制冷循环中膨胀机代替节流阀的节能性分析111

第11章制冷循环一、选择题1．供热系数ζ可以是（）。

A．大于1 B．等于1 C．小于1【答案】A2．压缩气体制冷循环中，随循环增压比提高，制冷系数（），循环制冷量（）。

A．增大，增大B．增大，下降C．下降，增大D．下降，下降【答案】C【解析】压缩气体制冷循环的经济性指标，所以循环增压比越大．制冷系数越小。

但增压比越大，单位质量工质的制冷量也越大。

因此，为了提高压缩气体制冷装置的制冷量，常采用加大制冷工质的质量流量。

3．与采用可逆膨胀机相比，压缩蒸气制冷循环中采用节流阀简化了系统设备，（）了制冷量，（）了制冷系数。

A．增加，提高B．增加，降低C．降低，提高D．降低，降低【答案】D【解析】压缩蒸气制冷循环中采用节流阀后，由于节流过程不可逆，熵增大，所以与采用可逆膨胀机相比，制冷量减少，失去了可以从膨胀机得到的功，循环的制冷系数下降，但简化了系统设备，提高了系统工作的稳定性，同时可以较方便地控制蒸发器中压力，所以压缩蒸汽制冷系统几乎毫无例外地采用节流阀。

4．工程上，压缩蒸气制冷装置中常常采用使制冷工质在冷凝器中冷凝后继续降温，即所谓的过冷工艺，以达到（）制冷量，（）制冷系数。

A．增加，提高B．增加，降低C．降低，提高D．降低，降低【答案】A【解析】采用过冷工艺后，制冷工质在蒸发器内的吸热量由增加到使循环制冷量增大，同时并不改变压缩耗功，达到了提高循环制冷量和循环制冷系数的目的。

5．制冷循环的工作好坏是以（）来区分的。

A．制冷系数的大小B．制冷能力的大小C．耗功量的大小D．A和B 【答案】D6．（多选）制冷系数ε可以是（）。

A．大于1 B．等于1 C．小于1【答案】ABC二、判断题1．房间温度增加会使冰箱的制冷系数降低。

（）【答案】对2．一台制冷机，在对低温热源制冷的同时对高温热源进行供热，则其供热系数始终比制冷系数大1。

（）【答案】对3．制冷系数是大于1的数。

（）【答案】错【解析】制冷系数是指制冷循环中制冷量与消耗功的比值，可能大于1，也可能小于1。

（一）概念性多选题 (2)制冷与空调基础： (2)（二）、简单分析性的多选题 (4)制冷与空调基础： (4)（三）、单选题： (7)制冷与空调基础 (7)（一）概念性多选题制冷与空调基础：（1）对于顶棚埋管辐射空调方式，下列情况中不会出现结露现象的是：（）。

A 室内空气露点温度比辐射管供水温度低1℃B 室内空气露点温度等于辐射管供水温度C 室内空气露点温度等于辐射管回水温度D 室内空气露点温度等于辐射管供回水的平均温度正确答案：( AB )(2) 随着对室内空气质量要求的不断提高，对于舒适性空调，下列说法中不正确的是：（）。

A 空调风系统均应采用高效过滤器取代中效过滤器B 空调风系统均应增设杀菌设备C 空调新风量标准应不断提高D 空调设计应综合考虑空气质量与节能要求正确答案：( ABC )（3 ）冷水机组的冷水供回水设计温差增加，平均水温不变的情况下，下列说法错误的是：（）A 可减少水泵功率B 可减少水管投资C 可减少风机盘管投资D 可减少冷水机组能耗正确答案：( CD )（4）对于同一个湿空气状态点，下列说法正确的是（）。

A 湿球温度不可能高于干球温度B 露点温度不可能高于湿球温度C 露点温度不可能高于干球温度D 湿球温度不可能低于0℃正确答案：（ABC ）（5）在相同冷热源温度下，对于理想制冷循环和理论制冷循环，下列哪几种说法是正确的？（）A 都有一个绝热压缩过程，但前者为湿压缩，后者为干压缩B 都各有一个绝热压缩和绝热膨胀过程C 理论制冷循环的定温传热过程具有传热温差D 理想制冷循环的制冷系数大于理论制冷循环正确答案：（ACD ）（6）一制冷循环采用膨胀机代替膨胀阀，下列哪些说法是正确的？（）A 膨胀机的节流过程与膨胀阀相同，均为等焓节流B 制冷剂经膨胀机节流后，其状态为饱和液态C 膨胀机的节流过程可近似为等熵节流D 循环的制冷系数增大正确答案：（CD ）（7）单级蒸气压缩制冷循环，压缩机排气管道存在的压力降，对制冷循环性能有哪些影响？（）A 压缩机排气压力增加B 压缩机容积效率降低C 系统制冷系数增加D 压缩机制冷量增加正确答案：（AB ）（8）蒸气压缩式制冷理论循环存在（）。

空调的制冷循环节流装置设计与性能分析引言：随着现代科技的发展，空调系统已经成为了人们日常生活中不可或缺的一部分。

为了提高空调的制冷效果和节能性能，制冷循环节流装置被应用于空调系统中。

本文将对空调的制冷循环节流装置的设计和性能进行分析，以期提供对该装置的深入了解和评估。

一、设计原理和构成制冷循环节流装置的设计旨在通过合理调节制冷剂的流量，实现控制空调的制冷效果和节能性能。

其主要构成包括节流阀和循环泵两部分。

1. 节流阀节流阀是制冷循环节流装置的核心部件，通过调节流动面积和减小流道的宽度，控制制冷剂的流量。

节流阀的设计应考虑到实际工况中的压差和流量要求，以及制冷剂的特性和材料的选择。

合理的节流阀设计可以提高系统的稳定性、降低能耗和减少温度波动。

2. 循环泵循环泵负责将制冷剂从冷凝器排出并送往蒸发器，保证系统的制冷循环连续稳定运行。

循环泵的设计应考虑到各冷凝器和蒸发器之间的压差和流速要求，以及制冷剂的特性和泵的效率。

合理的循环泵设计可提高系统的流量控制和能耗效率。

二、性能分析1. 制冷效果制冷循环节流装置的设计对空调的制冷效果有着直接的影响。

合理设计的节流阀和循环泵可以实现制冷剂的精确控制和平衡分配，提高系统的制冷效果。

合适的流量和压差调节可保证冷凝器和蒸发器充分发挥其换热性能，从而实现高效制冷。

2. 节能性能制冷循环节流装置的设计也能够对空调系统的节能性能产生重要影响。

通过合理调整制冷剂的流量，可以减少能耗并提高系统的能量利用率。

合理的流量控制和泵的选型可以降低系统的压力损失和阻力，从而减少能耗。

此外，利用节流阀和循环泵实现制冷过程的精细控制，还可提供更加舒适和节能的室内环境。

3. 稳定性分析制冷循环节流装置的设计对系统的稳定运行也具有重要意义。

合理设计的节流阀和循环泵能够实现流量和压力的稳定控制，保证制冷剂的稳定流动和温度的稳定控制。

此外，节流阀还可以通过反馈控制系统，实现对制冷剂流量的自动调节和组织冷凝/蒸发过程的自动化控制，提高系统的稳定性和可靠性。

2021年暖通空调专业试卷和答案（20）一、单选题(共35题)1.民用建筑供暖系统适宜采用下列哪种热媒？()A：低压蒸汽B：高压蒸汽C：温度不超超过100℃的热水D：温度不超过85℃的热水【答案】：D【解析】：2.热风供暖房间长50m，宽30m，高10m，采用平行送风方式，在房间一侧墙上布置的射流数量应是()。

A：1股B：2股C：3股D：无法确定【答案】：A【解析】：3.有关除尘器效率、阻力的变化规律的关系，下列哪一项是错误的？()A：除尘器的全效率越大，其穿透率就越小B：旋风除尘器的效率随粉尘的分割粒径增大而提高C：袋式除尘器的阻力随处理风量的增加而增大D：粉尘的比电阻过大或过小，都会降低电除尘器的效率【答案】：B【解析】：4.对制冷剂直接膨胀式空气冷却器的蒸发温度，下列说法正确的是()。

A：应比空气出口温度至少低5℃B：应比空气出口温度至少低3℃C：应比空气出口温度至少低2℃D：应比空气出口温度至少低3.5℃【答案】：D【解析】：5.一个正在运行的水冷螺杆式冷水机组制冷系统，发现系统制冷出力不足，达不到设计要求。

经观察冷水机组蒸发压力正常，冷凝压力过高。

下列哪一项不会造成制冷出力不足？A：冷却水量不足或冷却塔风机转速下降B：换热系统换热管表面污垢增多C：冷却水进口水温过高D：冷却水水泵未采用变频调速【答案】：D【解析】：选项D为节能措施，不采用不会造成故障。

6.目前在洁净技术中常用的大气尘浓度表示方法，正确的应是下列哪一项？A：沉降浓度B：计数浓度C：计重浓度D：以上三种方法都常用【答案】：B【解析】：7.风机盘管宜按机组额定风量的比例设置高、中、低三挡风量，下列哪一项符合现行国家标准？()A：1：0.75：0.5B：1：0.75：0.45C：1：0.6：0.4D：1：0.5：0.3【答案】：A【解析】：8.地源热泵系统作为一种利用可再生能源的空调冷热源系统，有多种形式。

试问下列哪个系统不属于地源热泵系统范畴？A：地埋管热泵系统B：地下水热泵系统C：江水源热泵系统D：水环热泵系统【答案】：D【解析】：《地源热泵系统工程技术规范(2009版)》GB50366-2005第2.0.1条。

第十一章制冷循环1.家用冰箱的使用说明书上指出,冰箱应放置在通风处,并距墙壁适当距离,以及不要把冰箱温度设置过低,为什么答：为了维持冰箱的低温,需要将热量不断地传输到高温热源环境大气,如果冰箱传输到环境大气中的热量不能及时散去,会使高温热源温度升高,从而使制冷系数降低,所以为了维持较低的稳定的高温热源温度,应将冰箱放置在通风处,并距墙壁适当距离.在一定环境温度下,冷库温度愈低,制冷系数愈小,因此为取得良好的经济效益,没有必要把冷库的温度定的超乎需要的低.2.为什么压缩空气制冷循环不采用逆向卡诺循环答：由于空气定温加热和定温放热不易实现,故不能按逆向卡诺循环运行.在压缩空气制冷循环中,用两个定压过程来代替逆向卡诺循环的两个定温过程.3.压缩蒸气制冷循环采用节流阀来代替膨胀机,压缩空气制冷循环是否也可以采用这种方法为什么答：压缩空气制冷循环不能采用节流阀来代替膨胀机.工质在节流阀中的过程是不可逆绝热过程,不可逆绝热节流熵增大,所以不但减少了制冷量也损失了可逆绝热膨胀可以带来的功量.而压缩蒸气制冷循环在膨胀过程中,因为工质的干度很小,所以能得到的膨胀功也极小.而增加一台膨胀机,既增加了系统的投资,又降低了系统工作的可靠性.因此,为了装置的简化及运行的可靠性等实际原因采用节流阀作绝热节流.4.压缩空气制冷循环的制冷系数、循环压缩比、循环制冷量三者之间的关系如何 答：压缩空气制冷循环的制冷系数为：()()142314-----o o net k o q q h h w q q h h h h ε=== 空气视为理想气体,且比热容为定值,则：()()142314T T T T T T ε-=---循环压缩比为：21p p π=过程1-2和3-4都是定熵过程,因而有：1322114k kT T P T P T -⎛⎫==⎪⎝⎭ 代入制冷系数表达式可得：111k kεπ-=-由此式可知,制冷系数与增压比有关.循环压缩比愈小,制冷系数愈大,但是循环压缩比减小会导致膨胀温差变小从而使循环制冷量减小,如图b 中循环1-7-8-9-1的循环压缩比较循环1-2-3-4-1的小,其制冷量面积199′1′1小于循环1-2-3-4-1的制冷量面积144′1′1.T sO 4′ 9′1′Ov ab压缩空气制冷循环状态参数5.压缩空气制冷循环采用回热措施后是否提高其理论制冷系数能否提高其实际制冷系数为什么答：采用回热后没有提高其理论制冷系数但能够提高其实际制冷系数.因为采用回热后工质的压缩比减小,使压缩过程和膨胀过程的不可逆损失的影响减小,因此提高实际制冷系数.6.按热力学第二定律,不可逆节流必然带来做功能力损失,为什么几乎所有的压缩蒸气制冷装置都采用节流阀答：压缩蒸气制冷循环中,湿饱和蒸气在绝热膨胀过程中,因工质中液体的含量很大,故膨胀机的工作条件很差.为了简化设备,提高装置运行的可靠性,所以采用节流阀.7.参看图 5,若压缩蒸汽制冷循环按1-2-3-4-8-1 运行,循环耗功量没有变化,仍为h2-h1,而制冷量却从h1-h5.增大到h1-h8,显见是“有利”的.这种考虑可行么为什么答：过程4-8熵减小,必须放热才能实现.而4 点工质温度为环境温度T,要想放热达到温度Tc 8点,必须有温度低于Tc的冷源,这是不存在的.如果有,就不必压缩制冷了.8.作制冷剂的物质应具备哪些性质你如何理解限产直至禁用氟利昂类工质,如R11、R12答：制冷剂应具备的性质：对应于装置的工作温度,要有适中的压力；在工作温度下气化潜热要大；临界温度应高于环境温度；制冷剂在T-s 图上的上下界限线要陡峭；工质的三相点温度要低于制冷循环的下限温度；比体积要小；传热特性要好；溶油性好；无毒等.限产直至禁用R11 和R12 时十分必要的,因为这类物质进入大气后在紫外线作用下破坏臭氧层使得紫外线直接照射到地面,破坏原有的生态平衡.9.本章提到的各种制冷循环有否共同点若有是什么答：各种制冷循环都有共同点.从热力学第二定律的角度来看,无论是消耗机械能还是热能都是使熵增大,以弥补热量从低温物体传到高温物体造成的熵的减小,从而使孤立系统保持熵增大.10.为什么同一装置即可作制冷剂又可作热泵答：因为热泵循环与制冷循环的本质都是消耗高质能以实现热量从低温热源向高温热元的传输.热泵循环和制冷循环的热力学原理相同.。

制冷系统的节能优化设计分析制冷系统是现代生活中不可或缺的一部分，它在酷暑和寒冷季节帮助我们调节室内气温，使得室内环境更加舒适。

然而，由于能源消耗和环境污染等问题，全球对制冷系统的能源消耗问题越来越关注。

因此，如何节能优化制冷系统的设计成为当务之急。

一、能源消耗问题制冷系统主要是由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器来完成制冷过程的。

其中，压缩机是制冷系统最耗能的设备之一。

因此，如何减少其能源的消耗是非常关键的。

首先，可以考虑降低压缩比。

压缩比是指压缩机进气压力与出气压力之比，降低压缩比可以有效降低压缩机的能耗。

其次，采用高效的压缩机也是一种节能的有效方法。

高效的压缩机可以降低制冷系统的能耗，提高制冷效率。

最后，通过系统优化，可以有效降低压缩机的工作负荷，进一步节约能源。

二、制冷剂的选择制冷系统的制冷剂也是能源消耗的重要因素之一。

传统的制冷剂如氟利昂等会导致臭氧层的破坏和温室气体的排放。

因此，为了减少对环境的污染，选择环保型制冷剂变得非常重要。

现在，一些新型的制冷剂如氢氟碳化物（HFC）和氢氟烃（HFO）等已经开始应用于制冷系统中。

这些环保型制冷剂的饱和蒸气温度低，可以提高制冷效率，降低制冷系统的能耗。

三、系统优化制冷系统的优化也是节能的重要方法之一。

一些如改进系统布局、优化冷凝器和蒸发器、降低冷凝温度、增加无功功率补偿和采用变频器等措施可以帮助提高制冷系统的效率和性能。

其中，在制冷系统中，冷凝器和蒸发器的优化是非常重要的。

通过优化换热器的类型、设计和位置，可以降低制冷系统的能耗。

此外，降低冷凝温度同样可以提高制冷效率。

通过加装无功功率补偿设备和采用变频器等，也可以在制冷系统运行中达到更高效的能量利用。

四、增量节能除了系统优化后的节能，增量节能也是非常重要的。

通过对制冷系统运作的监控和调整，可以帮助制冷系统更好地利用能源，并且减少不必要的浪费。

例如，通过控制室内温度和湿度，可以降低制冷负荷和能耗。

此外，对容易堵塞的换热器进行清洗，能够有效减少制冷系统的耗能。

优化膨胀机操作，减少单位产品能耗发表时间：2014-08-28T10:43:48.797Z 来源：《科学与技术》2014年第5期下供稿作者：王国兴[导读] 由于外部气源压力降低，膨胀机运行的效率下降，致使系统冷量不足。

中国石化胜利分公司石油化工总厂王国兴摘要：PLK-4500*2-4.83/0.37 型膨胀机是空分装置重要生产设备，主要是为空分装置提供冷量，确保装置连续稳定生产。

膨胀机运行的性能直接影响到空分装置的整体效率。

本文结合生产实际条件，针对PLK-4500*2-4.83/0.37 型膨胀机性能下降的原因进行了初步探讨，并给出具体改进措施。

关键词：KDN-1500 空分装置；PLK-4500*2-4.83/0.37 型膨胀机；压力；转速；制冷效果前言透平膨胀机是空气分离设备获取冷量所必需的核心部件，是保证整套装置稳定运行的心脏，膨胀机性能的改进对于提高系统运行的可靠性及经济性都有着至关重要的作用。

1 性能下降的原因分析空分车间原先设计主要是给总厂顺酐装置和其它装置提供高纯度的氮气，KDN-1500 空分装置配套透平膨胀机型号为PLK-4500*2-4.83/0.37，设计机前压力为0.483MPa，膨胀出口压力0.02MPa，处理量为4500m3/h。

顺酐停产后，H100-0.97/9.0压缩机停运改由二空压C71M*3 压缩机直接供风，在为总厂节约了大量能耗的同时，导致入塔压力偏低，由设计压力0.80 MPa成为目前0.65 MPa，有时甚至更低，由于外部工艺参数变化，膨胀机运行一直运行在一种低效区。

导致长时间氮气产量偏低，更无法提取液氮。

液氮储槽因为存在充装压力较低，自然蒸发大，造成生产储存液氮异常困难，给总厂的安全生产带来隐患。

对于空分车间而言，也开始面对两种情况：第一，空分C71M*3型离心式压缩机以及空气精馏系统和储存系统运行效率有所下降，这是生产环节和储存环节的问题。

第二、总厂其它装置特别是生产车间装置到了运行后期，故障增多，各种气密试验、置换容器、气封泄漏等造成氮气用量增大，这是使用环节的问题。

洁净与空调技术ＣＣ＆ＡＣ２００６年第４期ＣＦＣｓ，ＨＣＦＣｓ类制冷工质的替代评述与展望河南理工大学杨运良☆涂中强摘要从环保，经济性和使用安全性角度分析了各自的特点和局限性。

指出环境不友好的过渡性替代物的应用会走技术改造的弯路，造成巨大的经济损失。

并指明：只要采取适当措施就可以使用环境性能经济性能都很好的碳氢类物质作为现在的和未来的制冷剂。

未来的制冷剂将不会使用氟利昂。

关键词碳氢制冷剂制冷工质替代可燃性二氧化碳氟利昂ＲｅｐｌａｃｅｍｅｎｔＯｆＣＦＣｓ，ＨＣＦＣｓ：ＲｅｖｉｅｗａｎｄＰｒｏｓｐｅｃｔＢｙＹＡＮＧＹｕｎｌｉｎｇ★ａｎｄＴＵＺｈｏｎｇｑｉａｎｇＡｂｓｔｒａｃｔＦｒｏｍｔｈｅｐｏｉｎｔｏｆｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，ｅｃｏｎｏｍｉｃａｎｄｓａｆｅｔｙ，ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｓａｒｅａｎａｌｙｓｅｄ．Ｔｈｅｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｉｓｔｈａｔ，ｉｔｗｉｌｌｃａｕｓｅａｇｒｅａｔｅｃｏｎｏｍｉｃｗａｓｔｅｔｏｕｓｅｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ－ｈａｇａｒｄｏｕｓｔｒａｎｓｉ－ｔｉｏｎａｌｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｓ．ＴｈｅＨｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｒｅｆｒｉｇｅｒａｎｔｓｃａｎｂｅｗｅｌｌｕｓｅｄG ｗｈｅｎｐｒｏｐｅｒｃａｒｅｉｓｔａｋｅｎ．Ｆｒｅｏｎｗｉｌｌｎｏｔｂｅｕｓｅｄａｓｒｅｆｒｉｇ－ｅｒａｎｔｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＨｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｒｅｆｒｉｇｅｒａｎｔｓＲｅｆｒｉｇｅｒａｎｔｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅＦｌａｍｍａｂｉｌｉｔｙＣａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅＦｒｅｏｎ★ＨｅｎａｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｉｎａ☆杨运良，男，１９６３年１１月生，大本，教授，研究生导师４５４１５０河南焦作市河南理工大学安全科学工程学院（０３９１）３９８０６４２收稿日期：２００６－０４－２５修回日期：２００６－０５－２３１引言由于ＣＦＣｓ，ＨＣＦＣｓ类制冷工质以其无毒，不可燃，无刺激性，适中的压力，较高的制冷系数等优点，以前被广泛使用。