制冷技术习题

绪 论

思考题

1.什么叫制冷和制冷机?什么叫制冷剂和制冷循环? 2.按照温度范围,制冷一般可分为哪几个领域?

3.空气调节的任务是什么?主要调节空气的哪些参数? 4.制冷技术的应用和对国民经济的发展有何联系? 5. 常见的制冷方法有哪几种?哪种应用最广泛?

6. 液体汽化制冷的基本原理是什么?液体汽化制冷循环由哪几个过程组成?哪些制冷

方式属于这一种制冷原理?

7. 蒸汽喷射式制冷机主要有哪些设备组成?它是如何工作的?什么是喷射系数？ 8. 吸附式制冷的原理是什么?它有何特点?

9. 气体膨胀制冷循环主要有哪几种?各有何特点? 10.涡流管制冷、热电制冷的原理和特点是什么?

11.什么叫制冷系数,热力系数、热力完善度、COP值?

12.制冷系数ε是耗功制冷机的经济性指标.因此ε大的制冷机的经济性一定好于ε小的制冷机.这句话对吗?并说原因。

12.输入热量的可逆制冷循环的热力系数等于什么?可以看作由哪两个循环复叠而成的?

13.热泵系数ψ永远大于1,所以热泵的经济性比耗电能或燃料直接获取热量的经济性都高．

14.热泵有哪些形式？其应用领域有哪些？

15.什么是一次能源利用率?如何计算?有何用途? 16.制冷循环的最高效率是如何得出的? 练习题

1.有A、B两台制冷机，A机的热力完善度ηA=0.5，B机的ηB=0.7，A机的冷源温度为-5℃，B机的冷源温度为-40℃，两机的热源温度均为32℃。求它们的制冷系数εA、εB各为多少？哪台制冷机经济性好？

2.有一台输入热量的制冷机（三热源制冷机）高温热源温度为100℃，低温热源温度为-15℃，中温热源（环境介质）温度为30℃。求： 1） 按可逆制冷机运行的热力系数。

2）当工质与各热源间有10℃传热温差时，仍按可逆制冷机运行的热力系数和热力完善度。（温差传热可看作排除在系统之外的外不可逆）

第二章 单级蒸汽压缩式制冷循环

思考题

1. 单级蒸汽压缩式制冷系统主要有哪几种设备组成?每种设备起什么作用？工质的状态有什么变化？ 2. 在制冷循环的分析和计算中，工质的哪些状态参数图最有用？等焓线、等压线、等温线、等熵线、等容线、等干度线在这些图上的形状如何？ 3. 单级蒸汽压缩式制冷的理论循环有哪些假设条件？实际上不存在理论循环，那么分析它有何现实意义？

4. 具有恒温热源和变温热源的压缩制冷的理想循环各是什么？理想循环与理论循环有何差别？ 5. 理论循环基于蒸发温度等于冷源温度，冷凝温度等于热源温度等假设条件，所以“理论循环的制冷系数即卡诺制冷系数”这句话对吗？为什么？

6. 卡诺制冷系数εC=TC/( Th- TC)。一般情况下，TC应取蒸发温度还是被冷却对象的温度？Th应取冷凝温度还是被冷却介质的温度？ 7. 实际循环与理论循环有什么差别？工程中，通常按什么循环来进行热力计算的？它有什么特点？

8. 液体过冷和蒸汽过热对理论循环性能有何影响？用T-S图、p-h图加以说明？ 9. 回热循环与理论循环相比，性能有何区别？ 10.不凝性气体的存在对制冷机性能有何影响？ 11.什么叫理论输气量和实际输气量？如何计算？

12.活塞式制冷机工作过程中存在哪几种效率?定义是什么? 13.实际制冷系数的定义是什么?它还有哪些其他名称? 14.什么叫能效比?与实际制冷系数有什么不同?

15.什么叫制冷机的工况?我国有哪些规定工况?各有何实用意义?

16.蒸发温度和冷凝温度的变化对蒸汽压缩式制冷机的性能有何影响?

17.制冷压缩机在某工况下的制冷量通常有哪几种方法计算?哪种方法最准? 练习题

1.一台单级蒸汽压缩式氨制冷机,当蒸发压力为1.905bar,冷凝压力为本2.39bar时,求：1）按逆卡诺循环运行的单位制冷量和制冷系数?

2）按理论循环运行的单位制冷量、制冷系数和热力完善度。 2.有一台R12蒸汽压缩式制冷机,用于把10℃的水制成-5℃的冰，产量为500kg/h，当蒸发温度为-7℃，冷凝温度为20℃时，求该机按理论循环运行时所需的功率和冷凝热负荷。水的比热为4.19kJ/(kg〃K)，凝固热为335kJ/kg，冰的比热为2.1kJ/( kg〃K)。 3. 一台单级蒸汽压缩氨制冷机，高温热源温度为35℃，低温热源温度为-20℃，制冷量为70 kW。试按理论循环进行热力计算。

4.上题中若工质与高、低温热源均存在5℃的传热温差，其他条件不变，通过计算说明循环的性能指标有何变化?

5.有一台R12为工质的制冷机，蒸发温度为-25℃，冷凝温度为35℃，蒸发器出口、压缩机进口为干饱和状态，压缩机排气温度为65℃，冷凝后不过冷。试求每kW制冷量所耗功率为多少?制冷系数、指示效率为多少？

6.有一台制冷量为50kW的活塞式制冷机，工质为R502，采用回热循环运行。高温热源温度为30℃，低温热源温度为-30℃，冷凝器和蒸发器内的传热温差均为10℃，压缩机吸气温度为0℃，输气系数λ=0.7，指示效率ηi =0.75，机械效率ηm =0.9，制冷系统与环境的热交换略去不计。试进行该回热循环的热力计算。

7.用于一小型冷库的一台4FS7B型制冷压缩机，工质为R22，冷库温度为-20℃，冷却水温度为30℃，蒸发器与冷凝器中的传热温差分别为10℃和5℃，蒸发器出口为干饱和状态，压缩机进口处有5℃过热（无效过热），冷凝液无过冷。试进行该制冷循环的热力计算。已知压缩机参数：缸径70mm，行程55mm，四个缸，转速1440 rpm，输气系数λ=0.6，指示效率ηI =0.61，机械效率ηm =0.9。

8.用一台开式活塞式制冷压缩机，把盐水从-5 ℃冷却到-15℃，冷凝器冷却水进口温度27℃，出口温度33℃，冷却水流量为940kg/h，比热为4.19kJ/kg〃K。拖动压缩

机的电机输入功率为2.34kW。试求该制冷装置的制冷量、制冷系数和热力完善度。电机效率ηe =0.8。皮带传动效率ηc =0.97。压缩机机械效率ηm =0.92。并略去制冷系统与环境的热交换。 9.单级压缩蒸汽饱和制冷循环，工质为R12，环境介质温度25 ℃，被冷却对象温度-25

℃，冷凝传热温差Δtk=5 ℃，蒸发传热温差Δt0 =3℃。压缩机的指示效率ηi =0.9，机械效率ηm =0.88，电机效率ηe =0.95。试求各个不可逆因素引起的附加功损及循环效率。

10.某冷柜内温度保持-5℃，制冷量为1.5kW，工质蒸发温度为-15℃，当环境温度为32℃时，试求由于蒸发器传热温差所引起的损失。 11.一台单级氨压缩式制冷装置，已测得压缩机前氨的表压力为102Kpa，温度为19℃，压缩机后的表压力为1212.8KPa，温度102℃，冷凝器后氨液的温度为33℃，冷凝器中冷却水进温tB1 =27.6℃，出温t B2 =32.0℃，流量GB=941Kg/h。压缩机指示效率ηi =0.9，取电动机效率ηd =0.9，电动机与压缩机间的皮带传动效率ηp =0.97。若略去装置的流动阻力损失和装置与环境的其他热量交换不计，问该制冷装置的制冷量Q0、制冷系数εpr、产生单位制冷量的电耗K i (即产生1000千卡或1000千焦的制冷量所耗的电)各有多少?

12.一制取空调冷冻水的R22压缩式制冷装置，蒸发器冷冻水进水温度t1=14℃，出水温度t2=10℃，蒸发温度t0 =5℃；冷凝器冷却水进水温度ts1 =32℃，出水温度ts2=35℃，冷凝温度tk =40℃；压缩机吸气温度15℃，绝热效率ηs =0.76，试确定各过程可用功损失及该装置循环效率，并绘出该装置的功流图。

第三章 制 冷 剂

思考题

1. 常用的制冷剂按化学组成划分，主要有几类?为什么说当前制冷剂处于一个重大变革关头?

2. 制冷系统根据哪些主要原则来选择制冷剂? 3. 什么叫混合制冷剂?它的分类和特点?

4. R502是目前较普遍使用的混合制冷剂，它有何特点? 5. 什么样的循环叫劳伦兹循环?使用什么工质?有何优缺点? 6. 在使用制冷工质的热力性质图和表时必须注意什么问题?

7. 制冷系统采用载冷剂的优缺点是什么?使用中对载冷剂有什么要求? 8. 共晶冰储冷剂有何特点和实用意义?

9. 制冷剂的符号表示方法，特鲁顿定律及其应用。 10.什么是“冰堵”、“镀铜”和“膨润”现象? 11.制冷剂与润滑油的溶解性对制冷装置有何影响？ 12.何谓CFC、HCFC？为何、如何替代它们？ 13.列举说明小型冷冻装置广泛使用R12，家用空调器使用R22，大型冷库使用R717的

原因。

14.与R12相比，R134a有何优缺点？何谓共沸和非共沸混合物？ 15.ODP、GWP代表什么含义？

第四章 两级压缩及复叠式制冷循环

思考题

1. 单级压缩式制冷的最低蒸发温度受什么限制?并解释之。 2. 决定是否采用两级压缩的两个最主要因素是什么？ 3. 两级或多级压缩制冷的最低温度有无限制?为什么? 4. 复叠式制冷循环的特点和适用范围?

5. 何谓“一级节流循环”和“二级节流循环”?各有何优缺点? 6. 空气的两级压缩，采用中间冷却总是省功的。对两级压缩制冷循环而言也一定省功

吗?为什么?

7. 什么叫中间完全冷却和中间不完全冷却?选择依据是什么? 8. 两级压缩制冷机使用何种制冷剂? 中间压力如何确定？

9. 蒸发温度较低的两级压缩循环设置回热器的主要目的是什么？

10.复叠式制冷一般采用哪两类制冷剂?它的起动和停机后有哪些值得注意的问

题？中间温度如何选择？

11.如何用p-h图表示各种两级压缩及复叠式制冷循环流程？ 练习题

1.有一台氨压缩式制冷机，气缸相对余隙容积为0.04，膨胀过程指数为1.12。当冷凝温度为35℃时，它的极限蒸发温度为多少?当冷凝温度为40℃时，极限蒸发温度又为多少?

2.某冷库扩建需添置一套两级压缩一级节流氨制冷机，制冷量为110KW，蒸发温度为-40℃。低压级进口温度为-35℃，冷凝温度为40℃。液体不过冷，中间完全冷却。试求：(a)选择中间压力或中间温度；(b)单位制冷量；(c)各级制冷剂流量；(d)高压和低压级理论功率；(e)理论制冷系数。

3.上题中若高、低压级输气系数分别为0.85和0.75，轴效率分别为0.8和0.7。求：(a)高压、低压级的理论输气量；(b)高压和低压级的轴功率；(c)实际制冷系数。 4.某雪糕生产线以盐水为载冷剂，要求盐水池盐水出口温度为-35℃，当地冷却水温度为30℃，制冷量为20kW，试设计提供冷源的制冷系统。（选择制冷工质，确定制冷循环型式，并进行热力计算及分析）

第五章 吸收式制冷机溶液热力学基础

思考题

1.溶液、理想溶液、相平衡的概念，溶液成分的常用表示法。 2.平衡体系相律的表达式如何?举例说明。

3.常用的两组分体系相图有哪几种?吸收式制冷机热力计算时常用哪种? 4.什么叫杠杆规则?

5.如何用T-x图来表示溶液的蒸馏和精馏过程?h-ξ图上有哪些参数曲线？

6.氨水溶液的h-ξ图上各线条的名称和含义(或作用)是什么?如何确定处于湿蒸汽区内各点的温度和压力。

7.溴化锂水溶液的h-ξ图上,各状态点如何表示?

8.两股两组分溶液绝热混合后的状态在h-ξ图上有河特点? 9.两组分溶液绝热节流后温度是否变化?

第六章 氨水吸收式制冷机

思考题

1.吸收式制冷机与蒸汽压缩式制冷机在原理和流程方面有何异同?

2.对吸收式制冷机的吸收剂有什么要求?

3.单级氨水吸收式制冷机是如何工作的?怎样用h-ξ图把它表示出来?

4.写出放气范围的定义式,说明其物理意义和对吸收式制冷机经济性的影响? 5.氨水吸收式制冷机的蒸发和冷凝过程中温度、压力如何变化? 6.氨水吸收式制冷机与其他形式制冷机相比具有哪些特点? 7.如何正确地比较吸收和压缩式制冷的经济性? 8.*吸收-扩散式制冷机基本原理。 练习题

1.某工厂需设计一台单级氨水吸收式制冷机,要求制冷量为11.62KW,载冷剂出蒸发器的温度为-15℃,热源为0.68Mpa的水蒸汽.冷却水的进水温度为32℃,通过参数选定和一些计算。循环各点的浓度和焓如下表： 序号 循环点名称 点号 浓度（%） 焓（kJ/kg） 1 发生器出口氨蒸汽 5” 99.8 1637.04 2 进精馏段氨蒸汽 1” 89.0 1951.05 3 进发生器浓溶液 1a 29.4 443.8 4 进发生器稀溶液 2 18.3 577.78 5 出精馏段的溶液 1 29.4 452.17 6 溶液热交换器出口稀溶液 2a 18.3 104.67 7 吸收器出口浓溶液 4 29.4 62.8 8 冷凝器出口氨液 6 99.8 535.91 9 蒸发器出口氨蒸汽 8 99.8 1570.05 试求:1)回流比放气范围；2)循环倍率f；3)回流冷凝器单位热负荷qR；4)发生器单位热负荷qA；5)冷凝器单位热负荷qK；6)溶液热交换器单位热负荷qT；7)蒸发器单位制冷量；8)热力系数。

把上题所设计的单级氨水吸收式制冷机的主要过程:发生、精馏、冷凝、节流、吸收等在h-ε图上表示出来，并用简明文字说明。(PK=Ph=1.568Mpa，PA=PO=0.176Mpa)

第七章 溴化锂吸收式制冷机

思考题

1. 溴化锂吸收式制冷机与氨水吸收式制冷机相比有哪些特点?

2. 为什么饱和的溴化锂水溶液上方只有水蒸汽而无溴化锂?这特点对溴化锂吸收式制

冷机的设备和h-ξ图有何影响?

3. 与饱和的溴化锂水溶液相平衡的水蒸汽处于饱和状态吗?为什么?

4. 单、双效溴化锂吸收式制冷机的工作原理及其在h-ε图上的表示方法。 5. 发生不足和吸收不足的概念，吸收式制冷机经济性指标表达式。

6. 写出溴化锂吸收式制冷机各热交换设备的热平衡式和总热平衡式。(不计与环境的

热交换和泵功)

7. 双效溴化锂吸收式制冷循环溶液流程形式主要有哪些？

8. 直燃型溴化锂冷热水机组制取热水的几种方式及吸收式热泵的类型。 9. 为什么双效机组比单效机组节能？

10.溴化锂机组的抽气装置有哪几类？如何工作的？

11.何谓“冷剂污染”？简述自动熔晶管的作用和原理。 12.影响溴化锂机组性能的因素有哪些？

13.利用h-ξ图分别说明冷却水温度、冷水温度、热源温度变化时制冷循环中各状态

点的变化情况。

14.蒸汽型溴化锂机组能量调节方法主要有哪三种？ 15.溴化锂吸收式制冷机的防腐措施主要有哪些? 16.溴化锂吸收式制冷机中常用节流有哪些？ 17.双筒、三筒溴化锂机组的总体结构。

18.*简述双级溴化锂吸收式制冷机的原理与特点。 练习题

1.要求设计一台单效溴化锂吸收式制冷机。制冷量为1750KW，冷媒水进口温度t”x=12℃, 冷媒水出口温度t‘x=7℃, 冷却水进口温度tω=32℃, 冷却水出口温度tω2=41℃,工作蒸汽压力Ph=0.2Mpa。各循环点参数如下表： 序点温度 压力 浓度 焓 名 称 号 号 (℃) (Pa) (%) (KJ/Kg) 1 蒸发器出口冷剂水蒸汽 1’ 5 872 0 2982.6 2 吸收器出口稀溶液 2 42.9 853 59.5 281.1 3 冷凝器出口冷剂水 3 45 9580 0 607 4 冷凝器进口冷剂水蒸汽 3’ 959 9580 0 3098.2 5 发生器出口浓溶液 4 101 9580 64 391 6 发生器中开始沸腾的稀溶液 5 90.8 9580 59.5 372.2 7 吸收器中开始吸收的浓溶液 6 52.12 853 64 303.2 8 溶液热交换器出口稀溶液 7 76.12 59.5 344.5 9 溶液热交换器出口浓溶液 8 63 64 322.8 10 吸收器进口混合溶液 9 49.4 60.88 293.8 试求:1)下列各设备的热负荷：蒸发器、发生器、冷凝器、吸收器、溶液热交换器。 2）装置的总吸热量与总放热量（热平衡）。 3）热力系数与热力完善度。 4）工作蒸汽消耗量。 5）放气范围与循环倍率。 6）冷媒水和冷却水的流量。 7）发生器泵、蒸发器泵、吸收器泵的体积流量（蒸发器中冷剂水再循环倍率α=10，吸收器中稀溶液再循环倍率f=30）

2．已知单效溴化锂吸收式制冷机设计制冷量Q0为3489kW，加热工作蒸汽压力为0.196MPa，冷水进出口温度分别为tc1=12℃，tc2=℃，冷却水进口温度为tw1=32℃，冷却水采用串联或并联流动方式，试分别进行热力计算及比较分析。

第八章 制冷机的热交换设备

思考题

1. 干式蒸发器的概念、特点，液体分配器的作用。

2. 冷却液体型干式蒸发器中折流板的作用，U型管式干式蒸发器的特点。 3. 肋片管式蒸发器肋片间距的选择与蒸发温度有何关系？ 4. 低温库采用冷风机有何优缺点？

5. 氨制冷系统普遍采用氨泵供液的原因。

6. 说明小型氟里昂制冷机普通采用干式蒸发器的原因。 7. 满液式蒸发器有何特点？用于什么场合？

8. 冰箱外露冷凝器为何要喷涂黑漆？冰箱冷凝器外露式与内藏式何者耗电量大？ 9. 水冷式冷凝器的类型、应用场合及特点。

10.为何水—空气式冷凝器特别适用于气候干燥处？ 11.吸风式蒸发式冷凝器有哪些特点？

12.冷却塔中补充水的目的有哪些?补水量如何确定?

13.画出完全冷却和不完全冷却中冷器两级压缩系统图写出其热平衡式。 14.氟里昂制冷机中回热器的作用有哪些？

15.制冷换热器中制冷剂侧，水侧或空气侧强化换热的措施有哪些？ 16.管道的保温结构分为哪几层？热绝缘厚度如何确定？

第九章 蒸气压缩式制冷机的辅助设备及管道

思考题

1. 常用油分离器有哪几种型式？各自的分离机理、特点及应用场合。 2. 氨制冷机润滑油常积存在哪些设备中？

3. 氨制冷机为何要用集油器？如何操作？集油器上降压管的作用是什么？ 4. 画出油分离器、集油器的局部系统图。 5. 高压贮液器的功用有哪些？

6. 简述低压循环贮液筒的作用，画出其局部系统图。 7. 为何氨制冷系统一定要设空气分离器？

8. 常用空气分离器有哪两种结构型式？画出其系统图。 9. 氟里昂制冷机为何普遍使用干燥器？ 10.紧急泄氨器的作用是什么？如何操作？

11.氟里昂和氨制冷机何者管道设计要求严格？为什么？ 12.氟里昂制冷机吸气管粗细有何影响？

第十章 制冷装置的控制与调节元件

思考题

1. 常用制冷剂流量调节元件有哪些？

2. 毛细管的工作原理、特点及应用场合。

3. 内、外平衡式热力膨胀阀的适用场合，画图说明其工作原理。 4. 何谓静态过热度？其值过小会产生什么影响？ 5. 电子膨胀阀的分类、特点及原理。

6. 低压浮子阀的种类、应用、工作原理及安装示意图。 7. 蒸发压力调节阀的调节原理、主要应用场合。 8. 冷凝压力调节的必要性及调节的方法。 9. 画图说明四通电磁阀是如何工作的。

10.活塞式压缩机能量调节方法有哪些？各种方法的调节特点是什么？ 11.非变频全封闭压缩机如何进行能量调节？

12.采用热气旁通能量调节法在系统布置上应注意哪些问题？如何解决？ 13.采用变频调速的制冷系统在系统布置上需考虑哪些问题？ 14.用多台压缩机并联供冷时应注意哪些问题？ 15.压缩机的保护措施有哪些？

16.压差控制器中延时开关的作用是什么？

17.氟里昂制冷机中温控器、供液阀、膨胀阀、高低压控制器等是如何配合工作的？ 18.低温蒸发器的除霜方法有哪些？各适用于哪些场合？

19.自动化霜冰箱中多采用除霜定时控制器，有何优缺点？

20.简述下图所示系统工作原理。（制冷剂循环和控制调节过程）

练习题

1.某采用热力膨胀阀的R22制冷系统，蒸发温度为-5℃，膨胀阀设置的过热度为5K，求：A）膨胀阀膜片两侧压力差为多大时膨胀阀才能打开？ B）若蒸发器进口压力为500Kpa，沿程压降为60Kpa，在没有外平衡管的情况下，

需多大过热度膨胀阀才能开启？

综 合 题

1.某小型氟里昂制冷装置运行过程中压缩机烧坏，试分析可能原因。 2.造成分体式空调制冷量下降的原因有哪些？

3.分析采用毛细管的氟里昂制冷装置中制冷充注量及毛细管尺寸对系统运行参数和性能的影响。

4.水冷冷水机组中造成压缩机不能启动的原因有哪些？

5.某单位按规范设计的空调系统采用水冷冷水机组，八缸活塞式R22压缩机，运行后冷却水温度逐年上升，冷却、冷冻水温差逐年减少，直至八缸全开时高压开关动作，试进行初步分析并作出进一步诊断及维护方案。 二 Ｏ 二 教 研 室