制冷与空调作业模拟练习题库及答案

制冷与空调作业模拟练习题库及答案一、选择题1.逆卡诺循环的制冷系数与（）无关。A.高温热源温度B.低温热源温度C.制冷剂种类D.循环效率答案：C解析：逆卡诺循环是理想制冷循环，其制冷系数COP=Tc/(Th-Tc)，仅与高温热源温度Th、低温热源温度Tc有关，与制冷剂种类无关；实际循环中制冷剂种类影响传热效率等，但逆卡诺循环为理论模型，故C正确。2.下列制冷剂中，属于天然制冷剂且ODP=0、GWP较低的是（）。A.R12B.R290C.R134aD.R410A答案：B解析：R12为CFC类，ODP>0且已禁用；R134a为HFC类，ODP=0但GWP较高；R410A为HFC混合制冷剂，GWP高；R290（丙烷）是天然制冷剂，ODP=0，GWP≈3，环保性好，故B正确。3.制冷系统中，干燥过滤器的主要作用是（）。A.过滤制冷剂中的水分和杂质B.降低制冷剂压力C.提高制冷剂温度D.储存液态制冷剂答案：A解析：干燥过滤器内有干燥剂（如分子筛）和滤网，干燥剂吸附水分，滤网过滤杂质，防止水分导致制冷剂水解、膨胀阀冰堵，杂质磨损压缩机，故A正确；降低压力是膨胀阀作用，储存制冷剂是储液器作用。4.空气调节系统中，风机盘管的主要功能是（）。A.提供冷热源B.处理空气（加热/冷却、加湿/减湿）C.输送空气D.控制室内压力答案：B解析：风机盘管由风机和盘管组成，盘管内通冷水或热水，风机驱动空气流过盘管，实现空气与水的热交换（夏季冷却减湿，冬季加热加湿），故B正确；冷热源由冷水机组/锅炉提供，输送空气是风管作用，控制压力是风阀作用。5.蒸汽压缩式制冷循环中，制冷剂在蒸发器内发生的状态变化是（）。A.高压液体→低压液体B.低温低压蒸汽→高温高压蒸汽C.高压液体→低温低压湿蒸汽D.低温低压湿蒸汽→低温低压蒸汽答案：D解析：蒸发器入口为经膨胀阀节流后的低温低压湿蒸汽（含液滴），在蒸发器内吸收被冷却介质热量，液滴蒸发为饱和或过热蒸汽，出口为低温低压制冷剂蒸汽，故D正确；A是膨胀阀出口状态，B是压缩机出口，C是膨胀阀节流过程。6.关于螺杆式压缩机，下列说法错误的是（）。A.属于回转式容积压缩机B.靠阴阳螺杆啮合压缩气体C.适用于小型家用冰箱D.具有振动小、噪声低的特点答案：C解析：螺杆压缩机结构复杂、成本较高，适用于大中型制冷系统（如冷水机组、冷库），小型家用冰箱常用滚动转子压缩机，故C错误；A、B、D均为螺杆压缩机正确特性。7.湿空气的焓值（h）主要取决于（）。A.干球温度和相对湿度B.湿球温度和大气压力C.露点温度和含湿量D.干球温度和含湿量答案：D解析：湿空气焓值h=ha+d×hv，其中ha为干空气焓（仅与干球温度相关），hv为水蒸气焓（仅与温度相关，可近似认为与干球温度相关），d为含湿量，故h由干球温度和含湿量决定，D正确。8.制冷系统抽真空时，若真空度未达到要求就停止抽真空，可能导致的后果是（）。A.制冷剂充注量不足B.系统制冷量增大C.冷凝器传热效率下降D.压缩机功耗降低答案：C解析：真空度不足说明系统残留空气，空气中氮气、氧气等不凝性气体聚集在冷凝器，占据冷凝面积，降低传热效率，导致冷凝压力升高，制冷量下降、压缩机功耗增加，故C正确；A与充注操作相关，B、D为错误结果。9.空调系统中，新风量不足会导致（）。A.室内CO2浓度升高B.空调负荷增大C.空气处理设备效率提高D.室内相对湿度降低答案：A解析：新风的作用是稀释室内污染物（如CO2、异味），新风量不足会使室内CO2浓度超过卫生标准（国标要求≥30m³/(h·人)），故A正确；新风量不足会降低空调负荷（因新风需处理），B错误；与设备效率、湿度无直接关系。10.R32制冷剂泄漏时，正确的应急处理措施是（）。A.立即开启排风扇，保持通风B.直接用明火检漏C.关闭电源后等待泄漏自行停止D.佩戴普通口罩进入泄漏区域答案：A解析：R32易燃易爆，泄漏后需立即通风降低浓度（爆炸极限14%-31%），A正确；明火会引发爆炸，B错误；需主动处理而非等待，C错误；普通口罩无法防护，需佩戴防毒面具或正压呼吸器，D错误。二、填空题1.逆卡诺循环的制冷系数表达式为COP=_______，其中Tc为_______温度，Th为_______温度。答案：Tc/(Th-Tc)；低温热源；高温热源解析：逆卡诺循环是理想制冷循环，COP仅与高低温热源温度有关，Tc为被冷却物体温度（低温热源），Th为环境温度（高温热源），温差越小，COP越高。2.制冷压缩机的理论输气量是指单位时间内压缩机_______的容积，单位通常为_______。答案：活塞（或转子）扫过；m³/h（或m³/min）解析：理论输气量不考虑容积效率（泄漏、余隙等影响），是压缩机几何尺寸决定的理论吸气量，用于计算制冷量和选型，单位常用m³/h。3.湿空气的含湿量d是指1kg_______中所含有水蒸气的_______，单位为_______。答案：干空气；质量（kg）；kg/kg干空气（或g/kg干空气）解析：含湿量d=m_v/m_a（m_v为水蒸气质量，m_a为干空气质量），表征空气中水蒸气含量，与大气压力无关，是空调负荷计算的关键参数。4.空调系统中的空气处理过程包括_______、_______、_______和加湿等。答案：冷却；加热；减湿解析：空气处理的基本过程：冷却（降低温度，常用于夏季）、加热（升高温度，冬季）、减湿（降低含湿量，如用冷却减湿或固体吸湿）、加湿（增加含湿量，如蒸汽加湿），以达到设计送风状态。5.制冷系统中，热力膨胀阀的感温包应安装在_______出口处，其作用是通过感受_______来调节制冷剂流量。答案：蒸发器；制冷剂过热度解析：感温包内充注与系统相同或相容的制冷剂，感受蒸发器出口蒸汽过热度（一般控制在5-8℃），过热度高时开大阀门增加流量，过热度低时关小阀门，防止液击压缩机。6.热泵空调在冬季制热时，室外换热器充当_______，室内换热器充当_______。答案：蒸发器；冷凝器解析：热泵通过四通换向阀切换制冷剂流向，冬季制热时，室外换热器吸热蒸发（蒸发器），室内换热器放热冷凝（冷凝器），将热量从室外转移到室内。7.制冷剂R134a与矿物油_______（填“互溶”或“不互溶”），需使用_______润滑油。答案：不互溶；POE（或聚酯）解析：R134a极性与矿物油（非极性）差异大，不互溶会导致润滑油在系统中沉积，影响润滑和传热，需使用极性的POE（聚酯）或PAG（聚醚）润滑油。8.空调冷水机组中，名义制冷量是指在标准工况下（如冷冻水进口_______℃、出口_______℃，冷却水进口_______℃、出口_______℃）的制冷量。答案：12；7；30；35解析：国标规定冷水机组名义工况：冷冻水12℃进、7℃出（温差5℃），冷却水30℃进、35℃出（温差5℃），此工况下的制冷量为名义制冷量，用于设备选型对比。9.制冷系统进行气密性试验时，常用的介质是_______，试验压力应不低于系统设计压力的_______倍。答案：氮气；1.5解析：氮气化学性质稳定、不燃不爆，适合气密性试验；试验压力按规范要求为设计压力的1.5倍（但不低于0.2MPa），保压24小时，压力降≤0.02MPa为合格。10.风机盘管的三速开关是通过调节_______来改变风量，从而实现_______的调节。答案：风机转速；制冷/制热量解析：三速开关控制风机电机绕组抽头，改变转速（高、中、低），风量变化导致空气与盘管换热量变化，实现制冷量或制热量的调节。三、判断题1.蒸汽压缩式制冷循环中，膨胀阀的作用是将高压液体制冷剂节流降压为低压液体。（）答案：×解析：膨胀阀节流后，制冷剂状态为低温低压湿蒸汽（含部分液滴），而非纯液体，液滴在蒸发器内蒸发吸热，若为纯液体则会导致“液击”压缩机，故错误。2.空调系统中，空气的冷却减湿过程是在表面式冷却器（低于空气露点温度）中完成的。（）答案：√解析：当冷却器表面温度低于空气露点温度时，空气中水蒸气凝结析出，实现降温同时减湿（含湿量降低），即冷却减湿过程，常用于夏季空调处理，故正确。3.制冷压缩机的能效比（EER）是指制冷量与输入电功率之比，单位为W/W。（）答案：√解析：EER是衡量压缩机或制冷系统能效的指标，EER=制冷量（W）/输入功率（W），值越高越节能，与COP概念类似（COP=制冷量/耗功量，耗功量包含电机损耗等，EER更侧重实际运行），故正确。4.R410A是R32和R125的混合制冷剂，属于非共沸混合物，泄漏后需放净重新充注。（）答案：×解析：R410A是近共沸混合物（组分沸点接近），泄漏后各组分比例变化小，可直接补充充注；非共沸混合物（如R407C）泄漏后需放净重新充注，故错误。5.制冷系统中，储液器应安装在冷凝器出口与膨胀阀之间，用于储存液态制冷剂。（）答案：√解析：储液器作用是储存冷凝器出口的高压液态制冷剂，调节系统制冷剂循环量（如负荷变化时），防止液态制冷剂进入压缩机，安装位置正确，故正确。6.空调系统的送风量越大，室内空气温度分布越均匀，但风机能耗也越大。（）答案：√解析：送风量大会增强空气扰动，使温度分布更均匀，但风机功率与风量三次方成正比（P∝Q³），风量增大导致能耗显著增加，需平衡均匀性与能耗，故正确。7.制冷剂R134a的工作压力比R22高，因此可直接用R134a替换R22系统中的制冷剂。（）答案：×解析：R134a与R22物性差异大（R134a饱和压力低于R22，且与矿物油不互溶），替换需更换润滑油（用POE油）、膨胀阀、干燥过滤器等，不能直接替换，否则会导致系统故障，故错误。8.制冷系统抽真空时，若真空泵运行时间足够长，可完全去除系统中的水分。（）答案：×解析：真空泵只能去除游离水和部分溶解水，深度水分需通过干燥过滤器（分子筛）吸附，抽真空配合干燥过滤器才能有效除水，仅靠抽真空无法完全去除，故错误。9.空气的湿球温度总是低于或等于干球温度，饱和空气时两者相等。（）答案：√解析：湿球温度是湿球温度计纱布水分蒸发吸热后的平衡温度，不饱和空气时水分蒸发吸热，湿球温度<干球温度；饱和空气时水分不蒸发，湿球温度=干球温度，故正确。10.螺杆式冷水机组的容量调节通常通过改变压缩机的转速来实现。（）答案：×解析：螺杆压缩机容量调节主要通过滑阀调节（改变有效压缩长度），实现10%-100%无级调节；转速调节（变频）成本高，较少用于螺杆机组，故错误。四、解答题1.详述蒸汽压缩式制冷系统的组成及各部件的作用。答案：蒸汽压缩式制冷系统由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器四大核心部件及辅助设备（干燥过滤器、储液器等）组成，各部件作用如下：（1）压缩机：①吸入蒸发器出口的低温低压制冷剂蒸汽，通过压缩提高其压力和温度（变为高温高压蒸汽），使其能在常温下向环境放热；②驱动制冷剂在系统中循环流动，是系统的“心脏”。（2）冷凝器：将压缩机排出的高温高压制冷剂蒸汽冷凝为高压液态，释放热量（向冷却水或空气散热），常用类型有壳管式、风冷式、蒸发式等。（3）膨胀阀（节流装置）：将高压液态制冷剂节流降压，变为低温低压湿蒸汽（含液滴），同时控制进入蒸发器的制冷剂流量，匹配蒸发器负荷，常用类型有热力膨胀阀、电子膨胀阀、毛细管等。（4）蒸发器：低温低压制冷剂湿蒸汽在蒸发器内吸收被冷却介质（水或空气）的热量，液滴蒸发为饱和或过热蒸汽，实现制冷效果，是制冷系统的“冷量输出端”。（5）辅助设备：干燥过滤器去除水分和杂质，防止冰堵、脏堵；储液器储存液态制冷剂，调节循环量；视液镜观察制冷剂状态等。2.已知某房间夏季空调冷负荷为10kW，室内设计参数：干球温度26℃，相对湿度55%，室外设计参数：干球温度35℃，相对湿度65%，新风量为300m³/h（标准状态，干空气密度1.2kg/m³）。若新风处理到室内状态等焓点，试计算新风负荷占总冷负荷的比例（已知：室外空气焓值h_w=90kJ/kg干空气，室内空气焓值h_n=50kJ/kg干空气）。答案：①计算新风质量流量：m=新风量×干空气密度=300m³/h×1.2kg/m³=360kg/h。②计算新风负荷：Q_w=m×(h_w-h_n)=360kg/h×(90-50)kJ/kg=360×40=14400kJ/h=14400/3600kW=4kW。③计算新风负荷占比：比例=Q_w/总冷负荷=4kW/10kW=40%。答：新风负荷占总冷负荷的40%。3.简述制冷系统中压缩机发生“液击”的原因、危害及预防措施。答案：（1）原因：制冷剂液体（或润滑油）进入压缩机气缸，在压缩过程中液体不可压缩，导致气缸内压力骤升，产生液击。具体原因包括：①膨胀阀开启过大或感温包安装不当，导致制冷剂液体进入蒸发器不完全蒸发，湿蒸汽进入压缩机；②蒸发器结霜过厚或风量不足，传热恶化，制冷剂蒸发不完全；③系统制冷剂充注过多，液态制冷剂进入压缩机；④压缩机启动时，曲轴箱内润滑油起泡被吸入气缸。（2）危害：①冲击气缸、活塞、阀片等部件，导致变形、裂纹甚至断裂；②破坏气阀密封性，造成压缩机吸气、排气不良；③润滑油受冲击乳化，润滑效果下降，加剧磨损；严重时导致压缩机报废。（3）预防措施：①正确安装和调整膨胀阀，控制过热度（5-8℃）；②定期清理蒸发器，保证风量或水量充足，避免结霜过厚；③严格控制制冷剂充注量，不超过系统额定值；④压缩机启动前预热曲轴箱，使润滑油中溶解的制冷剂蒸发；⑤在压缩机吸气口安装气液分离器，分离液态制冷剂。4.分析空气源热泵空调在冬季低温环境下制热性能下降的原因，并提出改进措施。答案：（1）性能下降原因：①室外温度降低，空气源热泵蒸发器（室外换热器）与环境温差减小，蒸发温度降低，导致制冷剂循环量减少，制热能力下降；②蒸发温度降低使压缩机吸气比容增大，理论输气量不变时，实际质量流量减小；③压缩比（冷凝压力/蒸发压力）增大，压缩机功耗增加，COP（制热量/功耗）降低；④低温时室外换热器易结霜，霜层阻碍空气流动，传热热阻增大，进一步降低蒸发温度和制热量，需频繁除霜（除霜时停止制热，甚至消耗热量）。（2）改进措施：①采用变频压缩机，低温时提高转速，增加制冷剂循环量；②优化室外换热器结构（如增大面积、采用高效翅片），提高传热效率；③采用喷气增焓技术（准二级压缩），在压缩机中间补气，提高低温制热能力；④安装辅助加热装置（如电加热、燃气加热），在极端低温时补充热量；⑤改进除霜控制策略（如基于霜层厚度或时间-温度，避免无效除霜）；⑥使用低温型制冷剂（如R32比R410A低温性能更优）。5.某制冷系统使用R22制冷剂，运行时测得冷凝温度40℃，蒸发温度5℃，压缩机吸气温度15℃，试判断压缩机吸气过热度是否正常，并计算过热度（已知：R22在5℃时饱和温度对应的饱和压力下，饱和蒸汽焓h_s=400kJ/kg，15℃时R22过热蒸汽焓h_1=410kJ/kg，5℃时饱和液体焓h_f=240kJ/kg）。答案：①吸气过热度定义：压缩机吸气温度与蒸发温度的差值（或吸气焓与饱和蒸汽焓的差值对应的温度差）。②计算温度差过热度：Δt=吸气温度-蒸发温度=15℃-5℃=10℃。③正常过热度范围：蒸汽压缩式制冷系统中，为防止液击，吸气过热度一般控制在5-15℃，10℃在此范围内，故正常。④焓差过热度（辅助验证）：Δh=h_1-h_s=410kJ/kg-400kJ/kg=10kJ/kg，根据R22物性，10kJ/kg焓差对应的温度差约为10℃，与温度差过热度一致。答：压缩机吸气过热度为10℃，处于正常范围（5-15℃），判断为正常。6.简述空调系统中风机盘管的常见故障及排除方法（至少列举3种）。答案：（1）故障1：风机不转原因：①电源未接通（开关故障、线路断路）；②电机烧毁（绕组短路、接地）；③风机叶轮卡住（有异物或轴承损坏）。排除：①检查电源开关、线路，接通电源；②用万用表检测电机绕组，烧毁则更换电机；③清除异物，更换损坏轴承。（2）故障2：制冷量不足（出风口温度偏高）原因：①盘管内有空气或堵塞（水流不畅）；②过滤器堵塞（水系统或空气过滤器）；③制冷剂泄漏（若为带制冷剂的风机盘管）；④风量不足（风机转速低、风叶积尘）。排除：①打开排气阀排净空气，清洗盘管去除堵塞物；②清洗水过滤器和空气过滤器；③检漏并补注制冷剂；④清理风叶灰尘，检查三速开关是否在高速档，必要时更换电容（转速低可能因电容容量下降）。（3）故障3：噪音过大原因：①风机叶轮动平衡不良（叶轮变形、积尘不均）；②轴承磨损或缺油；③风机与电机连接松动；④盘管与外壳共振。排除：①校正叶轮动平衡，清理积尘；②更换轴承或添加润滑油；③紧固连接螺丝；④在盘管与外壳间加隔音垫，减少共振。7.解释制冷剂的ODP和GWP含义，并说明环保制冷剂的发展趋势。答案：（1）ODP（OzoneDepletionPotential，臭氧破坏潜能值）：衡量制冷剂对臭氧层破坏能力的指标，以R11的ODP=1为基准，其他制冷剂ODP与之比较。ODP>0的制冷剂（如CFC类R12、HCFC类R22）会分解出氯原子，催化破坏臭氧分子（O3→O2），导致臭氧层空洞。（2）GWP（GlobalWarmingPotential，全球变暖潜能值）：衡量制冷剂在大气中吸收红外线、导致温室效应的能力，以CO2的GWP=1（100年尺度）为基准。GWP越高，温室效应越强（如R134a的GWP≈1430，R410A≈2088）。（3）环保制冷剂发展趋势：①淘汰ODP>0的制冷剂：CFC类已完全淘汰，HCFC类（如R22）在发展中国家也进入淘汰倒计时（中国计划2030年完全淘汰）；②限制高GWP的HFC类制冷剂：欧盟F-Gas法规等要求逐步降低HFC使用量，推广低GWP替代品；③推广天然制冷剂：如CO2（R744，GWP=1，适用于热泵、汽车空调）、NH3（R717，ODP=0、GWP=0，适用于大型制冷）、hydrocarbons（HCs，如R290、R600a，GWP极低，适用于家用冰箱、空调）；④开发新型低GWP合成制冷剂：如HFO类（R1234yf，GWP=4）、HFO混合制冷剂（如R454B，GWP≈466），兼顾环保性与使用性能。8.制冷系统充注制冷剂的常用方法有哪些？简述重量法充注的步骤及注意事项。答案：（1）常用充注方法：重量法、压力法、观察法（视液镜气泡）、电子秤法（本质为重量法）等。（2）重量法充注步骤：①准备工具：制冷剂钢瓶、电子秤（精度0.01kg）、充注软管、压力表组、阀门扳手。②连接系统：将充注软管一端接制冷剂钢瓶阀门，另一端接系统充注阀（如压缩机吸气阀多用通道或储液器充注阀），中间串联压力表组。③抽真空确认：系统已抽真空至合格（真空度≥-0.1MPa，保压无回升）。④清零电子秤：将制冷剂钢瓶放在电子秤上，去皮清零，记录初始重量m1。⑤充注操作：缓慢打开钢瓶阀门和系统充注阀，液态制冷剂（大系统）或气态制冷剂（小系统，如家用冰箱）进入系统，观察电子秤读数，当重量减少量达到所需充注量m（m=m1-m2，m2为充注后钢瓶重量）时，关闭充注阀和钢瓶阀门。⑥运行检查：启动系统，运行30分钟后检测运行参数（蒸发压力、冷凝压力、过热度等），确认是否符合要求。（3）注意事项：①充注前必须确保系统气密性和真空度合格，否则影响充注精度和系统性能；②液态充注时，钢瓶应直立（避免液态制冷剂直接进入压缩机，适用于通过储液器充注），气态充注时钢瓶倒立（适用于小型系统通过吸气侧充注，需缓慢充注，防止液击）；③电子秤需水平放置，避免振动，确保读数准确；④充注过程中若系统压力过高（如冷凝压力超过安全值），应停止充注并检查原因；⑤充注后多余制冷剂需回收，禁止直接排放（尤其环保制冷剂，需符合法规）。9.分析空调房间内产生“结露”现象的原因，并提出解决措施。答案：（1）结露原因：空气中水蒸气遇冷（表面温度低于空气露点温度）凝结成液态水。具体场景：①夏季空调房间，围护结构（如窗户玻璃、外墙内表面）保温不良，其温度低于室内空气露点温度，导致内表面结露；②空调送风口温度过低（低于送风空气露点温度），风口表面结露；③室内湿度过高（如厨房、浴室未单独排风，或人员、设备散湿量大），即使温度正常，露点温度升高，易在冷表面结露；④空调系统除湿能力不足，无法将室内湿度控制在设计范围（一般40%-60%）。（2）解决措施：①加强围护结构保温：提高窗户传热系数（如用中空Low-E玻璃），外墙、屋顶增加保温层（如岩棉、挤塑板），使内表面温度≥室内空气露点温度；②控制送风口温度：增大送风温差时需提高送风速度，避免风口附近空气温度过低，或采用带保温的风口（如木质、PU风口），防