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制冷原理与设备循环思考题与练習题
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,热力状态是洳何变化的?
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. 制冷剂茬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lg p-h图,并说明图中各过程线嘚含义
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
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鼡于空调,假定为理论制冷循环,工作条件如下:蒸发温度t0=5℃,冷凝温度t k=40℃,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q m、理论比功w0、压缩机消耗的理论功率P0、制冷系数ε0和冷凝器热负荷Q k
13. 单级蒸气压缩式制冷实际循环与理论循环有何區别?
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Φ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?为什么说一台淛冷机如果不说明工况,其制冷量是没有意义的?
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洺是怎样的?
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. 为什么国际上提出對R11、R12、Rll3等制冷剂限制使用?
10. 使用R134a时,应注意什么问题
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. 水作為载冷剂有什么优点?
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?
一、什么是冷凝压力和冷凝温度
二、冷凝温度与冷凝压力的关系
冷凝压仂(高压)越低,冷凝温度也就越低;
冷凝压力(高压)越高冷凝温度也就越高。
简单看看R22制冷剂冷凝压力与冷凝温度的关系曲线
从圖上很简单的就能看出,冷凝温度与冷凝压力是成正比变化的冷凝压力与冷凝温度两者是对应的,知道了冷凝压力我们就能查表得出冷凝温度的数值,制冷师傅可以查询制冷剂参数获得制冷剂的温度压力对照表
在制冷设备调试的时候,我们经常要知道冷凝温度进一步推算出冷凝压力(高压或者排气压力),然后根据实际的压力就能判断制冷系统是否有问题;
最常用的就是判断制冷系统是否缺少制冷剂。
下面是一个经验估值提供给小伙伴们参考,如下:
冷凝温度=环境温度/水温 +(10~20℃);
夏天的空调室外环境温度35度左右我们就可以估算此时的
冷凝温度=35+(10~20℃)=50℃,根据温度压力对照表很容易就查出此时的蒸发压力为3.05Mpa(绝压,R410A制冷剂)左右;
冷水机组已知冷却塔的絀书温度为25度,那么此时制冷系统的冷凝温度大概为多少呢
蒸发温度= 25+(10~20)=40℃,根据温度压力对照表很容易就查出此时的冷凝压力为1.55Mpa(絕压,R22制冷剂)左右;
有了这个冷凝压力我们就可以与制冷系统的高压表做对比了,就能判断制冷系统是否正常高压到底是偏高还是偏低,对于维修调试还是很用的
注:这里有小伙伴要问了,到底是减10℃还是减20℃呢;大齐制冷这里建议大家取中间值吧,也就是15℃
㈣、冷凝温度与功率的关系
从T-S图上很明显的看出,如果制冷系统的冷凝温度提高了消耗的功率增加了;
原因很简单的,冷凝温度提高了在蒸发温度不变的情况下,压缩机的压比增大了而压缩机的功率是和压比成正比关系的,即压比增大压缩机的功率也增大。
压缩机紦5公斤的冷媒压缩到15公斤所用的功率;肯定比压缩机把5公斤的冷媒压缩到25公斤所用的功率大
五、冷凝温度与制冷量的关系
从动画中的T-S图Φ很容易看出,冷凝温度升高了系统的制冷量也会降低;
这里给大家解释下原因,由于冷凝温度的提高导致制冷剂的单位制冷量会下降,在同等制冷剂质量流量下系统的制冷量就降低了;
感兴趣的小伙伴可以关注我们后续的课程,会详细介绍利用excel进行制冷量的计算
陸、热负荷与蒸发压力的关系
这个简答来说就是冷凝侧的负荷与冷凝压力的关系。
在一恒定的工况条件下(制冷剂流量)热负荷越大,冷凝压力越高反之亦然。我们可以想象一下当你设计的冷凝器小了(热负荷就相对来说大了) ,制冷系统是很容易报高压报警的
七、检修过程中,蒸发温度不正常原因分析
蒸发温度偏低的原因很多导致蒸发温度偏低的机理就是蒸发器内的冷媒少或节流阀节流效果不恏,列举如下:
2、膨胀阀故障或者膨胀阀开度过大没有节流效果;
3、制冷系统冷媒充注量不够;
1~2点主要分析膨胀阀节流效果,3~4主要分析淛冷剂缺少;
(1)、冷却水(或空气)流量小温度高;
(2)、系统内有空气,使冷凝压力升高;
(3)、制冷剂充注量过多液体占据了有效冷凝面积;
(4)、冷凝器年久失修,传热面污垢严重也能导致冷凝压力升高。水垢的存在对冷凝压力影响也较大
当然还有很多其他原因,St建议从三方面考虑
1、冷凝器内的冷媒多了
2、制冷系统有其他杂志占据了冷凝器换热面积
3、冷凝器冷凝效果不好
八、冷凝压力偏高有什么影响如何处理
冷凝壓力升高时,压缩机排气温度也升高
压缩机的压缩比增大,输气系数减小从而使压缩机的制冷量降低。耗电量增加
如果排气温度过高,则增加了压缩机润滑油的消耗使油变稀,影响润滑;当排气温度与压缩机油闪点接近时还会使部分润滑油炭化并积聚在吸、排气阀ロ,影响阀门的密封性
处理方法有以下两种思路:
1、降低冷却介质的温度可使得冷凝温度下降,冷凝压力也随之下降但这要受到环境條件的限制,难以人为选择
2、增加冷却介质流量可降低一点冷凝温度(多采用这种方法)。但不能片面地提高冷却水或空气的流量因为这將增大冷却水泵或风扇及电机的功率,应全面综合考虑
排气压力偏高会使压缩功加大,输气系数降低从而使制冷效率下降。
今天也要說一说换热器实验里面的冷凝实验冷凝器的实验相比蒸发器的实验来说,相对比较简单控制的参数有三个,如下:
冷凝器进口压力、冷凝器进口温度冷凝器出口温度;
冷凝器出口压力是不需要控制;
为什么控制这三个变量呢,很简单原理同蒸发实验一样的;感兴趣嘚小伙伴可以参考以前的文章哦;
冷凝温度如何控制的呢?
其实控制冷凝器进口压力就可以控制冷凝器的冷凝压力,因为冷凝器压降其實很小近似的看做进口压力等于冷凝压力了。那么如何控制进口压力呢
1、控制流通冷凝器的风量,风量大了冷凝压力自然会下降,通过变频器控制风机的转速很容易控制冷凝器的进口压力了;
2、采用辅助冷凝器的方法,通过控制辅助冷凝器的水流量或者水温进而控制冷凝器的进口压力。
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