制冷空调设备原理与维修课程习题答案.doc

习题 11. 画图简述物态变化与热量转移。 物态变化与热量转移如图1.1所示。物质从固态变成液态叫融解(熔解)，融解过程要吸收热量；而物质从液态变成固态叫凝固，凝固过程会放出热量。物质从固态变成气态叫升华，升华过程要吸收热量；而从气态变成固态叫凝华，凝华过程会放出热量。物质从液态变成气态叫汽化，汽化过程要吸收热量；而物质从气态变成液态叫液化，液化过程会放出热量。2. 简述三种温标的定义及相互关系。我国法定计量单位规定，温度分为摄氏温度和热力学温度。现分别介绍如下：1) 摄氏温度()在98kpa大气压力下，以水的冰点作为0，沸点为100，其间分为100等份，每一等份即为1。2)华氏温度（）以水的冰点作为32，沸点为212，其间分为180等份，每一等份即为1。3）热力学温度（k）在98kpa大气压力下，每一等份为1k。当达到0k(即-273)时，物质的分子运动即停止，所以此温度又称为绝对零度。 热力学温度t 与摄氏温度t之间的换算关系是：t = t- 273.16t-273()=9/5+32()=t+273.16273(k)3.什么叫绝对压力、表压力、真空度？简述三者的相互关系？ 绝对压力是指被测物体的实际压力，用p绝表示；当绝对压力高于大气压力（用b表示）时，压力计的示数叫做表压力主，用p表表示；而系统抽真空时压力计的示数叫真空度，用p真表示，它们之间的关系是： p绝=p表+b p真=b+p绝4.饱和压力与饱和温度相互关系如何？ 不同的液体在相同的温度下，其饱和压力是不相同的，当达到一定温度，民、飞离和返回液体的分子数相等时的蒸气即为饱和蒸气，此时的温度称为饱和温度，即在某压力下液体沸腾时维持不变的温度称为饱和温度(制冷技术中习惯称为蒸发温度)。而与饱和温度相对应的绝对压力称为该温度下的饱和压力(制冷技术中习惯称为蒸发压力)。一般温度下的饱和压力也是不同的，温度越高，饱和压力也越高。5.什么叫过热、过冷？什么叫过热度、过冷度？ 过热蒸气的温度与饱和温度之差称为过热度。饱和温度与 过冷温度之差为过冷度。当蒸气的压力一定，而温度高于该压力下相对应的饱和温度时就称为过热蒸气；同样当温度一定，而压力低于该温度下权对应的饱和压力时，也称为过热蒸气。在制冷技术中，过冷是针对制冷剂液体而言的。在压力一定时，温度低于该压力下相对应的饱和温度就称为过冷。6.空气调节包括哪几个方面？1调节温度 2调节湿度 3调节空气洁净度 4 调节空气流速7.制冷剂在制冷设备中有什么作用？ 制冷剂是直接在蒸发式制冷系统中循环，并且通过其本身状态的变化来传递热量的工作物质。具体来说是在消耗一定功耗的情况下，在制冷系统中循环流动，并周期性地发生从蒸气变为液体，又从液体变为蒸气的状态变化。在此过程中这种工质不断地从冷却对象吸取热量，并传递给外界介质(空气或水)，使冷却对象的温度得以降低，从而实现制冷目的。工作物质称为制冷剂或制冷工质。可见，制冷剂的作用极为重要，如果将压缩机比喻为制冷系统中的”心脏”，则制冷剂就如同系统中的“血液”一样。8.简述r12、r22、nh3各自特性？ 氨(nh3) 氨是氮和氢的化合物，在一个大气压下，沸点为-33.4，凝固点为-77.7。在正常工作条件下，蒸发器内的蒸发压力高于 大气压，冷凝压力一般不超过1.5mpa，通常为0.8-1.3mpa。故属于中压制冷剂，氨的蒸发潜热大，单位容积制冷量较大，因而可缩小压缩机的尺寸。氨在常态下是一种无色气体，有强烈的刺激臭味，刺激人的眼睛和呼吸器官。氨的吸水性很强，即极易溶于水，因而它在制冷系统中可以避免冻堵冰塞现象，但是氨作为制冷剂时其水份含量也不得超过0.2%，氨几乎不溶于油。纯氨对一般金属不起腐蚀作用，但若氨中含有水分时，则对铜和铜合金有强烈的腐蚀作用，但磷青铜例外。 氟里昂 12(cf2cl2) 氟里昂12是甲烷的衍生物，其化学名称为二氟二氯甲烷，r12属于中温(中压)制冷剂，在一个大气压下沸点为-29.8，凝固点为-155，因此在一般的工作条件下，其在蒸发器中的压力比大气压稍高，冷凝器中的冷凝压力一般不超过1.5mpa。r12是一种对人体毒性最小的制冷剂，它无色、无臭、无味。在不含水分时对铜、铁、锌、锡等金属没有腐蚀作用。r12不燃烧，无爆炸性。r12的特点是极易溶于油，而不易溶解于水，r12与氨比较，其单位容积制量小，因此r12压缩机的尺寸较相同制冷量的氨压缩机的尺寸为大。另外，r12的比重大，、导热系数低。同时价格较贵。 氟里昂22(chf2cl)氟里昂22也是甲烷的衍生物，它的化学名称为二氟一氯甲烷，用r22表示。r22也是一种中温不压制冷剂。在一个大气压下，沸点为-40.8，凝固点为-160。在常温或普通低温下，r22的饱和蒸气压力及单位容积制冷量都比氨要高，相同温度时r22的饱和蒸气压力比r12约大60%，故r22更适用于-40-70的低温制冷。r22常态下是无色、无味的气体，毒性比r12稍大。水在r22中溶解度比r22大，但在制冷机工作时也会发生冰堵现象。r22能够部分地与润滑油互相溶解，温度升高时其溶解度也增大 。r22也不燃烧，不爆炸。但r22对全封闭式压缩机电机定子绕组绝缘性能有影响，故要做特殊处理。r22一般用于两级压缩机的低温制冷装置和空调器的制冷系统中。9.什么叫制热量、制冷量？ 制冷量、制冷热量用于表示制冷或制热的能力，用w或kw表示。单位重量制冷量、制热量（kcai/kg）表示制冷设备运行时，每千克（kg）重量制冷剂能从密闭的空间或环境中吸收或释放多少大卡（kcal）热量。10 简述冷冻油与制冷剂之间的关系？冷冻油与制冷剂有很强的互溶性，并随制冷剂进入冷凝器和蒸发器，因此，冷冻油既要对运动部件起润滑和冷却作用，又不能对制冷系统产生不良影响。不同制冷剂要使用不同黏度的冷冻油。如r12与冷冻油互溶性强，使冷冻油变稀，应使用黏度较高的冷冻油。以r12和r22为制冷剂的压缩机，其冷冻油的凝固点应分别低于-30和-40。冷冻油中溶入制冷剂后，其凝固点会降低。如冷冻油中溶入r22后，其凝固点会降低1530。使用r12和r22为制冷剂的压缩机，其冷冻油闪点应在160以上，冷冻油中若含有机械杂质，则会加速运动机件的磨损，并引起油路堵塞。所以，冷冻油不应含机械杂质。不同牌号的冷冻油不能混用，使用r12做制冷剂的压缩机可采用hd-18号冷冻油；使用r22做制冷剂的压缩机可用hd-25号冷冻油。习题 21. 常见的制冷方式有哪几种？ 蒸气压缩式制冷、蒸汽喷射式制冷、吸收式制冷和热电式制冷是常见的制冷方式。2. 压缩蒸气式制冷系统是由哪几部分构成的？它们各有什么作用？ 蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀是蒸气工制冷系统的四个必不可少的基本部件。在小型氟里利制冷系统中，用毛细管代替节流阀。蒸发器由一组或几组盘管组成。低温液态制冷剂进入蒸发器盘管流动时，通过管壁吸收盘管周围介质(空气或水)的热量沸腾汽化(工程上简称为蒸发)，使盘管周围的介质湿度降低或保持一定的低温状态，从而达到致冷的目的。为了让制冷剂能被反复使用，需将从蒸发器流出的制冷剂蒸气冷凝还原为液态。冷凝器就是让气态制冷剂向环境介质放热冷凝液化的换热器。压缩机是由电动机带动来压缩蒸气作功的，因此，压缩机的作用实质是消耗外功，迫使制冷剂将从致冷空间(低温热源)吸收的热量排放给环境(相对致冷空间为高温热源)。3. 画出压焓图、并在压焓图上画出压缩蒸气式制冷理论循环的过程，并加以理论分析。 单级蒸气压缩制冷理论循环，一般可在制冷剂的压焓图上表示如图2.2中的循环4a12bc34。它由4a1、12、2bc3和34四个分过程组成，说明如下：1 蒸发和吸气过热过程4a14a为低温低压的液态制冷剂在蒸发器中定温(t 0)、定压(p0)吸热沸腾汽化的过程，湿蒸气的干度逐渐增大，假定至蒸发器出口a处制冷剂完全汽化为干蒸气，即x=1。a1为压缩机的吸气过热过程，假定它是定压(p0)的吸热过程，制冷剂蒸气的温度由t0升至压缩机的吸气温度t1，因而点1处蒸气呈稍过热状态。2 定熵压缩过程1212为压缩机的干压缩过程，假定压缩过程是定熵的，即压缩机的入口和出口处蒸气的状态点1和2位于同一条等熵线上，s2=s1。蒸气经压缩后，压力由p0升至pk，温度由t1升至压缩机排气温度t2。由图可见，t2tk，在压缩机出口处蒸气是过热蒸气。3 定压冷却冷凝和过冷过程2bc3压缩机排出的过热蒸气进入冷凝器后不能立即冷凝，而是先经2b的定压(pk)冷却过程，至点b温度降到tk，才能开始冷凝。bc为制冷剂蒸气的定温(tk)、定压(pk)放热冷凝液化过程，湿蒸气的干度逐渐减小，至点c完全液化为制冷剂饱和液，即x=0。c3为制冷剂冷产液的定压(pk)、放热过冷过程，至节流装置入口点3，冷凝液温度降到过冷tg，制冷剂成为过冷液体。4 绝热节流过程3434为过冷的液态制冷剂流经节流装置的绝热节流过程。由于绝热节流前后制冷剂的焓相等，因此，节流装置入口与出口处制冷剂的状态点3和4位于同一条等焓线上，h4=hs。经节流后，制冷剂的压力和温度由pk、tk降至p0、t0，然后再进入蒸发器蒸发，得以循环制冷。由于节流过程中会有少量液态制冷剂汽化，所以节流装置出口(也是蒸发器入口)处点4的制冷剂状态为干度很低的湿蒸气民。 4. 吸收式制冷的应用有什么意义？ 吸收式制冷是通过工质对在发生器中吸收外界热源提供的低温热能作补偿，来实现制冷的。可综合利用其它设备排出的温度较高的热水(75以上)、低压水蒸汽、烟道气中的余热，或者利用地热、太阳能等作为发生器的加热能源。5. 比较吸收式制冷设备与压缩蒸气式制冷设备在基本组成与工作原理上的异同。如图2.3所示，吸收式制冷的基本组成与压缩式制冷的区别在于：由吸收器、溶液泵、发生器和调压阀组成的系统代替了压缩机。来自蒸发器的低温低压制冷剂蒸气进入吸收器，为吸收剂吸收；从吸收器出来的制冷剂吸收剂溶液由溶液泵输送至发生器，工质对在发生器中吸热升温，其中沸点低的制冷剂便大量气化和吸收剂分离，形成高压制冷剂蒸气；发生器排出的高压制冷剂蒸气通过冷凝器冷凝、节流阀减压降温，再进入蒸发器吸收冷室介质热量沸腾汽化制冷，即完成了吸收式制冷循环。可见，吸收器、溶液泵和发生器的共同作用相当于压缩机，使制冷剂蒸气完成了由低温低压状态到高压高温状态的转变。为使工质对中的吸收剂也能循环使用，发生器中制冷剂吸热气化后所剩剂溶液，经调压阀减压降温(也是绝热节流过程)，重新返回吸收器，用于再次吸收低压低温的制冷剂蒸气。于是，吸收式制冷由两个循环制冷剂的逆循环与吸收剂溶液的正循环共同组成，此两循环缺一不可。 6. 什么是热电效应和珀尔帖效应？各有什么应用？ 如图2.6(a)所示，将两种不同的导体连接组成闭合环路，两个连接点称为节点。若加热其中一个节点，冷却另一个节点，环路中将有电流产生。这各由于温差引起的电现象，称为热电效应。发生热电效应的两种不同导体的组合，称为电偶对。珀尔帖效应，如图2.6(b)所示，若在电偶对组成的环路中拉入直流电源，那么其中一个节点的温度会升高，向外界放出热量；而另一节点的温度将降低，吸收外界的热量。这种与热电效应相反的电温差效应，称为珀尔帖效应。热电效应与珀尔帖效应的应用，在热电效应中，热节点与冷节点间的温差越大，环路中的电流越大。若保持冷接点的温度t0不变(如将冷接点置于0的冰水混合物中)，则电偶对中产生的电流大小，就仅由热节点的温度t决定。如图2.7所示，在电偶对环路中拉入一电流计，此电流计的指标，就可反映热节点所处位置的温度。这就是工程上热工测量常用的热电偶温度计的测温原理。反之，利用珀尔帖效应，将电偶对的冷节点置于需致冷的空间部位，就可使该处致冷；而将电偶对的热节点置于需供热的空间部位，就可向该处供热，这就是热电式制冷和热电式热泵的基本原理。 7. 实用上为什么采用半导体材料制作电偶对？单级电堆和多级电堆在连接上有什么不同？它们各有什么作用？ 金属导体的珀尔帖效应十分微弱，对制冷没有实用价值。如图2.8所示，采用p型半导体和n型半导体用铜片焊接成电偶对时，珀尔帖效应较为显著。因此，实际应用都采用半导体材料制作电偶对。一个半导体电偶对产生的致冷效应一般约为1.163w，仍然较小。如将数十个半导体电偶对的冷热两端各放在一起，串联组成热电堆，就可获得较大的制冷量。根据制冷所要求的温差，热电堆可制作成单级电堆和多级电堆。图2.9(a)所示为单级电堆，单级电堆制冷温差通常约为50，图中的冷板1装在电堆4的吸热端(即冷端)；散热器5则装在电堆的放热端；冷板和散热器与电堆联接时，中间都隔有电绝缘导热层2；冷板和散热器可根据换热要求制成各种形式，如平板式或肋片式等；联接片3是导体片(如铜片)，它将同一半导体电偶对在一端(图中为上端)连接起来，又将组成电堆的各个电偶对在另一端(图中为下端)串联起来。图2.9(b)为二级电堆，它将第二级电堆的热端置于第一级电堆的冷端上，让第一级电堆作为第二电堆的散热器。采用多级电堆致冷可获得较大的温差和更低的温度，一般只需二级或三级。习题 31. 电冰箱型号表示方法及规格、型号含义如何？请举例说明。 我国轻工业部规定的电冰箱型号表示方法为用三个连续书写的字母后接数字再接一个字母，即例如：广东容声牌byd165b型是第二次设计的有效容积为165升的电机压缩式家用冷藏冷冻箱。现在我国电冰箱采用新的型号表示方法是bcd。如广州万宝牌bc146w型家用无霜式146升冷藏冷冻电冰箱（c代表冷藏）。2. 按不同冷却电冰箱可分为几种？各自的特点是什么？（1）直冷式电冰箱这种冰箱由蒸发器直接吸收室内热量而冷却降温。目前单门电冰箱都是直冷式的；冷冻室和冷藏室各设一个蒸发器的双门双温电冰箱也是直冷式的。直冷式冰箱的冷冻室内会挂霜，故又称有霜型电冰箱。（2）间冷式电冰箱这种冰箱在冷冻室和冷藏室之间或在冷冻室后壁的夹层中设置蒸发器，用小型风扇将流经蒸发器及收热量后的冷空气通过风道吹入冷冻室和冷藏室，形成箱内空气的强制循环来冷却降温。这种冰箱的冷冻室及冷冻物品上不会结霜，故又称无霜型电冰箱。3. 简述活塞式、涡旋式压缩机结构及工作原理。 曲轴连杆式压缩机的工作过程如图3.14所示。当电动机通电时，其转子15即带动主轴3转动。主轴借上、下轴承6、7支持在机体12上，两轴承之间的主轴曲弓部与连杆8相连，连杆的另一端与活塞11相连。主轴转动时，由于曲轴与连杆的共同作用，活塞在缸体9中作往复运动。活塞向前运动时完成对制冷剂蒸气的压缩和排气过程；活塞向后运动时完成膨胀和吸气过程。涡旋式制冷压缩机的工作原理如图所示3.25所示。由于涡旋转子（旋转涡形构件）与涡旋定（也称固定涡形构件）以相位差180度进行啮合，形成一系列封闭空间，如图中所示的月牙形（打剖面线的部分）啮合线。由图可见，当涡旋转子公转时，在涡旋定、转子相啮合中，使月牙形啮合线的面积不断压缩变小。如图中所示的旋转涡形构件的回转角0、90、180、270四个状态，可以年到不仅月牙形的密封啮合线依次顺时针移动90度，而且月牙形的面积随着角增大而变小，面积中气体被压缩而增大压力，最后从涡旋定子中心的排气口排出。涡旋转子不断公转，便使低压气体不断地在一个个月牙形中被压缩、被排出、完成了压缩帮做功。从图中可以看了，涡旋式压缩机的工作也分为吸气、压缩、排气三个过程。但是，它由两个涡卷所组成的不同空间几乎同时进行着三个不同的过程，即外侧空间与吸气口相通，始终处于吸气过程；中心部位与排气口相通，始终进行排气过程；而上述两个空间之间的月牙形空间内，则一直在进行压缩过程。所以涡旋转式压缩机基本上是连续地进行和排气，其转矩均衡，振动小，并有利于电动机在高效率点工作。4. 蒸发器的作用是什么？有哪几种类型？ 蒸发器由一组或几组盘管组成。低温液态制冷剂进入蒸发器盘管流动时，通过管壁吸收盘管周围介质(空气或水)的热量沸腾汽化(工程上简称为蒸发)，使盘管周围的介质湿度降低或保持一定的低温状态，从而达到致冷的目的。冰箱蒸发器分为自然冷却和强迫风冷两种。按结构型式不同，主要有铝复合板式、管板式、单脊翅片式和翅片盘管式。翅片盘管式用于强迫风冷，其它用于自然冷却。5. 冷凝器的作用是什么？有哪几种类型？ 为了让制冷剂能被反复使用，需将从蒸发器流出的制冷剂蒸气冷凝还原为液态。冷凝器就是让气态制冷剂向环境介质放热冷凝液化的换热器。冰箱用冷凝器一般采用空气自然冷却方式，它具有结构简单和无风机运行时产生的噪声等优点。目前冰箱用冷凝器主要有百页窗式、钢丝管式和内藏室三种。百页窗式和钢丝管式冷凝顺都是裸装在冰箱背部的。6. 电冰箱电器控制系统由哪几部分构成？画图分析其工作原理。 直冷式单门电冰箱和部分直冷式双门双温电冰箱的典型电原理图如图3.52所示。该控制电路是在上一节图3.45所示的电流线圈重力式起动继电器和碟形过电流过温升保护继电器构成的启动与保护电路的基础上，接入温控器、照明灯开关和箱内照明灯等构成的，其工作原理前已叙及，不再叙述。要指出的是，目前在相当一部分直冷式电冰箱控制电路中采用ptc元件作为起动继电器。另外，如果温控器采用化霜复合型，则冰箱具有半自动化霜功能。7. 请根据图3.53分析电冰箱化霜定时器由温控器6对冷室进行温度控制。（3）由除霜计时器7（即化霜时间民器）、除霜温控器8即双金属化霜温度控制器）、除霜加热器10和保险丝12（即化霜加热超热保险）构成全自动化霜控制电路。它的除霜计时器安装在冰箱背后的金属罩内，除霜温控器、除霜加热器和保险丝都卡装在趐片管式蒸发器的赽片上。当蒸发器翅片表面的温度由于被继续加热而升高至13左右时，蒸发器翅片表面的凝霜忆全部融化，致使除霜温控器的双金属片产生形变，触点跳开，而将除霜计时器的电钟电机重新入电路，除霜计时器恢复运转，约2s后a-b触点重新接通，而a-c触点断开，制冷压缩机又恢复启动运转制冷。当蒸发器翅片表面温度降到5左右时，除霜温控器的触点复位闭合，为下一个化霜周期作好准备，这样就完成了一个化霜周期的自动控制。电路中接入了保险丝以保证在除霜温控器失灵时，防止因超热而使蒸发顺盘管爆裂。电路中接入的排水加热器是保证融化的霜水顺利地导出箱外，不致因排水管冰堵而损坏冰箱或污染食品，这就是其自动化霜原理。8. 什么是模糊控制？根据图3.71阐述模糊控制的工作原理。 在实际控制中，由传感装置检测得到的是精确量，而不是模糊量。这些精确量要变成模糊量才能进行推理，这叫模糊化。此外，模糊推理出来的结果，也就是模糊集，它是无法实际执行的。传输到操作系统执行的也是精确量。因此，要将推理结果的模糊集转换成精确量，这个过程叫精确化，也被称为去模糊或反模糊。实现模糊控制，或者说开发模糊控制装置、模糊控制器，核心技术是用计算机来实现模糊规则的存储和模糊推理的运算。一个完整的模糊控制器，当然还需有其他相应的电器满足相应的功能，如a/d和d/a转换等。此外，传感装置是检测被控对象状态、用以模糊控制的输入，更是必不可少的部分，不同的被控对象必须有一套可靠的传感装置。电冰箱一般以冷冻室的温度作为控制目标。根据温度与设定指标的偏差，决定压缩机的开停。由于温度场本身是个热性较大的实体，所以系统是一个滞后环节。冷冻室温度和食品温度有很大的差别，因此电冰箱为了保鲜，仅仅保持电冰箱内的温度是不够的，还要有自动检测食品温度的功能，以此来确定制冷工况，保证不出现过冷现象，才能达到高质量的保鲜目的。传统的除霜控制装置是由除霜定时器控制的。定时器对压缩机开启时间进行计时，当计时超过设定值时，定时器由一个接入其电路的电阻接通电流后产生的热量来加热蒸发器，用以除掉结在蒸发器上及冷冻室内壁的霜层，当除霜加热器工作到设置的时间时，便断开电阻电路，并启动压缩机工作。习题 41. 开启式机组按制冷系统冷凝器不同可分为哪几种类型？请画图分析说明其结构特点。 开启式机组是指制冷系统中的压缩机采用开启式，而按制冷系统中的冷凝器采用强制对流空气冷却式还是采用强制对流水冷式又分为风冷式和水冷式两种。1风冷式机组图4.1所示为开启式风冷机组的制冷系统，其制冷原理与电冰箱制冷原理相同。所不同的是由于冷藏柜比家用电冰箱的制冷量大，系统中充灌的制冷剂也多，因此在其制冷系统中又增加了高压排气阀、低压吸气阀、热力膨胀阀和贮液罐等部件。高压排气阀和低压吸气阀分别接入压缩机的高压排气口与低压吸气口。它们的作用是便于压缩机和制冷系统的测试、检修和连接控制仪表用，高压排气阀和低压吸气阀的结构相同（见图4.2），它们都有开、关和三通三种状态。制冷系统中，它们的多用通道口接压力继电器（工作原理见本章第四节），用以保证制冷系统高、低端压力正常。以高压排气阀为例的三种状态是：（1）关闭状态，即将阀杆按顺时针旋到底，此时阀芯将接冷凝器的管路关闭，而其多用通道口与压缩机的高压腔相通，当采用压缩机自进行抽真空时就是用这种状态。（2）开启状态，将阀杆逆时针旋到头，此时将压缩机高压腔与高压排气口相通，而多用通道口被堵死，（3）三通状态，此阀处于三通状态时阀杆处于中间位置，即将阀杆逆时针旋到头，再顺时针旋入12圈即可。此时压缩机的高压腔、高压排气管和多用通道口都相通。冷藏柜正常工作时，高压排气阀应置于三通状态。低压吸气阀的关闭状态作为制冷系统打压用，它的三通状态作为压缩机正常工作时用，制冷系统充灌制冷剂时也必须是三通状态。在冷藏柜的制冷系统中，一般使用热力膨胀阀（常见的是内平衡式热力膨胀阀）实现对制冷剂的节流降压作用。由于热力膨胀阀在制冷系统运行时，可以自动地根据蒸发器热负荷的变化大小调节供液量，这就保证了制冷系统稳定地运行。制冷系统中的压缩机采用开启式，它由三相异步电动机通过三角皮带传动。制冷系统中的冷凝器为风冷式，采用自然对流式或用一台小型轴流风机进行冷却。在凝器与过滤器之间的管道上装有一个贮液罐，罐上安装有直接截止阀（其结构见图13-7所示）在冷世故柜长时间停用时，将截止阀关闭，使制冷剂贮存于罐中。蒸发器一般由紫铜管加工成盘形排管，分布在柜体三面。2水冷式机组水冷式机组的制冷循环示意图如图4.2 所示。由图可以看出其组成与风冷式机组基本相同，所不同的是其中的水冷罐4既是水冷式冷凝器又是贮液器另外在过滤器6和膨胀阀8之间接入了电磁阀7，其作用是电磁阀与压缩机同时开动和停止，当压缩机停车时，电磁阀也断电并自动关闭供液管路，这样便防止了大量制冷剂进入蒸发器而引起再次开车时产生液冲击，保护了压缩机的阀片和阀垫。2. 根据图4.7，图4.11分析说明交流接触器不同可分为哪几种类型？请画图分析说明其结构特点。 交流接触器的外形如图4.7所示。其内部结构如图4.8所示。它主要由电磁系统和触头组成。电磁系统由吸引线圈、动静铁芯和弹簧组成。其触点一般有三对主触头和四对辅助触头（两对常开和两对常闭）。主触头用来控制电动机的三相电源，辅助触头接在控制电路中。工作原理如图4.8所示。当吸引线圈接入额定电压后产生磁场，动铁芯在磁力吸引下，克服弹簧的张力，将动铁芯吸合，动铁芯带着动触头下移与静触头接触，使常开的主触头与辅助常开触头闭合，主电路被接通。在静铁芯的二侧扼铁上嵌入铜制的短路环，它的作用是：当交流电流过零时产生自感磁场，以保持铁芯的吸合状态。图4.11所示为fp型压力继电器的结构图，图4.12所示为fp型压力继电器的工作原理示意图。低压蒸气从压缩机回气管端进入低压接管，随着蒸发压力的变化，经低压顶针20推动直角杆18绕支点a旋转，牵动拉杆12，使动触头板6动作，触点发生开闭，接通或切断电源。它采用永久磁铁13产生的吸力起到触点的快跳作用，以防产生火花而烧毁触点。低压压力范围的调节是通过旋转盒体上部的低压调节螺钉，以改变低压弹簧15的作用力来实现的。高压端的控制原理是：若压缩机的排气压力高于继电器的高压调定值，则高压顶针1推动高压杠杆3向逆时针方向绕支点b旋转，杠杆推动跳簧5向拉，使跳板4绕刀口支点c按顺时针向上突跳，撞击动触头板6，使动、静触头断开而切断电源。当排气压力下降，同理使动触头3. 根据图4.14，图4.15，图4.16说明wt1226型压力温控器结构，并分析其工作原理。 图4.15所示为wt-1226型压力式温控器的工作原理图。温控器中的触点为两位控制式，即有两个静触头。其中1、2接点与控制电路相连。工作原理如下：当感温包感受的温度降到调定的下限值时，气箱室内的蒸气压力降低，使波纹管的顶力矩小于主弹簧的拉力矩，杠杆绕刀口支点以顺时针方向转动，并带动拔臂和跳簧片使动触头与静触头2断开（静触头3接通），切断控制电源，使压缩机电机停转。当杠杆转动使动触头动作后，因制动螺钉触及底板而限制了杠杆的转动角度，杠杆呈水平均数状态，如图4.16（a）所示。此时螺钉与差动弹簧座离开，即s5（b）所示，此张力矩，在箱（柜）内温度升至调定的上限值时，杠杆将转至2角度，杠杠便带动拔臂与跳簧片，将动触头2闭合（与静触头3断开），于是压缩机电机又恢复运转制冷。如图4.16（c）调节螺杆用以调节主弹簧的拉力大小，以高速被控制温度的高低。如标尺标定的温度数值为-250，则此温控器的温度调节范围簧的拉力矩，使杠杆绕刀口支点以逆时针方向转动一个角度1，如图4.1差动弹簧座接触，所以s0。当杠杆继续转动，顶力矩不仅要克服主弹簧的拉力矩，还要克服差为25至0之间。调节差动器的差动旋钮可以微调温控器触头的通断温差值。例如将温控器的温度调定在15，而差动值调至3（有效期动可调范围为35时），则当感温包感应温度在16.5时，温控器动触头即动作断开，而当感温包感应温度在13.5时，动触头又动作闭合。st-1226型压力式温控器的感温管有1、3、5、8、10、米等不同长度规格，应根据温控器体与控制部位的距离选定，避免因过长而引起外界温度对控温精度产生影响。另外温控器的触点动作时，常闭变断开，而常开变接通，故可根据挖目的，充分利用触点组。4. 根据图4.23分析大型冷藏箱电器控制原理。 该控制电路为三相电源，控制线路为220v。其工作原理如下：接通电源后，电源指示灯zd点亮，由于温近代器t的触点和压力继电器yl的触点为接通状态，中间继电器zj的线圈通电，其触点zj1、zj2吸合，交流接触器c的线圈通电，触点c1、c2、c3吸合。压缩机电机d1和风扇电机d2起动运转，电磁阀df的线圈通电，阀门开启，制冷系统开始进入制冷运行。制冷系统的正常循环，箱内温度逐渐降低。当箱内温度降至调定温度时，温控器t动作，触点跳开，引起中间继电器与其触点、交流接触器与其触点c1、c2、c3断开，压缩机和风扇电机停止运转，电磁阀也断电，制冷系统停止制冷。若某种原因造成压缩机过载时，电流增大导致热继电器rj的常闭触点跳开，从而将交流接触器电路切断，同样造成制冷压缩机停止运转，同时rj触点与另一线路接通，c4触点与另一线路接通，c4触点复位接通，报警器dj即可报警。5. 根据图4.34，图4.35分析冰淇淋机的工作过程及控制原理。 图4.34所示为一种小型冰淇淋机的制冷原理图，它采用以r22（或r12）为制冷剂的水冷式压缩机组进行直接冷却。它主要由制冷系统、搅拌系统、水清洁净化配料及控制系统组成。冰淇淋制作过程如下：清洁水先在预冷缸内配料并预冷，冷却至5左右，再送入冷冻缸内，在冷冻缸内继续冷却，并高速搅拌，同时引入清净空气。混合物料在搅拌器作用下逐步降温冻结，并膨胀至68，达到一定温度要求的膨胀混合冷冻饮料，再经过成形加工，成为美观、松软可口的冰淇淋。冰淇淋机的电气控制原理与一般制冰机十分近似。图4.35所示为无硬化箱冰淇淋机的电气原理图。起动时，先将电源接通，再接下起动按钮，制冷机及搅拌器运转，约在15min以后即可初步成型。如不太硬，应适当延长一些时间，直至成型为止。在成型后温度控制器触点动作，电路断开，制冷压缩机停止运转。若制出的冰淇淋不太硬功夫时（可根据需要选择软硬），可将温控器调至冷一些的档次。相反，若发现搅拌器动作吃力，而温控器又不动作时，应将温控器调至温度稍高的档次。习题 51. 空调器的含义是什么？按不同的分类标准有哪些类型？ 空调器是所有空气调节设备的统称，是一种人工调节大气环境专用装置。它通过对所调节空间的空气的温度、湿度、流动速度按人们的要求进行双向调节，同时保持和改善空气的洁静程度，从而使该空间的大气环境，达到一个舒适的不受周围环境影响的状态。依据不同的分类标准，空调器有很多种分类方式。按结构型式和安装方式不同分类，按结构型式不同，房间空调器可分为整体式和分体式两类。整体式通常安装在房间窗户处，或在房间外墙上开设用洞口安装，故又称窗式空调器，代号为c。分体式空调器代号为f，它由室内机组和室外机组两大部分组成。冷风型的室内机组包括蒸发器、毛细管、温度控制开关和电气控制器件及室内循环风机等；室外机组为压缩冷凝机组，包括压缩机、冷凝器及供冷凝器散热用的轴流风机等，室外机组代号为w。分体式空调器按室内机组的安装方式不同，又可分为吊顶式（代号d）、挂墙式（代号g）落地式（代号l）、嵌入式（代号k）和台式（代号t）等。2空调器的制冷系统由哪几部分构成？简述其主要作用。 制冷系统由全封闭式压缩机、风冷式冷凝器、过滤器、毛细管和肋片管式蒸发器组成。为避免液击，有些制冷系统设有气液分离器。使用的制冷剂，目前大多为r22。蒸发温度大多为5，有些进口机组为7.2。 电磁四通换向阀工作原理如图5.63所示。当空调器的冷热换向开关扳向制冷时，换向阀中的电磁阀线圈断电，衔铁左移，左阀孔打开，毛细管a与b接通，而c管堵住。由于换向阀上的4号管与压缩机排气管相连接，阀体内腔除被滑块盖住部分外，均充满高压气体，而高压气体通过活塞上的小孔向左右两端的空腔充气。又由于毛细管c被堵不不通，因而右活塞右端空腔内充满高压气体，而毛细管a和b能过2号管与压缩机吸气管（低压侧）相通，使左活塞左端空腔内的气体不断被压缩机吸走，形成低气压区。这就是说，换向阀左右活塞两端的空腔内形成一个自右向左的压力差，从而将滑块推向左侧，使1号管和2号管靠滑块而接通，这时，室内侧的热交换器就变成蒸发器，液态制冷刘在蒸发器内吸热汽化，起制冷作用。将空调器冷热换向开关扳向制热挡，则电磁阀的线圈通电，衔铁右移，毛细管b和c接通，a管堵住。这时换向阀滑块右移，2号管和3号管接通，室内侧的热交器就变成冷凝器，气态制冷剂在冷凝器内液化放热，达到制热的目的。图中换向阀处于制热工况位置。3. 空调器用制冷压缩机有哪些类型？根据图5.16分析数码涡旋压缩机调节原理。空调压缩机主要包括容积型（包括往复式、滚动转子式、滑片式，单、双螺杆式，涡旋式）以及速度型的离心等几种类型。如图5.16所示，数码涡旋式压缩机利用轴向“柔性”密封技术，将定子涡旋盘轴向活动范围精密调整，并在压缩机吸气口增设一连通管，与定子轴向浮动密封处的中间压力室相通，当电磁阀打开时，中间压力室内压力释放，压缩腔室内压力大于定子上端面压力，压缩机定子轴向上移一间隙，由于高低压腔室的连通，实现卸载。当电磁阀关闭，排气压力及中间压力又将定子下压，实现密封并上载。压缩机在电磁阀控制电源的作用下，可自由地调节开启-关闭的比例，实现“0-1”输出，即为“数码涡旋压缩机”。数码涡旋压缩机电磁阀能承受4000多万次开-关动作的寿命，卸载周期最短可在30s内完成。变动负载时间可达“无级调节”，并节省了变频器成本与变频器的电耗损失，减少了电源高次电磁谐波的干扰，扩大了压缩机的运行工况范围。对于多台蒸发器并联运行的制冷系统，数码涡旋压缩机由于其抗“湿压缩”能力，更可得到可靠的应用。4. 空调器节流元件有哪几种？根据图5.45分析减速型电动式电子膨胀阀的工作原理。空调器节流元件有毛细管、热力膨胀阀、电子膨胀阀、三种。现以调节蒸发器出口处制冷剂的过热度为例，说明电子膨胀阀的应用。为了获得调节信号，在蒸发器的两相区域段管外和蒸发器出口处管各贴有热敏电阻一片，图5.47中的t1w表示蒸发器出口处管壁温度；t2w表示蒸发器两相区管壁温度；(t6-t2) 表示蒸发气器出口处制冷剂的过热度。由于管壁热阻很小，故热敏电阻感受的温度即该两处制冷剂的温度。两电阻片反映的温度之差，即制冷剂的过热度。这样测定过热度方法，远比热力膨胀阀测得的过热度准确。实际上，热力膨胀阀是无法检测真实过热度的，它只是通过调节弹簧的紧力，设定给定蒸发温度时的表态过热度。在启动和负荷空变时，实际蒸发温度偏离给定蒸发温度，从而影响了热力膨胀阀的正确工作。热力膨胀阀的静态过热度设定较小时，甚至会产生蒸发器出口处制冷剂不 能完全蒸发的情况，影响系统可靠运转。按图5.47，用两片热敏电阻测得的制冷剂过热度输入控制电路中，按规定的程度转换成脉冲信号后，控制阀针的运动。5. 根据图5.62说明四通换相阀结构，并分析热泵型空调工作原理。 电磁四通换向阀工作原理如图5.62所示。当空调器的冷热换向开关扳向制冷时，换向阀中的电磁阀线圈断电，衔铁左移，左阀孔打开，毛细管a与b接通，而c管堵住。由于换向阀上的4号管与压缩机排气管相连接，阀体内腔除被滑块盖住部分外，均充满高压气体，而高压气体通过活塞上的小孔向左右两端的空腔充气。又由于毛细管c被堵不不通，因而右活塞右端空腔内充满高压气体，而毛细管a和b能过2号管与压缩机吸气管（低压侧）相通，使左活塞左端空腔内的气体不断被压缩机吸走，形成低气压区。这就是说，换向阀左右活塞两端的空腔内形成一个自右向左的压力差，从而将滑块推向左侧，使1号管和2号管靠滑块而接通，这时，室内侧的热交换器就变成蒸发器，液态制冷刘在蒸发器内吸热汽化，起制冷作用。将空调器冷热换向开关扳向制热挡，则电磁阀的线圈通电，衔铁右移，毛细管b和c接通，a管堵住。这时换向阀滑块右移，2号管和3号管接通，室内侧的热交器就变成冷凝器，气态制冷剂在冷凝器内液化放热，达到制热的目的。图中换向阀处于制热工况位置。6. 什么是变频控制技术，简述变频空调器特点及工作原理。 从电工基础知识中，我们知道，电动机的转速与电源频率成正比，与磁极对数成反比，欲改变电动机的转速，只需改变电源频率或电动机磁极对数即可。变频式空调器的工作原理是通过改变压缩机电动机的电源频率来达到调节压缩机电动的速度，从而控制空调器制冷量（或制热量）。变频器的构成如图5.67所示。当室内空调负荷加大时，压缩机转速在微电脑控制下加快，制冷量（或制热量）也相应的增加；室内空调负荷减小时，压缩机的转速在微电脑控制下则按比例减小。变频式空调器具有高效、节能、启动运转灵活、故障判断自动化等特点。这种空调器可以节省电能20%30%,电源输出频率范围为30125hz时，压缩机的转速在18007500r/min范围内变化。7. 空调器电气控制系统由哪几部分构成？它们各自的作用如何？ 空调器的电气控制系统电机、继电器、温控器、电容器、熔断器及开关、导线和电子元器件等组成，用以控制、调节空调器的运行状态，保护空调器的安全运行。空调器中的压缩机、风扇等器件用电机驱动，空调器的热交换器用风扇送风，以增强热交换效果。温度控制器（简称温控器）。空调器中的温度控制器可对房间的温度进行自动控制，使空调器房间的温度保持在某一个范围内。8. 简述空调器室内外空气循环的工作原理。 离心风机装在蒸发器内侧，构成室内空气循环系统，如图5.52所示。室内空气通过过滤网去尘，吸向离心风机，经蒸发器冷却后，再由风机的扇叶将冷气由风道送往室内。离心风机一般由工作叶轮、螺旋形涡壳、轴承座组成，其结构像理发馆使用的吹风机。由电动风机叶轮，当叶轮在涡壳中旋转时，叶片之间吸入气体，在离心力的作用下，气体抛向叶轮周围，体积压缩、密度增加，产生静压力；同时加大气流速度，产生动压（即提高了动能），使气体由风机口。在此情况下，叶轮中心部分形成低压空间，空气不断吸入，形成空气进、出的不断循环。空调器中使用的离心风机，希望噪声低，因此选低转速的，一般为500600r/min。往室内送气的出风栅可以调节出风方向，制冷时调至向上倾斜，制热时调至向下倾斜，以利于空气冷沉、热升的自然对流。由图5.52可知，轴流风机装在冷凝器内侧，构成室外空气循环系统。室外空气从空调器两侧百叶窗吸入，经轴流风机吹向冷凝器，携带冷凝器的热量室外。轴流风机由几个扇叶和轮筒组成，其结构像生活中的排风扇。空气轴向流动，噪声小，风量大。由于夏季室外温度较高，进入冷凝器的气温高，因而空调器中大多采用压头低、流量的轴流风机。风道用铝制薄板构成，与离心风机连在一起，使风机排出的冷空气通过风通方向排往室内。为了使室内更新空气，在风道一端开有一扇小门，污浊空气由此排出；为了给轴流风机补风，又在风道的另一侧设有进风口，从外界补入新鲜空气。由于进来的是室外新鲜空气，排出的是室内混浊的空气，所以会损失一定的制冷量。习题 61. 什么叫户用中央空调？它与房间空调、中央空调比较有什么特点？户用中央空调又可称户式中央空调、家用中央空调，它是介于传统中央空调和家用房间空调器两者之间的一个新领域。户用中央空调的制冷量范围大致在7-80kw，或更大些，相应的可供单元住房面积80-600cm2，或更大面积的别墅公寓、复式公寓、小型办公楼等使用。多个家用中央空调系统的组合可供更大空调面积使用。户用中央空调兼具有中央空调和房间空调器两者的优点。与传统的中央空调相比，省却了专用机房，同时管路安排及调试简单。对房产开发商而言，空调系统不必一次到位，初投资少，风险降低，又不失楼盘档次；对住户来说，既能充分享受中央空调的舒适性，又机动活，可合理承担开支，而且在进行室内装潢设计及空调布置时可尽显个性。与传统的房间空调器相比，有些机组可引入新风，改善室内空气品质，免除“空调病”的烦恼；也可通过风管向厨房、卫生间送风，居室内空气分布更为合理，温度均匀，波动小，舒适感好；利用室内吊顶装潢能使室内机方便地安置在天花板内，并融入整个装潢效果中；能大大改善因采用多台分体房间空调器所造成的室外机太多，而影响建筑物外观及造成不安全隐患；可免除传统分体机的制冷剂的连接管暴露并悬挂在室内半空中的不雅观等问题。户用中央空调作为一个小型化的独立系统，能耗在大型机组与传统的房间空调器之间，在制冷方式、机组结构、处理空气方法上基本与大型中央空调类似，实现建筑与空调的和谐、提高居室的舒适性。2. 户用中央空调分哪几种？简述风管式、冷热水式和vrv式户用中央空调结构特点。 1.按空调的输送介质分类户用中央空调冷热负荷的输送介质主要有三种：空气、水及制冷剂。可将户用中央空调分为风机盘管系统、冷热水系统、制冷剂系统。这是户用中央空调最主要的分类方式。（1）风管系统风机盘管系统是以空气为输送介质，其原理与大型全空气中央空调系统的原理基本相同。它利用主机集中产生的冷热量，将从室内的回风（或回风新风的混合）集中进行空气处理，如冷却、加热、加湿、去湿、净化等，再送入室内。根据室内机组和室外机组的布置，户用中央空调的风机盘管系统可分为两类：分体式分管系统和整体式风机盘管系统。1）分体式风管系统此系统也称风冷管道型空调机，其空调容量大致为12-80kw，采用三相电源。它是由室外机、室内机组成，安装时两者由制冷剂铜管连接，属于直接蒸发式系统。图61所示为具有新风的分体式风机盘管系统安装示意图，空气在室内机处理后直接由风机盘管输送到各个空调区，无冷热水系统，无末端装置的运动件，这可显著减少维修工作量。室外机有单冷型和热泵型两种，可采用模块化设计。室内是一个简单的空气处理箱，采用高低噪声离心风机，机外余压（80250pa）以供连接风机盘管并在房间内合理组织气流。如果空气处理箱后配置静压箱，能更好地满足各种送风条件和建筑结构的要求，也可方便引入新风，提高室内空气品质。由于采用送风机盘管道，风机盘管横断面有一定尺寸，故对建筑物有一定的要求。随着室内机的超薄型设计和冷凝水排水泵的使用，该机组的市场前景会更加宽广。还有一种暗装吊顶形式的分体式风机盘管系统，其空调容量范围更小些（312kw），电源有单相及三相，更适用于较小面积的居室。机组具有热泵功能并配有辅助电加热，用风送风，也可引入新风，具有中央空调的功能。2）整体式风管系统（图62）其室外机包括压缩机、冷凝器、蒸发器、离心风机、轴流风机、热力膨胀阀、换向阀、除霜控制器等。室内机只有风机盘管和风口，室内环境无机械噪声。安装时只须将室外机的出风口和回风口同室内风机盘管连接即可。此类机组大多安装在屋顶，称为屋顶式空调机；也可安装在墙边或窗外。同时，室外机配有新风进口，可调节室内空气品质。相对于其他家用中央空调，风机盘管式系统的特点是初投资较小，便于引入新风，改善室内的空气品质；但风机盘管式系统的空气输配系统所占用的建筑物空间较大，还应考虑管穿越墙体问题。（2）冷热水系统其系统如图63所示，输送介质通常为水，也有用乙二醇溶液的，空调容量范围在740kw。它通过室外主机产生空调冷热水，由管路系统输送到室内的各末端装置，在末端装置处冷热水与室内进行热量交换，产生冷热风，从而消除房间空调负荷。它是一种集中产生冷热量，但分散处理各房间负荷的空调系统型式。该系统的室内末端装置风机盘管。目前风机盘管一般均可以调节其风机的转速（或通过旁通阀调节经过盘管的水量），从而调节送入室内的冷热量，因此该系统可以对每个空调房间进行单独调节，满足各个房间不同的空调需求，同时其节能性能也较好。此外，由于冷热水机组的输配系统所点的空间较小，因此一般不爱建筑物层高的限制。但此种系统一般难以引是新风，因此对于通常密闭的空调房间而言，其舒适性较差。（3）制冷剂系统也称多联式空调系统，输送介质为制冷剂，采用制冷剂变流量（variable refrigerant volume）技术。它是由家用分体空调发展而来，其系统原理如图64所示。