空气调节用制冷技术部分课后题及答案.docx

空调制冷部分习题答案（第四版）1、苯R22制冷循环，其蒸发温度0，冷凝温度为35，膨胀阀前的液体温度为30，压缩机吸入干饱和蒸气，试计算该理论循环的制冷系数th及制冷效率R解：由压焓图查得：h1=405KJkgh2=430KJkgh3=h4=235KJkgeg:p32410h制冷系数eth=h1-h4h2-h1=405-235430-405=6.8ec=T0TK-T0=273+035-0=7.8制冷效率hR=ethe=6.87.8=0.871.2一台采用R22制冷剂的热泵型房间空调器，其额定制热工况下的蒸发制温度为3，其冷凝温度为50，再冷度和过热度公别为3和5，当额定制热量为2800W，压缩机的总效率（hihmhdhe）和容积效率（hv）分别为0.7和0.9时，请问需选用多大的理论输气量Vh的压缩机？其制热COP是多少？解:根据压焓图可知:PK=2MPa0P=0.55MPav1=0.0435m3kgh1=410KJh2=445KJkgkgr1=23kgm3h3=h4=260KJkg制冷剂质量流量MR=fKqr=2.8h2-h3=2.8185=0.0151kgs制冷剂体积流量VR=MRV1=0.01510.0435=0.00066ms3理论输气量Vh=VRhv=0.000660.9=0.000733m3sQ压缩机总效率hihmhdhe=0.7,取hd=1则hihmhe=0.7又Q压缩机理论耗功率Pth=MR(h2-h1)=0.0151(445-410)=0.529kw理论制热系数mth=fkPth=2.80.529=5.293低压级压缩机的实际输气量各为多少ms？COP=hihmhemth=0.75.293=3.711.6如图所示的R22G一级节流、中间不完全冷却双级压缩式制冷循环中，其冷凝温度为35，蒸发温度-38，膨胀阀2前的液体温度为30，膨胀1前的液体温度为0，低压级压缩机的吸气过热度为5。（1）请画出如图所示制冷系统的压焓图；（2）中间压力取多少较为适宜；（3）欲获得10Rt（冷吨，1Rt3.86kW）的制冷量，请问高、3（4）该制冷循环的理论耗功率为多少kW？解：（1）压焓图：表P0=0.115MPaPk=1.36MPa0（2）中间压力Pm=PPk=0.1151.36=0.395MPa（3）中冷器热平衡Mrc=(h5-h7)=Mrb(h9-h6),F0Mrc=h1-h8Mrb=h5-h7h9-h6Mrch-h7QMrH=Mrb+Mrc=Mrc(1+h5-h7h9-h6)=f0h1-h8(1+5h9-h6)实际输气量分别为Vrl=Mrcn1VrH=MrHn3状态9与状态2混和得到总3，Mrlh2+Mrbh9=(Mrl+Mrb)h3（4）理论耗功率：Pthl=Mrl(h2-h1)PthH=MrH(h4-h3)3.1在单级蒸气压缩制冷系统中，忽略冷凝器和蒸发器的沿程阻力和局部阻力，已知：压缩机的电机频率为50Hz时的理论输气量Vh=0.1m3s，容积效率hv=0.8,压缩过程的指示效率hi=0.9且hmhdhe=0.85;其它条件如图所示（图中12s与56s为等熵压缩过程）。计算回答下列问题：（1）忽略蒸发器至压缩机之间的吸气管阻力，其制冷循环为12341。计算该系统的制冷量f01、电机输入功率Pin1、制冷系数e1。（2）考虑蒸发器至压缩机之间的吸气管阻力，其制冷循环变为563415，设压缩机容积效率，指示效率以及电机及其传动过程的综合效率不变，请问此时该系统的制冷量f02，电机输入功率Pin2以及制冷系数e2又各为多少？（3）设压缩机的理论输气量正比于电机频率，欲使f01=f02，请问此时电机运行频率应调整为多少？解：（1制冷量f01=Vnhvv1q0=0.10.80.08(h1-h4)=0.10.80.08(530-360)=170kW电机输入功率Pin1=Pth1hihmhdhe=Mrh(h2s-h1)0.850.9=1(570-530)0.850.9=52.29kW制冷系数e1=f01Pin1=17052.29=3.25Vhv(h1-h4)=(530-360)=136kg/s（2制冷量j02=Vnhvv5q0=nv50.10.80.1=0.8kg/sMR2=j02h1-h4136530-360电机输入功率Pin2=Pth2hihmhdhe=MR2(h6s-h5)hihmhdhe=0.8(585-530)0.850.957.52kW制冷系数e2=f02Pin2=13657.52=2.36（31理论输气量正比于电机效率f、则制冷量正比于f、则f150=170136f1=17013650=62.5Hzf01=f02、则2Vh2hvv5(h1-h4)=170Vh2=0.125m3/s1700.10.8(530-360)f250=0.1250.1f2=62.5Hz第三章3-3项目蒸发器1蒸发器2制冷量f07kw14kw蒸发温度t0/蒸发压力p00C/1.352MPa-20C/0.2453MPa过热度SH8C3C冷凝温度tk/冷凝压力pk35C/1.352MPa再冷度SL5C一台R22半封闭压缩机和两台蒸发器（蒸发温度不同）构成的制冷装置原理如下图所示。如果忽略管道的压力损失和热损失，压缩机的摩擦效率hm=0.90、电机效率为he=0.80，容积效率hv和指示效率hi遗迹其他已知条件如下表所示。（1）、请将该装置的制冷循环表示在lgp-h图上（要求各状态点与原图一一对应）；（2）、计算该制冷装置所采用压缩机的理论输气量nh（m3/s）；（3）、压缩机的输入功率pin(kw)以及制冷系数cop各为多少？（4）、如果采用两台独立制冷装置向不同蒸发温度区域供冷，各已知条件均与图中相同，请计算这两台置的制冷系数cop1、cop2和总耗电量pm(kw)；（5）、根据上述计算结果，分析两类技术方案（第一类采用蒸发压力调节阀制冷装置，第二类采用两台制冷装置）的特点。压缩机容积效率hvhv=0.844-0.0245（pk/p0）压缩机指示效率hihi=0.948-0.0513（pk/p0）21冷凝器贮液器压缩机3456膨胀阀1蒸发压力调气阀蒸发器17膨胀阀2蒸发器289单向阀（1）、压焓图如下图所示，可得个状态点参数：f017Mr1=0.038kg/sh3=h4=h7=235kJ/kgh5=h6=411kJ/kgh8=h9=400kJ/kgh5-h4420-235=0.085kg/sMr2=f02h8-h714400-235h1=406kJ/kg691状态点是与状态点的混合状态点。Mr1h6+Mr2h9=(Mr1+Mr2)h1Mr1h6+Mr2h90.038420+0.085400Mr1+Mr20.038+0.085则在lgp-h图上涨到状态点1，查得r1=10kg/m3,则n1=0.1m3/kg;h2=451kJ/kg(2)、制冷剂的体积流量为：vr=0.0123mhr=0.844-0.0245=0.71Mn+Mr20.038+0.085r1101.3520.24533s压缩及理论输气量Vn=r=vhr0.01230.71=0.0173m3s（3）、有公式（1-29）得：压缩机的电动机输入功率pin=pthhihmhdhekw；取hd=1pin=11.48kwf7+14pth=Mr(h2-h1)=(0.038+0.085)(451-406)=5.54kwhi=0.948-0.0513(1.352/0.2453)=0.675.540.670.900.80制冷系数cop=0=1.83pin11.48（4）、档采用两台独立制冷装置时：h3=h4=235kJ/kg;h5=420kJ/kgh2=435kJ/kg;r5=20kg/m3=0.038kg/sMr1=f01h5-h47420-235pin1=0.98kwpth=Mr1(h2-h5)=0.038(435-420)=0.57kwhi=0.948-0.0513(1.352/0.498)=0.81pth0.57hihmhdhe0.810.900.80=7.1cop1=f01pin170.98蒸发器1蒸发器2h3=h7=235kJ/kg;h8=h9=400kJ/kgh2=445kJ/kg;r8=11kg/m3=0.085kg/sMr2=f01h8-h714400-235pin2=7.94kwpth=Mr2(h2-h8)=0.085(445-400)=3.83kwhi=0.948-0.0513(1.3520.2453)=0.67pth3.83hmhihdhe0.800.670.90=1.76cop2=f02pin2147.94总耗电量：p总=pin1+pin2=0.98+7.94=8.92kw（5）、第一类采用蒸发压力调节阀制冷装置的总耗电量比第二类采用两台制冷装置的高，性能系数比第二类蒸发器2的性能系数高些，但比蒸发器1的性能系数低很多。第四章4-4有一将15的水冷却到7的蒸发皿，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才能保证水的温度为7，请问蒸发皿的传热系数降低了多少？解：=12ln1020=02=1212=112ln155ln5=4.97=157175=8ln150=157270=8ln157=10.501=1210.5=52.7%121=112=10.54.97蒸发皿的传热系数降低了52.7%第八章：8-3某空调冷却水系统采用开式逆流式冷却塔，如图所示，正常运行时，冷却塔水盘水面标高为35m，水泵安装标高为0.02，系统中冷却塔的供水管路，附件及制冷机组的水流阻力=142，回水管路及附件水流阻力=62，冷却塔进塔水压要求为=52，忽略集水盘水面至C点的水流阻力。问：1）冷却塔水