本科生教育

制冷技术课程教学大纲

课程编号:08130006

课程类别:专业教学课程

授课对象:建筑环境与设备工程专业

开课学期:6学期

分:2学分

主讲教师:祝贺

指定教材:彦启森,《空气调节用制冷技术》(第三版),中国建筑工业出版社,2004

教学目的:

本课程是为建筑环境与设备工程专业学生开设,在本校开设本专业,专业课程中的重点之一是空气调节用制冷技术,主要讲授空调机组所采用的制冷设备的工艺应用、设计、运行等知识。

分为课堂教学和课程设计两部分。本课程的目的是使学生在掌握空气调节用制冷设备的基本知识、基本构造和性能的基础上,掌握制冷设备的选择、计算,运行调节的方法,具有制冷系统设计的能力。培养学生运用技术基础课学好专业课的能力,分析和解决工程实际问题的能力。

 

第一章蒸汽压缩式制冷的热力学原理

课时:6周,共12课时

教学内容

第一节理想制冷循环

一、逆卡诺循环

教学要点:掌握逆卡诺循环的热力学计算及其指导意义。掌握冷、热源温度分别对逆卡诺循环的影响。

二、劳伦兹循环

教学要点:掌握劳伦兹循环组成的四个热力过程,循环的计算,循环的意义。

第二节蒸汽压缩式制冷的理论循环

一、蒸汽压缩式制冷的理论循环

教学要点:熟悉影响理论制冷循环性能的各种因素;熟悉蒸汽压缩制冷循环的过程和特点,掌握膨胀阀代替膨胀机的原理,掌握干压缩和湿压缩的区别和对压缩机的影响;了解热交换过程的温差对循环的影响。

二、蒸汽压缩制冷理论循环的热力计算

教学要点:掌握蒸汽压缩制冷循环在焓湿图上的应用;熟练掌握蒸汽压缩制冷循环的热力计算;掌握容积流量及单位容积制冷量的概念,容积流量及单位容积制冷量对制冷循环的影响。熟悉制冷效率的概念。

第三节蒸汽压缩制冷循环的改善

一、膨胀阀前液态制冷剂再冷却

教学要点:熟悉设置再冷却器和回热器的作用,对制冷循环的影响。掌握这两种设备的热力计算。

二、回收膨胀功

教学要点:了解采用膨胀机的蒸汽压缩制冷循环的机理。

三、多级压缩制冷循环

教学要点:熟悉采用双级压缩的原因,熟练掌握一次节流,完全中间冷却或不完全中间冷却制冷循环的工作原理及热力计算。

四、复叠式制冷循环

教学要点:熟悉复叠式制冷循环的特点,采用复叠式制冷循环的原因。

第四节跨临界制冷循环

一、CO2跨临界制冷循环

教学要点:掌握CO2跨临界制冷循环的特点以及现在重提CO2跨临界制冷循环的原因和意义。掌握循环图及其系统流程。

二、CO2跨临界制冷循环的改善

教学要点:掌握CO2跨临界制冷循环中蒸汽回热循环、双级压缩回热循环、用膨胀机回收膨胀功的循环对CO2跨临界制冷循环的改善作用及其原理。

第五节蒸汽压缩式制冷的实际循环

一、实际循环的过程分析

教学要点:掌握实际循环的制冷循环T-s图,了解各过程的走向发生变化的原因及机理。

二、实际循环的制冷性能

教学要点:掌握实际循环制冷性能受到的各方面的影响;了解容积效率、指示功率、摩擦效率、轴功率、传动效率、电动机的输出功率的概念及其计算。掌握制冷循环的性能系数、电机效率及其能效比的概念及其计算。

思考题:

1、逆卡诺循环的用途是什么?

2、蒸汽压缩理论制冷循环中,冷凝温度和蒸发温度对循环有什么影响?

3、蒸汽压缩制冷循环的改善有哪些方法?各种方法的适用条件是什么?

4CO2跨临界制冷循环的特点以及现在重提CO2跨临界制冷循环的原因和意义?

5、画出实际循环的制冷循环T-s图,说出各过程的走向发生变化的原因及机理。

6、什么是制冷循环的性能系数?什么是制冷循环的能效比?

 

第二章制冷剂与载冷剂

课时:6周,共12课时

教学内容

第一节制冷剂

一、对制冷剂的基本要求

教学要点:了解对制冷剂的热力学,物化性能及安全等方面的要求,制冷剂和润滑油的性质和要求。

二、安全标准与分类命名

教学要点:掌握各种制冷剂分类和命名;制冷剂对大气环境的影响及替代;了解安全性标准。

三、制冷剂的基本热力性质

教学要点:熟悉R717、R22等制冷剂的主要性质及使用注意事项;了解载冷剂的种类和使用;了解共沸制冷剂和非共沸制冷剂的特点和应用;了解润滑油的基本性质、功能及使用注意事项。

第二节载冷剂

一、盐水溶液

教学要点:了解常用载冷用盐水溶液在制冷机中的使用特点。

二、乙二醇

教学要点:了解乙二醇有机溶液坐在冷剂的特点及应用场合。

思考题:

1、制冷剂热力性质方面有什么要求?

2、制冷剂物理化学性质方面有什么要求??

3、制冷剂安全方面有什么要求?

4、制冷剂和润滑油之间的溶解性对制冷系统本身会有什么要求和影响?

5、制冷剂在环保方面有哪些指标?

6、什么是非共沸制冷剂的相变温度滑移?

7、对载冷剂的基本要求有哪些?

第三章制冷压缩机

课时:2周,共4课时

教学内容

第一节活塞式制冷压缩机的构造

一、活塞式制冷压缩机的形式

教学要点:掌握活塞式制冷压缩机的三种分类方法;根据各种分类方法了解各种活塞式制冷压缩机的基本特点。

二、开启式活塞压缩机的构造

教学要点:掌握开启式活塞压缩机的构造组成及其各部分对运行的影响;掌握活塞式压缩机制冷能力的调节方法。

三、封闭式活塞压缩机

教学要点:了解全封闭和半封闭式活塞制冷压缩机的构造特点及其使用场合。

第二节活塞式制冷压缩机的性能

一、活塞式制冷压缩机的工作过程

教学要点:掌握活塞式制冷压缩机活塞排量的概念;了解活塞式制冷压缩机容积效率的概念及其影响因素

二、活塞式制冷压缩机的制冷量和耗功率

教学要点:要求学生会进行活塞式制冷压缩机的制冷量和耗功率的计算;了解指示功率、摩擦功率、电动机功率的概念。

三、影响活塞式制冷压缩机性能的主要因素

教学要点:了解影响活塞式制冷压缩机性能的主要因素;掌握制冷压缩机的性能系数和能效比的概念。

第三节回转式制冷压缩机

一、滚动回转式制冷压缩机

教学要点:掌握滚动回转式制冷压缩机的工作原理及其特点;了解应用场合

二、涡旋式制冷压缩机

教学要点:掌握涡旋式制冷压缩机的工作原理及其特点;了解应用场合;掌握涡旋式制冷压缩机制冷量的调节方法

三、螺杆式制冷压缩机

教学要点:教学要点:掌握螺杆式制冷压缩机的工作原理及其特点;了解应用场合;掌握螺杆式制冷压缩机制冷量的调节方法

第四节离心式制冷压缩机

一、简介

教学要点:了解离心式制冷压缩机的基本特点和应用场合。

二、离心式制冷压缩机的工作原理

教学要点:了解叶轮的压气作用;了解气体被压缩时所需要的能量头。

三、离心式制冷压缩机的特性

教学要点:掌握离心式制冷压缩机喘振的概念;了解影响离心式压缩机制冷量的影响因素;了解离心式制冷压缩机的能量调节方法。

思考题:

1、活塞式压缩机制冷量如何调节?

2、活塞式压缩机有什么特点?适用场合?

3、滚动回转式制冷压缩机有什么特点?应用主要在哪些国家?

4、涡旋式制冷压缩机的特点和应用场合?

5、涡旋式制冷压缩机如何进行制冷量的调节?

6、螺杆式制冷压缩机特点和适用场合?

7、螺杆式制冷压缩机如何进行制冷量的调节?

8、离心式制冷压缩机的特点和应用场合?

9、什么是离心式制冷压缩机的喘振?

10影响离心式压缩机制冷量的影响因素有哪些?

11、离心式制冷压缩机的能量调节方法是怎样的?

 

第五章节流机构和辅助设备

课时:2周,共4课时

教学内容

第一节节流机构

一、手动膨胀阀

教学要点:了解手动膨胀阀的结构和用途。

二、浮球式膨胀阀

教学要点:了解浮球式膨胀阀的结构和使用场所。

三、热力膨胀阀

教学要点:了解内平衡式和外平衡式膨胀阀的工作原理和适用场合。

四、电子膨胀阀

教学要点:了解电子式膨胀阀的工作原理和适用场合。

五、毛细管

教学要点:了解毛细管节流的原理及其适用场合。

第二节辅助设备

一、储液器

教学要点:了解储液器的作用和适用场合

二、汽液分离器

教学要点:了解汽液分离器的工作原理和使用地点。

三、过滤器和干燥器

教学要点:了解过滤器和干燥器的作用和使用地点。

四、油分离器

教学要点:了解油分离器的工作原理和使用地点。

五、集油器

教学要点:了解集油器的结构和使用地点。

六、不凝性气体分离器

教学要点:了解不凝性气体分离器的工作原理和使用地点。

七、安全装置

教学要点:了解制冷系统中的各种安全装置的结构和使用地点。

思考题:

1、节流机构都有哪些种类?各用在什么样的制冷机中?

2、储液器的作用是什么?用在什么样的制冷机中?

3、为什么要进行汽液分离?什么地方使用汽液分离器?

4、过滤器和干燥器的作用是什么?

5、油分离器是用在安制冷系统中还是氟利昂系统中?为什么?

6、集油器作用是什么?

7、不凝性气体一般出现在什么装置中?

8、制冷系统的安全装置有哪些?各用在什么地方?

第七章蒸汽压缩式制冷装置的运行与调节

课时:2周,共4课时

教学内容

第一节蒸汽压缩式制冷系统的运行与调节

一、主要设备的工作特性

教学要点:了解主要设备的工作特性。

二、制冷压缩机与冷凝器联合工作特性

教学要点:掌握图解法求解联合工作特性。

三、压缩机-冷凝器-蒸发器联合工作特性

教学要点:掌握图解法求解联合工作特性。

第二节蒸汽压缩式制冷装制的性能调节

一、制冷装置的容量调节

教学要点:了解调节的各种方法及其特点

二、制冷装置的自动保护

教学要点:了解制冷装置上需要自动保护的内容及其保护装置。

第三节制冷系统的故障排除

一、制冷量不足

教学要点:了解制冷量不足可能的原因及其排除方法

二、制冷压缩机出现不正常现象

教学要点:了解制冷压缩机出现不正常现象常见的原因

思考题:

1、如何用图解法求解制冷压缩机与冷凝器联合工作特性?

2、如何用图解法求解压缩机-冷凝器-蒸发器联合工作特性?

3、制冷装置的容量调节有哪些方法?各种方法有什么优缺点?

4、制冷装置上需要自动保护的内容及其保护装置有哪些?

5、涡旋式制冷压缩机如何进行制冷量的调节?

6、制冷量不足可能的原因及其排除方法有哪些?

7、制冷压缩机出现不正常现象常见的原因有哪些?

 

参考书目

[1]彦启森主编.空气调节用制冷技术(第二版).北京:中国建筑工业出版社,1989

[2]张祉佑,石秉三主编.制冷及低温技术()

[3]周邦宁主编.中央空调设备选型手册.北京:中国建筑工业出版社,1999

[4]陈光明,陈国帮主编.制冷与低温原理.北京:机械工业出版社,2000

[5]缪道平,吴业正主编.制冷压缩机.北京:机械工业出版社,2001

[6]马国远,李红旗著.旋转压缩机.北京:机械工业出版社,2001

[7]邢子文著.螺杆压缩机——理论、设计及应用.北京:机械工业出版社,2000

[8]李连生著.涡旋压缩机.北京:机械工业出版社,1998

[9]陈沛霖等编.空调与制冷技术手册(第二版).上海:同济大学出版社,1999

[10] Eiji Hihara, Fumio Matsuoka,etc. State of the Art of Capacity Control Techniques.Refrigration,1999,74(863):p2-67

[11] 董天禄等编.离心式/螺杆式制冷机组及应用.北京:机械工业出版社,2002

 

 

 

执笔人:祝

2005  11  25 

 


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