制冷技術(shù)最新進(jìn)展總結(jié)

制冷技術(shù)最新進(jìn)展考試時(shí)間：第十七周周一，第三、四節(jié)填空、簡(jiǎn)答、問(wèn)答第一章制冷工質(zhì)的分類：（1）按化學(xué)成分分為---無(wú)機(jī)物（He、NH3、H2O、CO2）、氟利昂（R22、R134a、R407C、R410a）、烷烴類（R290、R600a）；（2）按組成分為---單一組分（CO2、R22、R600a）、混合工質(zhì)，其中混合工質(zhì)又分為共沸工質(zhì)（R502、R507）和非共沸工質(zhì)（R407C、R410a）制冷工質(zhì)的命名：1）無(wú)機(jī)化合物：R7（XX） XX一分子量的整數(shù)部分2）氟利昂和烷烴類 烷烴類分子通式：CmH2m+2 氟利昂分子通式：CmHnFxClyBrz簡(jiǎn)寫符號(hào)： R（m-1）（n+1）（x）B（z） n+x+y+z=2m+2 數(shù)值為零時(shí)省去不寫同分異構(gòu)體在其最后加小寫英文字母3）非共沸混合制冷工質(zhì)：R4（XX） XX—命名的先后順序號(hào)，從00開(kāi)始。共沸混合制冷工質(zhì)：R5（XX） XX—命名的先后順序號(hào)，從00開(kāi)始氟利昂對(duì)大氣的危害：1對(duì)臭氧層的破壞和耗損2溫室效應(yīng)4.ODP與GWP：ODP——臭氧層消耗指數(shù)（OzoneDepletionPotential）—相對(duì)于R11GWP：全球變暖潛能值（GlobalWarmingPotential）-相對(duì)于CO25.制冷工質(zhì)的替代路線：1采用HFCs制冷劑替代；2采用天然工質(zhì)替代6采用天然工質(zhì)替代的理由：1、HFC物質(zhì)的GWP太高，已列入《京都議定書》溫室氣體清單2、HFC物質(zhì)還可能有不可預(yù)測(cè)的后果3、全球性環(huán)保問(wèn)題比只有局域性傷害的可燃性更嚴(yán)重4、小型制冷設(shè)備（冰箱）HC的泄漏量很少5、相信21世紀(jì)將是天然工質(zhì)的世紀(jì)6、在小型的家用冰箱類制冷設(shè)備中，可使用HC7、大中型制冷空調(diào)設(shè)備，在沒(méi)有證據(jù)表明其安全可靠時(shí)，拒絕使用HC，一般使用HFC及混合物、HCFC及混合物、NH38、CO2開(kāi)始使用替代制冷劑實(shí)用性質(zhì)研究：（1）制冷劑電氣性質(zhì)一介電常數(shù)、導(dǎo)電率與擊穿電壓（2）制冷劑與潤(rùn)滑油和材料的相容性：：制冷劑/潤(rùn)滑油混合物的溶解度模型、混合物的溶解度及對(duì)粘度的影響、油添加劑對(duì)軸承負(fù)載能力、熱穩(wěn)定性、水解性、分子篩相容性及毛細(xì)管堵塞的影響、制冷劑潤(rùn)滑油對(duì)電動(dòng)機(jī)材料的相容性（3）壓縮機(jī)的重新設(shè)計(jì)HFCs制冷劑的實(shí)用化：1、 潤(rùn)滑油（1）POE（Polyolester）聚酯油：lineartypePOE—潤(rùn)滑性好，吸水性和水解性強(qiáng);branchedchaintypePOE—highlystablePOE—穩(wěn)定性好;mixedPOE—穩(wěn)定性好（2）PVE（Polyvinylether）聚乙烯醚類化合物：優(yōu)良的潤(rùn)滑性和弱的水解性2、提高COP（1）高效壓縮機(jī)（2）高效換熱技術(shù)（3）系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)及匹配（4）運(yùn)行、使用過(guò)程中的節(jié)能第二章CO2制冷工質(zhì)的性質(zhì)：CO2是與環(huán)境最為友善的制冷工質(zhì)、良好的安全性和化學(xué)穩(wěn)定性、單位容積制冷量相當(dāng)高、優(yōu)良的流動(dòng)傳熱特性、CO2制冷循環(huán)的壓縮比低、價(jià)格低廉、臨界溫度太低CO2跨（超）臨界循環(huán)的研究和應(yīng)用：以空氣為冷、熱源的制冷和熱泵系統(tǒng)、以水或鹽水為冷、熱源的各種熱泵系統(tǒng)、復(fù)疊式制冷系統(tǒng)中用做低溫級(jí)。

3.CO2制冷循環(huán)亞/跨/超臨界循環(huán)圖（p-h圖，T-S圖）1、亞臨界循環(huán)帶回?zé)崞鞯目缗R界CO2制冷循環(huán):回?zé)崞鱒AVA-WVWo3冷卻器蒸發(fā)器115 6Mmw*儲(chǔ)液器壓縮機(jī)2、跨臨界循環(huán)h S帶膨脹機(jī)的跨臨界CO2制冷循環(huán)?去澎.應(yīng)脹機(jī)j3.CO2制冷循環(huán)亞/跨/超臨界循環(huán)圖（p-h圖，T-S圖）1、亞臨界循環(huán)帶回?zé)崞鞯目缗R界CO2制冷循環(huán):回?zé)崞鱒AVA-WVWo3冷卻器蒸發(fā)器115 6Mmw*儲(chǔ)液器壓縮機(jī)2、跨臨界循環(huán)h S帶膨脹機(jī)的跨臨界CO2制冷循環(huán)?去澎.應(yīng)脹機(jī)j蒸發(fā)器-氣冷器辰縮機(jī)a圖白果用不同節(jié)流（膨脹）機(jī)構(gòu)的二氧■化碳跨臨界循環(huán)系統(tǒng)復(fù)疊式CO2制冷循環(huán)蒸發(fā)器回?zé)崞髋蛎涢yI I圖2-12C6/NH3復(fù)疊式低溫制冷藻統(tǒng)示意圖CO2制冷壓縮機(jī)：1） 影響壓縮機(jī)的指示效率的因素：吸、排氣壓力的損失、氣體與氣缸傳熱、氣缸泄漏、余隙氣體膨脹2） 研究結(jié)果表明：氣缸泄漏的影響最大，其余因素與之相比可以忽略3） 應(yīng)用活塞環(huán)密封油潤(rùn)滑機(jī)制可以達(dá)到最低的泄漏率CO2換熱器：（1） 氣體冷卻器：1）CO2工作在超臨界狀態(tài)下：壓力高、出口溫度獨(dú)立于出口壓力、一允許壓降仁管徑12）CO2具有良好的傳熱性能3）制冷劑側(cè)一般設(shè)計(jì)成較大的流量密度（600?1200kg/m2s）（2） 蒸發(fā)器：1）工作壓力為3.5?7.0MPa（傳統(tǒng)制冷劑壓力的10倍左右）；2）流體特性和最優(yōu)制冷劑質(zhì)量流量及壓降與傳統(tǒng)制冷劑的不同；3）蒸發(fā)器發(fā)展趨勢(shì)：1、管徑I、流量密度f(wàn)一換熱系數(shù)f2、“平行流”式蒸發(fā)器具有較高的性能CO2節(jié)流機(jī)構(gòu)：渦流管+輔助熱交換器一膨脹閥1） 利用膨脹機(jī)回收膨脹功是提高CO2跨臨界循環(huán)效率的根本途徑2） 膨脹機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜3） 長(zhǎng)期在濕工況下工作，對(duì)膨脹機(jī)的設(shè)計(jì)、制造帶來(lái)了較大難度

CO2跨臨界循環(huán)應(yīng)用前景：1、跨臨界CO2汽車空調(diào)、跨臨界CO2制冷循環(huán)在熱泵（熱水器、干燥器）、食品冷藏冷凍、商用制冷裝置%—**弟三章壓縮機(jī)分類：往復(fù)活塞式、滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式、單螺桿、雙螺桿、渦旋式、離心式各類壓縮機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)：（1） 活塞式制冷壓縮機(jī)：歷史最長(zhǎng)（＞100年）、技術(shù)成熟；適應(yīng)的壓力廣，壓力不隨輸氣量變化；變工況性能好；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零部件多；轉(zhuǎn)速不能太高，變頻特性不好（2） 滾動(dòng)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)：絕大多數(shù)為全封閉型，制冷量:10kW；運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，摩擦損失小，可靠性高；無(wú)吸氣閥，吸氣過(guò)熱小，幾乎無(wú)余隙氣體膨脹過(guò)程一輸氣系數(shù)高；零部件少，易損件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕；適于高效大批量生產(chǎn)；制造、裝配精度要求高；在熱泵工況下運(yùn)行時(shí)，由于壓比大，造成內(nèi)部泄漏量增加；對(duì)于單缸機(jī)器，轉(zhuǎn)矩峰值較大，滑片仍然是易損部件（3） 渦旋壓縮機(jī)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零部件少，無(wú)吸、排氣閥，易損件少，體積小；采用柔性結(jié)構(gòu)，抗雜質(zhì)與液擊能力強(qiáng)，可靠性高；可高速運(yùn)轉(zhuǎn)，變速性能好；吸、排氣過(guò)程幾乎連續(xù)進(jìn)行，氣流脈動(dòng)小；渦旋盤的加工要求高，需專用加工設(shè)備和技術(shù)；由于工作腔密封與零部件強(qiáng)度條件的限制，排氣壓力不宜過(guò)高（4） 雙螺桿式制冷壓縮機(jī)：高速運(yùn)轉(zhuǎn)，體積小，重量輕，無(wú)往復(fù)慣性力；零部件少，易損件數(shù)僅為往復(fù)活塞式壓縮機(jī)的1/10，無(wú)吸、排氣閥，可靠性高；能適應(yīng)較大壓縮比，對(duì)濕行程不敏感；能量調(diào)節(jié)性能好，可實(shí)現(xiàn)10%?100%范圍內(nèi)的有級(jí)或無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)；易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，操作、維修方便；造價(jià)高，價(jià)格高于同等容量的活塞壓縮機(jī)；由于受轉(zhuǎn)子開(kāi)度及軸承壽命等方面的影響，排氣壓力一般不能超過(guò)4.5Mpa；一般在容積流量大于0.2m3/min時(shí)，其優(yōu)越性才能顯現(xiàn)出來(lái)，不適宜小流量范圍的使用。（5）離心式制冷壓縮機(jī)：?jiǎn)螜C(jī)制冷量大：1163kW?8440kW；結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕：1/5?1/8；運(yùn)轉(zhuǎn)慣性力小，振動(dòng)??；磨損零件少，易損件少，可靠性高，壽命長(zhǎng)，維修費(fèi)用低；潤(rùn)滑油幾乎不隨制冷劑帶入制冷系統(tǒng)；不易在高壓比下運(yùn)行（如熱泵工況，目前，適應(yīng)于蓄冰工況下的離心式制冷壓縮機(jī)僅有特靈生產(chǎn)的3級(jí)壓縮機(jī)組）；壓縮機(jī)的加工水平要求高，技術(shù)難度較大；不適于小冷量范圍運(yùn)行第四章作用，具有選擇性2.吸附式制冷原理及循環(huán)過(guò)程：基本的固體吸附式制冷系統(tǒng)：吸附床（發(fā)生器）；冷凝器；蒸發(fā)器m向閥吸附現(xiàn)象：吸附過(guò)程中放出熱量（吸附熱），脫附過(guò)程中吸收熱量（脫附熱）；pf、TI，一吸附量f，作用，具有選擇性2.吸附式制冷原理及循環(huán)過(guò)程：基本的固體吸附式制冷系統(tǒng)：吸附床（發(fā)生器）；冷凝器；蒸發(fā)器m向閥1—2等容脫附一吸附床吸收熱量Qh—3等壓脫附（冷凝）一吸附床吸收熱量Qg—4等容吸附一制冷劑放出熱量Qce—1等壓吸附（蒸發(fā)）一制冷劑吸收熱量Qref3.兩床基本循環(huán)連續(xù)制冷系統(tǒng):固體吸附式制冷系統(tǒng)的研究：1） 吸附工質(zhì)對(duì)：（1）對(duì)吸附劑的要求：吸附量大；吸附容量對(duì)溫度變化敏感；吸附劑與吸附質(zhì)相容（2）對(duì)吸附質(zhì)（制冷劑）的要求：?jiǎn)挝惑w積蒸發(fā)潛熱大；合適的冰點(diǎn)；適當(dāng)?shù)娘柡驼羝麎?；無(wú)毒、不可燃、無(wú)腐蝕性；良好的熱穩(wěn)定性2） 常用的吸附工質(zhì)對(duì)：（1）物理吸附工質(zhì)對(duì)：活性炭一甲醇/氨；沸石一水；硅膠一水（2）化學(xué)吸附工質(zhì)對(duì)：氯化鈣一氨；氯化鍶一氨；氯化鈣一甲醇活性炭一甲醇：吸附量大、對(duì)溫度變化敏感、汽化潛熱大、解吸溫度不高（100°C左右）、吸附熱較低；太陽(yáng)能吸附制冷中應(yīng)用最廣的工質(zhì)對(duì)；65C＜解吸溫度＜150C；甲醇有毒，不利于廣泛應(yīng)用沸石一水工質(zhì)對(duì)：解吸溫度范圍較寬（70?250C）；冷凝溫度升高對(duì)制冷量和系統(tǒng)的影響不大，使系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)；分子篩的吸附量對(duì)溫度變化不是很敏感，需要較高的脫附溫度；系統(tǒng)蒸發(fā)溫度大于0C,不能用于制冰；采用真空系統(tǒng)，對(duì)真空密封性要求很高；蒸發(fā)壓力低也使得吸附過(guò)程較慢吸收式機(jī)組的分類：1） 用途：冷水機(jī)組-----供應(yīng)冷水；冷熱水機(jī)組（熱泵機(jī)組）-----交替或同時(shí)供應(yīng)冷水和熱水2） 工質(zhì)對(duì)：氨/水-----采用NH3/H2O工質(zhì)對(duì)（氨吸收式）；水/漠化鋰-----采用H2O/LiBr工質(zhì)對(duì)（漠化鋰吸收式）3）驅(qū)動(dòng)熱源：蒸汽型：利用蒸汽的潛熱；熱水型：利用熱水的顯熱；直燃型：利用燃料的燃燒熱;余熱型：利用工業(yè)或生活余熱4） 驅(qū)動(dòng)熱源的利用方式：?jiǎn)涡В簾嵩丛跈C(jī)組內(nèi)被直接利用一次；雙效：熱源在機(jī)組內(nèi)直接和間接地二次利用；多效：驅(qū)動(dòng)熱源在機(jī)組內(nèi)被直接和間接地多次利用；多級(jí)發(fā)生：驅(qū)動(dòng)熱源在多個(gè)壓力不同的發(fā)生器內(nèi)被多次直接利用5） 低溫?zé)嵩蠢梅绞剑旱谝活悷岜茫簭牡蜏責(zé)嵩次鼰幔敵鰺岬臏囟鹊陀隍?qū)動(dòng)熱源一提升熱的量；第二類熱泵：向低溫?zé)嵩捶艧?，輸出熱的溫度高于?qū)動(dòng)熱源一提升熱的質(zhì)（溫度）多級(jí)吸收：有多個(gè)蒸發(fā)溫度，吸收劑在多個(gè)不同壓力下吸收吸收制冷（制熱）循環(huán)的研究：提高循環(huán)的性能系數(shù)，降低能源的消耗：冷劑蒸汽凝結(jié)熱的多次利用；吸收熱的利用；三效漠化鋰吸收式冷水機(jī)組、復(fù)疊循環(huán)、復(fù)合循環(huán)、GAX循環(huán)及輔助循環(huán)nz?-3^第五早空冷技術(shù)的擴(kuò)大功能、增加及應(yīng)用范圍：空冷技術(shù)的發(fā)展歷程的目前水平：在普通制冷空調(diào)溫區(qū)：COPAIRVVCOPCOM在-50°C?-80°C：COPAIR^COPCOM-80C以下溫區(qū)：COPAIR＞COPCOM空冷技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)流程和設(shè)備簡(jiǎn)單，氣密性要求低，維護(hù)操作簡(jiǎn)單；流程比較靈活，適應(yīng)性強(qiáng);取之不盡而又無(wú)害，隨著CFCs取之不盡而又無(wú)害，隨著CFCs工質(zhì)的空冷的基本循環(huán)：檢卻介麻圖5-2空氣制冷系乳示意圖圖檢卻介麻圖5-2空氣制冷系乳示意圖圖5-3空氣制冷系乳在T-S囹上的表示對(duì)于等熵程：T2-，對(duì)于等熵程：T2-，T=T3zT=k-1

kCOP=——-TT1 = 4s-T-TT-T2s1 34s—1基本系統(tǒng)：空氣壓縮機(jī)、冷卻器、膨脹機(jī)、用冷裝置理論循環(huán)(逆Brayton循環(huán))：由兩個(gè)等壓過(guò)程和兩個(gè)等熵過(guò)程組成(1—2s—3—4s—1)實(shí)際循環(huán)：由兩個(gè)等壓過(guò)程和兩個(gè)多變過(guò)程組成(1—2—3—4—1)COP的計(jì)算：COP=Q0= |m*(h」h4)_, T-T3 4 T1Wm-L(h-h)-(h-h)J3 4 T111)2)3)4)5)回?zé)嵫h(huán)與基本循環(huán)的比較：在相同工作溫度范圍條件下COP相同回?zé)嵫h(huán)的工作壓力范圍IIWcI、WeI壓縮機(jī)和膨脹機(jī)內(nèi)各種損失的絕對(duì)值I6.渦輪的分類:向心渦輪純徑流式徑一軸流式＞小流量、小焓差、效率較低鼻大流量、大焓差、效率較大加工制造復(fù)雜離心渦輪6.渦輪的分類:向心渦輪純徑流式徑一軸流式＞小流量、小焓差、效率較低鼻大流量、大焓差、效率較大加工制造復(fù)雜離心渦輪7、板翅式熱交換器的特點(diǎn)?:?傳熱效率高.:.結(jié)構(gòu)緊湊???輕巧而牢固???適應(yīng)性廣???容易堵塞，清洗和檢修比較困難???制造工藝比較復(fù)雜，要求嚴(yán)格第七章空調(diào)器（機(jī)）的種類：1） 房間空調(diào)器（W14Kw）：?jiǎn)卫湫停粺岜眯?；輔助電熱型2） 單元式空調(diào)機(jī)：冷型（冷風(fēng)機(jī)）；熱泵型3） 單元式冷（熱）水機(jī)組：?jiǎn)卫湫?；熱泵?） 多聯(lián)式空調(diào)機(jī)組（系統(tǒng)）：?jiǎn)卫湫?；熱泵型；熱回收?） 家用中央空調(diào)機(jī)（組）：1、 水系統(tǒng)+末端裝置：空氣源冷（熱）水機(jī)組；空氣源冷水機(jī)組+熱水爐（或其他熱源;）地源冷（熱）水機(jī)組；水源冷（熱）水機(jī)組；直燃型漠化鋰?yán)洌幔┧畽C(jī)組2、 風(fēng)系統(tǒng)：空氣源熱泵機(jī)組；冷風(fēng)機(jī)+其他熱源；地源熱泵機(jī)組；水源熱泵機(jī)組空調(diào)器節(jié)能技術(shù)?優(yōu)化制冷系統(tǒng)匹配?:?能量調(diào)節(jié)技術(shù)＞變頻調(diào)節(jié)＞直流變速調(diào)節(jié)＞變?nèi)萘空{(diào)節(jié)?:?模糊邏輯控制技術(shù)＞利用模糊控制進(jìn)行綜合判斷，適時(shí)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速、風(fēng)速等f(wàn)舒適性＞判斷實(shí)際的結(jié)霜情況，進(jìn)行化霜運(yùn)行f節(jié)電熱泵的工作原理與分類：各類熱泵的特點(diǎn)：（1）空氣源熱泵：夏季制冷，冬季制熱，一機(jī)兩用，設(shè)備的利用率高；夏季制冷時(shí)不需要冷卻水系統(tǒng)，省去了冷卻塔，機(jī)組安裝簡(jiǎn)單，可置于屋頂；廣泛應(yīng)用在房間空調(diào)器、戶用空調(diào)、中大型建筑物；空氣熱容量小，為了從空氣中獲取所需的熱量，換熱器的體積大，風(fēng)機(jī)的風(fēng)量也大;空氣溫度（冬季）1—QkI—與建筑物的供熱需要不匹配fCOPI室外換熱器表面會(huì)結(jié)霜------嚴(yán)重影響換熱器的正常工作；除霜過(guò)程對(duì)機(jī)組的正常供熱產(chǎn)生負(fù)面影響；對(duì)壓縮機(jī)及四通閥的穩(wěn)定運(yùn)行利一熱泵可靠性I（2）水源熱泵：從水中吸取低位