2026年大学大三(建筑环境与能源应用)制冷原理与设备综合测试试题及答案

2026年大学大三(建筑环境与能源应用)制冷原理与设备综合测试试题及答案一、单项选择题（本大题共15小题，每小题2分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1.在逆卡诺循环中，当冷凝温度和蒸发温度都升高时，制冷系数的变化趋势是（）。A.一定增大B.一定减小C.保持不变D.取决于两个温度升高的幅度2.制冷剂R134a的ODP（臭氧破坏潜能值）和GWP（全球变暖潜能值）特征为（）。A.ODP=0,GWP较高B.ODP>0,GWP较低C.ODP=0,GWP=0D.ODP>0,GWP较高3.在制冷系统的压焓图（lgp-h图）中，节流阀（膨胀阀）的过程可以近似看作是（）。A.等熵过程B.等焓过程C.等温过程D.等容过程4.对于制冷压缩机，排气温度过高的危害不包括（）。A.导致润滑油粘度降低，润滑恶化B.增加压缩机的功耗C.容易引起制冷剂分解D.提高制冷系数5.溴化锂吸收式制冷机中，发生器的作用是（）。A.吸收制冷剂蒸气B.释放制冷剂蒸气C.冷凝制冷剂蒸气D.节流降压6.热力膨胀阀通过感受（）的变化来调节制冷剂流量。A.蒸发压力B.冷凝压力C.蒸发器出口过热度D.冷凝温度7.制冷剂在冷凝器内的放热过程通常包括三个阶段，其正确的顺序是（）。A.过热蒸气冷却->饱和蒸气冷凝->过冷液体冷却B.饱和蒸气冷凝->过热蒸气冷却->过冷液体冷却C.过冷液体冷却->饱和蒸气冷凝->过热蒸气冷却D.过热蒸气冷却->过冷液体冷却->饱和蒸气冷凝8.某制冷系统采用R22作为制冷剂，运行时蒸发温度为-15℃，冷凝温度为30℃，若采用回热循环，其主要目的是（）。A.提高制冷系数B.防止压缩机液击C.增大制冷量D.降低冷凝压力9.离心式制冷压缩机发生“喘振”现象的主要原因是（）。A.排气压力过低B.制冷剂流量过小，导致工况点落入不稳定区C.转速过高D.电机功率不足10.在制冷系统中，若蒸发器传热管表面结霜，会导致（）。A.传热系数增大，制冷量增加B.传热系数减小，制冷量减小C.传热温差减小，制冷量增加D.蒸发压力升高11.涡旋式制冷压缩机与其他容积式压缩机相比，其显著特点是（）。A.适用压力范围极广B.零部件多，结构复杂C.运转平稳，噪声低，效率高D.必须设置吸排气阀片12.关于制冷剂的“标准工况”与“空调工况”，下列说法正确的是（）。A.标准工况的蒸发温度比空调工况高B.空调工况的冷凝温度比标准工况低C.标准工况通常用于低温冷冻测试D.空调工况的蒸发温度通常在5℃左右13.氨（R717）制冷剂在使用中严禁采用的材料是（）。A.钢B.铜C.铸铁D.不锈钢14.中间冷却器在双级压缩制冷系统中的主要作用是（）。A.冷凝低压级排气B.过冷低压级液体C.冷却低压级排气并使高压级液体过冷D.储存制冷剂15.下列哪种制冷剂属于自然工质？（）A.R410AB.R407CC.R600a（异丁烷）D.R22二、多项选择题（本大题共5小题，每小题3分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有两项或两项以上是符合题目要求的）1.影响蒸气压缩制冷循环制冷系数（COP）的主要因素有（）。A.蒸发温度B.冷凝温度C.制冷剂种类D.压缩机机械效率2.选用制冷剂时，需要考虑的物理化学性质包括（）。A.临界温度B.粘度、密度C.导热系数D.绝热指数3.壳管式冷凝器按冷却介质的不同，可以分为（）。A.水冷式B.风冷式C.蒸发式D.淋激式4.造成制冷压缩机发生液击的原因可能是（）。A.蒸发器供液量过大B.制冷剂充注量过多C.热力膨胀阀感温包泄漏D.系统中制冷剂严重不足5.溴化锂吸收式制冷机中，为了防止结晶和腐蚀，常采取的措施包括（）。A.添加缓蚀剂B.控制溶液浓度范围C.保持系统真空度D.提高冷却水温度三、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.热力学第二定律指出，热量不能自发地从低温物体传向高温物体，除非有__________作为补偿。2.在lgp-h图上，饱和液线与饱和气线交汇的点称为__________，此时制冷剂的液态和气态参数完全一致。3.制冷压缩机的理论输气量公式为=Snz4.对于R22制冷剂，当蒸发温度为-18℃时，其对应的饱和压力约为__________MPa（保留两位小数，查表得约0.22MPa）。5.制冷剂在冷凝器中冷凝时，若冷凝压力不变，冷凝温度__________（填“高于”、“低于”或“等于”）饱和温度。6.活塞式压缩机的容积效率随着压缩比ε的增大而__________。7.电子膨胀阀（EEV）通过__________信号来精确控制阀门的开度。8.在吸收式制冷循环中，溶液热交换器的作用是回收热量，提高整个装置的__________。9.逆卡诺循环的制冷系数=，其中和必须使用__________温标。10.某制冷系统的制冷量为，压缩机的轴功率为，则该系统的实际制冷系数（能效比）COP=________。四、简答题（本大题共5小题，每小题6分，共30分）1.简述制冷剂在蒸气压缩制冷循环中的“四大部件”及各自的主要功能。2.请比较R22、R134a和R410A三种常用制冷剂在环保特性（ODP、GWP）及工作压力方面的主要差异。3.什么是制冷压缩机的“余隙容积”？它对压缩机的性能有何影响？4.简述热力膨胀阀（内平衡式与外平衡式）的工作原理及选择依据。5.为什么溴化锂吸收式制冷机在运行中必须保持高度的真空？若系统内有不凝性气体存在，会产生什么后果？五、计算与分析题（本大题共3小题，共55分）1.（18分）某单级蒸气压缩制冷循环采用R134a作为制冷剂。已知工况为：冷凝温度=C，蒸发温度=(1)在lgp-h图上画出该循环的示意图，并标出各状态点。(2)查表或利用制冷剂物性参数（假设已知：=396.4kJ/kg,=1.727kJ/(kg·K),=1017(3)若制冷量=10kW，计算所需的理论质量流量和压缩机的理论输气量（假设容积效率λ2.（17分）某空调制冷系统采用R410A制冷剂，设计工况为：蒸发温度=C，冷凝温度=C，吸气过热度为C，液体过冷度为(1)简要说明吸气过热和液体过冷对循环性能（制冷量、制冷系数）的影响。(2)假设不考虑压降，试在压焓图上画出该循环（点1为吸气状态，点2为排气状态，点3为冷凝器出口过冷状态，点4为蒸发器入口状态）。(3)若采用回热器实现上述过热和过冷，且回热器为绝热换热，试证明：=（其中为蒸发器出口饱和蒸气焓，为压缩机吸气焓，为冷凝器出口饱和液焓，为节流前过冷液焓）。3.（20分）一台螺杆式冷水机组，制冷量为=500kW，采用R22制冷剂。已知运行参数：蒸发温度=C，冷凝温度=C，过冷度Δ=C，吸气过热度Δ(1)若已知单位质量制冷量=170kJ/k(2)计算压缩机的轴功率和机组的COP值。(3)分析当冷却水进水温度升高导致冷凝温度升高至C时，机组的制冷量和COP会如何变化？请结合公式或原理进行定性分析。参考答案与详细解析一、单项选择题1.D解析：制冷系数ε=。分子分母同时变化，结果取决于升高的相对幅度。例如，若升高很多，ε可能增大；若升高很多，ε可能减小。解析：制冷系数ε=。分子分母同时变化，结果取决于升高的相对幅度。例如，若升高很多，ε可能增大；若升高很多，ε可能减小。2.A解析：R134a是R12的替代品，不含氯原子，故ODP=0；但其温室效应潜能值相对较高，不属于碳氢化合物等自然工质。解析：R134a是R12的替代品，不含氯原子，故ODP=0；但其温室效应潜能值相对较高，不属于碳氢化合物等自然工质。3.B解析：制冷剂流经节流阀（膨胀阀）时，压力降低，焓值保持不变，对外不做功，且速度变化引起的动能变化极小，故视为等焓过程。解析：制冷剂流经节流阀（膨胀阀）时，压力降低，焓值保持不变，对外不做功，且速度变化引起的动能变化极小，故视为等焓过程。4.D解析：排气温度过高会导致润滑油炭化、制冷剂分解、电机绝缘损坏，且压缩过程偏离等熵过程更远，实际功耗增加，效率降低，因此COP降低。解析：排气温度过高会导致润滑油炭化、制冷剂分解、电机绝缘损坏，且压缩过程偏离等熵过程更远，实际功耗增加，效率降低，因此COP降低。5.B解析：在发生器中，外部热源加热稀溶液，使制冷剂（水）蒸发出来，从而浓缩溴化锂溶液。解析：在发生器中，外部热源加热稀溶液，使制冷剂（水）蒸发出来，从而浓缩溴化锂溶液。6.C解析：热力膨胀阀通过感温包感受蒸发器出口制冷剂蒸气的过热度，调节阀门开度以维持适当的过热度，防止液击并保证蒸发器利用率。解析：热力膨胀阀通过感温包感受蒸发器出口制冷剂蒸气的过热度，调节阀门开度以维持适当的过热度，防止液击并保证蒸发器利用率。7.A解析：制冷剂进入冷凝器时通常为过热蒸气，先冷却至饱和温度（潜热放热前），然后进行冷凝相变（潜热），最后变为过冷液体（显热）。解析：制冷剂进入冷凝器时通常为过热蒸气，先冷却至饱和温度（潜热放热前），然后进行冷凝相变（潜热），最后变为过冷液体（显热）。8.C解析：对于R22等制冷剂，采用回热循环虽然增加了单位压缩功，但显著增加了单位制冷量，总体上制冷量是增大的。对于R134a等，回热循环通常能提高COP。其主要目的之一是防止压缩机液击（吸气过热），但在低温工况下更是为了提升制冷量。解析：对于R22等制冷剂，采用回热循环虽然增加了单位压缩功，但显著增加了单位制冷量，总体上制冷量是增大的。对于R134a等，回热循环通常能提高COP。其主要目的之一是防止压缩机液击（吸气过热），但在低温工况下更是为了提升制冷量。9.B解析：喘振是离心式压缩机的固有特性。当排气压力过高或进气流量过小，导致运行工况点进入左侧的不稳定区时，会发生气体反复倒流和排出引起的剧烈振动。解析：喘振是离心式压缩机的固有特性。当排气压力过高或进气流量过小，导致运行工况点进入左侧的不稳定区时，会发生气体反复倒流和排出引起的剧烈振动。10.B解析：霜层导热系数低，增加了传热热阻，导致蒸发器传热恶化，在蒸发温度不变时制冷量下降；或者为了维持制冷量，蒸发温度必须降低，导致COP下降。解析：霜层导热系数低，增加了传热热阻，导致蒸发器传热恶化，在蒸发温度不变时制冷量下降；或者为了维持制冷量，蒸发温度必须降低，导致COP下降。11.C解析：涡旋压缩机依靠两个涡旋盘的啮合运动，无吸排气阀片，运转平稳，噪音低，容积效率高，但适用压力范围受限于涡旋盘强度。解析：涡旋压缩机依靠两个涡旋盘的啮合运动，无吸排气阀片，运转平稳，噪音低，容积效率高，但适用压力范围受限于涡旋盘强度。12.D解析：标准工况通常指高温工况（如用于空调）或低温工况（如冷冻），但通常“标准工况”在老国标中指=−C用于冷冻，而“空调工况”指=C左右。选项D描述准确。解析：标准工况通常指高温工况（如用于空调）或低温工况（如冷冻），但通常“标准工况”在老国标中指=13.B解析：氨（R717）对铜及铜合金（除磷青铜外）有强烈的腐蚀作用，因此氨系统中严禁使用铜管和铜制阀门。解析：氨（R717）对铜及铜合金（除磷青铜外）有强烈的腐蚀作用，因此氨系统中严禁使用铜管和铜制阀门。14.C解析：中间冷却器在双级压缩中用于冷却低压级排气（使其降温），同时利用这部分冷量使高压级制冷剂液体过冷，提高循环效率。解析：中间冷却器在双级压缩中用于冷却低压级排气（使其降温），同时利用这部分冷量使高压级制冷剂液体过冷，提高循环效率。15.C解析：R600a（异丁烷）是碳氢化合物，存在于自然界中，ODP=0，GWP极低，属于自然工质。R410A和R407C为HFCs混合物，R22为HCFC。解析：R600a（异丁烷）是碳氢化合物，存在于自然界中，ODP=0，GWP极低，属于自然工质。R410A和R407C为HFCs混合物，R22为HCFC。二、多项选择题1.ABC解析：理论制冷系数ε主要取决于和以及制冷剂的热物性（通过影响等熵效率或过冷/过热特性）。机械效率影响轴功率，从而影响实际COP，但题目若指理论循环，则主要是ABC。若指实际系统性能，D也相关。此处选ABC更为根本。解析：理论制冷系数ε主要取决于和以及制冷剂的热物性（通过影响等熵效率或过冷/过热特性）。机械效率影响轴功率，从而影响实际COP，但题目若指理论循环，则主要是ABC。若指实际系统性能，D也相关。此处选ABC更为根本。2.ABCD解析：临界温度决定了循环的适用范围；粘度密度影响流动阻力；导热系数影响换热性能；绝热指数影响排气温度和压缩功。解析：临界温度决定了循环的适用范围；粘度密度影响流动阻力；导热系数影响换热性能；绝热指数影响排气温度和压缩功。3.ABC解析：壳管式通常指水冷式（卧式或立式）；风冷式通常是翅片管式，不叫壳管式；蒸发式冷凝器结构特殊。但在广义分类中，壳管式主要指水冷。题目问按冷却介质分，通常为水冷、风冷、蒸发式/淋激式。若严格限定“壳管式”结构，则主要是水冷。但此处选项设计意图为冷凝器类型分类。若按结构分，壳管式是一种；若按介质分，水冷是其一。题目问“壳管式冷凝器按冷却介质分”，逻辑上壳管式主要是水冷，但也存在“壳管式蒸发冷凝器”（用于复叠机组）。此题若按广义冷凝器分类选ABC，若严格抠“壳管式”结构则多为A。鉴于出题意图，选ABC（涵盖常见冷凝器冷却方式）。修正：严谨来说，壳管式特指水冷。但考虑到多选题常考察知识点广度，且存在“壳管式”结构的水冷冷凝器，最符合的是A。但为了题目完整性，假设题目意为“冷凝器按冷却介质分类”，则ABC。此处按最标准理解：壳管式是水冷的一种结构。但选项中有蒸发式和淋激式。为了不产生歧义，参考答案给A（最严谨）或ABC（若题干“壳管式”为笔误）。根据“避免AI幻觉”和“准确性”，壳管式特指壳管换热器结构的冷凝器，几乎全是水冷。自我修正：部分资料将淋激式归为壳管类变体。但通常选A。重新审视题目：题目明确说“壳管式冷凝器...按冷却介质分”，这暗示壳管式可以用不同介质冷却？实际上壳管式几乎只用水。可能题目本意是“冷凝器按冷却介质分”。如果是这样，答案是ABC。鉴于这是模拟真题，选择ABC更符合考察知识点覆盖面的逻辑。4.ABC解析：液击是因为液态制冷剂进入压缩机。供液量大、充注量多、膨胀阀失效（感温包泄漏导致阀门常开）都会导致液击。制冷剂不足会导致吸气过热度大，不会液击。解析：液击是因为液态制冷剂进入压缩机。供液量大、充注量多、膨胀阀失效（感温包泄漏导致阀门常开）都会导致液击。制冷剂不足会导致吸气过热度大，不会液击。5.ABC解析：添加缓蚀剂（如铬酸锂）防腐蚀；控制浓度防止结晶；保持真空度防止由于不凝性气体导致腐蚀和传热恶化。提高冷却水温度反而容易导致结晶（溶液温度升高利于结晶？不，稀溶液侧温度高不易结晶，但发生器温度高易结晶。主要是冷却水温度升高导致冷凝压力升高，发生器出口浓度变大，容易结晶）。所以D是错误做法。解析：添加缓蚀剂（如铬酸锂）防腐蚀；控制浓度防止结晶；保持真空度防止由于不凝性气体导致腐蚀和传热恶化。提高冷却水温度反而容易导致结晶（溶液温度升高利于结晶？不，稀溶液侧温度高不易结晶，但发生器温度高易结晶。主要是冷却水温度升高导致冷凝压力升高，发生器出口浓度变大，容易结晶）。所以D是错误做法。三、填空题1.外功2.临界点3.活塞行程4.0.22（注：不同表略有微小差异，0.21-0.23均可，0.22为常见参考值）5.等于6.减小7.电控（或PWM/电压）8.热力系数（或性能系数COP）9.热力学10./四、简答题1.答：蒸气压缩制冷循环主要由以下四大部件组成：(1)压缩机：被称为“心脏”。作用是吸入蒸发器中的低温低压制冷剂蒸气，将其压缩成高温高压过热蒸气，并排入冷凝器。它提供了制冷剂在系统中循环流动的动力，并消耗机械功。(2)冷凝器：是一种换热器。作用是将压缩机排出的高温高压制冷剂蒸气与冷却介质（水或空气）进行热交换，使制冷剂凝结成高压液体，同时放出热量。(3)节流装置（膨胀阀/毛细管）：作用是将来自冷凝器的高压液态制冷剂节流降压，使其变为低温低压的气液混合物（湿蒸气），并控制制冷剂进入蒸发器的流量，以适应负荷变化。(4)蒸发器：也是一种换热器。作用是使节流后的低温低压制冷剂液体在蒸发器内蒸发吸热，从而吸收被冷却介质（如冷冻水、空气）的热量，达到制冷的目的。2.答：(1)R22：属于HCFC类制冷剂。ODP（臭氧破坏潜能值）为0.055（较小，但非零），GWP（全球变暖潜能值）约为1810（较高）。工作压力适中，属于中压制冷剂。目前正在逐步淘汰。(2)R134a：属于HFC类制冷剂。ODP=0（不破坏臭氧层），GWP约为1430（较高）。工作压力比R22低，单位容积制冷量较小，常用于汽车空调或离心机组。(3)R410A：属于HFC类近共沸混合制冷剂。ODP=0，GWP约为2088（高）。工作压力比R22高约50%~60%（高压制冷剂），这要求系统管路及部件有更高的耐压强度，但其传热性能和单位容积制冷量优于R22，是R22在家用空调中的主要替代品。3.答：(1)定义：余隙容积是指压缩机在压缩终了时，活塞顶面与气缸盖（或阀座底面）之间以及气阀通道所残留的无法排出的空间容积。(2)影响：余隙容积的存在会导致高压气体在活塞下行时首先膨胀，占据气缸容积，导致压缩机实际吸入的气体体积减少，即降低了压缩机的容积效率（输气系数）。压缩比越高，余隙容积内残留气体的膨胀所占体积越大，容积效率下降越明显。这限制了单级压缩机的最大压缩比。4.答：(1)工作原理：热力膨胀阀通过感温包感受蒸发器出口制冷剂蒸气的温度，将温度信号转换为压力信号作用于膜片（或波纹管）。膜片下部作用着蒸发压力（内平衡式为阀后压力，外平衡式通过外平衡管引出蒸发器出口压力）。当过热度变化导致感温包压力与蒸发压力的差值变化时，膜片变形推动阀针移动，从而调节阀门开度，控制制冷剂流量，维持蒸发器出口具有恒定的过热度。(2)选择依据：内平衡式：结构简单，适用于蒸发器阻力较小（压力降较小）的场合。外平衡式：能够补偿蒸发器内的较大压力降，适用于蒸发器盘管长、阻力大（如多路供液、低温工况）的场合，以保证蒸发器出口真实的过热度，防止吸气过热度过大或过小。5.答：(1)原因：溴化锂吸收式制冷机是在高真空下工作的。若有空气漏入，空气是不凝性气体，会附着在冷凝器和吸收器的管壁表面，形成气膜，极大地增加传热热阻，导致冷凝效果变差（冷凝压力升高）和吸收效果降低（吸收能力下降），从而严重降低制冷机的制冷量，甚至导致机组停机。此外，氧气还会加剧对金属材料的腐蚀。(2)后果：制冷量显著下降。机组性能系数（COP）降低。严重腐蚀金属管路和部件。可能导致结晶现象发生。五、计算与分析题1.解：(1)循环示意图（文字描述）：点1：蒸发器出口，压缩机吸气（饱和蒸气）。点2：冷凝器入口，压缩机排气（过热蒸气）。点3：冷凝器出口，膨胀阀入口（饱和液体）。点4：蒸发器入口，膨胀阀出口（气液混合物）。