本科生教育

制冷技术与空调课程教学大纲

课程编号:08130073

课程类别:专业教学课程

授课对象:热能与动力工程专业

开课学期:6学期

分:3学分

主讲教师:祝贺

指定教材:周远,《制冷与低温工程》,中国电力出版社,2003

教学目的:

本课程是为热能与动力工程专业学生开设,主要讲授普冷所采用的制冷设备的工艺应用、设计、运行等知识。空调部分介绍空调的基本知识,着重介绍全空气中央空调系统的设备和工艺方案。

本课程的目的是使学生在掌握制冷系统及其设备的基本知识、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。对空调系统能有入门级的知识掌握,使该专业学生能够有能力转入制冷空调相关专业。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。

 

第一章制冷与低温工程概述

课时:3周,共9课时

教学内容

第一节制冷与低温工程的热力学基础

一、制冷与低温温区的划分

教学要点:了解温区划分的原因和内容。

二、制冷与低温工程的热力学分析研究方法

教学要点:掌握热力系统与热力学状态参数的基本概念及其在低温制冷学科中的应用。掌握制冷工程中功和热量的概念和计算。掌握热力学基本定义在制冷学科中的应用。

三、工质的热力性质与热力学微分方程

教学要点:掌握工质的热力性质及其热力学微分方程在制冷中的应用。

第二节制冷与低温工程的降温方法和循环分析的热力学基础

一、制冷与低温工程的主要降温方法

教学要点:了解制冷与低温工程的主要降温方法及其原理。

二、制冷与低温循环分析的热力学基础

教学要点:了解逆卡诺循环及其性能的影响因素。

第三节制冷与低温工程与其他学科的交叉

一、空气调节与人工环境

教学要点:了解制冷在空气调节和人工环境中的应用。

二、食品冷冻与冷冻干燥

教学要点:了解温度对各种食品的影响。了解冷冻干燥的应用。

三、低温生物医学技术

教学要点:了解低温对生物医学的作用

四、低温超导

教学要点:了解低温超导的原理,了解超导的发展现状及其趋势

五、低温粉碎

教学要点:了解低温粉碎的基本原理,了解低温粉碎技术的发展现状,了解低温粉碎技术的应用及其特点。

六、低温与真空

教学要点:了解真空的划分,了解获得真空的方法,了解真空与低温的关系及其应用

思考题:

1、逆卡诺循环的用途是什么?

2、为什么制冷与低温要划分温区?

3、制冷与低温的降温方法有哪些?

4、逆卡诺循环在制冷与低温学科中有什么意义?

5、制冷与低温工程与其他那些学科有所交叉?

6、为什么要进行真空的划分?

 

第二章制冷技术

课时:12周,共36课时

教学内容

第一节蒸汽压缩式制冷

一、蒸汽压缩式制冷的制冷剂和制冷循环

1、制冷剂和载冷剂

1)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。

(2)制冷剂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。

(3)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。

(4)载冷剂

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。了解乙二醇有机溶液坐在冷剂的特点及应用场合。

二、蒸汽压缩式制冷循环

1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。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。

2、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。

3、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。

4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。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。

5、蒸汽压缩式制冷的实际循环

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。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。

三、蒸汽压缩式制冷系统的构成

1、压缩机

1)活塞式制冷压缩机的构造

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。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。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。

2)活塞式制冷压缩机的性能

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。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。

3)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

4)离心式制冷压缩机

教学要点:了解离心式制冷压缩机的基本特点和应用场合。了解叶轮的压气作用;了解气体被压缩时所需要的能量头。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。

2、热交换设备

教学要点:了解各种冷凝器及蒸发器的构造和使用场合

3、节流机构

教学要点:了解各种节流机构设备构造性能和使用场合

4、管道

教学要点:了解制冷机中各管道的设计要点和对制冷的影响

5、其他设备

教学要点:了解过滤器、干燥器、贮液器、集油器、油分离器和空气分离器的构造和作用

四、蒸汽压缩式制冷装置的运行与调节

1蒸汽压缩式制冷系统的运行与调节

1)主要设备的工作特性

教学要点:了解主要设备的工作特性。

2)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。

3)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。

2蒸汽压缩式制冷装制的性能调节

1)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

2)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。

3制冷系统的故障排除

1)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

2)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、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?

7、制冷剂热力性质方面有什么要求?

8、制冷剂物理化学性质方面有什么要求??

9、制冷剂安全方面有什么要求?

10、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?

11、制冷剂在环保方面有哪些指标?

12、什么是非共沸制冷剂的相变温度滑移?

13、对载冷剂的基本要求有哪些?

14、活塞式压缩机制冷量如何调节?

15、活塞式压缩机有什么特点?适用场合?

16、滚动回转式制冷压缩机有什么特点?应用主要在哪些国家?

17、涡旋式制冷压缩机的特点和应用场合?

18、涡旋式制冷压缩机如何进行制冷量的调节?

19、螺杆式制冷压缩机特点和适用场合?

20、螺杆式制冷压缩机如何进行制冷量的调节?

21、离心式制冷压缩机的特点和应用场合?

22、什么是离心式制冷压缩机的喘振?

23影响离心式压缩机制冷量的影响因素有哪些?

24、离心式制冷压缩机的能量调节方法是怎样的?

25、节流机构都有哪些种类?各用在什么样的制冷机中?

26、储液器的作用是什么?用在什么样的制冷机中?

27、为什么要进行汽液分离?什么地方使用汽液分离器?

28、过滤器和干燥器的作用是什么?

29、油分离器是用在安制冷系统中还是氟利昂系统中?为什么?

30、集油器作用是什么?

31、不凝性气体一般出现在什么装置中?

32、制冷系统的安全装置有哪些?各用在什么地方?

33、如何用图解法求解制冷压缩机与冷凝器联合工作特性?

34、如何用图解法求解压缩机-冷凝器-蒸发器联合工作特性?

35、制冷装置的容量调节有哪些方法?各种方法有什么优缺点?

36、制冷装置上需要自动保护的内容及其保护装置有哪些?

37、涡旋式制冷压缩机如何进行制冷量的调节?

38、制冷量不足可能的原因及其排除方法有哪些?

39、制冷压缩机出现不正常现象常见的原因有哪些?

第三章空气调节

课时:3周,共9课时

教学内容

第一节空调基本知识

一、湿空气的焓湿图

教学要点:掌握湿空气的焓湿图,掌握湿空气的主要热湿处理过程。

二、空调热湿负荷的计算

教学要点:掌握空调热湿负荷的概念,了解空调室内外计算参数的概念,了解热湿负荷的计算内容和计算方法。

第二节空气调节系统

一、空调系统分类

教学要点:掌握空调系统的各种分类方法以及每种空调系统的应用特点。

二、一次回风全空气系统

教学要点:掌握一次回风全空气系统的工艺过程,特点。

思考题:

1、湿空气的热湿处理有哪些手段?

2、什么是冷负荷?什么是得热量?什么是热负荷?它们的区别是什么?

3、空调系统有哪几个分类方法?每种方法是怎样分类的?

4、每种空调系统的特点是什么?

5、一次回风全空气系统的流程图是怎样的?焓湿图是怎样的?流程式是怎样的?

 

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

[12] 陆亚俊等编.暖通空调.中国建筑工业出版社,2002

执笔人:祝

2005  11  25 

 


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