国科大《制冷与低温原理》研究生期末考试题库.docx
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国科大《制冷与低温原理》研究生期末考试题库
国科大《制冷与低温原理》研究生考试题库(2017级)
制冷与低温基础部分:
1、按照国际制冷学会的建议,普冷与低温的分界温度是多少?
答:
按照国际制冷学会第13届制冷大会(1971年)的建议,普冷与低温的分界温度是120K。
2、请举出几个制冷与低温的应用领域。
答:
制冷技术的应用:
(1)大中型建筑物的中央空调;
(2)工业空调;(3)住宅空调;(4)运输空调;(5)食品贮藏与配送;(6)食品加工;(7)化学工业和加工工业;(8)制冷的特殊应用:
制冰机、滑冰场、建筑工业(青藏高原筑路采用“冻土法”);医疗卫生(如药品疫苗冷藏保存)
低温技术的应用:
(1)能源与交通(如液化天然气、核聚变中利用大型低温超导磁体对聚变反应器中的高温等离子体进行磁约束、超导列车、低温液氢燃料等);
(2)航空与航天(如用液氧做火箭推进剂、高真空环境要用低温泵产生、航天飞机用液氢和液氧做推进剂、高空军用飞机上的液氧呼吸机、冷氮气的低温风洞等);(3)科学实验(超低温状态下的电子偏离实验、超导性理论的研究等);(4)工业(如液氧用于钢铁工业、金属的切割、采用纯痒进行活水处理、液氮速冻高档鱼虾、液氮还可用于汽车轮胎和橡胶制品的再利用处理等);(5)生物医疗(血细胞的低温保存、手术中低温麻醉、以及骨髓、组织、肿瘤细胞和皮肤的低温冷冻保存等)。
3、请给出氦、氢、氖、氮、氧、氩、甲烷的正常沸点温度、临界压力和临界温度数据(考试重点)。
答:
(1)氦的正常沸点温度4.25K、临界压力0.227MPa和临界温度5.15k
(2)氢的正常沸点温度20.35k、临界压力1.297MPa和临界温度33.15K
(3)氖的正常沸点温度27.108K、临界压力2.65MPa和临界温度44.4k
(4)氮的正常沸点温度77.35K、临界压力3.3944MPa和临界温度126.15K
(5)氧的正常沸点温度90.15K、临界压力5.046MPa和临界温度154.55K
(6)氩的正常沸点温度87.29K、临界压力4.86MPa和临界温度151.15K
(7)甲烷(R50)的正常沸点温度111.65K、临界压力4.65MPa和临界温度-190.65K
4、请给出R12、R22、R290、R600a、NH3、CO2等工质的正常沸点数据,并评述比较一下它们的温室效应(GWP、ODP)、可燃性等。
答:
(1)R12(二氯二氟甲烷)工质的正常沸点243.35K,温室效应(GWP=10890、ODP=1):
对臭氧层的破坏能力很大,并且存在温室效应、可燃性;
(2)R22(二氟一氯甲烷)工质的正常沸点232.39K,温室效应(GWP=1810、ODP=0.04~0.06):
属于HCFC(氢氯氟烃)类制冷工质,对臭氧层的破坏能力很大、不燃烧;
(3)R290(丙烷)工质的正常沸点231.08K,温室效应(GWP=20、ODP=0),对臭氧层没有破坏,温室效应危害程度较低,在空气中可燃;
(4)R600a(异丁烷)工质的正常沸点261.42K,温室效应(GWP=20、ODP=0),对臭氧层没有破坏,温室效应危害程度较低,在空气中可燃;
(5)NH3工质的正常沸点239.85K,温室效应(GWP=1、ODP=0):
自然制冷工质,环境友好型,有一定的可燃性;
(6)CO2工质的正常沸点194.65K,温室效应(GWP=1、ODP=0):
有一定的温室效应、不燃;
综上,氟氯烃类制冷剂(R12和R22)的环境影响指标较差,目前R12的替代制冷剂为R134a,R22相对于R12的破坏较小,仍在使用,最终会被淘汰。
自然工质(R290、R600a、NH3、CO2)的环境影响指标较好,危害较小。
(注:
ODP是表示全球变暖潜能值,是描述物质对平流层臭氧破坏能力的一种量值。
GWP是全球变暖潜能值,用来表示和比较消耗臭氧层物质对全球气候变暖影响力的大小的一种量值。
)
5、请给出环境温度为T0、制冷温度为Tc时的理想制冷制冷系数COP的表达式形式;假设环境温度为300K时,试求出制冷温度分别为280K、250K、150K、120K、80K、20K、4K、1K时的理想制冷系数。
解:
理想制冷制冷系数COP的表达式形式:
假设环境温度为300K时,
制冷温度为280K时的理想制冷系数:
制冷温度为250K时的理想制冷系数:
制冷温度为150K时的理想制冷系数:
制冷温度为120K时的理想制冷系数:
制冷温度为80K时的理想制冷系数:
制冷温度为20K时的理想制冷系数:
制冷温度为4K时的理想制冷系数:
制冷温度为1K时的理想制冷系数:
6、请给出电驱动热泵制热系数的表达式,并说明与电加热供热相比,为什么热泵是一种节能供热技术?
电驱动热泵的制热系数与低温热源和供热温度是什么关系?
与燃烧供热相比,在什么情况下电驱动热泵是节能的?
解:
(1)热泵制热系数的表达式:
式中,
为热泵向高温热源的输送热量;
为热泵系统消耗的外功;
为制冷系数;
为热泵从低温热源吸收的热量
(2)理想情况下,电加热供热
=
,热泵
>
,相同的功,热泵能提供更多的热量,所以与电加热供热相比,热泵是一种节能供热技术。
(3)电驱动热泵的制热系数为:
(4)从能量利用角度比,电能驱功的热泵在任何条件下都比燃烧供热更节能。
7、气体或液体的膨胀降温过程主要有哪些方法?
对于理想气体,其绝热指数为k,如需要降温应采用什么膨胀方式?
当其从高压p2、温度T2膨胀到低压p1,其理想等熵膨胀的温降为多少?
解:
(1)气体或液体的膨胀降温过程主要有有外功输出的膨胀过程、绝热放气过程、节流膨胀过程。
(2)对于理想气体,其绝热指数为k,如需要降温应采用有外功输出的膨胀过程和绝热放气过程。
(3)理想等熵膨胀(即有外功输出的膨胀过程)的温降:
交变流动制冷部分:
8请给出基本斯特林制冷机包括的热力部件,并叙述理想斯特林循环中热力部件的热力过程及T-s图。
(考试重点)
基本斯特林制冷机包括的热力部件主要有:
回热器、冷却器、冷量热交换器以及两个气缸(膨胀腔和压缩腔)、两个活塞(膨胀活塞,也称排出器和压缩活塞)。
理想斯特林循环中热力部件的热力过程包括两个等温过程和两个等容回热过程。
1)等温压缩过程(1-2):
压缩活塞向左移动而膨胀活塞不动,气体被等温压缩,压缩产生的热量由冷却器带走,温度保持恒值T1,压力升高到p2,容积减小到V2
2)定容放热过程(2-3)
两个活塞同时向左移动,气体的容积保持不变,即V2=V3,直至压缩活塞到达左止点。
当气体通过回热器R时,将热量传给填料,因而温度由T1降为T3,同时压力由p2降到p3。
3)等温膨胀过程(3-4)
压缩活塞停止在左止点,膨胀活塞继续向左移动,直至左止点,温度为T3的气体进行等温膨胀,T4=T3,通过冷量换热器C从低温热源吸收热量(制冷量)Q0,容积增大到V4,压力降低到p4。
4)定容吸热过程(4-1)
两个活塞同时向右移动,直至右止点,气体容积保持不变,V1=V4,回复到起始位置。
当温度为T4的气体流经回热器时,从填料吸热,温度升高到T1,同时压力增加到p1。
T-s图:
9请给出基本型脉冲管、小孔型脉冲管、惯性管脉冲管三种制冷系统的热力部件构成,并定性说明三种系统中回热器中压力波和速度波的相位差变化及制冷性能情况。
(考试重点)
基本型脉管制冷机包括基本型脉管制冷机和可逆型脉管制冷机(斯特林型脉管制冷机)两种,其中基本型脉冲管热力部件包括压缩机、切换阀、回热器、冷端换热器、脉管、热端换热器等。
可逆型脉管制冷机热力部件包括无阀压缩机、回热器、冷端换热器、脉管、热端换热器等
图1基本型脉管制冷机
图2可逆型脉管制冷机
小孔型脉冲管热力部件包括压缩机、热端换热器、回热器、冷端换热器、脉管、次热端换热器、小孔阀、气库等。
惯性管脉冲管热力部件包括压缩机、热端换热器、回热器、冷端换热器、脉管、次热端换热器、惯性管、气库等。
根据相位理论分析,脉冲管制冷机要能产生制冷效应的一个必要条件是压力波和速度波的相位差
满足
,此时时均焓流
为正值,才会有焓流从冷端换热器流向热端换热器,当
时,时均焓流
有最大值;当
时,时均焓流
有最小值。
对于基本型脉冲管,压力波和质量流量的相位差大约为
,根据质量流量
的计算公式:
,(A是脉管的流通面积,v是气体的流动速度,
是气体密度,压力波和速度波的相位差大约为
。
由于在基本型脉冲管中,真正的相移只是由工作气体与脉管管壁的热接触引起的传热温差以及要求低频运行导致轴向热传导的损失,使得基本型脉冲管的调相功能非常有限,其制冷性能不理想。
对于小孔型脉冲管,由于气库的体积比脉管的体积大得多,气库的压力始终处于全系统的平均压力,在这种情况下,质量流的方向不完全取决于脉管中的压力变化率,而在很大程度上取决于气库与脉管之间的压力差,通过气库的调相作用使得小孔型脉冲管的质量流与压力波之间同相位,即
,如图1所示,所以小小孔型脉冲管的制冷性能要比基本型脉冲管优越。
在脉管制冷机中采用惯性管代替小孔阀,也可以实现相位的调节功能。
惯性管利用振荡气流的惯性效应控制制冷机中压力和速度之间的相位关系,是适用于高频脉冲管制冷机的一种理想调相方式,惯性管结构的调相性能优于小孔型,它不仅具有很强的调相能力,还能放大脉管内的压比,同时不产生直流现象。
10对于交变流动制冷系统中的回热器,假设回热器长度为L,回热器两端的温度分别为T0、Tc。
回热器中的工作气体为理想气体,其中的一个气体微团处于行波声场,其压力波动变化与速度波动为行波相位,即二者同相,压力波为p0+p1.cos(2πft),速度波u1.cos(2πft)(式中f是气体微团往复运动的频率)。
同时假设气体在运动始终处于与周围回热器固体介质的理想热交换。
气体所在平衡位置的温度为Tm。
试分析处于回热器中部的一个气体微团(该气体微团的位移不会超出回热器的冷热端换热器)的热力过程:
a)以气体平衡位置为0时刻,当气体从平衡位置经过时间t时,其位移x1为多少?
此时气体的温度T(t)为多少?
,则
所以,当气体从平衡位置经过时间t时,其位移x1为
其中,
根据等温热交换假设,
,则
其中,
b)气体的密度为多少ρ(t)?
气体比容v(t)为多少?
根据理想气体状态方程:
得到
,代入
和
,得
c)在上述时间(0-t)内,单位气体工质的内能变化ΔU为多少?
气体的膨胀功ΔW为多少?
气体与周围回热器的换热量ΔQ为多少?
由热力学第一定律
d)计算微团单位气体工质经过一个热力循环过程在平衡位置左右两侧的换热量及该循环过程中消耗的声功。
根据老师上课讲的公式:
消耗的声功
,因为是纯行波声场,
,代入,得到
微团在平衡位置右侧(高温侧)与外界的换热量为
,
,代入,得到
微团在平衡位置左侧(低温侧)与外界的换热量为
,代入,得到
注:
此题中
,所有以d为下标的的参量都代表参量的波幅。
11谈谈交变回热式制冷的一些最新进展及应用情况。
传统回热式制冷主要包括斯特林制冷机、G-M制冷机、脉冲管制冷机3种结构形式。
G-M制冷机技术成熟,早已有相关的产品面世,曲柄连杆型斯特林制冷机存在寿命缺陷,因此这两种制冷机的研究趋于平静。
小型自由活塞斯特林制冷机的技术也较为成熟,正在拓展其应用领域。
脉冲管制冷机发展较晚,目前还主要应用于航空、军事等少数领域,部分机制性的问题还尚未研究清楚,是目前小型低温制冷机研究的焦点。
热声理论的研究促使回热式制冷机发展了一个新的分支—热声制冷机。
其中,双作用热声制冷可能存在较大的发展前景。
所以,目前回热式制冷正呈现多热点的发展趋势。
详细进展及应用情况详见:
胡剑英,罗二仓.回热式低温制冷研究进展[J].科技导报,2015
(2):
99-107.
蒸气压缩式制冷部分:
12蒸发温度、冷凝温度不变情况下,试给出三种提高蒸气压缩式制冷循环性能系数(COP)的方法,并分析说明其工作原理和适用范围。
再冷(俗称的过冷度,包括回热)
使制冷剂液体在进入节流阀之前存在一定的过冷度,在一定的冷凝温度和蒸发温度下,制冷剂液体过冷可以减少节流后的干度,干度越小,其在蒸发器中汽化时的吸热量越大,循环的cop越高
虽然过冷总是提高循环的性能,但当过冷度达到某一温度时,循环的性能系数存在一个最大值,所以权衡系统的性能和经济性,过冷度需控制在一定的合理范围内
采用膨胀机的循环
高压制冷剂气体推动膨胀机转动,使用连轴装置将膨胀机输出的轴功率通过连轴装置传递到压缩机轴上去,回收膨胀功,减少压缩机耗功,提高循环cop
一般用于大容量系统(如离心机)和大压差系统(超临界
循环)
压缩/喷射循环
采用喷射器部分取代常规压缩式制冷系统中的节流装置,冷凝后的高压制冷剂通过喷射器来引射蒸发器中的蒸发的制冷剂蒸汽,回收原有系统中存在的节流损失,并且提高压缩机进口压力、降低功耗,从而提高系统cop
喷射器结构简单,无运动部件,运行可靠,且适用于包括两相流在内的任何流型,可应用于双温和多温制冷系统中。
13在室外环境温度-15℃情况下,采用单级压缩的空气源热泵运行可能会出现哪些问题?
试采用压焓图理论热泵循环解释中间补气热泵系统是如何解决这些问题,并实现在低温室外环境中高效正常工作的。
出现的问题:
当室外环境温度较低时,系统的蒸发温度降低,冷凝温度不变的情况下,压缩比增大,超出普通单级压缩系统正常运行的临界值,且压缩比的增大引起排气温度过高,超过压缩机正常的工作范围,致使压缩机频繁启停,系统无法正常工作,严重时可导致压
缩机烧毁。
低温环境下,压缩机吸气比体积增大,输气系数减小,此外,蒸发器表面容易结霜,换热器传热效果恶化,且增加了空气流动阻力,使得机组制热量减少,性能下降。
低温工况下,大量的润滑油积存在气液分离器内而造成压缩机的缺油,同时由于粘度增加,引起启动失油,降低润滑效果。
带过冷器的补气回路系统如图所示
从冷凝器出来的液体分为两部分:
一部分直接进入到过冷器,另一部分经膨胀阀B节
流到中间某一压力(
)进入过冷器。
这两部分制冷剂在过冷器中产生热交换,前一部分得到进一步过冷后,经膨胀阀进入蒸发器(
)后一部分汽化后(
)被压缩机辅助进气口吸入,这一部分处于中间压力的气体可以有效降低压缩机的排气温度,提高压缩机的容积效率,实现机组在低温工况下的安全经济运行,有效地扩大了机组的低温工作范围。
14根据对制冷剂零ODP、低GWP、高效、安全等要求,今后传统燃油汽车空调有可能采用什么制冷剂?
并阐述原因。
采用
作制冷剂,
属于自然工质,其ODP=1,GWP=1,对环境没有污染,且
热泵制热性能优越,单位容积制冷量较大,适用于各种润滑油,与常用系统材料相容。
曾广泛使用的R134a虽然有许多优良特性(高效),但是其GWP=1200,对全球变暖影响很大,HFO1234yf制冷性能与R134a相近,且GWP=4,对环境友好,但是其能效比低于R134a,且制造成本比R134a高出一个量级,与空气暴露在高温下易产生HF有毒物质,安全性低,所以未来这种制冷剂也不会被考虑广泛使用。
15试描述冷凝器的传热过程,并分析风冷冷凝器和水冷冷凝器的最大热阻处于哪一侧?
为了最有效地提高冷凝器换热能力,应该在换热管内侧还是外侧加肋?
冷凝器中的传热过程包括:
制冷剂的冷凝换热,金属壁,垢层的导热,冷却剂的吸热过程。
制冷剂以过热蒸汽的形式通过冷凝器,通过对流换热的方式将热量传给管壁,经过壁面的导热,由冷却剂水或者是空气的对流流动,将热量带走,实现散热的过程。
风冷冷凝器的最大热阻位于空气侧,水冷冷凝器的最大热阻位于制冷剂一侧,为了有效提高冷凝器换热能力,应该在换热管的外侧加肋,可以增强换热系数小的一侧的换热面积,从而强化传热。
16比较干式蒸发器、满液式蒸发器和降膜蒸发器的优缺点,它们各适用于什么场合?
干式蒸发器:
管内走制冷剂,优点是润滑油随制冷剂进入压缩机,一般不存在积油问题,充灌的制冷剂少,一般只有满液式的三分之一,蒸发温度在0摄氏度左右时,水不会冻结。
缺点是制冷剂有多个流程,在端盖转弯处如果处理不好会产生积液,从而使进入下一个流程的液体分配不均匀,影响传热效果,水侧存在泄露问题,水侧的泄露会导致换热系数降低,水在蒸发器内流动会产生水垢易附着在蒸发器铜管表面,不易清洗。
氟利昂系统中多采用干式蒸发器。
满液式蒸发器:
管内走水,优点是结构紧凑,操作管理方便,传热系数高,水垢在铜管内壁,打开端盖容易清洗和处理。
缺点是制冷系统蒸发温度低于0度时,管内水易冻结,破坏蒸发管,制冷剂的充注量大,受制冷剂液柱高度影响,筒体底部的蒸发温度偏高,会减少传热温差,蒸发器筒体下部会积油,必须要有可靠的回油措施。
多用于价格较低廉且难溶于润滑油的氨制冷系统中,为了提高制冷机组的性能系数,氟利昂制冷系统中采用满液式蒸发器也在逐渐增多。
降膜蒸发器:
优点是较少的制冷剂充注量,较高的传热系数,沸点温度不会因为池沸腾的静压头而升高,制冷剂和冷却流体之间的温差更小,热力学循环效率更高,蒸发器的尺寸可以设计的更小,除油也更加简单。
缺点是需要专门的液体分配系统,制冷剂蒸气的流动会影响到液体的分配,甚至导致液体干涸现象,如果发生了干涸现象,传热系数将会显著降低,降膜式蒸发器的设计经验还不够成熟。
可用于吸收式制冷系统,从常规的水冷冷水机组到水地源热泵机组以及风冷热泵机组都可以运用,并且可以更好的适用于低温系统。
17有一将15℃的水冷却至7℃的蒸发器,制冷剂的蒸发温度为5℃,经过一段时间使用后,其蒸发温度降低至0℃才能保证出水温度为7℃。
请问蒸发器的传热系数降低了多少?
解:
在初始条件下,进出口的冷热流体之间的温差分别为Δt1=15-5=10,Δt2=7-5=2,
由于Δt1/Δt2=10/2=5>2,因此采用对数平均温差Δtm1=
=
=4.97,
使用一段时间后,进出口的冷热流体之间的温差分别为Δt1=15-0=15,Δt2=7-0=7,
由于Δt1/Δt2=15/7=2.14>2,因此采用对数平均温差Δtm2=
=
=10.49,
根据总的换热量不变,则K1AΔtm1=K2AΔtm2
则K2/K1=Δtm1/Δtm2=0.47
则可知蒸发器的传热效率降低了53%。
18试描述微通道换热器结构构成、强化传热原理和优点,并分析微通道换热器作为室外风冷换热器应用于热泵机组中应该注意的问题。
结构
主要特点:
1.微通道,直径介于1-1000微米的通道
2.全部由铝材钎焊制成
3.平行流动结构
具体描述:
微通道换热器主要由集流管、多孔扁管和波纹型百业窗翅片组成。
扁管相互间是截断的,集流管在扁管两端。
强化传热原理及优点:
强化传热原理:
1.微尺度效应:
单液相或者两相流在微通道中流动时,受到粘性力,表面张力的作用相对常规管道要大很多,从而导致换热性能改变。
2.入口效应:
微通道比常规通道的入口段长,可以提升换热性能。
3.换热面积:
微尺度传热的比表面集比同体积换热器要大,从而提升了换热性能。
优点:
1.同样的迎风条件下,明显提高换热效率
2.减少制冷剂充注量
3.显著降低换热器重量
4.缩小管径,结构紧凑,提高了换热器的耐压能力
5.减少材料使用,价格较为低廉
微通道换热器作为热泵室外风冷换热器应该注意的问题:
1.制冷剂分流均匀性的改善
2.制热时除霜性能的改善
3.融霜水排出性能的改善
19传统燃油汽车空调与房间空调器的主要不同是什么?
纯电动汽车空调与传热燃油汽车空调的主要区别又是什么?
传统燃油汽车空调与房间空调器的区别
1.传统汽车空调多用开启式斜盘压缩机,由发动机机械驱动,工质为R134a等。
房间空调器多用封闭式转子压缩机,由电驱动,工质多为R22等。
2.传统汽车空调体积小,重量轻,抗振动能力强。
房间空调器体积重量较大,一般为固定使用。
3.传统汽车空调制冷量受发动机转速影响,不易调节,不易适应符合汽车内变化较大的负荷,舒适性不易控制。
房间空调器制冷量能够较好地适应符合房间内较稳定的负荷,舒适性较高。
4.传统汽车空调负责布置气流的范围小。
房间空调器负责布置气流的范围较大。
5.冬季运行时,传统车内由发动机散热供热,空调不开启。
房间空调器具有制热功能。
纯电动汽车空调与传热燃油汽车空调的主要区别:
1.电动汽车空调由电池驱动。
燃油汽车空调由发动机驱动。
2.电动汽车无发动机余热供暖,故采用热泵供热或电加热。
燃油汽车发动机有余热,冬季可以余热供热。
3.电动汽车电池等部件需要控温。
燃油汽车不需要。
20应用于北京地区的空气源热泵冷热水机组,在设计时如何采取措施降低全年运行能耗?
北京地区冬季特点是低温严寒,夏季特点是高温雨水较少,除过度期外,春秋季节气温适宜,利用空气源热泵进行加热或者制冷效果很好,故不予重点讨论。
从设备上说,选用高效可变制冷量压缩机(尤其是变频技术或者变容量技术)及高效换热器可以提高整个机组的运行效率,对于相同的负荷可以明显降低能耗。
北京夏季高温时间较长,空气源热泵需要克服的问题是室外机放热温度过高以及压缩机压比过大从而导致的能效低下,以及制冷效果差的问题。
为了在夏季提高能效,可以采用过冷、回热、回收膨胀功、双级压缩,等方法来提升制冷工况的运行性能,减少能耗。
北京冬季低温严寒,室外温度低,热泵室外机工作温度过低,室内外温差过高,容易导致制热效果差甚至无法制热,能效很低。
建议在工作温度间使用两级压缩,或者准二级压缩(补气增焓),或者加经济器的方法,来缓和单级压缩的压比过高的问题。
另外在室外换热器可以使用电加热来缓和蒸发压力过低的问题,节能效果还需实际计算。
吸收式制冷与吸附式制冷部分:
21从制冷剂、驱动能源、制冷方式、散热方式等各方面比较吸收式制冷与蒸气压缩式制冷的异同点,并分析在吸收式制冷系统中为何双效系统比单效系统的热力系数高?
制冷剂:
蒸汽压缩式制冷系统与吸收式制冷系统的制冷剂选取均需考虑制冷温区、制冷性能、环保性能以及可燃性、易爆性、腐蚀性等各种性质。
蒸汽压缩式制冷系统的制冷剂主要考虑单质或者沸点相近的近共沸工质,选用范围比较广泛,从传统的氟利昂类合成工质如R134a,到自然工质如R600a、R717(氨),再到共沸工质如R507等,都可以作为不同制冷温区下的高效制冷剂;然而吸收式制冷系统中的制冷剂选用还要考虑到与吸收剂的匹配情况,选用范围相对较窄,而且制冷剂与吸收剂的沸点相差往往较大,目前较为常用的工质对为:
溴化锂-水、氨-水等。
驱动能源:
蒸汽压缩式制冷系统的驱动能源为机械能或电能,能量品味较高;吸收式制冷系统的驱动能源为热能,能量品味较低。
制冷方式(以氨水式为例):
蒸汽压缩式制冷系统由压缩机提供驱动能源,工质经由冷凝器散热、节流(膨胀)元件降温减压,在蒸发器内吸热产生制冷效果,再返回压缩机形成一个循环;而吸收式制冷系统中用发生器和吸收器代替压缩机作为驱动元件,在吸收器中,从蒸发器来的制冷剂蒸汽与从发生器经节流阀节流而来的含有少量制冷剂的吸收剂稀溶液混合成浓溶液,并由冷却水带走混合热,之后经溶液泵增压至发生器受热沸腾,制冷剂蒸汽前往冷凝器冷凝并经节流阀节流后到蒸发器蒸发产生制冷效果,含有少量制冷剂的稀溶液经节流阀流回吸收器,形成一个循环。
散热方式:
蒸汽压缩式制冷系统一般只需在冷凝器处需要散热,常用的散热方式为风冷和水冷,风冷采用风机加板翅式、翅片管式换热器的形式,水冷采用套管式换热器、壳管式换热器和板式换
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