制冷技术最新进展总结

制冷技术最新进展考试时间：第十七周周一，第三、四节填空、简答、问答第一章制冷工质的分类：（1）按化学成分分为---无机物（He、NH3、H2O、CO2）、氟利昂（R22、R134a、R407C、R410a）、烷烃类（R290、R600a）；（2）按组成分为---单一组分（CO2、R22、R600a）、混合工质，其中混合工质又分为共沸工质（R502、R507）和非共沸工质（R407C、R410a）制冷工质的命名：1）无机化合物：R7（XX） XX一分子量的整数部分2）氟利昂和烷烃类 烷烃类分子通式：CmH2m+2 氟利昂分子通式：CmHnFxClyBrz简写符号： R（m-1）（n+1）（x）B（z） n+x+y+z=2m+2 数值为零时省去不写同分异构体在其最后加小写英文字母3）非共沸混合制冷工质：R4（XX） XX—命名的先后顺序号，从00开始。共沸混合制冷工质：R5（XX） XX—命名的先后顺序号，从00开始氟利昂对大气的危害：1对臭氧层的破坏和耗损2温室效应4.ODP与GWP：ODP——臭氧层消耗指数（OzoneDepletionPotential）—相对于R11GWP：全球变暖潜能值（GlobalWarmingPotential）-相对于CO25.制冷工质的替代路线：1采用HFCs制冷剂替代；2采用天然工质替代6采用天然工质替代的理由：1、HFC物质的GWP太高，已列入《京都议定书》温室气体清单2、HFC物质还可能有不可预测的后果3、全球性环保问题比只有局域性伤害的可燃性更严重4、小型制冷设备（冰箱）HC的泄漏量很少5、相信21世纪将是天然工质的世纪6、在小型的家用冰箱类制冷设备中，可使用HC7、大中型制冷空调设备，在没有证据表明其安全可靠时，拒绝使用HC，一般使用HFC及混合物、HCFC及混合物、NH38、CO2开始使用替代制冷剂实用性质研究：（1）制冷剂电气性质一介电常数、导电率与击穿电压（2）制冷剂与润滑油和材料的相容性：：制冷剂/润滑油混合物的溶解度模型、混合物的溶解度及对粘度的影响、油添加剂对轴承负载能力、热稳定性、水解性、分子筛相容性及毛细管堵塞的影响、制冷剂润滑油对电动机材料的相容性（3）压缩机的重新设计HFCs制冷剂的实用化：1、 润滑油（1）POE（Polyolester）聚酯油：lineartypePOE—润滑性好，吸水性和水解性强;branchedchaintypePOE—highlystablePOE—稳定性好;mixedPOE—稳定性好（2）PVE（Polyvinylether）聚乙烯醚类化合物：优良的润滑性和弱的水解性2、提高COP（1）高效压缩机（2）高效换热技术（3）系统的优化设计及匹配（4）运行、使用过程中的节能第二章CO2制冷工质的性质：CO2是与环境最为友善的制冷工质、良好的安全性和化学稳定性、单位容积制冷量相当高、优良的流动传热特性、CO2制冷循环的压缩比低、价格低廉、临界温度太低CO2跨（超）临界循环的研究和应用：以空气为冷、热源的制冷和热泵系统、以水或盐水为冷、热源的各种热泵系统、复叠式制冷系统中用做低温级。

3.CO2制冷循环亚/跨/超临界循环图（p-h图，T-S图）1、亚临界循环带回热器的跨临界CO2制冷循环:回热器VAVA-WVWo3冷却器蒸发器115 6Mmw*储液器压缩机2、跨临界循环h S带膨胀机的跨临界CO2制冷循环・去澎.应胀机j3.CO2制冷循环亚/跨/超临界循环图（p-h图，T-S图）1、亚临界循环带回热器的跨临界CO2制冷循环:回热器VAVA-WVWo3冷却器蒸发器115 6Mmw*储液器压缩机2、跨临界循环h S带膨胀机的跨临界CO2制冷循环・去澎.应胀机j蒸发器-气冷器辰缩机a图白果用不同节流（膨胀）机构的二氧■化碳跨临界循环系统复叠式CO2制冷循环蒸发器回热器膨胀阀I I图2-12C6/NH3复叠式低温制冷藻统示意图CO2制冷压缩机：1） 影响压缩机的指示效率的因素：吸、排气压力的损失、气体与气缸传热、气缸泄漏、余隙气体膨胀2） 研究结果表明：气缸泄漏的影响最大，其余因素与之相比可以忽略3） 应用活塞环密封油润滑机制可以达到最低的泄漏率CO2换热器：（1） 气体冷却器：1）CO2工作在超临界状态下：压力高、出口温度独立于出口压力、一允许压降仁管径12）CO2具有良好的传热性能3）制冷剂侧一般设计成较大的流量密度（600〜1200kg/m2s）（2） 蒸发器：1）工作压力为3.5〜7.0MPa（传统制冷剂压力的10倍左右）；2）流体特性和最优制冷剂质量流量及压降与传统制冷剂的不同；3）蒸发器发展趋势：1、管径I、流量密度f一换热系数f2、“平行流”式蒸发器具有较高的性能CO2节流机构：涡流管+辅助热交换器一膨胀阀1） 利用膨胀机回收膨胀功是提高CO2跨临界循环效率的根本途径2） 膨胀机结构复杂3） 长期在湿工况下工作，对膨胀机的设计、制造带来了较大难度

CO2跨临界循环应用前景：1、跨临界CO2汽车空调、跨临界CO2制冷循环在热泵（热水器、干燥器）、食品冷藏冷冻、商用制冷装置%—**弟三章压缩机分类：往复活塞式、滚动转子式、单螺杆、双螺杆、涡旋式、离心式各类压缩机优缺点：（1） 活塞式制冷压缩机：历史最长（＞100年）、技术成熟；适应的压力广，压力不随输气量变化；变工况性能好；结构复杂，零部件多；转速不能太高，变频特性不好（2） 滚动转子压缩机：绝大多数为全封闭型，制冷量:10kW；运转平稳，摩擦损失小，可靠性高；无吸气阀，吸气过热小，几乎无余隙气体膨胀过程一输气系数高；零部件少，易损件少，结构简单，体积小，重量轻；适于高效大批量生产；制造、装配精度要求高；在热泵工况下运行时，由于压比大，造成内部泄漏量增加；对于单缸机器，转矩峰值较大，滑片仍然是易损部件（3） 涡旋压缩机：结构简单，零部件少，无吸、排气阀，易损件少，体积小；采用柔性结构，抗杂质与液击能力强，可靠性高；可高速运转，变速性能好；吸、排气过程几乎连续进行，气流脉动小；涡旋盘的加工要求高，需专用加工设备和技术；由于工作腔密封与零部件强度条件的限制，排气压力不宜过高（4） 双螺杆式制冷压缩机：高速运转，体积小，重量轻，无往复惯性力；零部件少，易损件数仅为往复活塞式压缩机的1/10，无吸、排气阀，可靠性高；能适应较大压缩比，对湿行程不敏感；能量调节性能好，可实现10%〜100%范围内的有级或无级调节；易实现自动控制，操作、维修方便；造价高，价格高于同等容量的活塞压缩机；由于受转子开度及轴承寿命等方面的影响，排气压力一般不能超过4.5Mpa；一般在容积流量大于0.2m3/min时，其优越性才能显现出来，不适宜小流量范围的使用。（5）离心式制冷压缩机：单机制冷量大：1163kW〜8440kW；结构紧凑，重量轻：1/5〜1/8；运转惯性力小，振动小；磨损零件少，易损件少，可靠性高，寿命长，维修费用低；润滑油几乎不随制冷剂带入制冷系统；不易在高压比下运行（如热泵工况，目前，适应于蓄冰工况下的离心式制冷压缩机仅有特灵生产的3级压缩机组）；压缩机的加工水平要求高，技术难度较大；不适于小冷量范围运行第四章作用，具有选择性2.吸附式制冷原理及循环过程：基本的固体吸附式制冷系统：吸附床（发生器）；冷凝器；蒸发器m向阀吸附现象：吸附过程中放出热量（吸附热），脱附过程中吸收热量（脱附热）；pf、TI，一吸附量f，作用，具有选择性2.吸附式制冷原理及循环过程：基本的固体吸附式制冷系统：吸附床（发生器）；冷凝器；蒸发器m向阀1—2等容脱附一吸附床吸收热量Qh—3等压脱附（冷凝）一吸附床吸收热量Qg—4等容吸附一制冷剂放出热量Qce—1等压吸附（蒸发）一制冷剂吸收热量Qref3.两床基本循环连续制冷系统:固体吸附式制冷系统的研究：1） 吸附工质对：（1）对吸附剂的要求：吸附量大；吸附容量对温度变化敏感；吸附剂与吸附质相容（2）对吸附质（制冷剂）的要求：单位体积蒸发潜热大；合适的冰点；适当的饱和蒸汽压；无毒、不可燃、无腐蚀性；良好的热稳定性2） 常用的吸附工质对：（1）物理吸附工质对：活性炭一甲醇/氨；沸石一水；硅胶一水（2）化学吸附工质对：氯化钙一氨；氯化锶一氨；氯化钙一甲醇活性炭一甲醇：吸附量大、对温度变化敏感、汽化潜热大、解吸温度不高（100°C左右）、吸附热较低；太阳能吸附制冷中应用最广的工质对；65C＜解吸温度＜150C；甲醇有毒，不利于广泛应用沸石一水工质对：解吸温度范围较宽（70〜250C）；冷凝温度升高对制冷量和系统的影响不大，使系统对环境的适应能力强；分子筛的吸附量对温度变化不是很敏感，需要较高的脱附温度；系统蒸发温度大于0C,不能用于制冰；采用真空系统，对真空密封性要求很高；蒸发压力低也使得吸附过程较慢吸收式机组的分类：1） 用途：冷水机组-----供应冷水；冷热水机组（热泵机组）-----交替或同时供应冷水和热水2） 工质对：氨/水-----采用NH3/H2O工质对（氨吸收式）；水/漠化锂-----采用H2O/LiBr工质对（漠化锂吸收式）3）驱动热源：蒸汽型：利用蒸汽的潜热；热水型：利用热水的显热；直燃型：利用燃料的燃烧热;余热型：利用工业或生活余热4） 驱动热源的利用方式：单效：热源在机组内被直接利用一次；双效：热源在机组内直接和间接地二次利用；多效：驱动热源在机组内被直接和间接地多次利用；多级发生：驱动热源在多个压力不同的发生器内被多次直接利用5） 低温热源利用方式：第一类热泵：从低温热源吸热，输出热的温度低于驱动热源一提升热的量；第二类热泵：向低温热源放热，输出热的温度高于驱动热源一提升热的质（温度）多级吸收：有多个蒸发温度，吸收剂在多个不同压力下吸收吸收制冷（制热）循环的研究：提高循环的性能系数，降低能源的消耗：冷剂蒸汽凝结热的多次利用；吸收热的利用；三效漠化锂吸收式冷水机组、复叠循环、复合循环、GAX循环及辅助循环nz?-3^第五早空冷技术的扩大功能、增加及应用范围：空冷技术的发展历程的目前水平：在普通制冷空调温区：COPAIRVVCOPCOM在-50°C〜-80°C：COPAIR^COPCOM-80C以下温区：COPAIR＞COPCOM空冷技术的优点：系统流程和设备简单，气密性要求低，维护操作简单；流程比较灵活，适应性强;取之不尽而又无害，随着CFCs取之不尽而又无害，随着CFCs工质的空冷的基本循环：检却介麻图5-2空气制冷系乳示意图图检却介麻图5-2空气制冷系乳示意图图5-3空气制冷系乳在T-S囹上的表示对于等熵程：T2-，对于等熵程：T2-，T=T3zT=k-1

kCOP=——-TT1 = 4s-T-TT-T2s1 34s—1基本系统：空气压缩机、冷却器、膨胀机、用冷装置理论循环(逆Brayton循环)：由两个等压过程和两个等熵过程组成(1—2s—3—4s—1)实际循环：由两个等压过程和两个多变过程组成(1—2—3—4—1)COP的计算：COP=Q0= |m*(h」h4)_, T-T3 4 T1Wm-L(h-h)-(h-h)J3 4 T111)2)3)4)5)回热循环与基本循环的比较：在相同工作温度范围条件下COP相同回热循环的工作压力范围IIWcI、WeI压缩机和膨胀机内各种损失的绝对值I6.涡轮的分类:向心涡轮纯径流式径一轴流式＞小流量、小焓差、效率较低鼻大流量、大焓差、效率较大加工制造复杂离心涡轮6.涡轮的分类:向心涡轮纯径流式径一轴流式＞小流量、小焓差、效率较低鼻大流量、大焓差、效率较大加工制造复杂离心涡轮7、板翅式热交换器的特点♦:♦传热效率高.:.结构紧凑・♦・轻巧而牢固・♦♦适应性广・♦•容易堵塞，清洗和检修比较困难・♦•制造工艺比较复杂，要求严格第七章空调器（机）的种类：1） 房间空调器（W14Kw）：单冷型；热泵型；辅助电热型2） 单元式空调机：冷型（冷风机）；热泵型3） 单元式冷（热）水机组：单冷型；热泵型4） 多联式空调机组（系统）：单冷型；热泵型；热回收型5） 家用中央空调机（组）：1、 水系统+末端装置：空气源冷（热）水机组；空气源冷水机组+热水炉（或其他热源;）地源冷（热）水机组；水源冷（热）水机组；直燃型漠化锂冷（热）水机组2、 风系统：空气源热泵机组；冷风机+其他热源；地源热泵机组；水源热泵机组空调器节能技术♦优化制冷系统匹配•:•能量调节技术＞变频调节＞直流变速调节＞变容量调节•:•模糊逻辑控制技术＞利用模糊控制进行综合判断，适时调节压缩机转速、风速等f舒适性＞判断实际的结霜情况，进行化霜运行f节电热泵的工作原理与分类：各类热泵的特点：（1）空气源热泵：夏季制冷，冬季制热，一机两用，设备的利用率高；夏季制冷时不需要冷却水系统，省去了冷却塔，机组安装简单，可置于屋顶；广泛应用在房间空调器、户用空调、中大型建筑物；空气热容量小，为了从空气中获取所需的热量，换热器的体积大，风机的风量也大;空气温度（冬季）1—QkI—与建筑物的供热需要不匹配fCOPI室外换热器表面会结霜------严重影响换热器的正常工作；除霜过程对机组的正常供热产生负面影响；对压缩机及四通阀的稳定运行利一热泵可靠性I（2）水源热泵：从水中吸取低位