制冷原理及设备题库(含答案)

制冷原理及设备题库(含答案)一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20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.在蒸气压缩制冷循环中，制冷剂在冷凝器中的状态变化过程是（）。A.过热蒸气→饱和液体→过冷液体B.湿蒸气→饱和液体→过冷液体C.过热蒸气→湿蒸气→饱和液体D.饱和蒸气→过冷液体→饱和液体2.逆卡诺循环的制冷系数仅与热源和冷源的（）有关。A.压力B.焓值C.温度D.比容3.制冷剂R134a的ODP（臭氧层消耗潜能值）为（）。A.1B.0.5C.0.02D.04.在制冷系统中，节流阀前制冷剂液体的过冷度增加，对系统性能的影响是（）。A.制冷量增加，耗功率增加B.制冷量减少，耗功率减少C.制冷量增加，耗功率不变D.制冷量不变，耗功率减少5.离心式制冷压缩机通常适用于（）的场合。A.小制冷量、高压缩比B.大制冷量、低压缩比C.小制冷量、低压缩比D.大制冷量、高压缩比6.溴化锂吸收式制冷机中，发生器的作用是（）。A.吸收水蒸气B.释放冷剂蒸汽C.冷凝水蒸气D.节流减压7.热力膨胀阀是通过感受（）的变化来调节制冷剂流量的。A.蒸发压力B.冷凝压力C.蒸发器出口制冷剂过热度D.冷凝温度8.制冷压缩机排气温度过高的原因不包括（）。A.吸气温度过高B.冷凝温度过高C.压缩比过高D.蒸发温度过高9.关于制冷剂R22，下列说法正确的是（）。A.是高温制冷剂B.是低温制冷剂C.是中温中压制冷剂，ODP值为1D.是天然制冷剂，无毒不可燃10.在制冷系统的压焓图（lgp-h图）中，等干度线是（）。A.垂直线B.水平线C.曲线D.斜直线11.满液式蒸发器与干式蒸发器相比，其主要优点是（）。A.制冷剂充注量少B.传热效率高C.回油方便D.不需要液位控制12.制冷系统中，干燥过滤器的主要作用是（）。A.储存制冷剂B.防止杂质和水分进入系统C.视察制冷剂流动状态D.防止制冷剂倒流13.两级压缩制冷循环主要用于（）。A.获得更低的蒸发温度B.提高制冷系数C.减少设备投资D.使用环保制冷剂14.某制冷循环中，冷凝温度为40℃，蒸发温度为-20℃，则其理论逆卡诺循环制冷系数约为（）。A.4.88B.5.75C.2.00D.3.5015.氨制冷剂（R717）具有的特性是（）。A.无毒、无味、不燃烧B.有毒、有刺激性气味、可燃C.无毒、但易燃烧爆炸D.高压液化困难16.制冷压缩机启动时，为了防止电机过载，通常采用（）。A.降压启动B.增高电压启动C.直接启动D.变频启动17.壳管式冷凝器中，冷却水通常走（）。A.壳程B.管程C.视情况而定D.同时走壳程和管程18.下列哪种制冷剂属于自然工质？（）A.R12B.R22C.R600a（异丁烷）D.R410A19.毛细管作为节流装置，主要应用于（）制冷系统。A.大型工业B.中型商用C.小型家用D.离心式冷水机组20.制冷系统在进行真空试验时，通常要求系统剩余压力不高于（）。A.101325PaB.1330PaC.650PaD.10Pa二、多项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20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。全部选对得2分，少选得1分，多选、错选不得分）1.影响蒸气压缩制冷循环制冷系数的因素有（）。A.蒸发温度B.冷凝温度C.过冷度D.过热度2.下列关于制冷剂的选择原则，正确的有（）。A.环境友好（ODP和GWP值低）B.热力学性质优良（临界温度高、标准沸点适中）C.化学性质稳定、安全无毒D.价格低廉、易于获取3.往复活塞式制冷压缩机的特点包括（）。A.结构简单B.适用压力范围广C.转速较高D.零部件较少4.制冷系统中，造成冷凝压力过高的原因可能是（）。A.冷却水量不足B.冷凝器内有空气C.制冷剂充注过多D.冷却水温过高5.吸收式制冷机与压缩式制冷机相比，主要区别在于（）。A.使用热能作为主要动力B.使用工质对（如溴化锂-水）代替单一制冷剂C.噪音低、振动小D.制冷系数通常高于压缩式6.电子膨胀阀相比热力膨胀阀，优点在于（）。A.调节范围大B.控制精度高C.反应速度快D.结构简单，无需供电7.制冷压缩机润滑油的性能要求包括（）。A.适当的粘度B.良好的低温流动性C.良好的化学稳定性和抗氧化性D.优良的电气绝缘性能8.制冷系统运行中，蒸发压力过低的原因可能有（）。A.节流阀开度过小B.蒸发器结霜过厚C.压缩机吸气阀片损坏D.制冷剂泄漏9.下列属于制冷系统辅助设备的有（）。A.油分离器B.储液器C.气液分离器D.中间冷却器10.热泵循环与制冷循环的区别主要在于（）。A.使用的工质不同B.循环的目的不同C.工作温度区间不同D.遵循的热力学原理不同三、填空题（本大题共15小题，每小题2分，共30分）1.在蒸气压缩制冷理论循环中，四个基本热力过程分别是：压缩过程、________、________和节流过程。2.制冷剂在冷凝器中放出的热量等于制冷剂在蒸发器中吸收的热量与________之和。3.压焓图（lgp-h图）上，饱和液线与干饱和蒸线之间的区域称为________区。4.制冷系数COP的定义是________与消耗功之比。5.R410A是一种________制冷剂，其组分通常是由R32和________按一定比例混合而成。6.离心式制冷压缩机产生“喘振”现象的原因是流量过小，导致________发生。7.热力膨胀阀的感温包通常安装在蒸发器________的管道上。8.氨制冷系统严禁使用________材料，因为氨会腐蚀铜及铜合金（磷青铜除外）。9.在溴化锂吸收式制冷机中，溶液热交换器的作用是回收热量，提高________。10.制冷压缩机的容积效率是指实际输气量与________之比。11.欲获得-60℃以下的低温，通常采用________制冷循环。12.制冷剂液体在节流阀前进行过冷，可以增加单位制冷量，且________不变。13.制冷系统中，过滤干燥器应安装在________之前。14.逆卡诺循环由两个________过程和两个________过程组成。15.某制冷机型号为“LSC-50G”，其中“50”通常表示该机组的制冷量为________kW。四、判断题（本大题共10小题，每小题1分，共10分。正确的打“√”，错误的打“×”）1.制冷剂在蒸发器中吸收热量，由气态变为液态。（）2.过冷循环在压焓图上表现为等压线向饱和液线左侧延伸。（）3.制冷系数永远大于1。（）4.毛细管具有自平衡流量调节的能力，但其调节能力较差。（）5.氨制冷剂泄漏时会有刺激性气味，易于发现。（）6.制冷系统中，油压过低只会影响润滑，不会导致压缩机停机保护。（）7.离心式制冷压缩机采用速度式压缩机原理。（）8.溴化锂吸收式制冷机在真空下运行，若系统内有空气，会严重影响制冷能力。（）9.热泵制热时，室外换热器起蒸发器作用，室内换热器起冷凝器作用。（）10.制冷剂R134a可以与矿物油互溶。（）五、简答题（本大题共5小题，每小题6分，共30分）1.请简述蒸气压缩制冷循环的基本工作原理，并说明四个主要部件的作用。2.什么是制冷剂的“过冷”和“过热”？采用过冷和过热循环各有何意义？3.简述热力膨胀阀的作用、类型及安装注意事项。4.氨（R717）制冷剂有哪些主要特性？在使用时应注意哪些安全事项？5.造成制冷压缩机液击的原因是什么？液击会有什么危害？如何防止？六、计算分析题（本大题共3小题，共40分）1.（10分）某制冷系统采用R22制冷剂，理论循环工况如下：冷凝温度tk=40℃，蒸发温度t0=-5℃，过冷温度tsc=35℃，过热温度tsh=10℃。请利用压焓图原理分析（无需查具体图表，用文字描述）：(1)循环在lgp-h图上的四个状态点及过程线特征。(2)与无过冷、无过热的理论循环相比，该循环的制冷量和制冷系数是增加了还是减少了？简述原因。2.（15分）一台制冷压缩机在标准工况下（蒸发温度-15℃，冷凝温度30℃）运行，制冷量为Q0=50kW。设该循环为理论循环，忽略管道压力损失。若已知该工况下：单位质量制冷量q0=150kJ/kg，单位容积制冷量qv=1200kJ/m³，单位理论功w0=45kJ/kg。请计算：(1)制冷剂的质量流量qm（kg/s）；(2)压缩机的理论输气量Vh（m³/h），假设容积效率λv=0.8；(3)该制冷循环的理论制冷系数COP；(4)冷凝器的热负荷Qk（kW）。3.（15分）某空调房间需要维持24℃的室内温度，室外温度为35℃。现有一台热泵空调器，其制热性能系数COPh=3.5。已知房间的围护结构热负荷为Q=3.5kW。(1)请计算该热泵运行所需的电功率P（kW）。(2)若改用电加热器直接供暖，所需的电功率是多少？(3)通过计算说明热泵节能的原因。(4)随着室外温度下降，热泵的制热能力和COP通常会发生变化，请简要分析这种变化对房间供暖效果的影响及应对措施。参考答案与评分标准一、单项选择题（每小题1分，共20分）1.A2.C3.D4.C5.B6.B7.C8.D9.C10.C11.B12.B13.A14.A（解析：Tc=313K,Te=253K,COP=253/(313-253)=4.22）注：原题选项为近似值，若计算更精确为4.22，选项A最接近。14.A（解析：Tc=313K,Te=253K,COP=253/(313-253)=4.22）注：原题选项为近似值，若计算更精确为4.22，选项A最接近。15.B16.A17.B18.C19.C20.B二、多项选择题（每小题2分，共20分）1.ABCD2.ABCD3.AB4.ABCD5.ABC6.ABC7.ABCD8.ABD9.ABCD10.BC三、填空题（每小题2分，共30分）1.冷凝过程；蒸发过程2.压缩功（或消耗的机械功）3.湿蒸气（或两相）4.制冷量5.非共沸（或近共沸）；R1256.气流分离（或失速）7.出口（或回气）8.铜9.热效率（或性能系数COP）10.理论输气量11.复叠12.压缩机耗功13.膨胀阀（或毛细管）14.等温；等熵15.50四、判断题（每小题1分，共10分）1.×（解析：液态变为气态）2.√3.×（解析：制热时COP可能大于1，制冷时在高温工况下也可能小于1，但通常大于1。严格来说COP并非永远大于1，但在空调工况下通常大于1。此处判错是因为定义上COP可以小于1，特别是在热力学极限情况下）4.√5.√6.×（解析：油压过低会触发压差继电器，导致停机保护）7.√8.√9.√10.×（解析：R134a与酯类油POE互溶，不与矿物油互溶）五、简答题（每小题6分，共30分）1.答案要点：原理：利用制冷剂状态的变化，将热量从低温热源转移到高温热源。四大部件作用：(1)压缩机：吸入低温低压制冷剂蒸气，压缩成高温高压蒸气，维持循环动力。(2)冷凝器：将高温高压制冷剂蒸气冷凝成液体，向冷却介质放出热量。(3)节流装置：将高压制冷剂液体节流降压，变成低温低压气液混合物，调节流量。(4)蒸发器：低温低压制冷剂液体蒸发成气体，从被冷却物体吸收热量。2.答案要点：过冷：制冷剂液体温度低于同一压力下饱和温度的状态。过热：制冷剂蒸气温度高于同一压力下饱和温度的状态。意义：(1)过冷：增加单位制冷量（每公斤制冷剂制冷量增加），减少节流后的闪发气体，提高制冷系数。通常采用过冷器或回热器实现。(2)过热：吸气过热可防止压缩机液击，保护压缩机；但在蒸发器内的过热会降低传热效率。回热过热可增加制冷量（针对某些制冷剂如R134a，但对氨不利）。3.答案要点：作用：调节进入蒸发器的制冷剂流量，使蒸发器出口的过热度保持在一定范围内，适应负荷变化。类型：内平衡式、外平衡式。安装注意事项：(1)感温包应紧贴蒸发器出口回气管，并包扎保温层。(2)阀体应垂直安装，且需注意安装方向（箭头指向）。(3)对于外平衡式，需连接平衡管至蒸发器出口。4.答案要点：特性：标准沸点低（-33.3℃），临界温度高，冷凝压力适中，单位容积制冷量大；有毒，有刺激性气味，对铜及铜合金有腐蚀性（除磷青铜），不可燃但在特定条件下有爆炸危险，与润滑油不互溶。安全事项：(1)系统严禁使用铜管。(2)机房需良好的通风换气装置。(3)必须配备必要的氨气泄漏报警装置。(4)操作人员需佩戴防毒面具和防护服。(5)系统需设置紧急泄氨器。5.答案要点：原因：制冷剂充注过多；膨胀阀开度过大；蒸发器结霜严重导致回气阻力大；压缩机突然卸载等导致液态制冷剂或润滑油大量进入压缩机气缸。危害：液击会击碎阀片、损坏活塞及连杆，严重时导致压缩机报废。防止措施：(1)控制冷剂充注量。(2)合理调整膨胀阀开度。(3)设置气液分离器。(4)安装吸气过热度保护或曲轴箱加热器。(5)避免压缩机长时间在低负荷下运行。六、计算分析题（共40分）1.（10分）答案要点：(1)四个状态点：1点：压缩机吸气口，压力对应t0，温度tsh，过热蒸气。2点：压缩机排气口，压力对应tk，等熵压缩终点，过热蒸气。3点：冷凝器出口，压力对应tk，温度tsc，过冷液体。4点：蒸发器入口，压力对应t0，节流后，湿蒸气。过程线：1-2等熵压缩，2-3等压冷凝（含冷却及过冷），3-4等焓节流，4-1等压蒸发（含蒸发及过热）。(2)制冷量增加，制冷系数增加。原因：过冷使单位制冷量增加（h1-h4增大），而过热（回热过热）通常使比容增大，但在回热循环中，过热带来的单位制冷量增加（利用了回热）弥补了比容增大的负面影响，且过冷减少了节流损失。总体上，有效过冷和回热过热（针对R22等）能提升循环性能。2.（15分）解：(1)质量流量qm=Q0/q0=50/150=0.333kg/s(3分)(2)理论输气量Vh=(qmqv3600)/λv(2)理论输气量Vh=(qmqv3600)/λv代入数据：Vh=(0.33312003600)/0.8=(4003600)/0.8=1,440,000/0.8=1,800,000m³/h(此处计算有误，修正如下)代入数据：Vh=(0.33312003600)/0.8=(4003600)/0.8=1,440,000/0.8=1,800,000m³/h(此处计算有误，修正如下)修正：qm=1/3kg/s。qv=1200kJ/m³。实际输气量Vs=qm/(密度)。或者直接用Vh=Q0/(qvλv)3600?实际输气量Vs=qm/(密度)。或者直接用Vh=Q0/(qvλv)3600?正确公式：Q0=qvVhλv正确公式：Q0=qvVhλv所以Vh=Q0/(qvλv)=50/(12000.8)=50/960=0.052