基本要求
? 掌握制冷与热泵技术的基本定义,概念和计算技巧; ? 掌握制冷热泵工作原理、结构流程和相关机组系统;
? 掌握空调、制冷热泵技术设计安装运行知识和有关最新规范(规范非本次课讲授重点); ? 掌握原理及工程特点的答题技巧;
? 熟悉教材中应用到的系数、计算公式、工艺流程、施工特点等,方便答题时快速查取。
讲课特点
? 思路:以大纲为主线、综合型讲授制冷与热泵技术 ? 内容:制冷与热泵系统、冷藏冷冻、燃气技术 ? 方法:概念、原理、工程应用、部分技术规范 ? 课后:补充教材中没有的有关技术规范 ? 巩固:讲解考题、案例和复习题 举例1
1、某建筑采用土壤源热泵冷热水机组作为空调冷、热源,在夏季向建筑供冷时,空调系统各末端设备的综合冷负荷合计为1000kW,热泵制冷工况下的性能系数为COP=5。空调冷水循环的轴功率为50kW,空调冷水管道系统的冷损为50kW,问:上述工况下热泵向土壤释放的总热量接近下列何项?
A 1100kW B 1200kW C 1300kW D 1320kW
(1) 机组制冷量:
?0?Q0?P??Q?1000?50?50?1100kW
Q0——末端消耗制冷量 P——水泵散热量 ?Q——冷损 (2)机组耗功率:
Pw??0?(1/COP)?1100?(1/5)?220kW (3)向土壤释热量:
注意:
Q??0?Pw?1100?220?1320kW
(1)系统有两个环路(制冷剂环路和冷媒水环路)组成
(2)冷媒水环路中要考虑水泵和冷损 请问:
(1)该系统如果考虑以地埋管释热,循环泵功耗,向土壤释热量如何计算?系统是由几个环路构成?
(2)该系统在冬天供热怎么计算?
(3)如果空气源制冷热泵系统,夏天制冷、冬天供热又如何计算?
该类题目综合下述知识点: (1)制冷、热泵工作原理知识;
(2)制冷、热泵循环时吸热量、排热量、功耗的平衡; (3)熟悉地源热泵冷热源机组及其工程系统。
前面的例子引发思路:
应对考试主要考虑制冷空调系统几个环路。分析如下: 1、制冷剂环路分析。
2、用冷、用热环路分析(冷媒水、热水系统)。 3、排热、供热环路分析(冷却水、热泵水系统)。 举例2
2、某一冷热水机组的冷凝器负荷为350kW,采用R134a压缩机制冷,蒸发温度为3℃,冷凝温度为40℃,无过冷,压缩机入口为饱和蒸汽,各状态点参数如下:
问:如果应用条件下冷媒水进、出口温差为8℃,供给空调房间的流量为( )。 A 30~40 m3/h B 42~46 m3/h C 46~48 m3/h D 50~60 m3/h 求解:
(a)系统制冷剂循环量:
(b)总制冷量:
ms?冷凝器总负荷350==2.10kg/s单位质量冷凝器负荷423.8-257.1
Q0=系统制冷循环量?单位质量制冷量=210.?(4003.-2571.)=300.66kW (c)使用条件下冷媒水量:
Vw?总制冷量?每小时300.66?3600==32.3m3/h水的比热?水进出口温差?水的密度4.187?8.0?1000
(图)
问:如果以国家标准GB/T18430.1-2007规定的名义工况计,机组冷媒水的回水温度应该是( ),不考虑实际工程效率因素?
A 18 ℃ B 12 ℃ C 7 ℃ D 15 ℃ 求解:
(a)系统制冷剂循环量:
(b)总制冷量:
mx?冷凝器总负荷350=?2.10kg/s单位质量冷凝器负荷423.8?257.1
Q0=系统制冷循环量?单位质量制冷量=210.?(4003.-2571.)=300.66kW (c)名义工况条件下冷媒水回水温度:
th?出口水温+总制冷量300.6=7+=12℃0.172?1000水的比热?水名义流量?总制冷量4.187??300.663600
国标规定出口水温:7℃ 国标规定流量:0.172
该类题目综合下述知识点:
(1)熟悉压力-焓图和查取状态点参数,熟悉制冷循环,掌握制冷循环计算方法; (2)灵活计算制冷循环内部能量;
(3)制冷循环与外界(冷却水、冷媒水)能量平衡; (4)熟悉机组名义工况和使用工况的区别; (5)了解国标新规定(例GB/T18430.1-2007)。
建议:找《制冷技术》书籍,做2~3道类似题目,基本功训练。 举例3 3、同前举例2.
如果冷媒水进出口温度为7℃和12℃,干事壳管蒸发器的传热系数为510W/(m2﹒℃),试问所需蒸发器传热面积为下列何值?
A 59~70 m2 B 70~100 m2 C 43~45 m2 D 100 m2 (a)传热对数温差:
?t?(12?3)?(7?3)?6.17℃?12?3??n???7?3?
(b)蒸发器传热面积:
F? 可见:
制冷量300.66?1000==95.55m2传热系数?传热温差510?6.17
一个问题改变形式、从不同角度可以得到多道题。复习时应注意,多思考,触类旁通。 举例4
4、关于夏热冬冷地区设置冷库除霜系统的说法,下列哪几项是错误的? A 荔枝冷藏间的空气冷却器设备应设置除霜系统。 B 红薯冷藏间的空气冷却器设备应设置除霜系统。 C 蘑菇冷餐间的空气冷却器设备应设置除霜系统。 D 全脂奶粉冷藏间的空气冷却器设备应设置除霜系统。 分析:
(1)根据《三版教材》P704~705表4.8-10~12,存荔枝、红薯、蘑菇、全脂奶粉约室温分别是1~2 ℃、15 ℃、0 ℃、21 ℃。
(2)根据《三版教材》P595,室外环境温度在5~7 ℃范围内,室外风冷换热器表面会结露;室外温度在0~5 ℃范围内,机组运行一段时间后风冷换热器表面会结霜。
(3)因为风冷换热器内制冷剂与室内有换热温差,制冷剂蒸发温度在0 ℃以下,故结霜。室温5 ℃以下需要设置除霜。选项B、D错误。 磁体说明:
(1)答题时要查取教材中有关食品保鲜的数组数据。 (2)运用制冷原理和结霜知识,分析是否结霜,进行判断。
(3)复习时要熟悉食品冷藏知识和教材的内容,考试时有利于快速查取数据,进行比较。 举例5
进行某空调水系统方案比选时,若将系统的供水温度从7 ℃调整为5 ℃,回水温度保持不变,为12 ℃(系统的供冷负荷不变),调整后将出现下列哪几项结果? A 空调水系统的输送能耗有所减少。
B 采用相同形式和相同供冷负荷的电动式冷水机组时,机组制冷性能系数会降低。 C 若空气处理设备的表冷器的形式与风量都不变,其供冷负荷不变。 D 采用溴化锂吸收式冷水机组时,机组运行可能出现不正常。 分析:
(1)在系统供冷负荷保持不变的前提下,冷水供水温差有7 ℃变为5 ℃,温差增大,水流量减小,由水泵轴功率计算公式N=QH/(367.3h)得,水泵轴功率降低,则空调水系统的输送能耗有所减少,选项A正确。
(2)根据《三版教材》P570图4.1-8,冷水供冷温度降低,蒸发温度T0降低,机组单位制冷量q0减少,在冷凝温度,tk不变的情况下,单位制冷量耗功率ωth变大,导致机组制冷性能系
数降低,选项B正确。
(3)由《三版教材》P405式3.4-14知,当冷水初温tw1降低时,热交换效率系数e1增大。再者,冷水温度降低,表冷器传热温差变化,传热量变化,若出水温度降低,表冷器传热温差变化,传热量变化,若出回水温差不变,表冷器可能部分结霜。说明随着供水温度的降低,若空气处理设备的表冷器的形式与风量都不变,其供冷负荷发生变化,选项C错误。
(4)根据《三版教材》P644~645表4.5-2~表4.5-3,机组冷水出水温度最低为7℃,根据《三版教材》P648,溴化锂水溶液温度过低容易发生结晶,已造成机组运行不正常情况,故选项D正确。 此题说明:
(1)涉及到变工况制冷循环性能、循环泵功率、换热器特性、溴化锂吸收式制冷特点等知识点。
(2)范围广、综合性强、分析要有一定的深度。复习时掌握其特点。 上述举例说明,要应对考试:
(1)要掌握和灵活运用基本概念和计算技巧;
(2)在掌握基本知识基础之上,学会融会贯通。学会一个问题引射出多道题; (3)对某些知识复习时多想到考试可能涉及到的问题; (4)将理论知识、技术规范、工程实际三者融为一体; (5)培养将各方面知识综合分析和运用的能力。 第一章 蒸汽压缩式制冷循环 1 基本知识:
(1)什么叫制冷?用人工的方法在一定时间和一定空间内将物体或周围流体冷却,使其温度降到环境温度以下,并保持这个低温。 注意:几个特点
(a)比环境温度高的物体自然降温不叫制冷。
(b)制冷过程是从某一物体取出热量,并将其排放到环境介质中,以产生低于环境温度的过程;
(c)制冷的必要条件是消耗能量。
(2)制冷机:机械制冷中所需机器和设备总和。 (3)制冷剂:制冷剂总使用的工作介质。
(4)制冷循环:制冷剂一系列状态变化过程的综合。
(5)蒸汽压缩式制冷系统四大件:压缩机;冷凝器;节流装置;蒸发器。 功能:
冷凝器——凝结高压制冷剂其他,把热量传递给环境介质(换热器) 蒸发器——将制冷剂气化,从被冷却对象吸取热量(换热器) 压缩机——提高其他压力(消耗能量)
节流装置——降低高压液体压力,维持制冷剂流量