2025年空調(diào)制冷技術(shù)試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.以下關(guān)于R32制冷劑的特性描述中，錯誤的是（）。A.全球變暖潛值（GWP）約為675，低于R410AB.燃點(diǎn)約為648℃，屬于A2L級弱可燃制冷劑C.與R22相比，相同工況下排氣溫度更低D.需采用專用壓縮機(jī)和耐高壓連接管2.某空調(diào)系統(tǒng)采用電子膨脹閥（EEV）作為節(jié)流裝置，其核心控制邏輯是（）。A.基于蒸發(fā)器出口過熱度反饋調(diào)節(jié)開度B.基于冷凝器出口過冷度反饋調(diào)節(jié)開度C.固定開度適應(yīng)全工況運(yùn)行D.僅在制熱模式下動態(tài)調(diào)節(jié)3.空氣源熱泵在-15℃環(huán)境溫度下運(yùn)行時，為避免壓縮機(jī)液擊，通常需增加的關(guān)鍵部件是（）。A.經(jīng)濟(jì)器（閃蒸器）B.氣液分離器C.四通換向閥D.油分離器4.衡量空調(diào)系統(tǒng)能效比（COP）的正確公式是（）。A.COP=制冷量/壓縮機(jī)輸入功率B.COP=制熱量/（壓縮機(jī)輸入功率+風(fēng)機(jī)功率）C.COP=制冷量/（壓縮機(jī)輸入功率+循環(huán)泵功率）D.COP=制熱量/壓縮機(jī)輸入功率5.關(guān)于跨臨界CO?制冷循環(huán)的描述，正確的是（）。A.循環(huán)中存在冷凝過程，高壓側(cè)壓力低于臨界壓力B.需采用節(jié)流閥作為膨脹裝置，無法實(shí)現(xiàn)膨脹功回收C.氣體冷卻器出口溫度每降低1℃，COP約提升2%~3%D.適用于高溫環(huán)境（>35℃），低溫環(huán)境效率顯著下降6.某變頻空調(diào)在50Hz運(yùn)行時，壓縮機(jī)輸氣系數(shù)為0.85；當(dāng)頻率提升至100Hz時，輸氣系數(shù)最可能（）。A.上升至0.90以上（氣體流速增加，泄漏減少）B.下降至0.75以下（吸氣阻力增大，余隙容積影響加?。〤.基本不變（頻率不影響輸氣系數(shù)）D.先升后降（存在最佳流速區(qū)間）7.熱回收型多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)中，內(nèi)機(jī)同時制冷和制熱時，系統(tǒng)的能量流動特征是（）。A.室外機(jī)需同時提供冷量和熱量，總能耗增加B.制冷內(nèi)機(jī)的排熱直接用于制熱內(nèi)機(jī)，降低室外機(jī)負(fù)荷C.所有內(nèi)機(jī)的熱量均來自室外環(huán)境，冷量排至室外D.僅當(dāng)內(nèi)機(jī)制熱量大于制冷量時，系統(tǒng)才能穩(wěn)定運(yùn)行8.關(guān)于空調(diào)系統(tǒng)結(jié)霜的影響，錯誤的是（）。A.蒸發(fā)器結(jié)霜會增加空氣流動阻力，降低換熱量B.結(jié)霜初期（霜層較?。┛赡芤虮砻娲植诨嵘龘Q熱效率C.霜層厚度超過2mm后，換熱量下降速率顯著加快D.采用逆循環(huán)除霜時，室內(nèi)溫度會持續(xù)升高9.某房間空調(diào)設(shè)計冷負(fù)荷為5kW，采用顯熱比（SHR）為0.7的設(shè)備，其潛熱制冷量為（）。A.1.5kWB.3.5kWC.2.0kWD.5.0kW10.為提升低溫環(huán)境下熱泵的制熱性能，以下技術(shù)中效果最顯著的是（）。A.增大室外機(jī)換熱器面積B.采用雙級壓縮+噴氣增焓技術(shù)C.提高制冷劑充注量D.優(yōu)化室內(nèi)機(jī)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速二、填空題（每空1分，共15分）1.制冷劑R290的化學(xué)名稱是______，其ODP（臭氧破壞潛值）為______。2.制冷循環(huán)中，過冷度是指______溫度與______溫度的差值；適當(dāng)增大過冷度可______（提高/降低）制冷量。3.渦旋式壓縮機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)包括______、______（至少答兩點(diǎn)）。4.空氣源熱泵的“frostinglimittemperature”（結(jié)霜極限溫度）通常指環(huán)境溫度與______的組合范圍，當(dāng)空氣______高于該范圍時易結(jié)霜。5.多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的“液管分流不均”問題會導(dǎo)致部分室內(nèi)機(jī)______（過冷/過熱），解決措施包括______（至少答一種）。6.空調(diào)系統(tǒng)的噪聲主要來源包括______、______（至少答兩點(diǎn)）。7.太陽能輔助制冷系統(tǒng)中，常用的技術(shù)路線有______（如溴化鋰吸收式）和______（如光伏驅(qū)動壓縮式）。三、簡答題（每題8分，共40分）1.對比分析R32與R410A制冷劑的應(yīng)用差異（從安全性、能效、系統(tǒng)設(shè)計三方面展開）。2.解釋“噴氣增焓（EVI）技術(shù)”的工作原理，并說明其在低溫?zé)岜弥械淖饔谩?.簡述空調(diào)系統(tǒng)中“油分離器”和“氣液分離器”的功能區(qū)別及安裝位置。4.列舉三種提升空調(diào)系統(tǒng)能效的關(guān)鍵技術(shù)，并分別說明其節(jié)能機(jī)理。5.分析變頻空調(diào)在部分負(fù)荷運(yùn)行時的節(jié)能優(yōu)勢（從壓縮機(jī)效率、系統(tǒng)匹配、調(diào)節(jié)方式三方面說明）。四、計算題（共20分）1.某家用空調(diào)采用R32制冷劑，運(yùn)行于標(biāo)準(zhǔn)制冷工況（蒸發(fā)溫度5℃，冷凝溫度45℃）。已知：壓縮機(jī)吸氣焓h1=420kJ/kg，排氣焓h2=480kJ/kg，冷凝器出口過冷液體焓h3=270kJ/kg，膨脹閥前焓h4=h3（忽略壓降）。（1）計算單位質(zhì)量制冷量q0；（3分）（2）計算單位壓縮功w；（3分）（3）計算制冷系數(shù)COP；（2分）（4）若壓縮機(jī)輸氣系數(shù)λ=0.85，理論輸氣量Vh=0.01m3/s，R32在蒸發(fā)溫度下的比體積v1=0.06m3/kg，求系統(tǒng)制冷量Q0（單位：kW）。（4分）2.某空氣源熱泵在環(huán)境溫度-10℃、室內(nèi)溫度20℃時運(yùn)行，測得：壓縮機(jī)輸入功率P=3kW，制熱量Q=9kW；當(dāng)環(huán)境溫度升至5℃時，壓縮機(jī)輸入功率P=2.5kW，制熱量Q=12kW。（1）計算兩種工況下的制熱COP；（4分）（2）分析環(huán)境溫度升高對熱泵制熱性能的影響機(jī)理（從蒸發(fā)壓力、壓縮機(jī)效率、換熱器換熱量三方面說明）。（4分）五、綜合分析題（共25分）隨著“雙碳”目標(biāo)推進(jìn)，某企業(yè)計劃研發(fā)一款面向北方地區(qū)（冬季最低-25℃）的高效低排放空氣源熱泵空調(diào)。請結(jié)合當(dāng)前技術(shù)發(fā)展，完成以下設(shè)計分析：1.制冷劑選擇：推薦兩種適合低溫工況的制冷劑，并說明理由（需考慮可燃性、GWP、低溫流動性）。（5分）2.壓縮機(jī)選型：對比渦旋式、轉(zhuǎn)子式、雙級螺桿式壓縮機(jī)的適用性，選擇最合理機(jī)型并說明原因。（6分）3.系統(tǒng)優(yōu)化：提出3項(xiàng)針對低溫環(huán)境的關(guān)鍵優(yōu)化措施（如防結(jié)霜、補(bǔ)氣增焓、材料耐寒性等），并說明每項(xiàng)措施的技術(shù)原理。（9分）4.能效提升：設(shè)計一種與光伏系統(tǒng)耦合的節(jié)能方案，簡述其工作流程及能效提升路徑。（5分）參考答案一、單項(xiàng)選擇題1.C（R32排氣溫度高于R22）2.A（電子膨脹閥核心是過熱度控制）3.B（氣液分離器防止液態(tài)制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)）4.A（COP=制冷量/壓縮機(jī)輸入功率）5.C（氣體冷卻器出口溫度對COP影響顯著）6.B（頻率升高，吸氣阻力增大，輸氣系數(shù)下降）7.B（熱回收系統(tǒng)利用內(nèi)機(jī)排熱）8.D（逆循環(huán)除霜時室內(nèi)機(jī)變?yōu)檎舭l(fā)器，溫度下降）9.A（潛熱=冷負(fù)荷×(1-SHR)=5×0.3=1.5kW）10.B（雙級壓縮+噴氣增焓顯著提升低溫制熱量）二、填空題1.丙烷；02.冷凝器出口液體；同壓力下飽和液體；提高3.運(yùn)行平穩(wěn)、效率高（或噪聲低、體積?。?.相對濕度；含濕量5.過冷；優(yōu)化分液頭設(shè)計/增加毛細(xì)管阻力平衡6.壓縮機(jī)振動、風(fēng)機(jī)氣動噪聲（或制冷劑流動噪聲）7.熱驅(qū)動；電驅(qū)動三、簡答題1.差異分析：-安全性：R32為A2L弱可燃（燃點(diǎn)648℃），R410A為A1不可燃；R32充注量更少（相同冷量下約為R410A的70%），泄漏風(fēng)險較低。-能效：R32臨界溫度（78.1℃）高于R410A（72.5℃），高溫工況下循環(huán)效率更高；相同工況下，R32系統(tǒng)COP比R410A高5%~8%。-系統(tǒng)設(shè)計：R32壓力比R410A高約10%，需采用耐高壓銅管（壁厚增加0.1~0.2mm）、專用壓縮機(jī)（降低壓縮比設(shè)計）；R410A系統(tǒng)可沿用R22部分部件，但效率較低。2.噴氣增焓原理：在壓縮機(jī)中間腔設(shè)置補(bǔ)氣口，將經(jīng)過中間冷卻的氣態(tài)制冷劑（來自經(jīng)濟(jì)器或閃蒸器）噴入壓縮過程，降低排氣溫度，增加質(zhì)量流量。低溫?zé)岜弥凶饔茫?提升低溫下的制熱量（補(bǔ)氣后質(zhì)量流量增加15%~20%）；-降低壓縮機(jī)排氣溫度（避免超過120℃的保護(hù)閾值）；-擴(kuò)展運(yùn)行范圍（可在-30℃環(huán)境下穩(wěn)定制熱）。3.功能區(qū)別及位置：-油分離器：安裝于壓縮機(jī)排氣口，分離制冷劑中的冷凍油（分離效率95%~99%），防止油進(jìn)入換熱器降低換熱效率；-氣液分離器：安裝于壓縮機(jī)吸氣口，分離回氣中的液態(tài)制冷劑（分離效率90%~95%），防止液擊損壞壓縮機(jī)。4.節(jié)能技術(shù)及機(jī)理：-變頻壓縮機(jī)：通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速匹配負(fù)荷需求，部分負(fù)荷下壓縮機(jī)效率（η）提升20%~30%（避免定頻機(jī)頻繁啟停的能量損失）；-熱回收技術(shù)：回收冷凝器廢熱（如用于生活熱水），能源利用率從100%提升至150%~200%；-大溫差換熱：增大蒸發(fā)器/冷凝器的傳熱溫差（如采用小管徑換熱器），減少換熱面積需求，降低風(fēng)機(jī)/泵功耗（流量減少30%~40%）。5.變頻空調(diào)部分負(fù)荷節(jié)能優(yōu)勢：-壓縮機(jī)效率：低負(fù)荷下轉(zhuǎn)速降低，摩擦損失減?。C(jī)械效率ηm提升），容積效率ηv穩(wěn)定（避免定頻機(jī)低負(fù)荷時余隙容積影響加劇）；-系統(tǒng)匹配：通過電子膨脹閥動態(tài)調(diào)節(jié)流量，維持蒸發(fā)器最佳過熱度（一般3~5℃），避免定頻機(jī)過熱度波動（1~10℃）導(dǎo)致的制冷量損失；-調(diào)節(jié)方式：連續(xù)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速而非啟停，減少壓縮機(jī)啟動電流沖擊（啟動功耗為額定的3~5倍），同時室內(nèi)溫度波動?。ā?.5℃），避免溫度波動引起的額外負(fù)荷。四、計算題1.（1）q0=h1-h4=420-270=150kJ/kg（2）w=h2-h1=480-420=60kJ/kg（3）COP=q0/w=150/60=2.5（4）制冷劑質(zhì)量流量m=λ×Vh/v1=0.85×0.01/0.06≈0.1417kg/s系統(tǒng)制冷量Q0=m×q0=0.1417×150≈21.26kW2.（1）-10℃工況：COP=Q/P=9/3=3.05℃工況：COP=12/2.5=4.8（2）影響機(jī)理：-蒸發(fā)壓力：環(huán)境溫度升高，蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑蒸發(fā)壓力上升（如R410A在-10℃時蒸發(fā)壓力約0.4MPa，5℃時約0.7MPa），壓縮機(jī)吸氣比容減小，質(zhì)量流量增加；-壓縮機(jī)效率：蒸發(fā)壓力上升，壓縮比（排氣壓力/吸氣壓力）降低（如從4.5降至3.0），壓縮機(jī)指示效率ηi提高（摩擦損失占比減?。?換熱器換熱量：環(huán)境溫度升高，蒸發(fā)器與空氣溫差減小（但空氣含濕量可能降低，結(jié)霜減少），實(shí)際換熱量因質(zhì)量流量增加而顯著提升（本例中制熱量從9kW升至12kW）。五、綜合分析題1.制冷劑推薦：-R290（丙烷）：GWP=3（超低碳），低溫流動性好（凝固點(diǎn)-187℃），適合-25℃環(huán)境；但需解決可燃性（A3級），采用充注量限制（≤150g）和防爆設(shè)計（如泄漏傳感器+防爆閥）。-R454C（R32/R1234yf=44/56）：GWP=466（遠(yuǎn)低于R410A的2088），低溫飽和壓力較高（-25℃時約0.15MPa，高于R290的0.12MPa），系統(tǒng)壓力更穩(wěn)定；弱可燃（A2L級），安全性優(yōu)于R290。2.壓縮機(jī)選型：-渦旋式：結(jié)構(gòu)緊湊、效率高（部分負(fù)荷COP可達(dá)3.5以上），但單級壓縮在-25℃時壓縮比（約8~10）超過極限（一般≤7），需增加噴氣增焓；-轉(zhuǎn)子式：成本低，但低溫下泄漏量增大（間隙泄漏占比達(dá)20%~30%），效率下降明顯；-雙級螺桿式：壓縮比高（可達(dá)15~20），低溫性能穩(wěn)定，但體積大、成本高（約為渦旋式的2倍）。最合理機(jī)型：噴氣增焓渦旋壓縮機(jī)（兼顧效率、成本和低溫適應(yīng)性，通過補(bǔ)氣將實(shí)際壓縮比降至4~6，滿足-25℃運(yùn)行需求）。3.低溫優(yōu)化措施：-智能防結(jié)霜控制：通過濕度傳感器+溫度傳感器實(shí)時監(jiān)測空氣含濕量，當(dāng)預(yù)測結(jié)霜風(fēng)險時（如溫度<0℃、相對濕度>80%），提前降低室外風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速（減少換熱量，避免表面溫度低于露點(diǎn)），延長無霜運(yùn)行時間（從傳統(tǒng)30分鐘延長至60分鐘以上）。-雙級噴氣增焓系統(tǒng)：一級壓縮后通過閃蒸器分離氣液，氣體噴入二級壓縮中間腔（補(bǔ)氣量占總流量的15%~20%），降低排氣溫度（從110℃降至90℃），同時增加質(zhì)量流量（制熱量提升25%~30%）。-耐寒材料改進(jìn)：室外機(jī)換熱器采用耐低溫鋁合金（如Al-Mn合金，-40℃時抗拉強(qiáng)度≥120MPa），連接管采用不銹鋼波紋管（避免銅管在-30℃下冷脆斷裂），潤滑油選用PAG低溫油（傾點(diǎn)<