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1、2019/3/2,1,全国勘察设计注册公用设备工程师考试复习“制冷技术”部分,清华大学 石文星 2019年3月2日,2019/3/2,2,“制冷技术”的复习安排,明确考试大纲的内容 根据考试大纲要求进行复习 模拟题分析,2019/3/2,3,一、考试大纲及其说明,考试大纲的内容 注意事项,2019/3/2,清华大学建筑学院建筑技术科学系,4,考试大纲,5.1 熟悉制冷循环的热力学原理；了解制冷剂的性能和选择以及CFC、HCFC的限制与替代 5.2 了解蒸气压缩式制冷（热泵）的工作原理；熟悉各类蒸气压缩式制冷（热泵）机组的特点、适用范围和主要技术性能参数；掌握各类冷水机组、热泵机组的选择计算方法
2、和正确取值 5.3 了解溴化锂吸收式制冷的工作原理；熟悉蒸汽型和直燃型溴化锂吸收式机组的组成和性能,2019/3/2,清华大学建筑学院建筑技术科学系,5,考试大纲,5.4 了解蒸气压缩式制冷系统的组成、制冷剂管路设计基本原则；熟悉制冷自动控制的技术要求；掌握制冷机房设备布置原则、冷却水系统设计和冷却塔的选用 5.5 了解蓄冷蓄热的基本原理、类型、系统组成以及设置原则 5.6 了解冷藏库温、湿度要求；掌握冷藏库建筑围护结构的设置以及热工计算 5.7 掌握冷藏库制冷系统的组成、设备选择与制冷剂管路系统设计；熟悉装配式冷藏库的选择和计算,2019/3/2,清华大学建筑学院建筑技术科学系,6,注意事项
3、,注意考试大纲中对各知识点的熟悉程度要求 了解：基本层面 熟悉：中间层面 掌握：最高层面 “熟悉”和“掌握”所没有太大的区别，是出题重点，必须掌握 各知识点的融会贯通 制冷技术是应用技术，其基础是热力学、传热学、流体力学，需注意各学科的综合应用 注意理论联系实际 一道题往往考多个知识点，需要掌握各知识点之间的逻辑联系,2019/3/2,7,二、大纲内容的复习,5.1 制冷循环与制冷剂 5.2 蒸气压缩式制冷热泵机组 5.3 溴化锂吸收式制冷机组 5.4 蒸气压缩式制冷系统 5.5 蓄冷蓄热空调系统 5.6、5.7 冷库设计基础,2019/3/2,8,5.1 制冷循环与制冷剂,2019/3/2,
4、清华大学建筑学院建筑技术科学系,9,空调领域的制冷技术原理,制冷技术： 普通制冷：高于120 深度制冷：12020K 低温和超低温：20K以下 食品冷藏和空调用制冷技术属于普冷范围 液体气化制冷法 蒸气压缩式制冷 吸收式制冷,清华大学建筑学院建筑技术科学系,10,理想制冷循环,气体的逆卡诺制冷循环 理想过程的极限,Sadi Nicolas Lonard Carnot 1796-1832,2019/3/2,清华大学建筑学院建筑技术科学系,11,最大制冷系数,逆卡诺循环的制冷系数最大,蒸发温度对制冷系数的影响更为明显！,在实际制冷系统中，制冷系数又称为性能系数，用符号COP表示,2019/3/2,
5、清华大学建筑学院建筑技术科学系,12,蒸气压缩式制冷与吸收式制冷,符号习惯,清华大学建筑学院建筑技术科学系,13,吸收式制冷机的热力系数,热力系数（相当于制冷系数）,最大热力系数,2019/3/2,清华大学建筑学院建筑技术科学系,14,制冷循环的热力完善度,在蒸气压缩式制冷循环中又称为制冷效率 热力完善度是表征实际制冷循环接近理想循环的程度 蒸气压缩式： 吸收式：,计算制冷效率或热力完善度时，必须： (1)计算实际制冷循环的制冷系数或热力系数 (2)计算理想循环的制冷系数或热力系数 (3)计算制冷效率或热力完善度,2019/3/2,清华大学建筑学院建筑技术科学系,15,制冷循环演变思想,理想循
6、环：逆卡诺循环、劳仑兹循环 两个等温过程两个等压过程 循环位于气液两相区 理论循环 膨胀机膨胀阀 湿压缩干压缩 无温差传热温差传热 循环的改善 根据不同的目的改善制冷循环 实际循环：存在各种损失,2019/3/2,清华大学建筑学院建筑技术科学系,16,制冷循环的分析工具,lgp-h图 1点、2线、3区 6等值线 分析与计算工具 T-s图 同上,2019/3/2,清华大学建筑学院建筑技术科学系,17,改善制冷循环的措施,高压液体的再冷（过冷） 过冷的手段：设置过冷器、增大冷凝器面积（程度有限） 注意回热不一定能改善制冷循环COP，与制冷剂种类有关,2019/3/2,清华大学建筑学院建筑技术科学系
7、,18,改善制冷循环的措施,回收膨胀功,2019/3/2,清华大学建筑学院建筑技术科学系,19,改善制冷循环的措施,采用非共沸制冷剂 如R407c等 在冷凝器和蒸发器中呈现变温冷凝与蒸发过程 减小传热温差，降低不可逆损失 其理想循环是劳仑兹循环,2019/3/2,清华大学建筑学院建筑技术科学系,20,双级压缩制冷循环,在冷库冻结间、速冻机、冰蓄冷制冷机组、冷水机组等设备中常用 可以获得更低的低温 比相同工况下的单级压缩制冷循环的制冷系数高、排气温度低 双级压缩制冷循环的形式 一级节流中间完全冷却（氨系统） 一级节流中间不完全冷却（氟系统） 二级节流中间不完全冷却（经济器：闪发式蒸气分离器） 需
8、要重点掌握其热力计算方法,热力计算：质量守恒、能量守恒方程是基础,2019/3/2,清华大学建筑学院建筑技术科学系,21,双级压缩的热力计算,冷库设计或其他机组设计时，需要计算中间温度tm或中间压力pm,一次节流完全中间冷却的双级压缩制冷循环,如果高、低压级的理论排气量之比已知，则需采用试算法确定中间温度tm,高、低压级质量流量之比的计算 以中间冷却器为对象进行计算最简单,简化结果为：,2019/3/2,清华大学建筑学院建筑技术科学系,22,带经济器的制冷系统,提高设备的COP 降低压缩机排气温度 应用设备 热泵机组 冷水机组 低温机组（如：冰蓄冷机组） 适用压缩机 离心式、涡旋式、螺杆式 压
9、缩式,2019/3/2,清华大学建筑学院建筑技术科学系,23,单级压缩,双级压缩经济器,单级压缩过冷器,双级压缩经济器过冷器,Two-stage compressor,Motor,Condenser,Single stage compressor,Evaporator,Condenser,Single stage compressor,Evaporator,Condenser,Economizer,Two-stage compressor,Condenser,Economizer,Sub - cooler,Sub - cooler,Motor,Motor,Motor,Pressure P,Co
10、ndensation,Expansion,Compression,Pressure P,Pressure P,Economizer,Economizer,Compression,Compression,Expansion,Expansion,Compression,Compression,Expansion,Expansion,Condensation,Condensation,Sub - cool,Sub - cool,lgp-h 图,原理图,理论 COP,循环,Evaporator,Evaporator,Evaporator,Evaporator,Evaporator,Enthalpy h
11、,Enthalpy h,Enthalpy h,注：制冷剂为R134a，蒸发温度 : 4.2, 冷凝温度 : 37.7, 过（再）冷度 : 4.0。,7.30 (100),7.59 (104),7.89 (108),8.05 (110),各种制冷循环形式的理论 COP 大小（离心式冷水机组）,2019/3/2,清华大学建筑学院建筑技术科学系,24,改善制冷循环的措施（总结）,提高能效比COP 高压液体的过冷（再冷） 多级压缩 双级压缩、经济器 回收膨胀功（采用膨胀机） 非共沸制冷剂 降低制冷温度 双级压缩 复叠式,【例】试问改善蒸气压缩式制冷循环的COP的措施有： (A)高压液体过冷 (B)采用
12、回热循环 (C)采用闪发蒸气分离器 (D)采用膨胀机,复习手册p26,题16：试问改善蒸气压缩式制冷循环的主要措施有两项，即（ ）。 (A)采用回热循环与多级压缩 (B)采用膨胀阀前液态制冷剂再冷却与多级压缩 (C)加大蒸发器和加大冷凝器 (D)加大蒸发器和冷凝器与蒸发器前液态制冷剂再冷却,2019/3/2,清华大学建筑学院建筑技术科学系,25,制冷剂的性能与选择以及CFC,制冷剂的命名方法 无机物：R7XX 氟利昂：RXXX RXXX：XXX90分子简式 共沸制冷剂：R5XX 非（近）共沸制冷剂：R4XX 其他有机物：R6XX 各种制冷剂的特性 溶油特性：矿物油、合成油（脂类油，如POE油）
13、 与材料的兼容性：铜、橡胶 热物性：单位制冷量、容积制冷量、黏性、导热系数、绝热指数等 安全性（毒性、燃烧性）与对环境的亲合性（ODP、GWP）,【例】下列说法错误的是（ ）。 (A)R134a的分子简式是C2H2F4； (B)R134a空调系统采用POE冷冻油； (C)氨制冷系统中不能使用紫铜管； (D)我国将在2030年完全停止使用HCFC。,2019/3/2,清华大学建筑学院建筑技术科学系,26,制冷剂的性能与选择以及CFC,制冷剂单位质量制冷量q0kJ/m3 制冷剂单位容积制冷量qvkJ/m3,【例】复习手册p25,题15：一制冷系统采用R134a替代R22后，其制冷量为（ ）。 (A
14、)基本不变 (B)有些增大 (C)稍有减小 (D)大为减小,t0=-15, tk=-30, SL=5,SH=0时的qv,2019/3/2,清华大学建筑学院建筑技术科学系,27,载冷剂的性能与选择,载冷剂的种类 无机盐： 水、NaCl、CaCl2溶液等 有机物 醇类：乙烯乙二醇、丙二醇等 各种载冷剂的特性 热物性 密度、黏性、导热系数、比热等 物理性质、化学性质 毒性、稳定性、燃烧性、腐蚀性 吸水性、凝固点与浓度的关系,【例】下列说法中错误的是（ ）。 (A) 水不是一种载冷剂； (B)载冷剂所选择的浓度与制冷机的蒸发温度有关（开式蒸发器：凝固点蒸发温度45；闭式蒸发器：凝固点蒸发温度810 (
15、C)用盐溶液作载冷剂时，需在溶液中加入少量的缓蚀剂（NaOH、 Na2Cr2O7），使溶液呈弱碱性(pH略大于7.0)； (D)乙二醇和盐溶液载冷剂的放热系数小于水、黏性大于水，系统所需载冷剂循环流量比水大，卤水泵的扬程大于水泵扬程。,2019/3/2,28,5.2 蒸气压缩式制冷热泵机组,2019/3/2,清华大学建筑学院建筑技术科学系,29,蒸气压缩式制冷（热泵）机组的工作原理,工作原理 由制冷循环四大基本部件、辅助设备和自控系统等构成制备空调用冷（热）水或冷（热）风的装置,2019/3/2,清华大学建筑学院建筑技术科学系,30,压缩式制冷（热泵）机组的心脏,2019/3/2,清华大学建筑
16、学院建筑技术科学系,31,各类压缩机的应用范围及其制冷量大小,资料来源：李连生“制冷与空调压缩机的技术现状与发展趋势”,2019/3/2,清华大学建筑学院建筑技术科学系,32,压缩机的制冷量,理论输气量Vh（制冷系统中唯一不变的量） 单位时间内最大可吸入体积流量 表达式与压缩机形式、转速有关 如：活塞式压缩机 实际输气量VR 单位时间内吸入吸气状态下制冷剂的体积流量 容积效率V 与压缩机形式、部分负荷程度有关,2019/3/2,清华大学建筑学院建筑技术科学系,33,压缩机的制冷量和制热量,制冷量0 取决于压缩机Vh 输气系数V 运行工况：t0、 tk、SL、SH 制热量h 包括从环境中取出的热量 压缩机的输入功率 压缩机和管路的保温,2019/3/2,清华大学建筑学院建筑技术科学系,34,压缩机的耗功率,理论耗功率Pth 绝热压缩k 四个效率 指示效率i 多变指数m 摩擦效率m 指示功率/轴功率 运动部件、油泵 传动效率d 轴功率/电机输出功率
