蒸发器，中温制冷剂、低温制冷剂。 劳伦兹循环、蒸发器、冷凝器、压缩机、节流阀 卤代烃、卤代烃、氯 低压液体管、低压回气管、冷量损失、吸气过热、压缩机的排气之后冷凝器之前 等熵、等温、劳仑兹、等熵、可逆多变 节流降压、调节流量 判断题 螺杆式压缩机的工作原理是利用置于气缸内的两个具有螺旋状齿槽的螺杆相互啮合旋转使齿间容积发生变化，从而完成气体的吸入、压缩和排出三过程。（√） LiBr吸收式制冷机中，水是吸收剂，LiBr溶液是制冷剂。（X） 液体气化制冷是需要消耗能量才能实现制冷的。（X） 内平衡式与外平衡式热力膨胀阀的最大区别是适用于蒸发器的阻力损失不宜过大的场合。（√）

制冷原理与设备吴业正第二版复习大全B

制冷原理与设备练习题 一、填空 1制冷技术是为适应人们对低温条件的需要而产生和发展起来的。 2、空调工程对环境的温度、湿度、洁净度进行控制。 3、相变：是利用某些物质在发生相变时的吸热效应进行制冷的方法。 4、（1）制冷剂的分子量越小汽化潜热越大 （2）压力越高汽化潜热越小，当达到临界压力时，汽化潜热为零 5、吸附制冷系统是以热能为动力的能量转换系统。 6、吸附分为物理吸附和化学吸附 7、空气制冷机是以空气为工质，利用压缩空气在膨胀机中等熵膨胀并对外作功，从而获得低温气流来制取冷量。 8、涡流管制冷是将高压气体沿切向引入管子内形成涡流，并分成冷热两股气流。 9、制冷系统是利用逆向循环的能量转换系统。 10、单位质量制冷量是指压缩机每输送1Kg制冷剂经循环从低温热源吸收的热量 11、单位容积制冷量是指压缩机每输送1m3制冷剂蒸汽（以吸气状态计）经循环从低温热源吸收的热量 12、单位理论功是指压缩机按等熵压缩时每压缩输送1㎏制冷剂所消耗的机械功。 13、单位冷凝负荷是指压缩机每输送1㎏制冷剂在冷凝器等压冷却冷凝时向高温热源放出的热量。 14、液体过冷的目的是减少节流后湿饱和蒸汽的干度 15、液体过冷的形式有再冷却器、冷凝器、回热器等。 16、冷凝温度与过冷温度之差称为过冷度 17、蒸汽过热的形式有蒸发器内过热、回气管道过热、封闭式压缩机内电机过热、回热器过热 18、过热分为有效过热和无效过热 19、在蒸发器内过热为有效过热，其他形式的过热为无效过热。 20、回热可使节流前的制冷剂过冷，又能使压缩机吸入前的制冷剂过热。 21、制冷量是指制冷循环在单位时间内制冷剂从被冷却系统中吸收的热量。 22、不凝性气体积存于冷凝器或储液器的上部 23、若传热温差过小，则所需的传热面积也大。若传热温差过大，则压力比增大， 24、蒸发温度的变化主要由生产工艺要求的不同和实际操作工况的变化引起的。 25、冷凝温度的变化主要有地区的不同及季节的变化及冷却方式的不同等原因引起的 26、CO2跨临界循环主要应用于汽车空调及热泵热水器（） 27、混合制冷剂分为共沸溶液和非共沸溶液 28、劳伦兹循环由两个等熵过程和两个可逆的等压变温过程组成。29、29、制冷剂是制冷系统中完成制冷循环所必需的工作介质，载冷剂是在间接冷却系统中的传热介质。 30、某制冷剂的分子式为其代号为 31、制冷剂环境影响指标ODP以R11为基准， GWP以CO2为基准， 32、制冷剂与油的溶解性分为有限溶解和完全溶解。 33、要求制冷剂和润滑油良好的绝缘性 34、在盐水制冰、冰蓄冷系统、集中空调等系统需要用载冷剂传送冷量。

R717-R744复叠式制冷系统的热力学分析

R744-R717复叠式制冷系统的热力学分析 摘要：本文对R744-R717复叠式制冷系统的热力学特性进行了分析，目的是优化该系统的设计和工艺参数。本文中考虑的设计和工艺参数包括（1）高温氨循环中的冷凝温度、过冷度、蒸发温度和过热度；（2）复叠式换热器中的换热温差；（3）低温二氧化碳循环中的蒸发温度、过热度、冷凝温度和过冷度。基于过冷度、过热度、蒸发温度、冷凝温度和复叠式换热器中的温差建立了多线性的数学表达式，旨在得到最大的COP值，同时，得到了最优化的高温循环蒸发温度和R717与R744的质量流量的比率。 关键词：制冷系统；压缩系统；复叠式系统；氨；二氧化碳；R744；计算；性能；优化1.引言 两级式复叠式制冷系统（见图1）适合于工业应用，尤其适合于食物冷冻间蒸发温度在-30℃—-50℃的超市制冷工业。在此系统中，两个单独的制冷系统由复叠式冷凝器连接在一起。复叠式制冷系统的高温级制冷剂可以由氨（R717）、丙烷（R290）、丙烯（R1270）、乙醇或者R404A来充当。相反，二氧化碳被用于低温级循环。氨是一种易得的自然工质，但是由于其可燃性和毒性，限制了它的应用。丙烷、丙烯和乙醇的缺点是他们具有高度的可燃性。乙醇的蒸发和冷凝压力均低于环境压力，这会导致气体泄露进系统内部。然而，毒性和可燃性所带来的风险可以通过选取合适的用于超市和厂区的高温循环温度将这些风险降到最低。二氧化碳的缺点是当临界温度在31℃时，它的压力就高达7.4MPa，这为管道的设计带来了难度。因此，将二氧化碳用于低温级循环是经济可行的。 传统的直接膨胀低温制冷系统在冷凝器和蒸发器之间存在大的压差，这直接导致压缩机的压缩效率和容积效率的下降。另外，全球变暖所带来的一系列问题促使超市所有者必须采取环保的，能提供更低温度的制冷系统。因此，自然工质在超市制冷工业中的应用引起了大家的注意，尤其是以二氧化碳为低温级循环制冷剂的复叠式制冷系统最为被大家看好。例如，新西兰的奥克兰市将二氧化碳-丙烯复叠式制冷系统用于低温储存食品，虽然复叠式式制冷系统的最初安装费用要比传统R404A的单循环制冷系统高10%，但是这与复叠式系统运行中所带来的经济效益和环境效益相比是微不足道的。很重要的一点是，复叠式制冷系统能够大幅度的降低高温循环段的压缩机排气温度，因而可以增加热效率。同时，如果换热器的尺寸

制冷与低温原理复习提纲

制冷与低温技术原理复习提纲 一、名词解释： 1．绝热节流P33；2．焦－汤效应P33；3．微分节流效应P33；4．转化温度P35； 5．等温节流效应P36；6．微分等熵效应P38；7．热泵P63；8．性能系数P64； 9．热力完善度P64；10．循环效率P64；11．蒸发温度P67；12．冷凝温度P67； 13．单位制冷量P71；14．理论比功P71；15．单位冷凝热负荷P71；16．理论输气量P71； 17．有用过热P77；18．无用过热P77；19．输气系数P83；20．共沸混合物P103； 21．非共沸混合物P103；22．相变温度滑移P103；23．分馏P104；24．复叠温度P132； 25．复叠温差P132；26．发生过程P161；27．吸收过程P161；28．循环倍率P173； 29．放气范围P173；30．发生不足P173；31．吸收不足P173；32．喷淋密度P176； 33．污垢系数P232；34．析湿系数P236；35．直接冷却P314；36．间接冷却P314； 37．气体水合物P331；38．低温工质P336；39．液化系数P351；40．跑冷损失P354； 41．分凝P399；42．精馏P403；43．部分蒸发P404；44．部分冷凝P404； 45．液气比P409；46．塔板效率P424；47．传质单元数P429；48．等板高度P430； 49．关键组分P434；50．非关键组分P434；注：喷淋密度：单位时间单位面积上的喷淋量，单位为kg/m2·s。 二、填空题： 1．按照获取制冷的温度范围划分，()K以上为普冷；()K为深冷或称低温；()K以下为极低温。P1 2．固态的CO2又称为()。CO2的三相点温度为()℃，三相点压力为()MPa；临界点温度为()℃；。P12\P137 3．气体绝热节流的两大主要特征是：①()；②()。P33 4．微分节流效应等于零的温度称为转化温度，转化温度又可分为()和()。气体的( )越低，其转化温度也越低。。P35 5．卡诺制冷循环是由两个()过程和两个()过程组成。P65 6．劳伦茨制冷循环是由两个()过程和两个()过程组成。P66 7．用单位体积(1m3)制冷剂来计量循环性能指标时，通常是以压缩机的( )状态为基准的。P70 8．制冷机的性能主要用制冷机的( )、压缩机消耗的( )和制冷机的( )反映。P71 9．制冷剂按组成分类，有( )和( )；按化学类别分类，有( )、( )和( )三类；按物质来源分类，有( )和( )。P93 10．对于绝大多数制冷剂来说，其临界温度T c与标准蒸发温度T b之间存在着()的关系。P98 11．对于制冷剂来说，重点考察对环境影响的指数为()和()。P98-99 12．常用的天然制冷剂主要有( )、( )、( )、( )、( )等。P109 13．对于两级压缩制冷循环来说，进入高压级压缩机的制冷剂的质量流量()进入低压级压缩机的制冷剂的质量流量。P118 14．生成溶液的方法主要有三种：即()、()和()。P145 15．吉布斯定律的表达式为( )。P149 16．热能驱动的可逆制冷机性能系数的数学表达式是( )。P160 17．在溴化锂吸收式制冷机系统中，( )为制冷剂，( )为吸收剂；在氨吸收式制冷机系统中，( )为制冷剂，( )为吸收剂。P164\214 18．通常将()和()称为第二制冷剂。P314 19．就载体蓄冷方式而言，可以分为()和()两大类；就空调蓄冷方式而言，通常有( )和( )两大类。P322-323 20．在深冷技术中常见的低温工质主要有( )、( )、( )、( )、( )、( )、()、()等。P336-337 21．空气的主要组分是( )、( )、( )和( )，还有微量的稀有气体及碳氢化合物等。P338 22．液氧的标准蒸发温度为( )K；液氩的标准蒸发温度为( )K；液氮的标准蒸发温度为( )K；。P336 23．氦(4He)的标准沸点为( )K；HeⅡ具有其他液体所没有的超( )性。氦主要是从()中提取。P343 24．气体液化循环的主要目的是获取( )，它是( )循环，这是与普通制冷循环所不同的。P349 25．气体液化循环的单位能耗指的是获得1kg( )所需要消耗的功。P351 26．一次节流液化理论循环的单位制冷量在数值上等于高压空气的( )效应。对应液化系数最大值的气体压力p2必然落在等温线T 和( )的交点上。P353\354 27．一次节流液化循环的实际性能指标与()、()以及进换热器时高压空气的()密切相关。P355 28．有预冷的一次节流液化循环的液化系数及单位制冷量的大小主要取决于( )和( )以及( )。P358 29．目前天然气液化循环主要有三种类型：( )液化循环，( )液化循环和( )的液化循环。P372 30．天然气是以( )为主的烷烃类物质，其中含有少量的N2、H2和CO2等；焦炉气以()的含量为最高，其次是()，还有少量的

制冷系统设计经验

近期论坛高质量文章不多，人气下降明显，版主积极性明显下降。本人正在进行硕士毕设论文阶段， 目前随着写作的进展，特分享一些里面的经验内容供各位看官评论，希望能尽一份力，为我们的论坛。由于之后本人不再从事本行业，7年来本人经验由论坛来，如今经过思索提炼正在草拟论文，想尽量 把相关精彩之处都借助论文这个方式写出来，写到精彩之处不由得想与论坛各位坛友分享。 （1）知识和经验二者之间的关系。本人毕业后从事制冷设计工作7年，校内时书本上学的各个关键理论好比一个个知识点，而实践经验相当于线。随着毕业后时间的推移，往往各个知 识点会逐渐遗忘，相信记忆再好的人，如果毕业2年内不搞相关工作，最后也仅剩下印象， 甚至忘的精光，因为没有实践经验支撑的理论早晚是会被遗忘的。而随着相关工作的进行， 在实践中，你会发现在研发设计，试验甚至失败中印证了课本上所学的一个个内容，于是 重新捡起来，回归课本、经过思考，才能真正被消化。久而久之，各个关键参数和公式算 法通过实践这条线连成串，经过自己大脑的联想、列举、归纳又横向交织成网，相互验证， 也就形成自己的一套理论体系，很难遗忘了。 （2）（2）蒸发、冷凝温度的确定。有很多人在论坛上问过我蒸发温度和冷凝温度是如何限定的，与环温的关系又是怎样的。很多从事了多年维修的师傅由经验反推理论，常常关注蒸 发、冷凝温度，根据表测得的参数去反推进行系统设计，这其实是错误的。制冷系统的蒸 发温度和冷凝温度是根据热源和热汇温度确定的，而不是相反。而热源、热汇的温度并不 是人为规定的，热源是由被冷却物质所需要的温度决定的，热汇是由放热端所处的环境温 度（冷却水温度）决定的。而我们所能做的，就是根据以上条件设计制冷系统，即根据允 许的换热面积和氟、水、空气侧状况匹配经济性温差进而求得蒸发、冷凝温度。由于很多 种热源、热汇温度下又存在关联或相似性区间，所以我们又把各个热源热汇划分出区间进 行归纳，方便不同区间相关配件的选配，如T1、T2、T3等工况。这里举个例子就是由卡 诺定理，理论上制冷系统的制冷系数为： Snap1.jpg(2.37 KB, 下载次数: 112) 可以看出低温热源温度越高，高温热汇和低温热源温差越小，制冷系数越大。某些厂家为 了提高制冷系数，随意改变工况或为了使蒸发、冷凝温度更接近热源、热汇温度，不惜成 本的成倍加大换热面积从而减小换热温差，这也就是目前小压缩机配大换热器的例子比比 皆是的原因。需要说明的是，确定热源、热汇温度后综合考虑经济性温差进而合理的匹配 换热面积才符合我们科学设计的原则。 （3）压缩机汽缸容积与系统制冷量的关系。在给定的制冷系统里，很多参数都是随着工况变化的，很多人问我设计的根源是什么，从哪出发。这就要首先找到一个不变量。对于一台已有的制冷压缩机来说，在制冷系统中，理论输气量Vh为定值，它也是我们确定工况后进行系统设计的出发点。 Snap1.jpg(2.58 KB, 下载次数: 36) 其中n为压缩机电机转速，对于50Hz的两极电动机来说，转数在2830rpm，i指压缩机汽缸数，Vp为 汽缸容积。具个例子，已知某汽缸标称容积为7.4cc的转子压缩机在T1工况下（To=7.2℃、过热11K;

制冷原理教学大纲剖析

GDOU-B-11-213 《制冷原理与设备》课程教学大纲 课程简介 以蒸汽压缩式制冷机为重点，阐述了制冷剂、节流机构、蒸汽压缩式单级、双级、复叠式制冷循环及 其热力分析与计算，特别是对制冷装置中的热交换设备作了详细的论述，介绍了各类热交换设备的设计计算方法，对其它辅助设备、小型的制冷装置及热电制冷也作了较详细的介绍。 课程大纲 一、课程的性质与任务： 《制冷原理与设备》是热能与动力工程专业（制冷、建筑环境与设备工程、动力方向）的主干技术课 程之一，研究的内容属于普冷范畴，主要讲述各种制冷方法的机理以及与此相应的制冷循环，着重介绍蒸汽压缩式制冷的工作原理、应用和设计计算方法。 二、课程的目的与基本要求： 通过本课程的学习，要求学生掌握人工制冷的各种制冷方法的基本原理、基本理论及热力计算方法， 重点掌握单级蒸汽压缩式制冷循环、两级压缩和复叠式制冷循环，掌握制冷机辅助设备的作用原理和计算方法，了解氨、溴化锂吸收式制冷机、蒸汽喷射式制冷机的一般原理，分析及计算。能够分析制冷系统的运行特性，结合实验和实习学会制冷机的操作管理方法及制冷系统常见故障的处理方法。 三、面向专业： 热能与动力工程（制冷方向、建筑环境与设备工程、动力） 四、先修课程： 《工程热力学》、《传热学》、《流体力学》、《泵与风机》、《流体输配管网》 五、本课程与其它课程的联系： 学生在进行本课程的学习之前必须先修完《传热传质学》、《工程热力学》《流体力学、

设备与管网基础》等专业基础课程，后续课程有《制冷与空调工程设计》、《热泵技术》、《空气调节》、《制冷空调设备的运行调试与检修》、《换热器》、《制冷装置电气控制技术》六、教学内容安排、要求、学时分配及作业： 绪论（1学时）制冷原理与设备的研究内容（C）、目的、要求、发展概况和在国民经济中的应用。（第一章制冷方法（5学时2 次作业） C) 第一节各种制冷方法 1、蒸汽压缩式制冷（A） 2、蒸汽吸收式制冷（A） 3、吸附式制冷（A） 4、热电制冷（B） 5、磁制冷（B） 6、涡流管制冷（B） 7、空气膨胀制冷（B） 8、绝热放气制冷（B） 9、电化学制冷（B） 第二节制冷的热力学原理（A） 第三节热泵（A） 第二章单级蒸汽压缩式制冷循环（8学时3 次作业） 第一节单级蒸汽压缩式制冷的理想循环、理论循环（A）压焓图、温熵图；制冷循环在压焓图上的表示； 热力计算 第二节蒸汽制冷机的实际循环。（A） 各影响因素；热力计算；性能及工况 第三节单级蒸汽压缩混合工质制冷循环（C） 第三章制冷剂（4 学时） 第一节概述制冷剂的种类和符号（A）、 第二节制冷剂的性质（A） 环境影响指标、热力性质对循环的影响、粘性导热性和比热容（E）、油溶解性、热力性质计算公式（C） 第三节混合制冷剂（E） 第四节各种实用的制冷剂（A） 第五节第二制冷剂（E） 载冷剂、蓄冷剂

(完整版)制冷课后习题分解

空气调节用制冷技术习题 绪论 1. 什么是制冷？ 2. 人工制冷的方法都有哪些？空气调节领域最常用的两种制冷方法是什么？ 3. 什么液体汽化制冷？ 第一章 蒸气压缩制冷的热力学原理 1. 蒸气压缩制冷循环系统主要由哪些部件组成，各有何作用？ 2. 在图示有液体过冷，又有回汽过热的制冷循环中，写出各热力设备名称、其 中发生的热力过程及制冷剂在各热力设备前后所处的状态（温度、压力、物态） 压缩机 1 2 3 4 （ ） （ ） （ ） 绝热压缩 高温高压过热气体 3. 制冷剂在蒸气压缩制冷循环中，热力状态是如何变化的？ 4. 试画出单级蒸气压缩式制冷理论循环的lg p -h 图，并说明图中各过程线的含 义。 5. 已知R22的压力为0.1MPa ，温度为10℃。求该状态下R22的比焓、比熵和 比体积。 6. 已知工质R134a 参数值如下表所示，请查找lg p -h 图填入未知项。 7. 什么单位容积制冷能力、跨临界循环 8. 有一个单级蒸气压缩式制冷系统，高温热源温度为30℃，低温热源温度为 -15℃，分别采用R22和R717为制冷剂，试求其工作时理论循环的性能指标。 9. 单级蒸气压缩式制冷实际循环与理论循环有何区别？试说明针对这些区别 应如何改善理论循环。 10. 什么是回热循环？它对制冷循环有何影响？ 11. 某空调用制冷系统，制冷剂为氨，所需制冷量为48kW ，空调用冷水温度

tc=10℃，冷却水温度tw=32℃，试进行制冷剂的热力计算。计算中取蒸发器端部传热温差δt0=5 ℃，冷凝器端部传热温差δtk=8 ℃，节流前制冷剂液体过冷度δtsc=5 ℃，吸气管路有害过热度δtsh=5 ℃，压缩机容积效率ηv =0.8，指示效率ηi=0.8。 12.在同一T-S图上绘出理想循环(逆卡诺循环)与理论循环的循环过程，比较两 种循环，指出理论循环有哪些损失（在图中用阴影面积表示）。针对这些损失，说明如何改善蒸汽压缩制冷的理论循环。 13.活塞式压缩机，制冷量为1120kw，各状态点参数如下：h1=1780kJ/kg，ν 1=0.25m3/kg，h2=1950kJ/kg，h4=650kJ/kg，计算q0、qk、qv、wc、Mr、φk、Pth、εth。 14.液体过冷对循环各性能参数有何影响？ 15.如何确定双级压缩制冷循环的最佳中间压力？ 16.什么叫中间完全冷却、中间不完全冷却？ 17.什么是复叠式制冷循环？为什么要采用复叠式制冷循环？ 18.制冷剂在通过节流元件时压力降低，温度也大幅下降，可以认为节流过程近似为绝热过程，那么制冷剂降温时的热量传给了谁? 19.压缩机吸气管道中的热交换和压力损失对制冷循环有何影响？ 20.请说明制冷剂的单位质量制冷能力q0和单位容积制冷能力q v的关系；在相同的工作条件下，不同制冷剂的q0与q v是否相同，为什么？ 21.热泵循环的供热系数μ与制冷循环的制冷系数ε有何区别，二者之间有无关系？ 22.某R22制冷循环，其蒸发温度为0℃，冷凝温度为35℃，膨胀阀前的液体温度为30℃，压缩机吸入干饱和蒸汽，试计算该理论循环的制冷系数εth及制冷效率ηR。 23.将一级节流、中间不完全冷却的双级压缩制冷循环表示在lgp-h和T-s图上，并推导该循环的理论制冷系数εth的计算公式。 24.在图1-27所示的R22一级节流、中间不完全冷却双级压缩式制冷循环中，其冷凝温度为35℃，蒸发温度为-38℃，膨胀阀2前的液体温度为30℃，膨胀阀1前的液体温度为0℃，低压级压缩机的吸气过热度为5℃。 （1）请画出如图所示制冷系统的压焓图。 （2）请问中间压力取多少较为适宜？ （3）欲获得10Rt（冷吨，1Rt≈3.86kW）的制冷量，请问：高、低压级压缩机的实际输气量各为多少m3/s？

双级压缩式制冷循环

双级压缩式制冷循环 2．5两级压缩及复叠式制冷原理 2．5．1采用两级压缩的原因 单级压缩在选用合适的制冷剂时，其蒸发温度只能达到-25～-35℃，原因是压缩比0 p p k 不能再提高了。因为： （1）↑↓ ↓→ ↓→00p p p T k o ，压缩机输气量↓→制冷量↓ （2）↑→0 p p k 压缩机排气温度↑(↑=↑RT pv )↑v →吸气量↓ 例如：当蒸发温度-30℃，冷凝温度40℃时，单级氨压缩机排气温度可达160℃以上。必须作如下限制： ① 单级氨压缩机排气温度＜140℃ ② 单级氟压缩机（R12）排气温度＜100℃ ③ 单级氟压缩机（R22）排气温度＜115℃ （3） ↑→0 p p k 偏离理想等熵压缩机过程的程度↑→压缩机效率↓ 我国规定：R717： 0p p k ≤8 R12、R22：0 p p k ≤10 （P38表2-3） 要获得-30～-65℃的蒸发温度，又要符合合适的压缩比，则需要两级压缩制冷。 2．5．2两级压缩制冷循环 1．两级压缩制冷循环的类型 k m p p p p 压缩 压缩 （中间冷却器冷却后）→→→0201 总压缩比02 01p p p p k m ?= 每一级压缩比≤8～10以下 可分为???一级节流两级节流 ? ??中间不完全冷却中间完全冷却 * 两级节流：冷凝压力k p 节流到m p 中间压力，再节流到蒸发压力0p

* * 两级压缩采用中间冷却的目的是降低高压级的排气温度，降低压缩机功耗。 ①中间完全冷却——低压级排气温度 （过热蒸汽） ②中间不完全冷却——低压级排气温度（过热蒸汽） 被冷却降低了温度， 2．一级节流中间完全冷却循环 这种循环形式被大多数的两级压缩氨制冷系统所采用。Array如图所示：从压缩机高压级排出的高压高温过热蒸汽4，进入冷凝器后被冷却成饱和液体5；从冷凝器出来的液体分为两路，一路经膨胀阀A进行节流，节流后降温为6，然后进入中间冷却 3 器吸热，使中间冷却器中来自低压级的排气2充分冷却，6与2混合后的气体 从图（b）可看到，循环3—4—5—6—3在中间冷却器里产生冷量，供另一个循环中饱和液 体的过冷（过程5—7）和低压级过热蒸汽的完全冷却（过程2—3）之用。另一个循环1—2—3

制冷剂迁移和气液分离器对热泵性能的影响

制冷剂迁移和气液分离器对热泵性能的影响 Ξ 西安交通大学 袁秀玲　黄　东　杨晓光　李学迅 捷丰速能企业有限公司 甄兆威 摘　要　分析了热泵停机时系统压力平衡导致的制冷剂迁移和气液分离器的机理, 与制冷剂不迁移的系统相比较,启动时制冷剂迁移和气液分离器分别导致COP 降低5%和4%。 关键词　制冷剂迁移　气液分离器　 热泵性能 1　系统介绍 图1所示系统为一个载冷剂为水的单纯供热 热泵机组,节流装置用的是外平衡热力膨胀阀。冷凝器为套管式水冷冷凝器,水在内管的内侧和制冷剂逆流。制冷剂为R502。压缩机为往复式,功率为111kW ,所有的实验均在8℃、相对湿度为60%、蒸发器无霜的情况下进行。在每个实验前,先稳态运行40min ,然后紧跟两个开机10min ,关机20min 的循环。 图1　热泵系统和测点位置布置 本文主要研究制冷剂迁移和气液分离器对热 泵性能的影响。一种控制系统是停机时阻止制冷剂从冷凝器迁移到蒸发器,系统压力不达到平衡,另一种控制系统压力达到平衡。前者好处为启动时间短和可靠性强,后者好处为启动转矩小以及压缩机所配电机较小。气液分离器在启动时保护了压缩机但延长了启动时间。本文主要通过研究以下三种情况来研究制冷剂迁移和气液分离器的系统性能的影响:(1)停机时无制冷剂迁移(通过使用一种关死的膨胀阀实现)(C ASE 1);(2)停机时整个系统的压力平衡(通过关机时给电磁阀通电实现)(C ASE 2);(3)使用一个1900cm 3的气液分离器(C ASE 3)。 2　结果分析和讨论 图2为在C ASE 1条件下热泵启动后系统压力温度的变化情况,可以看出启动后大约50s 排气压力达到最大值,但在此之前,排气压力有一个平缓阶段,大约在40s 时。这是因为此时在冷凝器中已经有足够的液态制冷剂产生并开始流入冷凝器出口处的液管内,从图3(a )看出,此时的过热度很大,迫使热力膨胀阀打开,有少量的制冷剂流入蒸发器,这从蒸发压力变化同时出现平缓得到证实,但由于膨胀阀前液封不足,制冷剂流量并不大,所以蒸发压力仍在降低,冷凝器也由于流出的制冷剂少,而使排气压力升高。当排气压力达到最大值时,蒸发压力达到最小值,不到2min 系统达到稳态。 从图3(a )看出,C ASE 1、C ASE 2、C ASE 3三 7 4Vol.28,No.5,2000 F LUI D M ACHI NERY Ξ收稿日期:1999—10—19

氨二氧化碳复叠制冷系统的优越性

氨/二氧化碳复叠制冷系统的优越性 CO2制冷剂 CO2属于天然工质，常温下是一种无色、无味的气体。作为制冷工质，CO2具有许多优势。首先，从环境保护的角度讲，CO2的ODP为0，GWP为1，远远小于CFCs和HFCs的，并且在实际中所用的CO2大多为化工副产品，用CO2作制冷剂等于延迟了这些废气的排放，这对环境是有利的。因此，CO2是一种环境友好型工质。其次，从工质的热物理性质来看，CO2与制冷循环和设备相适应。这主要表现在：①CO2的蒸发潜热大，单位容制冷量高(0℃时达到22．6MJ／m)，约为传统制冷剂的5～8倍。②CO2的运动黏度小，并且在低温时也非常小。③导热系数高，液体密度和蒸气密度的比值小，节流后各回路间制冷剂能够分配得比较均匀。CO2这些优良的流动和传热性能，可显著缩小压缩机和系统的尺寸，使整个系统非常紧凑。另外，CO2化学稳定，无毒无害，不可燃，高温下也不会分解出有毒气体，并且CO2价格便宜，容易获取，具有优良的经济性。 NH3制冷剂 NH3与CO2同属于天然工质，其在制冷工业中的使用直至今日已达120年之久。NH3作为制冷剂的优点可以归纳为：①对环境友

好，0DP=0，GWP=0。②具有优良的热力学性质，其单位容积制冷 量较传统的氟利昂制冷剂大，0℃时达到4360 kJ／，这就意味着获得相同冷量的氨制冷系统可以采用较小尺寸的压缩机和换热器，功率消耗也较小。③价格便宜，容易检漏。NH3 制冷剂的最大不足之处是具有中等程度的毒性并且可燃。但由于氨 有强烈的刺激性气味，当空气中浓度达5×10时就能闻到。因此，一旦有微小泄漏就会被及时发现，并且这一浓度远低于氨的着火浓度。另外，氨比空气轻，很容易上升从建筑物顶部逸出室外，氨溶 于水，能很快被水吸收，这一性质可用来消除空气中的氨蒸气，大 大减少事故的发生率。100多年的历史经验表明，氨的事故率是很 低的。其次，氨和普通润滑油不相溶，这给氨制冷机的润滑带来了 困难。蒸发器须采用满液式蒸发器，导致NH的充注量增加。为了解决这一问题，目前已研制出能溶于氨的合成润滑油。 NH3／CO2复叠式制冷系统热力性能分析 NH3/CO2复叠式制冷循环的性能系数C0P与冷凝温度、蒸发温度以及中间温度有关。所谓中间温度是指高温级的蒸发温度和低 温级的冷凝温度，即蒸发冷凝器的平均温度。若低温级的冷凝温度 降低，则低温级的性能系数增大，而高温级的性能系数减小。目前，国内所进行的关于NH3/CO2复叠式制冷系统的热力学模拟计算表明：在同一冷凝温度和蒸发温度下，复叠式两级低温制冷系统存在一个

制冷作业题原理与装置

1 载冷剂盐水浓度低于共晶浓度时，当温度降低，首先析出的是纯水冰 2 对于大气臭氧层没有破坏作用的制冷剂是R717 3 R134a制冷剂属于氟利昂制冷剂中的HFC 类制冷剂 4 下列那种冷却剂对大气臭氧层没有破坏作用HCFCs 5 一卡诺机，当它被作为热机使用是，两热源的温差越大对热变功就越有利。当被作为制冷剂使用时，冷热源温差越大，则制冷系数越小 6 下列制冷方法中不属于液体汽化法的是气体膨胀制冷 7 国际上规定用字母R 和后面跟着的数字作为表示制冷剂的代号。 8 制冷剂压焓图中，等温线的液体区是竖直线 1 单机蒸汽压缩制冷循环，冷凝器出口液体过冷，其他条件不变，系统单位制冷量增加，制冷系数增加。 2 对单机蒸汽压缩制冷循环，冷凝温度升高，其他条件不变，制冷系数减小，比压缩功增加 3 两家压缩一级节流中间不完全冷却循环中，高级制冷剂流量比低压级制冷剂流量大 4 两级压缩一级节流中间完全冷却循环中，高压级制冷剂流量比低压级制冷剂大 5两级复叠制冷循环中，高温级与低温级之间惊醒热量交换的设备是冷凝蒸发器 1 对于二元混合溶液，易挥发成分在气相中的浓度比它在液相中的浓度大 2 氨-水吸收式制冷系统中为了得到纯净的氨蒸汽，常用的设备是精馏塔 3 溴化锂-水吸收式制冷系统只，冷却水一般先流经吸收器，再流经冷凝器 4 溴化锂吸收式制冷系统中，制冷剂是水，吸收剂是溴化锂水溶液 5 氨吸收式制冷循环中，制冷剂是氨，吸收剂是氨水稀溶液 6 在溴化锂吸收式制冷机的巩志忠添加辛醇的目的是降低溴化锂溶液的表面张力 多选题 1 常用的制冷剂包括氟利昂，氨，水，二氧化碳，CH 2 目前空调系统常用的氟利昂制冷剂有R22.R407C，R410A，R134A 3 目前我国冰箱中常用的制冷剂有R600a，R134a 4 载冷剂在使用时要求在使用温度范围内为液体,对管路无腐蚀性，传热性好，比热容大，粘度小。 5 制冷系统中压缩机常用的润滑油只要包括天然矿物油，人工合成的PAG，POE等 1 两级压缩制冷循环氨循环组织可以分为两级压缩一级节流中间完全冷却循环，两级压缩一级节流中间不完全冷却循环，两级压缩两级节流中间不完全冷却循环 2 单级蒸汽压缩制冷循环，蒸发温度降低时，对系统的影响是单位质量制冷量减小，比压缩功增加，系统制冷系数下降 1氨-水吸收式制冷系统的缺点包括对铜及一般金属有腐蚀作用，钢材和冷却水消耗量大，系统制冷系数较低，为提高氨气浓度，需要增加额外设备 2 提高溴化锂机组性能的措施包括合理调节溶液循环量，强化传热和传质过程，采取适当的防腐措施

23自动复叠式制冷循环-9.6-WYL

制冷与低温技术原理

自复叠式制冷循环

自复叠制冷系统是种采用多元混合工质的制冷系统， 它使用单台压缩机，通过自行分离、多级复叠的方法， 在高沸点组分和低沸点组分之间实现了复叠，达到了制 取低温的目的。自复叠的基本流程： 自复叠循环 系统中的制冷剂为R22和R23 它实质上是混合制冷剂的多级分凝循环。自复叠系统最基本的流程是采用非共沸二元混合物 制冷剂一级分凝循环。 气液两相制冷剂从冷凝器进入气液分离器后，高沸点 组分节流产生冷量冷却低沸点组分至饱和或过冷状态，而 后低沸点制冷剂节流并在蒸发器内蒸发。在现有自复叠系统中，高沸点组分通常采用R600a ，R134a ，R22和NH 3，等，低沸点组分通常采用R23，R744和R14等。

自复叠制冷方式的特点 (1) 采用单台压缩机工作, 可靠性高, 造价低, 系统简单, 控制方便。 (2) 蒸发与冷凝过程温度有一定的滑移, 使冷却介质及被冷却介质的温度变化容易与制冷剂的冷凝温度和蒸发温度同步, 减小了传热温差, 提高了制冷循环的效率。 (3) 低温端没有压缩机等运动部件, 使其振动很小, 结构简单紧凑。 (4) 高沸点组分在较高温度形成液体经节流回到低压通道, 避免了其在低温下有固相析出, 堵塞节流元件, 进一步提高了系统的可靠性, 也使得下一级换热器负荷减少, 可以减少循环中高沸点组分在低温段带来流动损失和回热损失。 (5) 采用混合物工质, 可以使节流运行压力大大降低。 (6) 由于混合物工质热物性的特点, 使其具有优于其他低温制冷器的许多优点, 在80K 以上的温区都具有较高的热效率。

制冷技术作业思考题

制冷技术作业思考题-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

制冷技术作业思考题 绪论 1、制冷的定义，制冷技术主要应用于国民经济中哪些方面？ 2、人工制冷为什么要耗能？ 3、随着制冷技术的广泛应用，我们要注意的两个问题是什么？ 4、空气调节用制冷技术的制冷温度范围属...常用制冷方法是什么 5、我国空调能耗情况空调能耗占整个建筑能耗的百分比例 第一章：蒸气压缩式制冷的热力学原理 1、简述蒸气压缩式制冷循环的主要设备组成和工作过程。 1.1简述一次节流、中间完全冷却的双级压缩制冷循环的工作流程 1.2简述一次节流、中间不完全冷却的双级压缩制冷循环的工作流程 1.3简述回热压缩制冷循环的工作流程 2、为什么回热循环中，制冷剂的过热度总大于过冷度？ 3、工人师傅在安装家用分体式空调时，将压缩机的吸气管和冷凝器的出液管紧箍在一起，并在外面包一层保温材料，这种做法对吗？请简单分析。 4、制冷剂压——焓图上的一点、两线、三区分别是什么？在制冷剂的压——焓图上，在同一压力下，制冷剂可能出现的五种状态是什么？ 5、解释下列名词： 过热度；再冷度；单位容积制冷量；单位质量制冷量；单级制冷循环；复叠式制冷循环（串级制冷循环）；亚临界制冷循环；跨临界制冷循环（超临界制冷循环） 6、计算题 第二章：制冷剂与载冷剂 1、对制冷剂有哪些要求？ 2、制冷剂R22、R717、R407c和R502表示什么制冷剂他们的主要性质及用途是什么结合时代特点，谈谈你对制冷剂有哪些新认识 3、载冷剂的作用是什么对载冷剂有哪些要求 4、常用载冷剂有哪些种类各用于什么场合

高低温试验箱复叠式制冷系统的故障判断

高低温试验箱复叠式制冷系统的故障判断 1复叠式制冷机组的快速故障判断 1.1 复叠式制冷循环 工业生产和科学实验要求的-60℃～-100℃的低温环境，一般通过复叠式制冷机组实现。图l所示为采用R404A和R23的复叠式制冷系统示意图。它由两个单级压缩系统组成，高温级采用R404A，低温级采用R23为制冷剂，高温级制取了冷量供低温制冷循环冷凝用。可见，复叠式制冷系统是由压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀以及许多的设备附件所组成的相互联系而又相互影响的两套的复杂系统。因此，一旦制冷设备出现了故障．不应把注意力仅仅集中在某一个局部或某一级上，而是要对整个系统进行全面检查和综合分析。这就需要实践经验的积累和理论的指导。通过长期实践的总结，摸索出不少检查故障的经验，归纳成复叠式制冷机组的“一看、二听、三摸”快速检修基本方法。 1.2“一看、二听、三摸”的内容 1.2.1一看 就是看压力表和温度表的指示值，看润滑油量看蒸发器与吸气管的结霜情况。 在风冷机组中，高温级高压表指示值为：10~14bar；低压表指示值为：0.5～lbar。低温级高压表指示值为：10～14bar；低压表指示值为；0.8～-0.8bar。在水冷机组中，高温级高压表指示值为：8～12bar；低压表指示值为：0.8～0.5bar。低温级高压表指示值为：lO～14bar；低压表指示值为：0.8~0.5bar。看压缩机曲轴箱内的润滑油应处在油面指示值所规定的范围内波动。 压缩机组的回霜：高低温试验箱工作室内温度在0℃左右时，高级压缩机组的回霜以回到压缩机迸气截止阀时为正常；当温度箱工作室内温度降到-25℃左右时，低级压缩机组的回霜以回到压缩机进气截止阀时为正常，如有差异表明氟利昂注入量少。 高低温试验箱工作室内降温速度，若降温速度比平时正常运转时有显著的减慢则属不正常现象。高温级膨胀阀，从进液口到出液口，中间有明显的霜分界线为正常；分界线在进液口处膨胀阀有堵塞，要对膨胀阀的过滤器进行清洗。 低温级膨胀阀，从进液口到出液口，无中间霜分界线，但霜颗粒细白为正常，霜颗粒粗大为不正常。管路上的尘土，尘土灰白色为正常，尘土中有黑色区，说明有漏油漏气点，要进行维修。视液镜，油箱内液体为白色，说明氟利昂注 入量少，影响降温速度，有少量气泡和无气泡为正常。 1.2.2 二听 是听反映压缩机组的运行情况和反常现象，听压缩机运行的噪音情况，昕膨胀阀的喷流声。冷系统启动和正常运转时，系统发出各种声音，我们可以根据声音的不同，发现系统的故障。 1)在压缩机运转时，可以根据运行声音大小，判断压缩机的负荷大小，冷却是否正常。声音不正常时，及时停机减少故障。 2)在气缸头可以听到阀片的轻微“滴滴”的敲击声和轻微且均匀的“嚓嚓”的摩擦声为正常。 3)“通通”是压缩机液击声，即有大量制冷剂的湿蒸汽或冷冻油进入汽缸，对压缩机害处最大。 4)“嗒嗒”是压缩机内部金属撞击声。压缩机的敲击声从气缸里传出，原因主要有： (1)活塞撞击阀板； (2)活塞销与连杆小头或活塞销座之间的间隙增大； (3)阀片断裂后落在气缸中。 压缩机敲击声从曲轴箱传出有四种可能性。 (1)连杆大头轴瓦与曲轴销之间的配合间隙囚磨损而过大。 (2)前后主轴承与主轴颈之间的配合因磨损而过大。 (3)连杆螺钉螺母松动。 (4)油泵齿轮磨损后有松动。 听膨胀阀内制冷剂流动声，正常时是连续而轻微的“咝咝”声，不连续声音有强有马弓有跳动说明制冷剂量少；没有声音膨胀阀堵死，堵死后停机用开水浇阀，1~2分钟后发出爆发的“咝咝”声为冰堵，制冷剂中有水；没有声音为脏堵或膨胀阀已经坏。 1.2.3 三摸

自然复叠系统与低温制冷_韩润虎

自然复叠系统与低温制冷 韩润虎 (美国通用信号实验设备公司上海代表处　上海200233) 摘要　自然复叠制冷系统采用混合工质,用一个普通压缩机实现了-150℃甚至更低的温度。与以往采用三级复叠制冷系统的-150℃低温冰箱相比,采用自然复叠系统的低温冰箱减少了两个压缩机及相应的油分离器、干燥过滤器等附件,并使控制系统大为简化,从而提高了系统的整体可靠性。本文将详细介绍自然复叠制冷系统的原理和应用。关键词　自然复叠系统　复叠系统　混合工质　制冷　低温 Autocascade System and Low Temperature Refrigeration Abstract　Autocascade refrigeration s ystems are able to make-150℃or even lower temperature with multi-refrigerants and a common https://www.wendangku.net/doc/3a2076580.html,pared with the similar freezers ever used em-ploying a3-stage cascade systems,-150℃freezers employing autocascade systems cut down two compressors and the related oil separators and drierstrainers,and therefore s implify the control sys-tems and i mprove the reliability of the whole systems.Detailed introduction of the autocascade sys-tems and its application is given in the paper. 一　引言 通常,为了制取-70℃以下的低温,人们选用两级复叠(Cascade)制冷系统(图1 -a)。两级复叠制冷系统将第一级的蒸发器与第二级的冷凝器“复叠”在一起,使第二级的低温制冷剂在-35℃左右冷凝,在-80℃左右蒸发,以获得-80℃左右的温度。同理,人们曾采用三级复叠系统(图1 -b)制取-120℃以下的低温。从理论上讲,可以不断复叠下去,达到人们需要的任意低温。但随着复叠级数的增加,系统的复杂性成倍增加,而效率却在迅速下降。 自然复叠(Autocascade)制冷系统巧妙地利用了多级复叠的制冷原理,用一个普通压缩机在一个系统内实现了-150℃甚至更低温度的制冷,使多级复叠制冷系统大为简化。自然复叠制冷系统也叫多工质制冷系统(MFS,Multi-Refrigerants Sysytem),是本世纪70年代提出的,80年代末美国REVC O公司据此原理研制成功-140℃和-150℃的低温冰箱,并于90年代初投放市场。我国的一些科研单位、大学和医院陆续进口了这种低温冰箱。由于我国的制冷专业教课书等至今未见有关自然复叠制冷系统的系统介绍,影响了自然复叠制冷系统在我国的开发和应用,而RE VCO公司的技术和工艺受到专利保护,因而给这种“采用一个压缩机的-150℃低温冰箱”笼罩了神秘的面纱。 · 59 · 4/1999　制冷学报

制冷dgu原理与设备循环思考题与练习题

金华市金兰水库除险加固工程监理实施细则浙江省水利水电建筑监理公司金华市金兰水库除险加固工程监理部1 制冷原理与设备循环思考题与练习题1. 蒸气压缩制冷循环系统主要由哪些部件组成各有何作用 2. 蒸发器内制冷剂的汽化过程是蒸发吗 3. 制冷剂在蒸气压缩制冷循环中热力状态是如何变化的 4. 制冷剂在通过节流元件时压力降低温度也大幅下降可以认为节流过程近似为绝热过程那么制冷剂降温时的热量传给了谁 5. 制冷剂在制冷循环中扮演了什么角色 6. 单级蒸气压缩式制冷理论循环有哪些假设条件 7. 试画出单级蒸气压缩式制冷理论循环的lgp-h图并说明图中各过程线的含义。8. 已知R22的压力为0.1MPa温度为10℃。求该状态下R22的比焓、比熵和比体积。9. 已知工质R134a和下表填入的参数值请查找lgp-h图填入未知项。p/MPa t/℃ h/kJ/kg v/m3/kg s/kJ/kgK x 0.3 0.1 25 0.3 70 1.85 10. 有一个单级蒸气压缩式制冷系统高温热源温度为30℃低温热源温度为-15℃分别采用R22和R717为制冷剂试求其工作时理论循环的性能指标。11. 一台单级蒸气压缩式制冷机工作在高温热源温度为40℃低温热源温度为-20℃下试求分别用R134a和R22工作时理论循环的性能指标。12. 有一单级蒸气压缩式制冷循环用于空调假定为理论制冷循环工作条件如下蒸发温度t05℃冷凝温度tk40℃制冷剂为R134a。空调房间需要的制冷量是3kW试求该理论制冷循环的单位质量制冷量q0、制冷剂质量流量qm、理论比功w0、压缩机消耗的理论功率P0、制冷系数0和冷凝器热负荷Qk。13. 单级蒸气压缩式制冷实际循环与理论循环有何区别 14. 什么叫有效过热什么叫有害过热有效过热对哪些制冷剂有利对哪些制冷剂有利 15. 什么是回热循环它对制冷循环有何影响 16. 压缩机吸气管道中的热交换和压力损失对制冷循环有何影响 17. 试分析蒸发温度升高、冷凝温度降低时对制冷循环的影响。18. 制冷工况指的是什么为什么说一台制冷机如果不说明工况其制冷量是没有意义的制冷剂与载冷剂思考题1. 制冷剂的作用是什么 2. 按ASHRAE的规定制冷剂是怎样分类的 3. 什么是共沸制冷剂 4. 无机化合物制冷剂的命名是怎样的 5. 选择制冷剂时有哪些要求 6. 家用的冰箱、空调用什么制冷剂 7. 常用制冷剂有哪些它们的工作温度、工作压力怎样 8. 为什么国际上提出对R11、R12、Rll3等制冷剂限制使用 9. 试述R12、R22、 R717、R123、R134a的主要性质。10. 使用R134a时应注意什么问题。11. 试写出制冷剂R11、R115、R32和R11、R12、Rl2B1的化学式。12. 试写出CF3Cl、CH4、CHF3、C2H3F2Cl、H2O、CO2的编号。13. 什么叫载冷剂对载冷剂的要求有哪些 14. 常用载冷剂的种类有哪些它们的适用范围怎样 15. 水作为载冷剂有什么优点16. “盐水的浓度愈高使用温度愈低”。这种说法对吗为什么17. 人们常讲的无氟指的是什么意思 18. 共沸混合物类制冷剂有什么特点金华市金兰水库除险加固工程监理实施细则浙江省水利水电建筑监理公司金华市金兰水库除险加固工程监理部2 19. 简述R12、R22、R717与润滑油的溶解性。20. 为什么要严格控制氟利昂制冷剂中的含水量双级蒸气压缩式和复叠式制冷循环思考题1. 为什么单级压缩制冷压缩机的压力比一般不应超过810 2. 双级蒸气压缩式制冷循环的形式有哪些 3. 一级节流与二级节流相比有什么特点中间不完全冷却与中间完全冷却相比又有什么特点 4. 双级蒸气压缩式制冷系统制冷剂与