第二章制冷剂

《制冷与空调原理与维修》教案第一章：制冷与空调概述1.1 制冷与空调的定义和发展历程1.2 制冷与空调系统的组成及工作原理1.3 制冷与空调技术的应用领域第二章：制冷剂与辅助材料2.1 制冷剂的性质和分类2.2 常用制冷剂的选择和使用2.3 辅助材料的作用和选用第三章：压缩机3.1 压缩机的类型和结构3.2 压缩机的工作原理和性能评价3.3 压缩机的维修和故障排除第四章：热交换器4.1 热交换器的类型和结构4.2 热交换器的工作原理和性能评价4.3 热交换器的维修和故障排除第五章：节流装置与控制系统5.1 节流装置的类型和结构5.2 节流装置的工作原理和性能评价5.3 控制系统的组成和功能5.4 控制系统的维修和故障排除第六章：制冷与空调系统的设计与安装6.1 制冷与空调系统的设计原则和方法6.2 制冷与空调设备的安装程序和注意事项6.3 制冷与空调系统的调试与验收第七章：制冷与空调系统的运行与管理7.1 制冷与空调系统的运行操作规程7.2 制冷与空调系统的能耗管理7.3 制冷与空调系统的节能措施与环保要求第八章：常见制冷与空调设备故障分析与维修实例8.1 压缩机故障分析与维修实例8.2 热交换器故障分析与维修实例8.3 节流装置与控制系统故障分析与维修实例第九章：制冷与空调系统的安全与防护9.1 制冷与空调系统的安全注意事项9.2 制冷与空调系统的防护措施9.3 制冷与空调系统的应急预案与救援措施第十章：制冷与空调技术的未来发展10.1 新型制冷与空调技术的发展趋势10.2 制冷与空调技术在新能源领域的应用10.3 制冷与空调技术在智能家居领域的应用重点和难点解析一、制冷与空调系统的组成及工作原理难点解析：理解制冷与空调系统中各个部件的工作原理和相互关系，以及如何实现制冷和空调效果。

二、制冷剂与辅助材料的选择和使用难点解析：正确选择和使用制冷剂和辅助材料，以保证制冷与空调系统的正常运行和效果。

制冷剂替代物的研究与应用前景第一章绪论制冷技术是现代工业与生活中不可或缺的一环。

然而，制冷剂不仅会对臭氧层产生破坏，还会对空气、水等环境造成严重污染。

因此，环保型制冷技术——制冷剂替代技术成为了当前许多国家致力于发展的一种重要技术。

第二章制冷剂替代技术2.1 制冷剂替代物的概念和分类制冷剂替代物是指在原有的制冷循环系统中，替代其工作介质的制冷介质。

按其工作原理和化学成分不同，可分为以下几类：（1）氢氟酸酯（HFC）：由于它们不会对臭氧层造成破坏，因此在各个国家得到了较为广泛的使用。

HFC的臭氧破坏潜势较低，但它们对温室气体的贡献相当大；（2）氢氯氟烃（HCFC）：是一种氯质类制冷剂，比HFC更有害，但比传统的氟氯烃（CFC）对臭氧层的破坏潜势更低；（3）氨（NH3）：是一种天然的制冷剂，被广泛应用于大型制冷系统中；（4）羟基乙酸（HCOOH）：具有很好的环保性，安全性和高能效性。

因其在环保性方面表现优异，被认为是制冷剂替代物的重要方向。

2.2 制冷剂替代技术的研究现状制冷剂替代技术的研究主要集中在新型制冷剂和吸附式制冷剂替代物的研究上。

研究表明，有机混合制冷剂能够提高制冷效率和节能效果，目前已得到广泛应用。

而吸附式制冷剂替代物不仅具有高效节能的特点，而且具有优良的环保性能，已经成为制冷剂替代技术研究的一个重要领域。

第三章制冷剂替代物的应用前景3.1 国家政策的影响近年来，随着环保问题日益受到关注，各国相继出台了相关政策。

许多发达国家通过制定一系列法规，限制或还原污染物的排放，这将对环保型制冷技术的推广和应用起到重要的推动作用。

3.2 行业的潜力制冷行业是一个庞大的市场，和人们的生活息息相关。

据统计，截至2020年，全球制冷行业的市场规模已经达到了1万亿美元以上，而随着全球经济的发展，制冷技术的应用范围也在不断扩大，制冷剂替代技术在市场上的潜力愈发巨大。

3.3 技术的优势制冷剂替代技术在环保性，效率，成本，安全性等方面相比传统的制冷技术都有着明显的优势，因此在市场上具有很大的竞争力。

制冷技术作业第一章 蒸汽压缩式制冷的热力学原理 练习题-6 (1) 压焓图hl g PR22(2) 中间压力MPa 11.00=p ; MPa 4.1=k pMPa 39.04.111.00=⨯=⋅=k m p p p(3)各状态点主要参数低压压缩机质量流量kg/s 2010.020039286.310810rL =-⨯=-==h h q M φφ低压压缩机实际输气量/s m 402.000.202010.031rL rL =⨯=⋅=v M V由中间冷却器能量平衡，得()()69rb 75rL h h M h h M -=-kg/s 0451.02010.0237402200237rL 6975rb =⨯--=--=M h h h h M kJ/kg 4190451.0201.0402.0451*******.0rb rL 9rb 2rL 3=+⨯+⨯=+⋅+⋅=M M h M h M h高压压缩机实际输气量()()/s .0165m 0067.0.04510201.033rb rL rH =⨯+=⋅+=v M M V(3)循环的理论耗功率()()()KW46.015352461.0322010.034rb rL 12rL th2th1th =⨯+⨯=-⋅+⋅+-⋅=+=h h M M h h M P P P第二章 制冷剂与载冷剂 练习题-2高温制冷剂为低压制冷剂，有R11, R123, R718, 适用于空调系统中温制冷剂为中压制冷剂，有R22, R717, R134a, R600, 适用于冷藏，空调系统低温制冷剂为高压制冷剂，有R744, 适用于复叠制冷低温级，跨临界循环第三章 制冷压缩机 练习题-3(1) 压焓图hl g PR22(2) 各状态点主要参数kg/s 0402.0237411745111r1=-=-==h h q M φφkg/s 0864.02373991478222r2=-=-==h h q M φφkJ/kg 403.086400402.0399.086404110402.02192611=+⨯+⨯=+⋅+⋅=M M h M h M h压缩机理论输气量()()()/s m 0173.02453.0/52.31245.00-44.80.09680.086400402.03V 121h =⨯⨯+=+=ηv M M V (3)压缩机理论输入功率()()()KW 502.9547864.00402.0012r2r1th =⨯+=-⋅+=h h M M P压缩机输入功率().4226KW 128.09.02453.0/352.10513.0948.0502.95em i thin =⨯⨯⨯-==ηηηP P制冷系数COP90.614226.12147in21=+=+=P COP φφ(4)()KW 0050.125402.0051_5r1th1=⨯=-⋅=h h M P056.48.09.0)498.0/352.10513.0948.0(0050.17e m i th111=⨯⨯⨯-⨯==ηηηφP COP ()KW 016.8344.0864081_8r2th2=⨯=-⋅=h h M P764.18.09.0)2453.0/352.10513.0948.0(8016.314m m i th222=⨯⨯⨯-⨯==ηηηφP COP 628kW 6.98.09.0)2453.0/352.10513.0948.0(8016.3.809.0)498.0/352.10513.0948.0(0050.1em i th1e m i th1in =⨯⨯⨯-+⨯⨯⨯-=+=∑ηηηηηηP P P (5)第一类方案初投资小，运行费用高 第二类方案初投资大，运行费用低第四章制冷装置的换热设备第五章节流装置和辅助设备练习题-1第六章 蒸气压缩式制冷装置的性能调节 练习题-2 (1) 已知()c e Q e ,e t t f Q = (1) ()c e P in ,in t t f P = (2) ()ain c Qc ,c t t f Q '= (3) ()win e Qe ,e t tf Q '= (4) in in c P Q Q += (5)联立上述5式子，以t ain , t win 为已知量，其余参数Q e ,Q c ,P in ,t e ,t c 为未知量，可得到压缩-冷凝-蒸发器联合工作特性()win ain P in ,int t f P ''= (6) ()win ain Qe ,e t tf Q ''= (7) 带入冷却水出水温度，消去冷却水进水温度，上式可写为，⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+''=wout w eain P in ,in t MQ t f P (8) ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+''=wout w eain Q e ,e t MQ t f Q (9) 上述两式中的Mw 可由该制冷机的名义工况和压缩-冷凝-蒸发器联合工作特性确定()()()in wout w win ain Qin wout w ew ,e t t c t t f t t c Q M -⋅''=-⋅=(10)将(10)带入(8-9)，(8-9)中以t ain , t wout 为已知数，P in , Q e 为未知数联立求解，可得到不同出水温度时，系统性能。

《制冷技术》课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握制冷技术的基本概念，理解制冷循环的原理和主要组成部分。

2. 使学生了解不同类型的制冷剂特性，及其对制冷效果和环境保护的影响。

3. 帮助学生理解制冷系统的主要性能指标，如能效比、制冷量和功耗等。

技能目标：1. 培养学生运用制冷原理解决实际问题的能力，能够设计简单的制冷循环。

2. 提高学生进行制冷系统故障诊断和性能优化的实践技能。

3. 培养学生通过查阅资料和手册，获取制冷技术相关信息的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对制冷技术领域的兴趣，激发其探索科学技术的热情。

2. 强化学生的环保意识，认识到制冷技术在节能减排中的重要性。

3. 培养学生的团队合作精神，使其在小组讨论和实验中学会相互尊重、协同工作。

课程性质：本课程为应用技术类课程，结合理论与实际，注重培养学生的动手能力和解决实际问题的能力。

学生特点：高中生具备一定的物理基础和实验技能，对新鲜事物充满好奇心，具备一定的自主学习能力。

教学要求：结合学生特点，课程设计需兼顾理论知识的传授和实践技能的培养，强调知识的应用性和实用性，注重培养学生的创新意识和科学态度。

通过具体的学习成果分解，使学生在理解制冷技术知识的基础上，能够将所学应用于实际问题的分析和解决中，达到学以致用的目的。

二、教学内容1. 制冷技术基础理论：- 制冷原理与制冷循环- 制冷剂的物理性质和热力学特性- 制冷循环的主要组成部分及其功能2. 制冷系统类型与结构：- 不同类型的制冷系统介绍（如蒸气压缩式、吸收式等）- 制冷系统的关键设备及其工作原理- 制冷系统设计原则和优化方法3. 制冷剂与环境：- 制冷剂对环境的影响- 环保型制冷剂的选择与应用- 制冷剂的替代和回收技术4. 制冷系统性能评价：- 制冷系统的主要性能指标- 制冷系统的能效分析与评价方法- 提高制冷系统性能的技术途径5. 实践教学环节：- 制冷循环的模拟与实验- 制冷系统故障诊断与性能优化- 节能减排案例分析教学内容安排与进度：第一周：制冷技术基础理论第二周：制冷系统类型与结构第三周：制冷剂与环境第四周：制冷系统性能评价第五周：实践教学环节（实验与案例分析）教材章节关联：《制冷技术》第一章：制冷原理与制冷循环《制冷技术》第二章：制冷剂与制冷系统《制冷技术》第三章：制冷系统性能评价与优化《制冷技术》附录：实验指导与案例分析教学内容的选择和组织确保了科学性和系统性，结合理论与实践教学，旨在帮助学生全面掌握制冷技术相关知识，为后续的实际应用打下坚实基础。

制冷剂工作原理制冷剂是制冷系统中的重要组成部分，它通过循环流动在制冷系统中，实现对空气或物体的制冷作用。

制冷剂工作原理涉及热力学和物理学的知识，下面将详细介绍制冷剂的工作原理。

首先，制冷剂需要具有较高的蒸发温度和较低的凝结温度。

这样才能在制冷系统中完成循环过程。

常见的制冷剂包括氨、氟利昂、氯化甲烷等，它们都具有较好的制冷性能。

制冷剂的工作原理主要包括蒸发、压缩、冷凝和膨胀四个过程。

首先，制冷剂进入蒸发器，通过吸收外界热量使得自身蒸发，这个过程是吸热的。

蒸发后的制冷剂变成气体，然后进入压缩机。

在压缩机中，制冷剂被压缩成高温高压气体。

这个过程需要消耗大量的能量，使得制冷剂的温度和压力大大增加。

接着，高温高压气体进入冷凝器，通过与外界环境交换热量，使得制冷剂冷凝成液体。

最后，制冷剂进入膨胀阀，通过膨胀阀的作用，高压液体制冷剂迅速膨胀成低温低压的气体。

这个过程是放热的，制冷剂的温度大大降低。

然后，制冷剂再次进入蒸发器，循环进行制冷作用。

通过上述过程，制冷剂能够不断循环流动，在制冷系统中完成对空气或物体的制冷作用。

制冷剂的工作原理基于热力学的循环过程，通过不同状态下的温度和压力变化，实现对热量的吸收和释放，从而达到制冷的效果。

需要注意的是，制冷剂的选择和工作原理对于制冷系统的性能和效率都有重要影响。

合理选择制冷剂，优化制冷系统的设计，能够提高制冷效果，降低能耗，减少对环境的影响。

总之，制冷剂的工作原理是基于热力学循环过程的，通过蒸发、压缩、冷凝和膨胀等过程，实现对空气或物体的制冷作用。

制冷剂的选择和制冷系统的设计都对制冷效果和能耗有重要影响，因此需要充分考虑制冷剂的性能和工作原理，以实现制冷系统的高效运行。

第一章：蒸汽压缩式制冷的热力学原理1．为什么说逆卡诺循环难以实现？蒸汽压缩式制冷理想和实际循环为什么要采用干压缩、膨胀阀？答：1）：逆卡诺循环是理想的可逆制冷循环，它是由两个定温过程和两个绝热过程组成。

循环时，高、低温热源恒定，制冷工质在冷凝器和蒸发器中与热源间无传热温差，制冷工质流经各个设备中不考虑任何损失，因此，逆卡诺循环是理想制冷循环，它的制冷系数是最高的，但工程上无法实现。

(见笔记，关键在于运动无摩擦，传热我温差)2）：工程中，由于液体在绝热膨胀前后体积变化很小，回收的膨胀功有限，且高精度的膨胀机也很难加工。

因此，在蒸汽压缩式制冷循环中，均由节流机构（如节流阀、膨胀阀、毛细管等）代替膨胀机。

此外，若压缩机吸入的是湿蒸汽，在压缩过程中必产生湿压缩，而湿压缩会引起种种不良的后果，严重时产生液击，冲缸事故，甚至毁坏压缩机，在实际运行时严禁发生。

因此，在蒸汽压缩式制冷循环中，进入压缩机的制冷工质应是干饱和蒸汽（或过热蒸汽），这种压缩过程为干压缩。

2．对单级蒸汽压缩制冷理论循环作哪些假设？与实际循环有何区别？答：1）理论循环假定：①压缩过程是等熵过程；②节流过程是等焓过程；③冷凝器内压降为零，出口为饱和液体，传热温差为零，蒸发器内压降为零，出口为饱和蒸汽，传热温差为零；④工质在管路状态不变，压降温差为零。

2）区别：①实际压缩过程是多变过程；②冷凝器出口为过冷液体；③蒸发器出口为过热蒸汽；④冷凝蒸发过程存在传热温差tk=t+Δtk,to=t-Δto。

3．什么是制冷循环的热力完善度？制冷系数？C.O.P值？E.F.R？什么是热泵的供热系数？答：1）通常将工作于相同温度间的实际制冷循环的制冷系数εs与逆卡诺制冷循环的制冷系数εk之比，称为热力完善度，即：η=εs/εk。

2）制冷系数是描述评价制冷循环的一个重要技术经济指标，与制冷剂的性质和制冷循环的工作条件有关。

通常冷凝温度tk越高，蒸发温度to越低，制冷系数ε0越小。