制冷与空调综合基础笔记..

1、制冷与空调综合基础复习大纲1、制冷答：通过人工的方法，使某一物体或者某一空间的温度低于环境 介质的温度，并保持这个温度不变。2、空气调节答：空气的温度、湿度、洁净度、流速。3、热力系统、外界与边界答：认为分离出来研究的对象称为热力系统，与系统相互作用的 物体称为外界，系统与外界之间的分界面称为边界。4、工程热力学中常用的四种系统及其特点答：开口系统，系统与外界有物质交换；闭口系统，系统与外界 无物质交换；绝热系统，系统与外界没有热量交换；孤立系统，系统 与外界既无物质交换也无能量交换。5、基本状态参数、温度的三种表示及计算答：基本状态参数包括：温度、压力、比体积与密度；温度三种 表示方法：摄氏

2、温标、华氏温标、热力学温标，T=273.15K+tt = -(t f -32) C96、绝对压力与表压力的区别，常用压力单位的换算答：气体的实际压力称为绝对压力；压力表测得的压力为表压力；气体的绝对压力低于大气压力，相对压力为负压则是真空度。7、理想气体状态方程的应用（会应用计算）P V=RgT PV=m RgT PV二nRT&可逆过程与不可逆过程答：当热力系统在变化中不存在任何不可逆耗散时，系统以及外界都能按原变化路线逆行至初态，并能完全恢复至各自的初始状态。9、比热容、显热与潜热答：单位质量的物体温度升高或降低 1C所吸收或放出的热量，称为物质的比热容：C=- 显热：对物质进行加热或者冷却

3、时， mt物质的聚集状态不发生变化，物质的温度发生变化，此时物质所吸收或者放出的热量称为显热；如果对物质加热或冷却到一定程度， 使物质发生了相态的变化，在此相变过程中所加给物质的热量称为潜热。10、热力学第一定律及其计算（P17例1-4）答:热能和机械能之间可以进行相互的转换， 但能量的总量必定 守恒：闭系统能量方程：Q=A u+W11、热力学第二定律、制冷系数（制冷系统 EER）、卡诺循环答：热量不能自动地、不付出地从低温热源传到咼温热源q2 = q2w qi -q21）经过节流阀的节流作用制冷剂压力 下降，制冷机汽化，吸收气化潜热 变成低温低压的制冷剂蒸汽进入蒸 发器（制冷系数可以大于1等

4、于1或者小于 高温高压的制冷剂蒸汽经过冷凝器的冷却放 热凝结成低温高压的制冷剂液体流入节流阀。制冷剂压力不变，制冷剂汽化吸热制冷形 成低压低温蒸汽被压缩机吸走。制冷系统的制冷剂蒸汽进入冷凝器。 机经过压缩机压缩，变成高温高压 低温低压的制冷剂蒸汽进入压缩12、汽化与水在定压加热过程的五种状态答：过冷水或未饱和水；饱和水；湿饱和蒸汽；干饱和 蒸汽；过热蒸汽。13、绝对湿度、相对湿度、含湿量、露点温度和湿球温度 ，会使用湿 空气焓湿图查阅相关参数。图例：干球温度25 C湿球温度23C4015306050403020漂(EMBxK-:ltiBilBIM 、xxx、x、，/、./、/*、fbu、t/、

5、sf、rx/、VK-.SX, omil：ts（c）as）柿A）1560504030套询条件.10-104035|确走|iE |关闭i14030 炫 OJ/kTF)110Too查询结果回1瓣1千球温度（C” 25含:显卑WW p6 &95湿玮驱CC）炽 IM/krH | $8. 28S1箭丨S mlS Ct) 22.218比苔 G3/k讦）8881关闭1相对3長84 56水隸F分1 0*3 | 2679. 4eo大气伍力：101325 干 OSCC）| 58.4314湿球温度CC) | 22 41272孵io辭溫度 pW相游度-2严3733062. 3M459比咨 3/k讦）| 9444254

6、水蔓气分（！&）| 4U 8631湿 先 湿、f 27 I , I11Ah|A2R、R分别为表面传热系数和导热热阻；传热系数：-十h h22、通过圆管的传热过程:tf 1 -t f 2dilh iln亚2亠：ildi+ 二ddh 23、换热器传热方程式:=Ak=t m八t m为整个换热器传热面的平均温差对数平均温差写成如下统一形式（顺流和逆流都适用）也 t max 一 也 t minln “ t max比 t min平均温差的另一种更为简单的形式是算术平均温差，即:t max: t min2m,算术t max：t min换热器的设计计算:换热器设计的已知条件是：换热量为门，热流体质量流量为qm

7、i , 比热容为Cpi,进出口的温度分别为ti和tf，以及冷流体的相关数据 qm2，比热容Cp2，进出口温度为t2和t2。换热器计算的三个基本公式 为：门二 Akm 门 HmiCpi（ ti 1）二 qm2Cp2 （t?2）20、 制冷剂与载冷剂、共沸制冷剂与非共沸制冷剂，复叠式制冷循环：答：制冷剂是在制冷系统中循环且不断产生相态变化而传递热量的物质； 载冷剂是在间接制冷系统中循环，且不断产生温度变化，而传递热量的液体物 质；共沸制冷剂21、 氟利昂的通用分子式及其关系、R22、R12、R134a的分子式氟利昂的通用分子式：GHFxCLBrz 2m+2=m+n+x+y+zR22: C2HF2C

8、LR12: CF2CL2R134a: C2H2F422、常用的三种制冷方式；常用制冷剂的特点（水、氨和氟利昂）常用的三种制冷方式：蒸汽压缩式制冷；吸收式制冷；半导体制冷 水的特性：H20代号R718,标准沸点100C，冰点0C,无毒无味不 易燃易爆，来源广泛，价格低，使用安全；水蒸气比体积大，常温下 蒸汽压力很低，系统处于高真空状态，水制冷剂仅限于0C以上，只 适合在空调的吸收式和蒸汽喷射式制冷机中使用。氨：NH代号R717,标准沸点-33.4 C，凝固温度-77.7 C。氨易燃易 爆，有毒，有强烈刺激性臭味， 水溶液具有腐蚀性， 不易溶于润滑油， 因此氨制冷系统中必须安装油分离装置； 为了防

9、止爆炸的发生， 必须 限制排气温度和压力， 并且对气缸采取水冷措施， 氨制冷系统必须设 空气分离装置，及时排除系统里面的空气和其他不凝性气体。氟利昂12: CF2CL2代号R12,标准沸点-29.8 C,不易溶于水，无毒 无色无味，不燃不爆，在400C高温状态下与明火接触分解出有毒光 气（CoCL）;在充注R12时要对其进行干燥处理，单级压缩式制冷 系统中 R 1 2与润滑油任意比例互溶， 其渗透性很强， 对设备的密封性 要求高，主要用于中小型制冷装置中。氟利昂22: C2HF2CI代号R22,标准沸点-40.8 C,凝固温度-160 C, 比R12水溶性大，比R12毒性大，无色无味，不燃不爆

10、，比 R12腐蚀 性强，比R12得渗透能力强。R134a:CHF4：常温下蒸发温度-26.2 C,无毒不燃不爆，与R12相比, 在相同蒸发温度下， 蒸发压力略低， 在相同的冷凝温度下， 冷凝压力 略高于R12,单位体积制冷量略低于 R12; R134a等熵指数小于R12, 所以在相同条件下其排气温度较低；与R12制冷系统相比要用吸水性 能更好的和装置；R134a的换热性能比R12有较大的提高，R134a与 传统的润滑油不相溶，因此要用聚二醇类和聚酯类两种。23、制冷剂与润滑油的互溶性类解情完全溶油部分溶油难容或微溶油矿物油R12、R600aR22R717 R134a R407C聚酯类油R134

11、a、R407CR22R12、R600a聚醇类油R717R134a R407CR12、R600a极性合成碳氢R134a R407CR22R12、R600a化合物油24、单级蒸气压缩式制冷循环（四大部件、原理图、文字说明等）的制冷剂蒸汽进入冷凝器机经过压缩机压缩，变成高温高压咼温咼压的制冷剂蒸汽经过冷凝器的冷却放 热凝结成低温高压的制冷剂液体流入节流阀低温低压的制冷剂蒸汽进入压缩经过节流阀的节流作用制冷剂压力 下降，制冷机汽化，吸收气化潜热, 变成低温低压的制冷剂蒸汽进入蒸 发器制冷剂压力不变，制冷剂汽化吸热制冷形 成低压低温蒸汽被压缩机吸走。25、压焓图及其计算 P131-12526、液体过冷与

12、蒸气过热，对循环各性能参数有何影响答：液体过冷循环：单位制冷量增加，制冷系数提高。采用具有液体 过冷的循环可以提高循环的经济性，流进节流机构之前的制冷剂液体 不会因流动阻力等因数而发生气化现象， 从而保证了制冷剂流动的稳 定性。Pii9例4-6已知某一单级理论循环的冷凝温度为40C，蒸发温度为-5 C,若将冷凝器出来的饱和液体过冷至30 C,工质为R12。求过冷循环系数所增加的百分比。解：循环的P-h图如图所示:各点状态参数：hi二350. 56kJ /h2 = 372. 27 kJ/kgh3h4=239. 22 kJ/kgPhoggh4q。二229 kJ/kg。理论循环的制冷系数为hi -

13、h4350. 56 - 239. 22h2 - h1372. 7 - 350. 56二5. 03具有液体过冷循环的制冷系数二 qogwogh -h4h2-hiog350. 56 - 229372. 7 - 350. 56二5. 49制冷系数增加的百分数M90. 09 = 9 %5. 03蒸汽过热循环：制冷剂蒸汽在进入压缩机之前从环境中吸收热量，但却没有产 生制冷效果。过热蒸汽对制冷系统的不利： 1、循环比功增大； 2、单位制冷量 基本没变化； 3、压缩机排气温度升高； 4、冷凝器的单位热负荷增大； 5、压缩 机的进气体积增大使压缩机制冷量下降； 6、循环的单位容积制冷量下降； 7、 制冷系数下

14、降。27、节流机构（功能与类型）、气液分离器答：节流机构是将冷凝器或贮液器中冷凝压力下的饱和液体或过冷液体，节 流后降至蒸发压力和蒸发温度，同时根据负荷的变化，调节进入蒸发器制冷剂 的流量。类型： 1、手动膨胀阀（节流阀）； 2、浮球膨胀阀； 3、热力膨胀阀； 4、电 子膨胀阀； 5、毛细管气液分离器：将低压气态制冷剂中携带的液滴分离出来，以防止压缩机发生 湿压缩或液击现象。例题： P131 练习第 3、4 题2、某一氨制冷理论循环，蒸发温度ts=-20 C,冷凝温度tc=40 C,制冷量Qo=60kw 式对该循环进行热力计算。解：1) 单位质量制冷量：q= hi h4= (1436 385)

15、 = 1051kJ/kg2) 单位容积制冷量qv= qo/ v = 1051/0.65 = 1616.92 kJ/m33) 制冷剂质量流量m= Qo/ q= 60/1051 = 0.057 kg/s4) 单位功w= h2 hl = (1756 1436) kJ/kg= 320kJ/kg5) 压缩机消耗的理论功率Pt = mw= 0.057 X 320= 18.24 kW6) 压缩机吸入的容积流量V=mv1=0.057X0.65=0.037m3/s7) 制冷系数&= q。/ Wo= 1051/320 = 3.288) 冷凝器单位热负荷qc=h2h3=1756385=1371kJ/kg9) 冷凝器

16、热负荷Qc=mqc=0.057X1371=78.15kW3、已知某一单级理论循环的冷凝温度为55C，蒸发温度为0C,若将从冷凝器出来的饱和液体过冷至45C,工质为R22求过冷后循环制冷系数增加的百分数。 解：未过冷前查压焓图得：hi=404 kJ/kg , h2=442 kJ/kg,h3= h4=270 kJ/kg过冷后查压焓图得：hi=404 kJ/kg,h2=442 kJ/kg , h3= h4=256 kJ/kg过冷前制冷系数：6 = qo/w= (404-270)/(442-404)=3.53过冷后制冷系数： = qo/wo= (404-256)/(442-404)=3.89因此制冷系

17、数增加的百分数为：(3.89-3.53)/3.53=10.2%4. 有一套氨制冷系统，蒸发压力为190kPa(表压)，蒸发器出口为饱和气体； 冷凝压力为1000 kPa (表压)，冷凝器出口为饱和液体；制冷量为 240kW求下 列问题：(已知：压缩机排气焓值为1950kJ/kg，吸气状态的比体积为0.4m3/kg )(1) 蒸发温度及冷凝温度(2) 压缩机吸入制冷剂蒸气的质量流量和容积流量(3) 压缩机所需功率(4) 冷凝器的换热量温度/ C压力/kPa比焓 / ( kJ/kg )饱和液体饱和气体-20 C190108.61437.2-10 C291.3154.11450.2 (h1)0 C4

18、30.42001461.725 C1000315.61483.428 C1101.3332.1 (h4)1485.0解:(1) 由上表可知，表中给的为绝对压力，所以可得知，蒸发温度to=-10 C ,冷凝温 度 t k=28C(2) 由上表可知， h1=1450.2 kJ/kg ,h4= 332.1 kJ/kg1) 单位质量制冷量：q= hi h4= (1450.2 332.1) = 1118.1kJ/kg2) 单位容积制冷量3qv= q。/ v = 1118.1/0.4 = 2795.25kJ/m3) 制冷剂质量流量m= Q/q= 240/1118.1 = 0.215 kg/s4) 压缩机吸

19、入的容积流量3V= mv = 0.215 x 0.4 = 0.086 m3/s(3) 压缩机消耗的理论功率Pt = mw= 0.215 x( h2 - h1) =0.215 x (1950-1450.2) = 107.46 kW ( 4)冷凝器热负荷Qc = mqc = 0.215 x( h2 - h3) =0.215 x( 1950 - 332.1 )= 347.85kWP11 练习第 7 题P25 练习第 6、7、8 题&气体在某过程中热力学能增加了 20kJ，同时外界对气体做功26kJ，该过程是 吸热过程还是放热过程？热量交换是多少？解： U=20kJW=26kJv Q= W+ U=20+ ( 26) =6kJQ0该过程是放热过程；热量交换是 6kJ7、气体在某过程中吸入热量12kJ，同时热力学能增加了 20kJ，问此过程是膨胀 过程还是压缩过程？对外所做的功是多少(不考虑摩擦)？解：v Q=12kJ U=20 kJ Q= W+ U W = QA U = 8kJv W t =90% 85%在(1)列条件下热机无法实现(