制冷原理与设备循环思考题与练习题
1. 蒸气压缩制冷循环系统主要由哪些部件组成，各有何作用？
答：由压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器组成，用管道将它们连接成一个密封系统就是蒸汽压缩制冷循环系统。
压缩机起着压缩和输送制冷剂蒸汽的作用，是整个系统的心脏；
冷凝器是输出热量的设备，从蒸发器中吸取的热量连同压缩机消耗功所转化的热量在制冷器中被冷却介质带走。
节流阀对制冷剂起节流降压作用，并调节进入蒸发器的制冷剂流量：
蒸发器是输出冷量的设备，制冷剂在蒸发器中吸收被冷却物体的热量，从而达到制取冷量的目的。
2. 蒸发器内制冷剂的汽化过程是蒸发吗？
答：不是，是汽化，因为制冷剂常态下是气态,受到压缩机压缩变为液态或半液半汽态经膨胀机构进入蒸发器由于压力降低迅速汽化吸收热量产生制冷效果。
3. 制冷剂在蒸气压缩制冷循环中，热力状态是如何变化的？
答：在制冷循环中,气态的制冷剂经过压缩机压缩成高温、高压的气体.经冷凝器凝结成高压的液体，通过热力膨胀阀后由高压液体变成低压、低温气体，在蒸发器里吸收热量后流回压缩机继续循环。
4. 制冷剂在通过节流元件时压力降低，温度也大幅下降，可以认为节流过程近似为绝热过程，那么制冷剂降温时的热量传给了谁？
答：热量传给了蒸发器
5. 制冷剂在制冷循环中扮演了什么角色？
答：先搞清楚空调压缩机的工作原理:空调压缩机是在空调制冷剂回路中起压缩驱动制冷剂的作用。工作回路中分蒸发区(低压区)和冷凝区(高压区)。室内机和室外机分别属于高压或低压区(要看工作状态而定)，压缩机一般装在室外机中。压缩机把制冷剂从低压区抽取来经压缩后送到高压区冷却凝结，通过散热片散发出热量到空气中，制冷剂也从气态变成液态，压力升高。制冷剂再从高压区流向低压区，通过毛细管喷射到蒸发器中，压力骤降，液态制冷剂立即变成气态，通过散热片吸收空气中大量的热量。这样，机器不断工作，就不断地把低压区一端的热量吸收到制冷剂中再送到高压区散发到空气中，起到调节气温的作用。制冷剂又称制冷工质，是制冷循环的工作介质，利用制冷剂的相变来传递热量，既制冷剂在蒸发器中汽化时吸热，在冷凝器中凝结时放热。当前能用作制冷剂的物质有80多种，最常用的是氨、氟里昂类、水和少数碳氢化合物等。
6. 单级蒸气压缩式制冷理论循环有哪些假设条件？
答：压缩比：≥3，且不宜过大；冷凝、蒸发器中传热要有温差存在；回热循环的变化规律要与有效过热对制冷系数一致；要求制冷剂蒸汽过热
7. 试画出单级蒸气压缩式制冷理论循环的lg p-h图，并说明图中各过程线的含义。
8. 已知R22的压力为，温度为10℃。求该状态下R22的比焓、比熵和比体积。
9. 已知工质R134a和下表填入的参数值，请查找lg p-h图填入未知项。
p/MPa t/℃h/kJ/kg v/m3/kg s/kJ/(kg⋅K) x
-25
70
分别采用R22和R717为制冷剂，试求其工作时理论循环的性能指标。
解: h1= kJ/kg v1=0.0653 m3/kg h3=h4= kJ/kg
p0= MPa p k= Mpa h2= kJ/kg t2=57℃）
1 单位质量制冷量q0=h1－h4=－= kJ/kg
2 单位容积制冷量
3 制冷剂质量流量
4 理论比功 w 0=h 2－h 1=－= kJ/kg
5 压缩机消耗的理论功率 P 0=q m w 0= kw
6 制冷系数
7 冷凝器单位热负荷 q k =h 2－h 3= kJ/kg
11. 一台单级蒸气压缩式制冷机，工作在高温热源温度为40℃，低温热源温度为-20℃下，试求分别用R134a 和R22工作时，理论循环的性能指标。
解: h 1= kJ/kg v 1= m 3/kg h 3=h 4=kg
p 0= MPa p k =0 .7 449Mpa h 2= kJ/kg t 2=60℃）
1 单位质量制冷量 q 0=h 1－h 4=－= kJ/kg
2 单位容积制冷量 1498/10==v q qv
3 制冷剂质量流量 965.6/00==q Q q m
4 理论比功 w 0=h 2－h 1=－= kJ/kg
5 压缩机消耗的理论功率 P 0=q m w 0= kw
6 制冷系数 877.5/00=w q
7 冷凝器单位热负荷 q k =h 2－h 3= kJ/kg
12. 有一单级蒸气压缩式制冷循环用于空调，假定为理论制冷循环，工作条件如下：蒸发温度t 0=5℃，冷凝温度t k =40℃，制冷剂为R134a 。空调房间需要的制冷量是3kW ，试求：该理论制冷循环的单位质量制冷量q 0、制冷剂质量流量q m 、理论比功w 0、压缩机消耗的理论功率P 0、制冷系数ε0和冷凝器热负荷Q k 。
解: h 1=kg v 1= m 3/kg h 3=h 4=kg
p 0= p k = h 2= kJ/kg t 2=60℃）
1 单位质量制冷量 q 0=h 1－h 4=－= kJ/kg
2 单位容积制冷量 1713/10==v q qv
3 制冷剂质量流量 367.0/00==q Q q m
4 理论比功 w 0=h 2－h 1=－=kg
5 压缩机消耗的理论功率 P 0=q m w 0= kw
6 制冷系数 01.0/00=w q
7 冷凝器单位热负荷 q k =h 2－h 3= kJ/kg
13. 单级蒸气压缩式制冷实际循环与理论循环有何区别？
答：理论循环中没有考虑到制冷剂液体过冷和蒸气过热的影响，也没有考虑冷凝器、蒸发器和连接管道中制冷剂流动而产生的压降。
14. 什么叫有效过热？什么叫有害过热？有效过热对哪些制冷剂有利，对哪些制冷剂有利？ 答：有效过热：过热吸收热量来自被冷却介质，产生有用的制冷效果。对氨的制冷系数降低，对R12的制冷系数升高。故一般在氨系统中过热度较小，大约在5摄氏度左右，而氟利昂的过热度可大一些。
有害过热：过热吸收热量来自被冷却介质以外，无制冷效果。
