注册公用设备工程师考试复习制冷部分-石文星

1、2022-3-51全国勘察设计注册公用设备工程师全国勘察设计注册公用设备工程师考试复习考试复习“制冷技术制冷技术”部分部分清华大学 石文星2022年3月5日2022-3-52“制冷技术制冷技术”的复习安排的复习安排明确考试大纲的内容明确考试大纲的内容根据考试大纲要求进行复习根据考试大纲要求进行复习模拟题分析模拟题分析2022-3-53一、考试大纲及其说明一、考试大纲及其说明考试大纲的内容考试大纲的内容注意事项注意事项2022-3-5清华大学建筑学院建筑技术科学系4考试大纲考试大纲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择以及CF

2、C、HCFC的限制与替代的限制与替代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术性能参数；掌握各类冷水机组、热泵机组的选择计算方法和正确取值法和正确取值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燃型溴化锂吸收式机组的组成和性能2022-3-5清华大学建筑学院建筑技术科学系5考试大纲考试大纲5.4 了解

3、蒸气压缩式制冷系统的组成、制冷剂管路设计基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、系统组成以及设置了解蓄冷蓄热的基本原理、类型、系统组成以及设置原则原则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掌握冷藏库制冷系统的组成、设备选择

4、与制冷剂管路系统设计；熟悉装配式冷藏库的选择和计算系统设计；熟悉装配式冷藏库的选择和计算2022-3-5清华大学建筑学院建筑技术科学系6注意事项注意事项注意考试大纲中对各知识点的熟悉程度要求注意考试大纲中对各知识点的熟悉程度要求了解了解：基本层面：基本层面熟悉熟悉：中间层面中间层面掌握掌握：最高层面最高层面“熟悉熟悉”和和“掌握掌握”所没有太大的区别，是出题重点，必须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各学科的综合应用

5、注意理论联系实际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2022-3-57二、大纲内容的复习二、大纲内容的复习 5.1 制冷循环与制冷剂制冷循环与制冷剂 5.2 蒸气压缩式制冷热泵机组蒸气压缩式制冷热泵机组 5.3 溴化锂吸收式制冷机组溴化锂吸收式制冷机组 5.4 蒸气压缩式制冷系统蒸气压缩式制冷系统 5.5 蓄冷蓄热空调系统蓄冷蓄热空调系统 5.6、5.7 冷库设计基础冷库设计基础2022-3-585.1 制冷循环与制冷剂制冷循环与制冷剂2022-3-5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空

6、调领域的制冷技术原理制冷技术：制冷技术：普通制冷：高于普通制冷：高于120深度制冷：深度制冷：12020K低温和超低温：低温和超低温：20K以下以下食品冷藏和空调用制冷技术属于普冷范围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液体气化制冷法蒸气压缩式制冷蒸气压缩式制冷吸收式制冷吸收式制冷 清华大学建筑学院建筑技术科学系10理想制冷循环理想制冷循环气体的逆卡诺制冷循环气体的逆卡诺制冷循环理想过程的极限理想过程的极限 热 汇 热 源制冷机Qe.Qc.PSadi Nicolas Lonard Carnot1796-18322022-3-5清华大学建筑学院建筑技术科学系11最大制冷系数最大制冷

7、系数逆卡诺循环的制冷系数逆卡诺循环的制冷系数最大最大000TTTwqkc蒸发器压缩机膨胀机1432QcQe冷凝器200200TTTTTTTTkkckkc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2022-3-5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蒸气压缩式制冷与吸收式制冷吸收剂环路吸收剂环路制冷剂环路制冷剂环路可称为：热力压缩机可称为：热力压缩机aaggekcQQQQ0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吸收式制冷机的热力系数热力系数热力系数（相当于制冷系数）（相当于制冷系数）)()(000T

8、TTTTTegeggccegegTTTTTT00max最大最大Tg TegkPaT00P2022-3-5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热力完善度是表征实际制冷循环接近理想循环的程度程度蒸气压缩式：蒸气压缩式：吸收式：吸收式：cmaxccmax 计算制冷效率或热力完善度时，必须：计算制冷效率或热力完善度时，必须： (1)(1)计算实际制冷循环的制冷系数或热力系数计算实际制冷循环的制冷系数或热力系数 (2)(2)计算理想循环的制冷系数或热力系

9、数计算理想循环的制冷系数或热力系数 (3)(3)计算制冷效率或热力完善度计算制冷效率或热力完善度2022-3-5清华大学建筑学院建筑技术科学系15制冷循环演变思想制冷循环演变思想理想循环：逆卡诺循环、劳仑兹循环理想循环：逆卡诺循环、劳仑兹循环两个等温过程两个等温过程两个等压过程两个等压过程循环位于气液两相区循环位于气液两相区理论循环理论循环膨胀机膨胀机膨胀阀膨胀阀湿压缩湿压缩干压缩干压缩无温差传热无温差传热温差传热温差传热循环的改善循环的改善根据不同的目的改善制冷循环根据不同的目的改善制冷循环实际循环：存在各种损失实际循环：存在各种损失TS1234 w=wc-weTkT0q0wewckpkp0

10、TS123wcTkT0q0kpkp0242022-3-5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制冷循环的分析工具lgp-h图图1点、点、2线、线、3区区6等值线等值线分析与计算工具分析与计算工具T-s图图同上同上EnthalpyCompressorCondenserReceiverPressureEvaporatorqkqowc2022-3-5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改善制冷循环的措施高压液体的再冷（过冷）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）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

11、环注意回热不一定能改善制冷循环COP，与制冷剂种类有关，与制冷剂种类有关TS1234wcTkT0q0kpkp023lgph334122q0wcqk2022-3-5清华大学建筑学院建筑技术科学系18改善制冷循环的措施改善制冷循环的措施回收膨胀功回收膨胀功 0 s Tk T0 3 2 1 2 0pkp4 b a b q0 4 we qo wce T q0e qk 1 2 3 4 0 压缩机 膨胀机 冷凝器 蒸发器 气液 分离器 wce we 000ethethceceqqqwww 2022-3-5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改善制冷循环的措施采用非共沸制冷剂采用非共沸制冷剂

12、如如R407c等等在冷凝器和蒸发器在冷凝器和蒸发器中呈现变温冷凝与中呈现变温冷凝与蒸发过程蒸发过程减小传热温差，降减小传热温差，降低不可逆损失低不可逆损失其理想循环是劳仑其理想循环是劳仑兹循环兹循环TSabcdTkmsaqo w=wc-wescqkTom冷冻水冷冻水冷却水冷却水2022-3-5清华大学建筑学院建筑技术科学系20双级压缩制冷循环双级压缩制冷循环在冷库冻结间、速冻机、冰蓄冷制在冷库冻结间、速冻机、冰蓄冷制冷机组、冷水机组等设备中常用冷机组、冷水机组等设备中常用可以获得更低的低温可以获得更低的低温比相同工况下的单级压缩制冷循环比相同工况下的单级压缩制冷循环的制冷系数高、排气温度低的制

13、冷系数高、排气温度低双级压缩制冷循环的形式双级压缩制冷循环的形式一级节流中间完全冷却（氨系统）一级节流中间完全冷却（氨系统）一级节流中间不完全冷却（氟系统）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：二级节流中间不完全冷却（经济器：闪发式蒸气分离器）闪发式蒸气分离器）需要重点掌握其热力计算方法需要重点掌握其热力计算方法例：一级节流中间不完全冷却例：一级节流中间不完全冷却热力计算：质量守恒、能量守恒方热力计算：质量守恒、能量守恒方程是基础程是基础2022-3-5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双级压缩的热力计算冷库设计或其他机组设计时，需要冷库设计或其他机

14、组设计时，需要计算中间温度计算中间温度tm或中间压力或中间压力pmCtttokm36 . 04 . 00一次节流完全中间冷却的双一次节流完全中间冷却的双级压缩制冷循环级压缩制冷循环TsTkT00pkp441Tm253768mp冷却水3冷凝器蒸发器中间冷却器1膨胀阀膨胀阀2458高压级压缩机低压级压缩机7冷冻水如果高、低压级的理论排气量之比已如果高、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知，则需采用试算法确定中间温度tm0pppkm高、低压级质量流量之比的计算高、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以中间冷却器为对象进行计算最简单37255)(hmhmhmhm

15、mhmgdddgd5372hhhhmmdg简化结果为：简化结果为：2022-3-5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带经济器的制冷系统提高设备的提高设备的COP降低压缩机排气温度降低压缩机排气温度应用设备应用设备热泵机组热泵机组冷水机组冷水机组低温机组（如：冰蓄冷机组）低温机组（如：冰蓄冷机组）适用压缩机适用压缩机离心式、涡旋式、螺杆式离心式、涡旋式、螺杆式压缩式压缩式2022-3-5清华大学建筑学院建筑技术科学系23单级压缩单级压缩双级压缩经济器双级压缩经济器 单级压缩过冷器单级压缩过冷器 双级压缩经济器过冷器双级压缩经济器过冷器Two-stage compressor M

16、otor 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 PCondensation ExpansionEvaporatorCompression Enthalpy hPressure PCondensation Expansion C

17、ompression Pressure PPressure PEconomizer Economizer Compression Compression Expansion Expansion Compression Compression Expansion Expansion Condensation Condensation Sub - coolSub - coollgp-h 图原理图理论 COP循环Evaporator Evaporator EvaporatorEvaporatorEvaporatorEnthalpy hEnthalpy hEnthalpy h注：制冷剂为R134a，蒸

18、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各种制冷循环形式的理论 COP 大小大小（离心式冷水机组）（离心式冷水机组）2022-3-5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）改善制冷循环的措施（总结）提高能效比提高能效比COP高压液体的过冷（再冷）高压液体的过冷（再冷）多级压缩多级压缩 双级压缩、经济器双级压缩、经济器回收膨胀功（采用膨胀机）回收膨胀功（采用膨胀机）非共沸制冷剂非共沸制冷剂降低制冷温度降低制冷温度双级压缩双级压缩复叠式复叠式l

19、 【例例】试问改善蒸气压缩式制冷循试问改善蒸气压缩式制冷循环的环的COPCOP的措施有：的措施有：(A)(A)高压液体过冷高压液体过冷(B)(B)采用回热循环采用回热循环(C)(C)采用闪发蒸气分离器采用闪发蒸气分离器(D)(D)采用膨胀机采用膨胀机l 复习手册复习手册p26,p26,题题1616：试问改善蒸气：试问改善蒸气压缩式制冷循环的主要措施有两项，压缩式制冷循环的主要措施有两项，即（即（ ）。）。(A)(A)采用回热循环与多级压缩采用回热循环与多级压缩(B)(B)采用膨胀阀前液态制冷剂再采用膨胀阀前液态制冷剂再冷却与多级压缩冷却与多级压缩(C)(C)加大蒸发器和加大冷凝器加大蒸发器和加

20、大冷凝器(D)(D)加大蒸发器和冷凝器与蒸发加大蒸发器和冷凝器与蒸发器前液态制冷剂再冷却器前液态制冷剂再冷却2022-3-5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制冷剂的性能与选择以及CFC制冷剂的命名方法制冷剂的命名方法无机物：无机物：R7XX氟利昂：氟利昂：RXXX RXXX：XXX90分子简式分子简式 共沸制冷剂：共沸制冷剂：R5XX 非（近）共沸制冷剂：非（近）共沸制冷剂：R4XX 其他有机物：其他有机物：R6XX各种制冷剂的特性各种制冷剂的特性溶油特性：矿物油、合成油（脂类油，如溶油特性：矿物油、合成油（脂类油，如POE油）油）与材料的兼容性：铜、橡胶与材料的兼容性

21、：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（安全性（毒性、燃烧性）与对环境的亲合性（ODP、GWP）l 【例例】下列说法下列说法错误错误的是（的是（ ）。）。(A)R134a(A)R134a的分子简式是的分子简式是C C2 2H H2 2F F4 4；(B)R134a(B)R134a空调系统采用空调系统采用POEPOE冷冻油；冷冻油；(C)(C)氨制冷系统中不能使用紫铜管；氨制冷系统中不能使用紫铜管；(D)(D)我国将在我国将在20302030年完全停止使用年完全停止使用H

22、CFCHCFC。2022-3-5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制冷剂的性能与选择以及CFC制冷剂单位质量制冷量制冷剂单位质量制冷量q0kJ/m3制冷剂单位容积制冷量制冷剂单位容积制冷量qvkJ/m3l 【例例】复习手册复习手册p25,p25,题题1515：一制冷：一制冷系统采用系统采用R134aR134a替代替代R22R22后，其制后，其制冷量为（冷量为（ ）。）。(A)(A)基本不变基本不变(B)(B)有些增大有些增大(C)(C)稍有减小稍有减小(D)(D)大为减小大为减小410hhq14110vhhvqqv制冷剂制冷剂R22R134aR407cR410aR123q

23、vkJ/m32161128422073244169qv,Rxx/qv,R2210.5941.021.500.08t t0 0=-15, =-15, t tk k=-30, SL=5,SH=0=-30, SL=5,SH=0时的时的q qv v2022-3-5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性能与选择载冷剂的种类载冷剂的种类无机盐：无机盐： 水、水、NaCl、CaCl2溶液等溶液等有机物有机物 醇类：乙烯乙二醇、丙二醇等醇类：乙烯乙二醇、丙二醇等各种载冷剂的特性各种载冷剂的特性热物性热物性 密度、黏性、导热系数、比热密度、黏性、导热系数、比热等等物理性质、化学性质物理性

24、质、化学性质 毒性、稳定性、燃烧性、腐蚀毒性、稳定性、燃烧性、腐蚀性性 吸水性、凝固点与浓度的关系吸水性、凝固点与浓度的关系温度温度/浓度浓度/%3020100-20-100溶液区溶液区析冰线析冰线析盐线析盐线固态区固态区合晶点合晶点温度温度/浓度浓度/%3020100-20-100溶液区溶液区析冰线析冰线析盐线析盐线固态区固态区合晶点合晶点温度温度/浓度浓度/%3020100-20-100溶液区溶液区析冰线析冰线析盐线析盐线固态区固态区合晶点合晶点温度温度/浓度浓度/%3020100-20-100溶液区溶液区析冰线析冰线析盐线析盐线固态区固态区合晶点合晶点氯化钠盐水溶液氯化钠盐水溶液-25-

25、20-15-10-5005101520253035浓度()浓度()凝固温度()凝固温度()乙烯乙二醇的凝固点与浓度之间的关系乙烯乙二醇的凝固点与浓度之间的关系l 【例例】下列说法中错误的是（下列说法中错误的是（ ）。）。(A)(A) 水不是一种载冷剂；水不是一种载冷剂；(B)(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：凝固点蒸发温度蒸发温度4 455；闭式蒸发器：凝固点蒸发温度；闭式蒸发器：凝固点蒸发温度8 81010(C)(C)用盐溶液作载冷剂时，需在溶液中加入少量的缓蚀剂（用盐溶液作载冷剂时，需在溶液中加入少量的缓

26、蚀剂（NaOHNaOH、 NaNa2 2CrCr2 2OO7 7），使溶液呈弱碱性），使溶液呈弱碱性(pH(pH略大于略大于7.0)7.0)；(D)(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。冷剂循环流量比水大，卤水泵的扬程大于水泵扬程。2022-3-5285.2 蒸气压缩式制冷热泵机组蒸气压缩式制冷热泵机组2022-3-5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）机组的工作原理蒸气压缩式制冷（热泵）机组的工作原理工作原理工作原理由制冷循环四大基本部件、

27、辅助设备和自控系统等构成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）风的装置制备空调用冷（热）水或冷（热）风的装置2022-3-5清华大学建筑学院建筑技术科学系30压缩式制冷（热泵）机组的心脏压缩式制冷（热泵）机组的心脏单螺杆单螺杆双螺杆双螺杆2022-3-5清华大学建筑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各类压缩机的应用范围及其制冷量大小 资料来源：李连生资料来源：李连生“制冷与空调压缩机的技术现状与发展趋势制冷与空调压缩机的技术现状与发展趋势”1HP10kW转子式转子式离心式离心式螺杆式螺杆式涡旋式涡旋式活塞式活塞式1HP200kW1

28、.5kW15kW5kW70kW100kW1500kW350kW汽车空调汽车空调家用冰箱家用冰箱和冷藏箱和冷藏箱窗式空调窗式空调住宅空调住宅空调器和热泵器和热泵商用制冷商用制冷空调设备空调设备大型中央大型中央空调设备空调设备2022-3-5清华大学建筑学院建筑技术科学系32压缩机的制冷量压缩机的制冷量理论输气量理论输气量Vh（制冷系统中唯一不（制冷系统中唯一不变的量）变的量）单位时间内单位时间内最大最大可吸入体积流量可吸入体积流量表达式与压缩机形式、转速有关表达式与压缩机形式、转速有关如：活塞式压缩机如：活塞式压缩机实际输气量实际输气量VR单位时间内吸入吸气状态下制冷剂的体单位时间内吸入吸气状态

29、下制冷剂的体积流量积流量容积效率容积效率V与压缩机形式、部分负荷程度有关与压缩机形式、部分负荷程度有关ZnSDVh6042hSVVV1085. 094. 0112mVpp2022-3-5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压缩机的制冷量和制热量制冷量制冷量0取决于压缩机取决于压缩机Vh输气系数输气系数V运行工况：运行工况：t0、 tk、SL、SH制热量制热量h包括从环境中取出的热量包括从环境中取出的热量压缩机的输入功率压缩机的输入功率压缩机和管路的保温压缩机和管路的保温)(0crkrhwqmqminreinhPfQP00)(lgph334122vVhVhrqVqvVqm01

30、00q0wcqk2022-3-5清华大学建筑学院建筑技术科学系34压缩机的耗功率压缩机的耗功率理论耗功率理论耗功率Pth绝热压缩绝热压缩k四个效率四个效率指示效率指示效率i 多变指数多变指数m摩擦效率摩擦效率m 指示功率指示功率/轴功率轴功率 运动部件、油泵运动部件、油泵传动效率传动效率d 轴功率轴功率/电机输出功率电机输出功率电机效率电机效率e 电机输出功率电机输出功率/输入功率输入功率电机输入功率电机输入功率PinoutedPP)(12hhmwmPsrcrthinedmithPPlgph33412s22ithiPPeimPPkminoutePPedmithinPPinPP)15. 110.

31、 1 (配用电机2022-3-5清华大学建筑学院建筑技术科学系35压缩机的耗功率压缩机的耗功率固定内容积比压缩机固定内容积比压缩机回转式压缩机回转式压缩机内压缩效率内压缩效率 电机损失电机损失制冷剂泄漏、漏热制冷剂泄漏、漏热压缩机摩擦损失、油泵耗功压缩机摩擦损失、油泵耗功输入功率输入功率Pin轴功率轴功率Pe指示功率指示功率Pi电机效率电机效率e摩擦效率摩擦效率m指示效率指示效率i 传动损失传动损失输出功率输出功率Pout传动效率传动效率d等熵压缩功率等熵压缩功率Pi等熵压缩功率等熵压缩功率Pth 过过/欠压缩损失欠压缩损失有效压缩功率有效压缩功率P内压缩效率内压缩效率pVpkp0(a) 正常

32、压缩正常压缩Vpkp0pid额外功耗额外功耗(b) 欠压缩欠压缩额外功耗额外功耗pVpkp0pid(c) 过压缩过压缩p2022-3-5清华大学建筑学院建筑技术科学系36压缩机的性能系数压缩机的性能系数冷机：制冷冷机：制冷COP0开启式压缩机，计算到开启式压缩机，计算到轴功率轴功率封闭式压缩机，计算到封闭式压缩机，计算到输入功率输入功率热泵：制热热泵：制热COPh开启式压缩机，计算到开启式压缩机，计算到轴功率轴功率封闭式压缩机，计算到封闭式压缩机，计算到输入功率输入功率ePCOP00inPCOP00ehhPCOPinhhPCOP2022-3-5清华大学建筑学院建筑技术科学系37压缩机的工况与性

33、能曲线压缩机的工况与性能曲线压缩机的额定工况（如高温类型涡压缩机的额定工况（如高温类型涡旋式压缩机）旋式压缩机）冷凝温度冷凝温度54.4蒸发温度蒸发温度7.2过冷度过冷度8.3吸气温度吸气温度18.3环境温度环境温度35性能曲线：压缩机的制冷量（制冷性能曲线：压缩机的制冷量（制冷剂流量）、输入功率随蒸发温度和剂流量）、输入功率随蒸发温度和冷凝温度的变化规律冷凝温度的变化规律存在条件存在条件 过冷度过冷度 过热度或吸气温度过热度或吸气温度 环境温度环境温度蒸发温度蒸发温度/ 50100150200250300-25-20-15-10-50503540冷凝温度冷凝温度30制冷量制冷量轴功率轴功率3

34、540冷凝温度冷凝温度302022-3-5清华大学建筑学院建筑技术科学系38冷凝器和蒸发器冷凝器和蒸发器传热计算传热计算传热温差传热温差t、传热面积、传热面积F、传、传热系数热系数K tm ts 肋化系数肋化系数=Fw/Fn 以外表面以外表面为基准的为基准的K以内以内表面为基准的表面为基准的K冷却水量、冷冻水量冷却水量、冷冻水量制冷量、冷凝负荷制冷量、冷凝负荷2)()()()(ln)()(020102010201ttttttttttttttwwswwwwmmeeetFK,0)(210wwpwwttcG 空冷式空冷式 水冷式水冷式mcccktFK,2022-3-5清华大学建筑学院建筑技术科学系3

35、9蒸气压缩式制冷（热泵）机组的分类蒸气压缩式制冷（热泵）机组的分类冷风式冷风式(单冷单冷/热泵热泵)：制取冷风或热风：制取冷风或热风风冷式（空气源）：以室外空气为环境热源风冷式（空气源）：以室外空气为环境热源 房间空调器、单元式空调机（单冷型、热泵型）房间空调器、单元式空调机（单冷型、热泵型） VRF空调机组（单冷型、热泵型、热回收型）空调机组（单冷型、热泵型、热回收型） （调温型）冷冻除湿机（热回收应用）（调温型）冷冻除湿机（热回收应用）水冷式（水源）：以冷却水为环境热源水冷式（水源）：以冷却水为环境热源蒸发冷却式（单冷型）蒸发冷却式（单冷型）冷水式冷水式(单冷单冷/热泵热泵)：制取冷水或热

36、水：制取冷水或热水风冷式（空气源）：风冷式（空气源）： 风冷式冷（热）水机组风冷式冷（热）水机组水冷式（水源）：水冷式（水源）： 水冷式冷水机组、水源热泵、水环热泵（热回收应用）水冷式冷水机组、水源热泵、水环热泵（热回收应用）土壤源（地源）：水平、垂直、螺旋地耦管土壤源（地源）：水平、垂直、螺旋地耦管 土壤源冷水（热泵）机组土壤源冷水（热泵）机组l 要求熟悉各种机组的性能要求熟悉各种机组的性能特点和适用范围：特点和适用范围：性能特点：当采用空气性能特点：当采用空气源时，有结霜问题；采源时，有结霜问题；采用水源时，需深井回灌；用水源时，需深井回灌；采用地源时，需考虑土采用地源时，需考虑土壤热物性

37、问题壤热物性问题适用范围：性能特点决适用范围：性能特点决定了其适用范围；技术定了其适用范围；技术经济分析经济分析2022-3-5清华大学建筑学院建筑技术科学系40蒸气压缩式制冷（热泵）机组的性能参数蒸气压缩式制冷（热泵）机组的性能参数名义制冷量、制热量名义制冷量、制热量制冷、制热的名义（额定）工况条件制冷、制热的名义（额定）工况条件 空气侧、水侧温湿度：空气侧、水侧温湿度： 用户水用户水(12/7、40/45)，冷却水，冷却水(30/35、15/7) 用户风用户风(27/19、20/15)，冷却风，冷却风(35/24、7/6) 污垢系数：污垢系数：0.086m2/kW 电压：电压：220、38

38、0、3000、6000、10000V，50Hz 大气压大气压pa=101kPa名义耗功率：机组消耗的总电功率名义耗功率：机组消耗的总电功率名义工况性能系数：制冷（热）名义工况性能系数：制冷（热）能效能效(COP0)等级标准（等级标准（2005年年3月月1日实施，日实施，5级达标，级达标，2级节能）级节能）冷（热）水侧、冷却水侧压力损失：水侧阻力冷（热）水侧、冷却水侧压力损失：水侧阻力?kPa部分负荷性能部分负荷性能25/50/75/100%额定能力时性能曲线额定能力时性能曲线(COP、Pin)条件：冷却水进口温度条件：冷却水进口温度=A能力百分数能力百分数B（）；其他条件：流量，等）；其他条件

39、：流量，等变工况性能变工况性能某工况条件变化时，机组能力、消耗功率随之变化的性能表或曲线图某工况条件变化时，机组能力、消耗功率随之变化的性能表或曲线图2022-3-5清华大学建筑学院建筑技术科学系41各种机组的性能特点各种机组的性能特点【例例】下列选项中下列选项中错误错误的有：的有：在风冷式冷水机组的性能系数在风冷式冷水机组的性能系数COP0测试中，其消耗电功率包括压缩测试中，其消耗电功率包括压缩机、室外换热器风机、电控系统的耗功量机、室外换热器风机、电控系统的耗功量在水冷式冷水机组的性能系数在水冷式冷水机组的性能系数COP0测试中，其消耗电功率包括压缩测试中，其消耗电功率包括压缩机、冷却水与

40、冷冻水泵和电控系统的耗功量机、冷却水与冷冻水泵和电控系统的耗功量模块式冷水机组是由模块化的小型单元机组并联而成，每个模块单模块式冷水机组是由模块化的小型单元机组并联而成，每个模块单元包括完整的制冷系统和电控系统元包括完整的制冷系统和电控系统VRV （多联机）系统是直接蒸发式空调系统，通常采用一台变频（多联机）系统是直接蒸发式空调系统，通常采用一台变频（或变容）压缩机与多台定速压缩机实现系统变容调节，其安装质（或变容）压缩机与多台定速压缩机实现系统变容调节，其安装质量要求非常严格量要求非常严格采用水源热泵机组时，应根据水源的水质情况采用（板换隔离的）采用水源热泵机组时，应根据水源的水质情况采用（

41、板换隔离的）间接供水方式；采用地下水时应完全回灌且不污染地下水间接供水方式；采用地下水时应完全回灌且不污染地下水水环热泵系统包括：室内水源热泵机组、水循环环路和辅助设备水环热泵系统包括：室内水源热泵机组、水循环环路和辅助设备（冷却塔、加热设备、换热器和水泵）。（冷却塔、加热设备、换热器和水泵）。2022-3-5清华大学建筑学院建筑技术科学系42各种机组的性能特点各种机组的性能特点【例例】关于风冷热泵冷热水机组性能的下列说法关于风冷热泵冷热水机组性能的下列说法错误错误的有：的有：室外温度降低时，其室外温度降低时，其COP0会增加，会增加，COPh会降低会降低一台热泵型冷（热）水机组的一台热泵型冷

42、（热）水机组的COPhCOP01压缩机的实际耗功率比理论耗功率大的原因是压缩机的实际耗功率比理论耗功率大的原因是 压缩过程并非绝热过程压缩过程并非绝热过程 存在有摩擦损失存在有摩擦损失 电机效率不等于电机效率不等于1 对于皮带轮联接的开启式压缩机，还存在传动损失对于皮带轮联接的开启式压缩机，还存在传动损失涡旋式、螺杆式、滚动转子式、离心式压缩机均属于固定容积比型压涡旋式、螺杆式、滚动转子式、离心式压缩机均属于固定容积比型压缩机，故工况变化后可能出现欠压缩或过压缩现象，导致性能恶化缩机，故工况变化后可能出现欠压缩或过压缩现象，导致性能恶化压缩机的制冷量与工况条件有关，还与压缩机的类型、加工质量有

43、关压缩机的制冷量与工况条件有关，还与压缩机的类型、加工质量有关2022-3-5清华大学建筑学院建筑技术科学系43各种冷水（热泵）机组的特点各种冷水（热泵）机组的特点【例例】关于蒸气压缩式冷水机组能量调节方法正确的是：关于蒸气压缩式冷水机组能量调节方法正确的是：(A)活塞式：卸载顶杆机构活塞式：卸载顶杆机构(B)螺杆式：进口导叶螺杆式：进口导叶(C)离心式：滑阀机构、变频调节、热气旁通离心式：滑阀机构、变频调节、热气旁通(D)涡旋式：变频调节、卸载调节（数码涡旋）涡旋式：变频调节、卸载调节（数码涡旋）(E)滚动转子式：变频调节滚动转子式：变频调节(F)上述机型均可采用启停台数调节上述机型均可采用

44、启停台数调节【例例】带经济器的二次吸气制冷循环可增加制冷量、减少功带经济器的二次吸气制冷循环可增加制冷量、减少功耗和提高制冷系数，试问下列哪种制冷压缩机易于实现该种耗和提高制冷系数，试问下列哪种制冷压缩机易于实现该种制冷循环？制冷循环？(A)离心式压缩机；离心式压缩机；(B)涡旋式压缩机涡旋式压缩机(C)螺杆式压缩机；螺杆式压缩机；(D)活塞式压缩机活塞式压缩机2022-3-5445.3 溴化锂吸收式制冷机组溴化锂吸收式制冷机组2022-3-5清华大学建筑学院建筑技术科学系45溴化锂吸收式制冷原理溴化锂吸收式制冷原理基本原理基本原理液体汽化，利用液体汽化，利用液态制冷剂液态制冷剂在低压低温下在

45、低压低温下汽化汽化以达到制冷目的以达到制冷目的与蒸气压缩式制冷的区别与蒸气压缩式制冷的区别动力动力 压缩式：机械能、电能压缩式：机械能、电能 吸收式：热能（蒸汽、高温水、烟气、直燃）吸收式：热能（蒸汽、高温水、烟气、直燃）工质工质 压缩式：一般为纯物质和多种沸点相近物质构成的混合工质压缩式：一般为纯物质和多种沸点相近物质构成的混合工质 吸收式：两种沸点相差较大的物质构成的二元溶液吸收式：两种沸点相差较大的物质构成的二元溶液 压缩机压缩机 压缩式：蒸气压缩机压缩式：蒸气压缩机 吸收式：热力压缩机（吸收器、溶液泵、发生器）吸收式：热力压缩机（吸收器、溶液泵、发生器）2022-3-5清华大学建筑学院

46、建筑技术科学系46吸收式制冷循环吸收式制冷循环节流装置“热力压缩机”2022-3-5清华大学建筑学院建筑技术科学系47吸收式制冷循环的基本热力计算吸收式制冷循环的基本热力计算吸收式吸收式制冷系统制冷系统kaeTeTg泵T00gPkag0消耗消耗热量热量制冷制冷量量冷凝冷凝负荷负荷1 1冷凝冷凝负荷负荷2 2冷凝负荷冷凝负荷g0热力系数将在将在“模拟题分析模拟题分析”中给出例题中给出例题2022-3-5清华大学建筑学院建筑技术科学系48吸收式制冷的工质对吸收式制冷的工质对LiBr-H2O：用于空调机组：用于空调机组水是制冷剂，水是制冷剂，LiBr沸点沸点1265，水与吸收剂高度分离水与吸收剂高度

47、分离系统高度真空系统高度真空当当LiBr溶液温度降低或浓度增大时，会析出溶液温度降低或浓度增大时，会析出LiBr水合物，水合物，故需防止溶液结晶故需防止溶液结晶LiBr溶液腐蚀金属，需加入缓蚀剂，使溶液腐蚀金属，需加入缓蚀剂，使pH9.510.5H2O-NH3 ：用于制冷机组：用于制冷机组氨是制冷剂，吸收剂与制冷剂沸点接近，需精馏氨是制冷剂，吸收剂与制冷剂沸点接近，需精馏系统压力较高系统压力较高2022-3-5清华大学建筑学院建筑技术科学系49溴化锂吸收式制冷机组溴化锂吸收式制冷机组单效机组单效机组结构特点结构特点 热力压缩机：吸收器、溶液泵、发生器热力压缩机：吸收器、溶液泵、发生器 冷凝器、

48、节流装置、蒸发器冷凝器、节流装置、蒸发器 强化传热措施强化传热措施 蒸发器泵、吸收器泵蒸发器泵、吸收器泵 热交换器、凝水回热器热交换器、凝水回热器热源热源 热水：热水：85150 低压蒸汽：低压蒸汽：0.03 0.15Mpa(G)2022-3-5清华大学建筑学院建筑技术科学系50溴化锂吸收式制冷机组溴化锂吸收式制冷机组双效与多效机组（双效为主）双效与多效机组（双效为主）为何需要采用双效吸收式制冷循环为何需要采用双效吸收式制冷循环 热源温度越高，机组热力系数越大热源温度越高，机组热力系数越大 高温热源致使单效机组中容易出现结晶高温热源致使单效机组中容易出现结晶 高发产生的蒸汽是低发热源，蒸汽凝结

49、热用于机组正循环，效率提高高发产生的蒸汽是低发热源，蒸汽凝结热用于机组正循环，效率提高 冷凝器带走的主要是低发冷剂蒸气的凝结热，冷凝负荷为单效的冷凝器带走的主要是低发冷剂蒸气的凝结热，冷凝负荷为单效的1/2系统形式系统形式 蒸汽型蒸汽型 两个发生器：高发、低发两个发生器：高发、低发 两个热交换器：高温、低温两个热交换器：高温、低温 系统形式：并联流程、串联流程系统形式：并联流程、串联流程 热源：热源：0.40.8Mpa(G)的高压蒸汽的高压蒸汽 直燃型直燃型 除热源形式不同外，其他完全相同除热源形式不同外，其他完全相同2022-3-5清华大学建筑学院建筑技术科学系51溴化锂吸收式制冷机组溴化锂

50、吸收式制冷机组 并联流程双效机组并联流程双效机组 串联流程双效机组串联流程双效机组（性能稳定、调节方便）（性能稳定、调节方便） （热力系数高）（热力系数高）2022-3-5清华大学建筑学院建筑技术科学系52溴化锂吸收式制冷机组溴化锂吸收式制冷机组直燃型冷（热）水机组直燃型冷（热）水机组特点特点 制冷系统的原理与蒸汽型完全相同制冷系统的原理与蒸汽型完全相同 热源：高压发生器为火管锅炉（溴化锂溶液锅炉）热源：高压发生器为火管锅炉（溴化锂溶液锅炉）根据采暖循环方式不同对直燃机分为三类根据采暖循环方式不同对直燃机分为三类 设置和高压发生器相连的热水器设置和高压发生器相连的热水器 将冷却水回路切换成热水

51、回路（最早开发的类型）将冷却水回路切换成热水回路（最早开发的类型） 将冷冻水回路切换成热水回路将冷冻水回路切换成热水回路2022-3-5清华大学建筑学院建筑技术科学系53溴化锂吸收式制冷机组溴化锂吸收式制冷机组各种吸收式机组的性能各种吸收式机组的性能名义工况名义工况单效机组：单效机组： 采用采用85150热水或热水或0.03 0.15 Mpa(G)蒸汽蒸汽 热力系数热力系数0.650.7 性能系数：单位制冷量的蒸汽耗量，单位：性能系数：单位制冷量的蒸汽耗量，单位：kg/(hkW)蒸汽双效机组：蒸汽双效机组： 采用采用140以上的热水或以上的热水或0.40.8Mpa (G)的高压蒸汽，特殊低压双

52、效的高压蒸汽，特殊低压双效机组，蒸汽机组，蒸汽0.25Mpa(G) 1.11.2 性能系数性能系数直燃双效机组：直燃双效机组： 采用燃气和燃油直接燃烧提供热能采用燃气和燃油直接燃烧提供热能 制冷时制冷时COP01.1，制热时，制热时COPh0.9PCOPPCOPghhg002022-3-5清华大学建筑学院建筑技术科学系54溴化锂吸收式制冷机组溴化锂吸收式制冷机组各种吸收式机组的性能各种吸收式机组的性能部分负荷（部分负荷（100%10%）试验条件试验条件 冷冻水出水温度（冷冻水出水温度（7）和流量恒定）和流量恒定 冷却水流量恒定，冷却水进水温度已知（冷却水流量恒定，冷却水进水温度已知（3022线

53、性变化）线性变化） 冷冻水与冷却水侧污垢系数不变：冷冻水与冷却水侧污垢系数不变：0.086m2/kW变工况性能变工况性能 随冷冻水出水温度的升高，制冷量增大、随冷冻水出水温度的升高，制冷量增大、COP0增大增大 随冷却水进水温度的降低，制冷量增大、随冷却水进水温度的降低，制冷量增大、COP0增大增大 2022-3-5清华大学建筑学院建筑技术科学系55溴化锂吸收式制冷机组溴化锂吸收式制冷机组【例例】下列关于溴化锂吸收式冷水机组的选项正确的是：下列关于溴化锂吸收式冷水机组的选项正确的是：冷剂蒸汽和冷剂水的流动损失直接影响机组的性能，故冷剂蒸汽和冷剂水的流动损失直接影响机组的性能，故 将压力相近的设

54、备（容器）放在一个筒体内将压力相近的设备（容器）放在一个筒体内 冷冻水、冷却水、热源水（汽）在换热器管内流动冷冻水、冷却水、热源水（汽）在换热器管内流动需尽量减小冷剂水或溶液的静液柱高度需尽量减小冷剂水或溶液的静液柱高度 100mm水层使蒸发温度上升水层使蒸发温度上升1020，故采用喷淋式蒸发器和吸收器，故采用喷淋式蒸发器和吸收器 发生器内的溶液高度应小于发生器内的溶液高度应小于300350mm采用调节热源流量和稀溶液循环量方式来调节机组容量采用调节热源流量和稀溶液循环量方式来调节机组容量抽气装置是为了保证系统高度真空，还可用于系统抽空、试漏、充液抽气装置是为了保证系统高度真空，还可用于系统抽

55、空、试漏、充液在机组长期停运时，也必须保证系统内高度真空在机组长期停运时，也必须保证系统内高度真空出现机组制冷量衰减的主要原因是：出现机组制冷量衰减的主要原因是： 真空度不高、喷淋系统堵塞、传热管结垢严重、溶液稀释或冷剂水污染真空度不高、喷淋系统堵塞、传热管结垢严重、溶液稀释或冷剂水污染为提高系统性能，热源温度越高越好、冷却水温越低越好为提高系统性能，热源温度越高越好、冷却水温越低越好2022-3-556冷水（热泵）机组的选择冷水（热泵）机组的选择掌握各种冷水（热泵）机组的选择计算方掌握各种冷水（热泵）机组的选择计算方法和正确取值法和正确取值2022-3-5清华大学建筑学院建筑技术科学系57各

56、种压缩机构成的制冷机组的特点各种压缩机构成的制冷机组的特点吸收式吸收式离心式离心式涡旋式涡旋式螺杆式螺杆式活塞式活塞式类类 型型单机容量大，只有泵噪声，运行费用较低；特别是直燃机，热效率高，单机容量大，只有泵噪声，运行费用较低；特别是直燃机，热效率高，燃料损耗小，安全性高，占地面积小，特别适合于燃料损耗小，安全性高，占地面积小，特别适合于BCHP（热电冷三（热电冷三联供系统）联供系统）性能系数高，制冷量大，单位功率机组的重量轻，体积小，易于实现性能系数高，制冷量大，单位功率机组的重量轻，体积小，易于实现多级压缩与节流，自动化程度高，宜用于多级压缩与节流，自动化程度高，宜用于580KW以上的大中

57、型空调以上的大中型空调系统，特别适合于高层建筑空调系统和区域供冷系统系统，特别适合于高层建筑空调系统和区域供冷系统无排气阀损失，转动力矩小，噪声低，振动小，可靠性高，具有优良无排气阀损失，转动力矩小，噪声低，振动小，可靠性高，具有优良的制冷、供热特性，在同等容量范围内属高性能设备的制冷、供热特性，在同等容量范围内属高性能设备结构紧凑，允许压缩比高，容积效率高，操作维护方便，在部分负荷结构紧凑，允许压缩比高，容积效率高，操作维护方便，在部分负荷时比离心机组少，也不会发生喘振，但噪声大；宜用于时比离心机组少，也不会发生喘振，但噪声大；宜用于350KW以上以上的大中型空调系统或风冷热泵系统的大中型空

58、调系统或风冷热泵系统适用于多种制冷剂，制造容易，价格较低，宜用于单机容量小于适用于多种制冷剂，制造容易，价格较低，宜用于单机容量小于580KW的空调系统，或小于的空调系统，或小于50KW的风冷热泵系统的风冷热泵系统特特 点点2022-3-5清华大学建筑学院建筑技术科学系58各种冷水（热泵）机组的选择计算各种冷水（热泵）机组的选择计算根据根据GB50019-2003采暖通分与空气调节设计规范采暖通分与空气调节设计规范7.1“一般规定一般规定”进行综合论证整体的能源方案进行综合论证整体的能源方案电动压缩式机组的总装机容量，应按此规范计算的冷负荷选定，不电动压缩式机组的总装机容量，应按此规范计算的冷

59、负荷选定，不另作附加另作附加选择电动压缩式机组时，其制冷剂必须符合有关环保要求，采用过选择电动压缩式机组时，其制冷剂必须符合有关环保要求，采用过渡制冷剂时，其使用年限不得超过中国禁用时间表的规定渡制冷剂时，其使用年限不得超过中国禁用时间表的规定电动压缩式机组台数应根据空调负荷规律和机组部分负荷特性选用，电动压缩式机组台数应根据空调负荷规律和机组部分负荷特性选用，一般不宜少于两台；当采用一台时，应选用调节性能良好机型一般不宜少于两台；当采用一台时，应选用调节性能良好机型根据单机容量范围，经过性价比分析确定机型根据单机容量范围，经过性价比分析确定机型根据样本数据初选机组，实际制冷量等需根据当地空调

60、计算根据样本数据初选机组，实际制冷量等需根据当地空调计算温度进行修正温度进行修正风冷热泵机组的制热量应根据空调计算温度修正系数风冷热泵机组的制热量应根据空调计算温度修正系数K1(厂厂家提供家提供)和融霜修正系数和融霜修正系数K2(1次次/h:0.9、2次次/h:0.8)修正修正Q=K1K2q（q为额定制热能力）为额定制热能力）2022-3-5清华大学建筑学院建筑技术科学系59各种制冷机组的单机容量范围各种制冷机组的单机容量范围(KW/台台)类类 型型R22R123R134aNH3LiBr宜选用的单宜选用的单机容量范围机容量范围涡旋式涡旋式活塞式活塞式螺杆式螺杆式离心式离心式吸收式吸收式2022