1.热力学的状态参数有那些?
热力学的状态参数有:温度(T)、压力(P)、质量(m)、密度(p)、焓(H)、熵(S)、内能(U)质量体积(v)、热量(Q)、比热容(C)、功(W)、功率(P)等。
2.什么叫制冷剂?目前家用制冷、空调设备常用的制冷剂是哪几种?
制冷剂又称制冷工质,它是在制冷系统中不断循环并通过其本身的状态变化以实现制冷的工作物质。制冷剂在蒸发器内吸收被冷却介质(水或空气等)的热量而汽化,在冷凝器中将热量传递给周围空气或水而冷凝。
电冰箱常用制冷剂有R12、R134a、R600a、R152/R22共沸 ;空调常用的制冷剂有R22,新型制冷剂有R404。
3.选择制冷剂有哪些方面的要求? 1.热力学方面的要求
1)在标准大气压下,制冷剂的蒸发温度要足够低,以利于汽化吸热。 2)临界温度要高,在常温或普通低温范围内能够冷凝液化。
3)在工作低温下,蒸发器中制冷剂的压力,最好接近或稍高于大气压力。 4)在常温下冷凝压力不宜过高(小于1.5 MPa)。 5)制冷剂单位容积的制冷能力应尽可能大。 6)应有较高的导热系数和放热系数。
2.物理化学方面的要求
1)制冷剂的化学稳定性要好,在高温条件下不易分解、不易燃烧,无爆炸危险。 2)制冷剂的黏度和密度应小。
3)制冷剂对金属和其他材料无腐蚀性和侵蚀作用。 4)制冷剂与水应有较大的亲和力。
5)制冷剂易与润滑油混合,而不损害其制冷效果,并有助于压缩机件的润滑。 6)制冷剂对机器缝隙的渗透能力应低,且在发生渗漏时容易查出。
3.生理学和其他方面的要求
1)制冷剂对人的生命和健康不应有危害性,即不应有毒性、窒息性及刺激作用。与食物也不应有反应。
2)制冷剂应符合环境要求,尽量减少对大气臭氧层的破坏作用。制冷剂应价格低廉,容易买到。
4. 氨作为制冷剂有哪些特性?
氨是目前使用最为广泛的一种中压中温制冷剂。氨的凝固温度为-77.7℃,标准蒸发温度为-33.3℃,在常温下冷凝压力一般为1.1~1.3MPa,即使当夏季冷却水温高达30℃时也决不可能超过1.5MPa。
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氨有很好的吸水性,即使在低温下水也不会从氨液中析出而冻结,故系统内不会发生“冰塞”现象。氨对钢铁不起腐蚀作用,但氨液中含有水分后,对铜及铜合金有腐蚀作用,且使蒸发温度稍许提高。因此,氨制冷装置中不能使用铜及铜合金材料,并规定氨中含水量不应超过0.2%。
氨的比重和粘度小,放热系数高,价格便宜,易于获得。但是,氨有较强的毒性和可燃性。因此,氨制冷机房必须注意通风排气,并需经常排除系统中的空气及其它不凝性气体。
综上所述,氨作为制冷剂的优点是:易于获得、价格低廉、压力适中、单位制冷量大、放热系数高、几乎不溶解于油、流动阻力小,泄漏时易发现。其缺点是:有刺激性臭味、有毒、可以燃烧和爆炸,对铜及铜合金有腐蚀作用。
5.氟利昂有哪些共同的性质? R12、R22替代制冷剂有哪些?这些替代制冷剂有哪些特性?
氟利昂是饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物的总称。 氟利昂是一大类,包括CFC(氯氟烃)、HCFC(含氢的氯氟烃)、HFC(含氢氟烃)、FC(全氟烃)等几类,它们的热力性质有很大的区别,但又有许多共同的优点,比如:安全无毒,性质稳定,容易制造,最重要的是沸点很低,容易气化,因此是一种极为高效的制冷剂,从1930年到1990年,氟利昂得到了广泛的应用。
氟利昂中的氯原子会破坏臭氧层的理论到九十年代被广泛接受,该理论于1995年得到了诺贝尔化学奖。根据该理论,含氯的氟利昂中的氯原子在平流层会分离出来,与臭氧分子作用生成氧化氯和氧分子。氧化氯能与臭氧作用,重又生成氯原子和氧分子。这样不断重复,使臭氧大量被破坏。
氟里昂134a(C2H2F4,R134a):是一种较新型的制冷剂,其蒸发温度为-26.5℃。它的主要热力学性质与R12相似,不会破坏空气中的臭氧层,但会造成温室效应。是比较理想的R12替代制冷剂。R 134a 是目前国际公认的替代 CFC-12 的主要制冷工质之一,常用于车用空调,商业和工业用制冷系统,以及作为发泡剂用于硬塑料保温材料生产,也可以用来配置其他混合致冷剂,如 R 404a 和 R 407c 等。
根据《蒙特利尔议定书》规定,包括中国在内的发展中国家,R22要到2040年才禁用,因此,目前R22不仅不必要淘汰。
对空调设备生产企业来说,大规模推广使用一些新制冷剂将涉及成本、技术等多方面的问题,目前国际上较为流行的 R 410A 、 R 407C 等环保制冷剂,本身还有一些不理想的地方,除此之外的环保型制冷剂也还比较多,对中国及其他发展中国家而言, R22 目前也属于绿色制冷剂。
6.电冰箱的分类方法有几种?简述电冰箱的基本组成。
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1. 按用途分 1)冷藏电冰箱。 2)冷冻电冰箱。 3)冷藏冷冻电冰箱。 2.按箱内冷却方式分 1)直冷式电冰箱。 2)间冷式电冰箱。 3.按容积规格分类
小型冰箱,容积为50L~120L; 中型冰箱,容积为130L~250L; 大型冰箱,容积为300L以上;
4.按冷冻室的温度分类
一般来讲,冰箱的冷藏室温度分布为0℃~10℃,单门或双门冰箱的冷冻室温度则是指冷冻室内装满冷冻负荷,在冰箱运行24小时后,所能达到的温度,通常用星号表示。星级符号意义见表5-4。
表5-4 电冰箱星级符号意义
冷冻室性能级别 *(一星级) **(二星级) ***(三星级) ****(四星级) 平均冷冻负荷温度(℃) 不高于-6 不高于-12 不高于-18 不高于-24 冷冻食品贮藏期 一星期 1个月 3个月 6~8个月 5.按化霜方式分类
1)人工化霜式。 2)半自动化霜式。 3)全自动化霜式。
7.电冰箱中所用的压缩机分为哪几类?各有什么特点?
电冰箱中所用的压缩机一般均为全封闭式压缩机。全封闭式制冷压缩机是将压缩机与电动机一起组装在一个密闭的罩壳内,形成一个整体,从外表上看只有压缩机进、排气管和电动机引线。优点是密封性好、重量轻、平稳、噪声小、系统内杂质少、不易出故障,但修理相当麻烦。 按工作原理分类:
①容积型压缩机,其工作原理是利用机械方法使密闭容器的容积缩小,使气体压缩而增加其压力的机器。容积型压缩机又分为往复活塞式、回转活塞式;回转活塞式又分为螺杆式、滑片式、刮片式。活塞式压缩机是最常用的一种容积式压缩机,但近年来回转式压缩机发展很快,特别在高效化、小型化、轻量化方面,滚动活塞式(滚动转子式)、涡旋式和螺杆式等占有很大的优势。
往复活塞式压缩机分连杆式和滑管式。连杆式中有曲轴式和曲柄式。曲轴式压缩机机壳底部与电冰箱底座连接。整个机芯靠弹簧支撑在机壳内壁上。压缩机电动机的定子固定在机体上,电动机转子带动曲轴转动。主轴上、下轴承固定在机体上。
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两轴承之间的曲轴与连杆为动配合连接,连杆的另一端与活塞相连。当电动机转子带动主轴转动时,由于曲轴和连杆的共同作用,使活塞在气缸中往复运行,气缸盖上的高压阀片和低压阀片交替开启和关闭,完成对气体的吸入和排出。主轴下端浸在冷冻油中,靠轴上的油孔把冷冻油带到上部,润滑各个机件。把曲轴变为曲柄结构,称为曲柄活塞式压缩机。
在一些医用及家用冰箱中,为了进一步简化压缩机的结构,采用滑管滑块式机构来代替连杆组件。中空的筒形活塞与滑管焊接成相互垂直的T字形整体。滑块是一圆柱体,可在滑管内滑行。在它的腰部中心开有一圆孔,曲轴上的曲柄销穿过滑管管壁垂直插入这个圆孔,形成一副轴承。当曲轴旋转时,滑块一面绕曲轴中心旋转,一面在滑管内前后往复滑行,带动整个滑管活塞在气缸内作往复运动,以完成压缩气体的作用。其它结构与一般活塞式结构类似。图5-9所示是全封闭滑管式压缩机的内部结构。
②速度型压缩机,用机械方法使流动的气体获得很高的流速,然后在扩张的通道内使气体流速减小让气体的动能转化为压力能,从而提高气体压力的机器。速度型压缩机有离心式和轴流式压缩机。
8.画出重锤式启动器电冰箱的电气控制线路?
9.画出PTC启动器电冰箱的电气控制线路?
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10.简述电冰箱制冷系统的循环过程?
当电冰箱工作时,制冷剂在蒸发器中蒸发汽化,并吸收其周围大量热量后变成低压低温气体。低压低温气体通过回气管被吸入压缩机,压缩成为高压高温的蒸气,随后排入冷凝器。在压力不变的情况下,冷凝器将制冷剂蒸气的热量散发到空气中,制冷剂则凝结成为接近环境温度的高压常温,也称为中温的液体。通过干燥过滤器将高压常温液体中可能混有的污垢和水分清除后,经毛细管节流、降压成低压常温的液体重新进入蒸发器。这样再开始下一次气态→液态→气态的循环,从而使箱内温度逐渐降低,达到人工制冷的目的。
11.冷凝器在电冰箱中的作用是什么?分为哪几类?
把压缩机排出的高温高压制冷剂蒸汽,通过散热冷凝为液体制冷剂。制冷剂从蒸发器中吸收的热量和压缩机产生的热量,被冷凝器周围的冷却介质所吸收而排出系统。冷凝器在单位时间内排出的热量称为冷凝负荷。
其主要结构形式有:
1)百叶窗式。把冷凝器蛇形管道嵌在冲压成百叶窗形状的铁制薄板上。靠空气的自然流动散发热量。
2)钢丝式。在冷凝器蛇形盘管平面两侧点焊上数十条钢丝,钢丝直径约1.5mm,钢丝间距5~7mm。
3)内藏式。内藏式冷凝器是将冷凝管贴附在薄钢板的内侧,薄钢板的外侧作为箱体的表面或侧壁,由此向外散热。由于冷凝器的散热,会使冰箱两侧较热,有时温度可能会高达50℃,还会出现冰箱外挂水珠的现象。
12.蒸发器在电冰箱中的作用是什么?分为哪几类?
蒸发器是使液态制冷剂吸热蒸发变为气态制冷剂的热交换装置。它的作用是使毛细管送来的低压液态制冷剂在低温的条件下迅速沸腾蒸发,大量地吸收冰箱内的热量,使箱内温度下降,达到制冷的目的,为了实现这一目的,蒸发器的管径较大,所用材料的导热性能良好。
蒸发器内制冷剂的蒸发温度越低,被冷却物的温度也越低,在电冰箱中一般制冷剂的蒸发温度调整在-20~-26℃。
蒸发器在降低箱内空气温度的同时,还把空气中的水汽凝结而分离出来,从而起到减湿的作用。
电冰箱的蒸发器按空气循环对流方式的不同,分自然对流式和强制对流式两种;按传热面的结构形状及其加工方法不同,可分为铝合金复合板式、单侧翅片式和翅片
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管式、蛇形盘管式蒸发器、丝管式蒸发器等几种。
13.简述电冰箱全自动除霜的工作过程与原理。
全自动化霜是指电冰箱在化霜过程中,不需要任何按钮或开关,就能自动完成一系列的化霜操作。全自动化霜装置一般有三种形式:基本自动化霜装置、积算式自动化霜装置、全自动化霜装置。在全自动化霜装置中使用的定时器称为除霜定时器,其内部由微型电动机、齿轮箱、凸轮、活动触点及静触点等组成,外部装有4个接线端子和一只手控旋钮。
电路中的化霜定时器触点动作时间调定在每隔8h动作一次,然后立即接通双金属片化霜温控器,化霜加热器和化霜保护熔断器所组成的电路控制过程是:当温控器与化霜定时器接通压缩机电路时,化霜定时器与压缩机同时运转(定时器计时),因化霜加热器与化霜定时器串联,化霜加热器也接通,但化霜加热器的阻值远小于化霜定时器的阻值,因此加在化霜加热器上的电压很小,不致发热。
经8h后,化霜定时器断开通往压缩机的电路,接通双金属片化霜温控器和化霜加热器电路。在并联电路中因定时器阻值很大,相当于断路,双金属片化霜温控器的阻值极小,电源电压加在化霜加热器上,开始对蒸发器进行加热化霜。
蒸发器表面的结霜融化后,箱内温度上升至13℃时,双金属片化霜温控器断开化霜接点,化霜加热器停止加热,此时化霜定时器开始下一个周期的计时。
14.分析电冰箱制冷效果差的原因。
电冰箱运转不停,但箱内温度达不到要求,制冷效果差。这可能是由于使用不当或箱门关闭不严造成的。也可能是制冷系统故障引起的。一般应先检查使用情况和箱门情况,再检查制冷系统。
1) 如果环境温度高于43℃,制冷效果差一些是正常的。
2)箱内食品太多,特别是放入了温度高的食品,食品释放出大量的热量;或者打开箱门次数太多,外界热空气不断进入箱内,或者未及时化霜都会使电冰箱长时间
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运转不停,制冷效果差。
3)电冰箱箱门关闭不严,热空气会从缝隙处不断进入箱内,制冷效果差。 4)制冷剂部分泄漏、部分冰堵或部分脏堵或压缩机内部故障。
5)制冷系统混入空气,或者制冷剂充加过多或不足,都可能影响制冷效果。 15.电冰箱电路系统的故障都有哪些?如何排除? 1. 电冰箱接通电源后压缩机不启动
首先检查电路,最简单的方法是用万用表欧姆挡测量冰箱电源插头的阻值,各绕组间直流电阻值如下:运行绕组C、M两端约10.5 Ω;起动绕组C、S两端约22 Ω;而运行和起动绕组阻值的和即S、M端的阻值约为32.5 Ω。对于重锤起动器式的冰箱,因重锤起动触点未通电而未接通, 回路阻值为压缩机运行绕组的阻值,般为10~20 Ω左右,对于PTC起动冰箱,回路的直流电阻为起动器20Ω阻值与起动绕组串联后再与运行绕组并联,所以其电阻略小于压缩机运行绕组的阻值。通过测得的阻值来判断电路的工作状态,阻值偏大时,要检查温度控制器、过载保护器、压缩机电动机以及线路和触点接触情况;阻值偏小时一般是短路,主要检查压缩机电动机及其线路。要进一步判断还要对冰箱通电检查。通电前先检查温控器开关是否正常。
如果温控器内的开关都正常,而通电后压缩机不起动,可用一根导线短接重锤式起动器的两个静触点,注意导线短接时间不要太长,以不超过2s为宜,时间长将会使起动绕组烧坏。如果短接后冰箱能起动,说明起动器有故障,重锤式起动器长期起动易使触点烧坏,测量时拆下起动器,用万用表欧姆R×1挡,将两表笔插入接线柱插孔内。起动器正着放时相当于正常运转状态,即未接通,万用表测量阻值为无穷大;将起动器倒过来时相当于起动状态,万用表指示为0Ω。则说明起动器是好的。
如果用导线短接后仍不能起动,就需要检查保护器。可用短接的方法检查保护器,将保护器的两个接线铜片短接起来,如果冰箱能够起动运转,说明保护器有故障,可能是电热丝烧断、或碟形双金属片受阻不能下翻,如果冰箱仍不能起动,则是压缩机或起动器有问题。
2.电冰箱接通电源后压缩机运转不停
冰箱运转不停,当箱内温度过低时,说明故障在电器控制电路,是电路系统不能自动控制压缩机的开、停所造成的,可能是温控器或线路有故障。
1)检查温控器。将温控器旋转到强冷位置,微动开关动、静触点不能分离,就会出现冰箱运转不停、箱内温度过低的现象,只要重新调节合适的温度就可以了。若温控器不是在强冷位置,则要把温控器拆下,使线路断路,如果这时冰箱不运转,说明故障在温控器里,如果把温控器的触点断开,冰箱仍运转不停,说明线路具有短路现象。
2)检查线路。打开压缩机旁边的接线盒,拆出通往冰箱内部的导线,这时如果冰箱不运转,说明箱内导线有短路现象;如果冰箱仍然运转不停,说明压缩机起动器盒内有短路现象。
16.电冰箱制冷系统的故障都有哪些?如何排除? 1.电冰箱不制冷
可能原因是制冷剂泄漏,或者冰堵、脏堵,或是压缩机有故障。由于制冷系统是封闭的,所以可通过观察管路表面有无油污、用手触摸各部分的温度、耳听运行声音来检查。
1)检查管路表面是否有油污。仔细检查冷凝器、过滤器、毛细管、蒸发器;吸气管、压缩机外壳及管路结合处。如果发现有油污,说明制冷剂泄漏。这时可切开压缩
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机的工艺管。如果没有制冷剂喷出,或只有少量的制冷剂喷出,就进一步证明是制冷剂泄漏。如果没有油污,则需要进一步检查压缩机的温度。
2)检查压缩机的温度。用手摸压缩机,如果压缩机的温度不太高,同正常运转时差不多,说明管路畅通,没有堵塞现象,而可能是高压缓冲管破裂、活塞穿孔、排气阀同吸气阀短路等。这时可切开高压排气管,排出制冷剂,用手指按住压缩机排气管口,启动压缩机。如果手指感觉不到有压力或者压力很小,证实压缩机内部有故障;需要拆开压缩机作进一步检查和修理。如果压缩机的温度很高,特别是高压排气管部位很烫手,说明压缩机超负荷运转,管道发生堵塞;但究竟是冰堵还是脏堵,则需要检查压缩机开机时的情况。
3)检查压缩机开机时的情况。切断电冰箱的电源,打开箱门;使制冷系统各个部件恢复到室温。然后接通电源,电冰箱启动运转。如果开始时蒸发器结霜较好,冷凝器发热,低压吸气管发凉;由冰箱上部能听到气流声和水流声,但过一会儿,蒸发器结霜融化,只在毛细管同蒸发器结合部位结有少量霜;冷凝器不热,低压吸气管不凉,用耳朵贴近电冰箱上部听不到声音,说明出现了冰堵。这时如果用热毛巾敷在毛细管同蒸发器的结合处,又能重新制冷,则进一步证实是冰堵。
如果开机的时候不见蒸发器结霜,冷凝器不热,低压气管不凉,用耳朵贴近电冰箱上部听不到声音,则可以初步认为发生了脏堵。这时,可以切断高压排气管,排出制冷剂,用手指按住排气管,启动压缩机,如果手指感到有较大的压力,说明管路发生脏堵。
2.电冰箱制冷效果差 见第14题答案。
17.如何分析判断电冰箱接通电源后压缩机运转不停的原因?
故障现象 压缩机运转不停,箱内温度过低 3)温控器感温管尾部安放位置不当,不能感受蒸发器的温度变化 4)压缩机效率降低 压缩机运转不停,但不制冷 2)严重冰堵 3)严重脏堵 4)压缩机内高压缓冲管破裂,活塞穿孔,吸、排气阀片损坏,使吸、排气阀门短路等 1)制冷剂全部泄漏 可能原因 1)温控器旋钮置于“不停”或“急冷”位置 2)温控器触点粘连 维修方法 1)将旋钮转向中间位置 2)切断电源后,将温控器旋钮反复旋转,通电后应恢复正常,如仍不停,则应检修或更换 3)调至适当位置,一般要求紧贴蒸发器表面 4)检修或更换压缩机 1)仔细检漏和焊补,然后对制冷系统干燥抽空,充灌适量的制冷剂 2)对制冷系统重新干燥抽空,充灌适量的制冷剂 3)更换毛细管和过滤器,然后检漏,干燥抽空,充灌适量的制冷剂 4)拆开压缩机检查修理。如果阀片座出现凹凸不平,要进行研磨。然后检漏,干燥抽空,充灌适量的制冷剂
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压缩机运转不停,但制冷效果差 1)存放食品过多,打开箱门次数太多,未及时化箱 2)环境温度过高 3)磁性门条失去磁性或变形,箱门翘曲 4)制冷剂部分泄漏 5)部分冰堵 6)部分脏堵 7)压缩机的活塞和气缸磨损,气门阀片和阀片座封闭不严 1)正确使用电冰箱即能恢复正常运转 2)环境温度高于43ºC运转不停,不算有故障 3)更换磁性门条,修理箱门 4)仔细检漏和焊补,然后对制冷系统干燥抽空,充灌适量的制冷剂 5)对制冷系统重新干燥抽空,充灌适量的制冷剂 6)更换毛细管和过滤器,然后检漏,干燥抽空,充灌适量的制冷剂 7)如果压缩机已使用8年以上,是正常磨损,应换新压缩机。否则可拆开检查和修理
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