制冷演示稿

1、船舶制冷裝置,船舶制冷裝置和空氣調(diào)節(jié)裝置 船舶制冷裝置§11-1: 概述一、 制冷在船舶上的應(yīng)用1．伙食冷藏：主要作用；①抑制微生物在動物性食品中的繁殖。 ②延緩蔬菜、水果的生長成熟。2．空氣調(diào)節(jié)：制冷裝置為空氣調(diào)節(jié)提供了必需的冷源。3．冷藏運輸：專用冷藏船,冷藏集裝箱船必須裝設(shè)專門的制冷裝置。,二、食品的冷藏條件 （冷卻和凍結(jié)）1．果蔬及蛋乳類食品的冷卻及其冷藏條件食

2、品的冷卻：使食品的溫度降低到接近于冰點，以抑制微生物的活動，并抑制水果、蔬菜的呼吸，延緩其成熟，以便延長新鮮食品的儲存期。冷卻貯藏的條件 合適的溫度、濕度、CO2、臭氧、氧氣等。（主要是前兩項）合適的溫度 保持在0～5 ℃之間。過高會使食品早熟或腐爛，過低會使食品凍傷。合適的濕度 相對濕度85％～90％。過小會使食品干縮，過大容易使食品發(fā)霉腐爛變質(zhì)。合適的二氧化碳 一般CO2濃度控制在2～8％之間，O2濃度控制2

3、～5％之間。 合適的二氧化碳會抑制蔬菜和水果的生長，延長儲藏期。,解釋：高溫庫 船舶伙食的菜庫和乳品庫等習(xí)慣稱為高溫庫。低溫庫 船舶儲藏凍結(jié)后的肉、魚類食品的冷庫稱為低溫庫。 艙室的換氣次數(shù) 更換了多少個艙室容積的新鮮空氣來表示的換氣量，稱為艙室的換氣次（果、蔬類冷藏艙或冷藏集裝箱的換氣次數(shù)為每晝夜2～4次）?！皻庹{(diào)儲藏”法 是指在冷藏的同時將冷庫內(nèi)O2和CO2含量控制在規(guī)定的范圍內(nèi)。,2．肉類食品的凍結(jié)和冷藏條件

4、食品的凍結(jié)；使食品溫度降低到大部分汁液凍結(jié)的程度 。凍結(jié)的目的是更有效地抑制微生物的活動。 凍結(jié)的食品其儲藏期比冷卻食品要長得多。肉類食品的凍結(jié)一般分為；緩慢凍結(jié)和快速凍結(jié)。凍結(jié)貯藏的條件 （合適的溫度、濕度及凍結(jié)速度）合適的溫度：對長航線船舶，其儲藏溫度以-18～-20 ℃為宜。對短航線船舶，庫溫以控制在-10～-12 ℃較為經(jīng)濟。合適的濕度：相對濕度一般保持在90％～95％為宜。,合適的凍結(jié)速度：對大多數(shù)肉類食品，保

5、持凍結(jié)過程溫度為-23～ -30 ℃，凍結(jié)速度為 2～5 cm/h，其凍結(jié)后品質(zhì)與新鮮時相近。 食品在冷卻或凍結(jié)的冷藏期間會發(fā)生干縮現(xiàn)象。食品干縮程度主要與庫內(nèi)溫度、濕度有關(guān)，也與庫內(nèi)空氣流速、食品的性質(zhì)和外形、以及進入庫內(nèi)的熱量有關(guān)。 3．臭氧在冷藏中的應(yīng)用 臭氧的產(chǎn)生 臭氧發(fā)生器 臭氧的作用 對冷庫殺菌和消毒，還可抑制水果的呼吸作用，防止其過快地成熟，臭氧對魚類等還具有除臭的作用。,臭氧不能用于奶制品和油脂類食物的

6、原因 因為這些食物易被氧化并產(chǎn)生脂肪酸，從而使食物變質(zhì)。 對含葉綠素較多的蔬菜，如菠菜、青菜等，也不宜使用臭氧的原因 臭氧會使綠色的菜葉出現(xiàn)深色的斑點和凹陷，當(dāng)臭氧濃度較高對，還會使蔬菜中維生素C的含量減少，但對水果影響不大。三、機械制冷方法 機械制冷主要有；蒸發(fā)制冷、氣體膨脹制冷和半導(dǎo)體制冷等。 蒸發(fā)制冷分為；蒸氣壓縮式制冷、吸收式制冷和蒸氣噴射式制冷三種。,1. 蒸氣壓縮式制冷 船舶使用最廣泛的制

7、冷方式 圖13-1 和 附圖2．吸收式制冷 廣泛應(yīng)用的只有氨一水溶液（氨為制冷劑，水為吸收劑）和溴化鋰一水溶液（水為制冷劑，溴化鋰為吸收劑）兩種。前者可用于低溫系統(tǒng)，后者適用于空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 圖13-23．蒸汽噴射式制冷 它用水作制冷劑。只要讓水在高真空下氣化吸熱，即可獲得0℃以上的低溫。由于其多采用蒸汽噴射器來作為抽真空的設(shè)備，故稱“蒸汽噴射制冷”。圖13-2其他的制冷方式：熱電制冷（

8、半導(dǎo)體制冷、溫差電制冷）、吸附式制冷、空氣膨脹制冷、渦流管制冷等。,§11 - 2 蒸氣壓縮式制冷裝置的工作原理 一、單級蒸氣壓縮式制冷循環(huán) 研究蒸氣壓縮制冷裝置的工作情況常用工質(zhì)的壓焓圖和溫熵圖來表示（壓焓圖的應(yīng)用更為廣泛）。制冷劑劃分為：標(biāo)準(zhǔn)沸點 to ＞0℃的稱為高溫制冷劑標(biāo)準(zhǔn)沸點 0℃＞to ＞- 70℃稱為中溫制冷劑標(biāo)準(zhǔn)沸點 to ＜– 70℃稱為低溫制冷劑 一般船舶的制

9、冷裝置多采用單級壓縮，中、高溫制冷劑?；仡?：制冷劑熱力性質(zhì)的壓焓圖壓焓圖歸納為；一點、兩軸、三區(qū)、八線。（見附圖）,1．單級蒸氣壓縮式制冷的理論循環(huán)假設(shè) ：（l）壓縮機的壓縮過程不存在換熱和流阻等不可逆損失，即假設(shè)是等熵過程。（2）制冷劑在流過熱交換器和管路時沒有阻力損失，即認為是等壓過程。因此，冷凝壓力即等于排氣壓力，蒸發(fā)壓力即等于吸氣壓力，在制冷劑流動過程中冷凝溫度和蒸發(fā)溫度不變。（3）制冷系統(tǒng)中除熱交換器外，與外界無

10、任何熱交換，流過膨脹閥時未作功，又無熱交換，因此是等焓過程。,理論制冷循環(huán)： 冷劑從點1→2→3→4→1完成了一個理論制冷循環(huán)。,4,,,,圖11-2 單級壓縮式制冷的理論循環(huán),p,,,,,3,2,1,h,,,,2．單級蒸氣壓縮制冷的實際循環(huán)及熱力計算實際循環(huán)：①壓縮過程是熵值增加的多變過程；②節(jié)流過程有吸熱，焓值也略有增加；③制冷劑在管道、熱交換器和壓縮機中流動時④還存在阻力損失和熱交換。 圖11-3,在工程上常將它

11、簡化成123451的循環(huán)，簡化后的循環(huán)就和理論循環(huán)相似。其中 ； 2→4是等壓冷卻、冷凝和過冷過程； 4→5是等焓節(jié)流過程； 5—1是等壓氣化吸熱和過熱過程； l—2是多變壓縮過程。,熱力計算 ：（1）單位制冷量 q o = h 1－h(huán) 5 kJ/kg（2）單位容積制冷量 q v = q 0 / ν1 kJ/m3（3）等熵壓縮單位理論功 w 0 = h2 `－h(huán) 1 kJ/kg

12、 單位指示功 wi = h 2 － h 1 kJ／kg h 2`為從吸氣點按等熵線壓縮至排氣壓力的制冷劑的焓值（4）理論制冷系數(shù) ε = q 0 / w0 = h 1－h(huán) 5 / h 2`－h(huán) 1 （5）制冷劑的質(zhì)量流量 G ： G ＝Q o／q 0 = Q 0／h 1－h(huán) 5 kg / s Qo為制冷量KJ/s,（6）壓

13、縮機的容積流量 Vs ： Vs ＝G ·υ1＝Q o·υ1 /q 0 = Q o / q v m3 / s （按吸氣狀態(tài)的容積計算）（7）壓縮機的理論流量 V T （活塞行程容積） V T = Vs / λ = Q o / （λ·q v） m3 / s λ—壓縮機的輸氣系數(shù) （8）壓縮機的理論功率 P T = G · w 0

14、 kw（9）壓縮機的指示功率P i ： P i = G · w i = G · w 0 / η i = P T /η i ηi —指示效率（考慮壓縮機非等均壓縮的能量損失，一般取0.8左右）,（10）壓縮機的軸功率 P ： P = P i /ηm = P T/ηm·ηi = P T/η kw ηm—壓縮機的機械效率，一般取0．9左右； η—壓縮機的總效率，一般約

15、為0.7 （11）單位軸功率制冷量 Ke = Qo / P =ε·η Ke值表示壓縮機每消耗單位軸功率所能得到的制冷量，相當(dāng)于實際制冷系數(shù)，其值與壓縮機的總效率和制冷劑種類及運動工況有關(guān)。Ke值是評定制冷裝置的一項重要經(jīng)濟性指標(biāo)。 開啟式壓縮機的 Ke值在使用 R 12時約為 3.1～4，使用 R 22時約為 3.4～ 4.3，下限和上限分別適用于低溫工況和高溫工況。,（12）冷凝器

16、的熱負荷Q k （忽略了壓縮機和排氣管的散熱量）： Q k = Qo ＋ P i kw 冷凝器的熱負荷一般約為制冷量Qo的1.2～1.3倍。二、單級制冷壓縮機的工況和特性 制冷壓縮機的工況是指決定其理論循環(huán)的溫度條件：主要是蒸發(fā)溫度、吸氣溫度、冷凝溫度和膨脹閥前的過冷度。其中影響較大的是蒸發(fā)溫度和冷凝溫度。 蒸發(fā)溫度是對應(yīng)于蒸發(fā)壓力的飽

17、和溫度。冷凝溫度是對應(yīng)于冷凝壓力的飽和溫度。,1．工況參數(shù)對制冷工作的影響 （制冷量Q 0、軸功率P、制冷系數(shù)ε ） 制冷壓縮機的制冷量Q 0： Q 0 = G .q 0 =λV T q 0 /υ1 =λ·V T· q v kJ／s λ—壓縮機的輸氣系數(shù) 制冷壓縮機的軸功率則可寫為： P = G · w 0 / η =λV T w0 /υ1η =λV T wv /η

18、 kw wv —壓縮機的單位容積壓縮功. kJ／m3 （l）當(dāng)其他條件不變時，對冷凝溫度t k變化的影響; t k 上升 ： 圖13-4①單位容積壓縮功Wv增大 ；②軸功率P增大；③制冷量Qo降低； ④裝置的制冷系數(shù)ε降低,（2）當(dāng)其他條件不變時，蒸發(fā)溫度t 0變化的影響；蒸發(fā)溫度t 0降低: 圖13-5①循環(huán)的制冷量Q 0稍有降低；②裝置的制冷系數(shù)降低；③制冷機軸功率的變化情況不能直接判斷

19、，視壓力比p k / p o而定。（一般制冷劑，該值在3左右，壓縮機軸功率最大。通常制冷裝置工作時壓力比都大于3，當(dāng)蒸發(fā)溫度降低時軸功率是降低的。）,（3）其他條件不變，供液過冷度和吸氣過熱度的影響 ；① 循環(huán)的過冷度增加 ； 軸功率不變、制冷量增加、制冷系數(shù)提高。圖13-6 為了提高過冷度，常設(shè)氣液換熱器；過冷度一般約為3～5℃ 冷凝器到膨脹閥這段液管因流阻及管路上行導(dǎo)致的壓降不宜超過 40～ 70

20、 kPa，否則過冷度可能會消失而提前閃氣，使制冷量降低。,②壓縮機吸氣的過熱度增加；（分兩種情況）圖13-6 一種是 ：如果過熱過程是由冷劑離開蒸發(fā)器后在壓縮機吸氣管中吸取外界熱量而造成的，則制冷劑的單位制冷量實際并未提高，裝置的制冷量和制冷系數(shù)會下降，這種情況稱為有害過熱。另一種是 ：如果過熱是在蒸發(fā)器內(nèi)完成，過熱度提高時單位制冷量增加，單位壓縮功增加，對制冷系數(shù)的影響取決于制冷劑的性質(zhì)： 采用 R 12時，吸氣過熱度增加

21、則制冷系數(shù)提高；R 22則影響不大（略有下降）；而氨制冷裝置制冷系數(shù)反而減小。 壓縮機吸氣過熱度不超過5~8℃ ；氟利昂蒸發(fā)器出口過熱度一般控制在3~6℃ 過熱度增加都使軸功率P減少！,解釋：回?zé)嵫h(huán) ： 具有回?zé)徇^程的制冷循環(huán) 圖13-6 有回?zé)徇^程時； h4－h(huán)4` = h1`－h(huán)1 增加的制冷量△qv ； △qv =

22、 h4－h(huán)4` 壓縮功也增加了△w0 ； △w0 = （h2`－h(huán)1`）－（h2－h(huán)1）如果設(shè)置回?zé)崞鲃t ：R12 —提高制冷量和制冷系數(shù)。 R22 —對制冷量和制冷系數(shù)影響不大，但可以防止“閃氣”，減少吸氣管有害過熱。R717 —降低制冷量和制冷系數(shù)，所以不宜設(shè)回?zé)崞?。,2．制冷壓縮機的性能曲線 （以國產(chǎn)8FS10型壓縮機由實驗方法 得到的性能曲線為例） 通過性能曲線可

23、以方便地查得壓縮機在不同工況下的制冷量和軸功率，并可算出對應(yīng)工況下單位軸功率制冷量Ke值 圖13-73．制冷壓縮機的工況 為了衡量和比較機器的性能，制定出公認的溫度條件，作為名義工況，并以壓縮機在名義工況的制冷量來作為比較和選用的標(biāo)準(zhǔn)。 我國先前所定的名義工況為：“標(biāo)準(zhǔn)工況”、“空調(diào)工況” 新的標(biāo)準(zhǔn)對各種形式的制冷壓縮機又規(guī)定了三種名義工況，即“ 高溫工況”、“ 中溫工況” 和“ 低溫工況”。見表

24、11－1 和表11－2所示 （注意冷凝溫度和蒸發(fā)溫度）,為了考察壓縮機的強度和電動機的工作，還定有“最大壓差工況”、“ 最大軸功率工況”。 制冷機的工況必須限定在一定的范圍內(nèi)，以保證運行的安全與可靠。船用氟利昂活塞式單級制冷壓縮機規(guī)定的設(shè)計和使用條件見表11－3、11－4。§11— 3 制冷劑、載冷劑和冷凍機油一、制冷劑（1）無機化合物。如氨、水等 無機類制冷劑的統(tǒng)一編號為 R7 X X；編

25、號的后兩位數(shù)表示該無機化合物的分子量。 例如氨NH3編號為 R717，二氧化碳CO2和水H2O的編號分別為R744和R718。,（2）飽和烴的鹵化物— 商品名統(tǒng)稱氟利昂 它們的統(tǒng)一編號是R后帶二或三個數(shù)字；依次為碳原子數(shù)m- l 、氫原子數(shù)n＋1和氟原子數(shù)x；異構(gòu)物加a、b．…等。 例如二氟一氯甲烷CHClF2：m = 1，n = l，x = 2，即寫為R22。 氟利昂制冷劑優(yōu)點：無毒的，沒有氣味。在實際

26、應(yīng)用的溫度范圍內(nèi)不燃燒，沒有爆炸危險，而且熱穩(wěn)定性好。氟利昂分子量大，絕熱指數(shù)小，凝固點低。,氟利昂制冷劑缺點：含水時會腐蝕鎂及鎂合金、鐵等金屬。氟利昂制冷劑的單位容積制冷量小，密度大，節(jié)流損失大，導(dǎo)熱系數(shù)小，通火焰時會分解出有毒氣體，易漏泄而不易察覺。含氯的氟里昂在高空會分解出Cl離子，對大氣臭氧層有破壞作用使到達地面的太陽光紫外線失去臭氧層的屏蔽作用而大大加強，對人類健康和農(nóng)作物、海洋浮游生物的生長不利，并可能引起氣候異常,氟里昂氣

27、體會產(chǎn)生“ 溫室效應(yīng)”。 注：①對臭氧層破壞性的強弱用臭氧消耗潛能值（ODP）表示 ；②氟里昂氣體會產(chǎn)生“ 溫室效應(yīng)”其影響大小用全球變暖潛能值 （GWP）表示。,制冷劑標(biāo)識表示的意義：CFC表示不含氫的氯氟烴；CFC在大氣中不易分解，壽命相當(dāng)長，對臭氧層的破壞作用和溫室效應(yīng)都很強，經(jīng)國際協(xié)議決定已于1996年起禁用，發(fā)展中國家可推遲10年（例如F12） HCFC表示含氫的氯氟烴； HCFC使用量將于2016年

28、凍結(jié)在2015年的水平，然后于2040年完全禁用，工業(yè)化國家則將于2020年禁用。（例如F22）HFC表示含氫而無氯的氟化烴。 （例如F134a）,（3）碳氫化合物（烴類）①烷烴類（命名法與氟利昂相同）如甲烷CH4（R50）、乙烷C2H6（R170）。②烯烴類（R后加 1，其余與烷烴同）如乙烯C2H4（Rll50）、丙烯C3H6（R1270）等。 烴類的特點；凝固點低，臨界溫度低，對金屬無腐蝕作用，溶于潤滑油，價格低廉，對大

29、氣臭氧層無破壞作用，但分子量小，與水不發(fā)生作用且難溶于水，易燃，與空氣混合后有爆炸危險。,（4）共沸制冷劑 用R5××表示。這類制冷劑是由兩種或兩種以上特定的制冷劑按一定的比例混合而成。 由于在一定的壓力下，共沸混合制冷劑標(biāo)準(zhǔn)沸點比組成它的各種純冷劑的標(biāo)準(zhǔn)沸點都低，因此，在相同的工作溫度條件下，采用共沸混合制冷劑的制冷壓縮機也就具有壓力比小，壓縮終溫低，單位容積制冷量大等優(yōu)點。 用過的

30、共沸混合冷劑有 R500（R152a／R12）、R502（R22／Rll5）等，現(xiàn)多因含 CFC而停用。,（5）非共沸制冷劑用 R4 X X表示 非共沸制冷劑也是由不同制冷劑按一定比例混合而成，但其不存在共沸點。在定壓下蒸發(fā)或凝結(jié)時，氣相與液相的組成成分不斷變化，溫度也隨之不斷變化。由于相變過程不等溫，所以更適于在變溫?zé)嵩吹膱龊舷聭?yīng)用。 常用的中溫冷劑的主要性質(zhì)見表11－5、表11－6。,常用制冷劑及其性質(zhì) （

31、1）R22（二氟一氯甲烷 CHClF2） （歐共體提議2014年禁用R22，我國定為2040年禁用R22。）（2）R12（二氟二氯甲烷，CC12F2）（從1996年起已被禁用，發(fā)展中國家可推遲10年）（3）R134a（四氟乙烷，CH2FCF3） （4）R717（HN3）,二、載冷劑： 在間接制冷系統(tǒng)中用以傳遞冷量的中間介質(zhì)。優(yōu)良的載冷劑應(yīng)滿足下列條件：①比熱大；②導(dǎo)熱系數(shù)大；③粘度低；④凝固點與使用溫度范圍相適應(yīng)；⑤

32、腐蝕性??；⑥無毒、不燃、不爆；⑦化學(xué)穩(wěn)定性好；⑧價格低廉。常用的載冷劑 ：1．水 （性質(zhì)見P236）2．鹽水溶液 鹽水溶液一般為氯化鈉（NaCl）、氯化鈣（CaCl ）、或氯化鎂（M2Cl）的水溶液。這類載冷劑是最普遍采用的載冷劑，適用于中、低溫制冷系統(tǒng)。,鹽水的性質(zhì)和凝固點取決于鹽水濃度。圖11－8 用鹽水作載冷劑對應(yīng)注意三個問題：（l）要合理地選擇鹽水的濃度；（2）注意鹽水溶液對設(shè)備、管道的腐蝕問題；（

33、3）必須定期用比重計測定鹽水的比重。當(dāng)濃度降低時，應(yīng)補充鹽量，以保持鹽水適當(dāng)?shù)臐舛取?．乙二醇（CH2OH·CH2OH）水溶液 乙二醇水溶液是無色、無味、不燃、無電解性的載冷劑，但揮發(fā)性強，應(yīng)注意濃度降低，它可代替對金屬腐蝕性很強的鹽水。 （乙二醇水溶液的凝固點見表11－7）,三、冷凍機油 冷凍機油的作用主要是：潤滑、密封、冷卻、過濾，在多缸壓縮機中，潤滑油還可用來控制卸載機構(gòu)。冷凍機油主要應(yīng)滿

34、足下列幾項要求： 1．凝固點應(yīng)至少比工作時的最低蒸發(fā)溫度低2.5℃。2．閃點應(yīng)比最高然氣溫度高出 15～30℃。3．具有適當(dāng)?shù)恼扯取?．含水量低（國外有的規(guī)定每千克滑油含水應(yīng)不超過 30 mg）。冷凍機油必須密封存放。5．全封閉式和半封閉式壓縮機要求潤滑油的電絕緣性好；全封閉壓縮機要求5～10年不需換油，故對油的化學(xué)穩(wěn)定性和抗氧化安定性要求較高。6．酸值低、抗腐蝕性好、灰分及機械雜質(zhì)含量少等,說明： 1.用R134a為制冷

35、劑的應(yīng)選擇與之相溶的潤滑油，而不能使用現(xiàn)用的礦物油。一般用POE等脂類油或PAG（聚烯烴乙二醇） 2.國產(chǎn)冷凍機油的牌號與性能列于P238表11－8（表8是92部標(biāo)，現(xiàn)已由國標(biāo)GB/T16632-1996替代）國外冷凍機油的牌號與性能列于P239表11－9中 3.國標(biāo)GB/T16632-1996 把冷凍機油分為4大類，其中L -DRA/A適用制冷劑為氨， L -DRA/A適用制冷劑為氟利昂（除F134a以外）。每大類又以 - 40℃

36、時的運動粘度等級分成15、22、32、46、68… 5-9種規(guī)格。質(zhì)量指標(biāo)不是原來的16種，而是29種（如增加了介電強度、燃點、U形管流動性、殘?zhí)俊⒒瘜W(xué)穩(wěn)定性，但沒有凝固點）,§11-4 制冷壓縮機 ①活塞式（屬容積型） 活塞式壓縮機因其活塞作往復(fù)運動，具有慣性力，并受吸、排氣閥等限制轉(zhuǎn)速不能太高，主要用于中、小制冷量的場合。②回轉(zhuǎn)式（屬容積型） 有螺桿式、滑片式、滾動轉(zhuǎn)子式和渦旋式等多種。

37、 回轉(zhuǎn)式壓縮機沒有往復(fù)運動部件和吸、排氣閥，轉(zhuǎn)速較高，除螺桿式用于中等以上制冷量的場合外，其它型式多用于小制冷量或低壓力比場合。③離心式 離心式壓縮機轉(zhuǎn)速高，適用于大流量，主要用于大型空調(diào)制冷裝置 。,一、活塞式制冷壓縮機 （船上主要使用 50、70、100 mm缸徑的各型活塞式壓縮機。）1．活塞式制冷壓縮機的典型結(jié)構(gòu) （以8FS10型開啟式壓縮機為例） 該機缸徑為 100 mm，每兩缸

38、配成一列，四列氣缸布置成扇形，相鄰兩列氣缸的中心線夾角為45°。圖13-9 和13-10,解釋；回油均壓孔 、假蓋 、能量調(diào)節(jié)機構(gòu)、卸載啟動、多用通道 、三通閥 、奔油 ?；赜途鶋嚎鬃饔茫海?）使活塞環(huán)漏入曲軸箱的制冷劑能經(jīng)吸氣腔抽走； （2）讓吸氣從系統(tǒng)中帶回的滑油流回曲軸箱； （3）必要時能用壓縮機本身抽空曲軸箱，以回收其中的冷劑或抽除其中的空氣。假蓋的作用； 防止“液擊” 使缸內(nèi)壓力不致過高而損壞零件。圖

39、13-10 能量調(diào)節(jié)機構(gòu)作用； 可使壓縮機根據(jù)熱負荷的大小，相應(yīng)地以8缸、6缸或4缸投入工作，防止制冷系數(shù)降低，減少頻繁啟停。卸載啟動的作用； 減少原動機的啟動負載。,多用通道 （吸、排截止閥都設(shè)置） ； 常開通道和多用通道可用來接裝壓力表和壓力繼電器，在操作、檢修時多用通道還可有其他多種用途。圖13-11三通閥及滑油系統(tǒng)：圖13-12和圖13-13奔油： 氟利昂易溶于曲軸箱的滑油中，

40、壓力高油溫低，溶解量將增大。壓縮機起動時因曲軸箱壓力迅速下降，氟利昂就會從油中逸出，如果逸氣量較多則油會產(chǎn)生大量泡沫而涌起，俗稱“奔油”。“奔油”的危害； 會使油泵建立不起油壓，嚴重時會因多量滑油進人氣缸而產(chǎn)生液擊。,,防止“奔油”方法： 壓縮機當(dāng)停車時間較長時，應(yīng)先關(guān)吸氣閥，將曲軸箱壓力降低，停車后則應(yīng)關(guān)閉排氣閥。萬一起動時發(fā)生，可關(guān)吸入閥作多次瞬時起動，以使油中的氟利昂逐漸逸出；起動前將油預(yù)熱至30℃左

41、右，運行中油溫最高不應(yīng)高于76℃。活塞式壓縮機的特點是：①  采用單作用、逆流式、多缸結(jié)構(gòu)，吸、排氣閥設(shè)在氣缸頂部。較大的機型排氣閥裝在發(fā)生“液擊”時可被抬起的“假蓋”上，以免吸入液態(tài)制冷劑時發(fā)生液擊損壞機器；②　容量較大的多缸壓縮機設(shè)有起動卸載和可調(diào)節(jié)排氣量的能量調(diào)節(jié)裝置；,③ 強度按R12、R22、R717等多工質(zhì)通用設(shè)計，換用制冷劑只需重調(diào)安全閥、換用某些密封件或換用帶冷卻水腔的缸蓋（R717）等少數(shù)元件

42、即可；④ 氟利昂壓縮機曲軸箱內(nèi)設(shè)有滑油加熱器，必要時起動前可加熱滑油，使溶解于其中的氟利昂逸出；⑤ 開啟式壓縮機一般都采用機械軸封。　 我國“鋼質(zhì)海船入級與建造規(guī)范”（1996年）規(guī)定，制冷壓縮機的最大工作壓力和設(shè)計壓力如表11－10所示；壓縮機和壓力容器（冷凝器、貯液器等）安全閥開啟壓力（或安全膜爆破壓力）應(yīng)不大于壓縮機設(shè)計壓力，其中壓縮機安全閥開啟壓力（或安全膜爆破壓力）應(yīng)略低于壓力容器。當(dāng)壓縮機原動機功率不超過10 kw時

43、，可不設(shè)安全閥（膜）。,2．壓縮機的能量調(diào)節(jié) （1）間歇運行法 ：當(dāng)庫溫降到設(shè)定的下限時，使壓縮機停轉(zhuǎn)，而當(dāng)庫溫上升到規(guī)定溫度的上限時，再使壓縮機起動。 （2）吸氣節(jié)流法 ：這種調(diào)節(jié)方法是通過改變壓縮機吸氣閥的開度來實現(xiàn)的。 （3）排氣回流法 ：是在吸、排氣管之間設(shè)旁通管，調(diào)節(jié)管上的旁通間的開度，就能改變壓縮機的有效排氣量，這種方法最不經(jīng)濟，而且會提高壓縮機的排氣溫度，故該方法僅用于不帶能量調(diào)節(jié)機構(gòu)的小型壓縮機。 （4）變速調(diào)節(jié)

44、法 ：變速調(diào)節(jié)經(jīng)濟性好，但轉(zhuǎn)速降低的下限必須考慮潤滑的可靠性。,（5）吸氣回流法 ：這是多缸壓縮機廣泛采用的一種調(diào)節(jié)方法。它是通過將部分氣缸的吸氣閥常開，或調(diào)節(jié)活塞反向運動的相鄰氣缸間旁通的卸荷孔道控制閥的開度，使吸入缸內(nèi)的氣體在活塞上行時返回吸氣腔（或相鄰缸），以減少壓縮機的實際排氣量，從而實現(xiàn)能量調(diào)節(jié)。（此法同時可使壓縮機實現(xiàn)卸載起動）這種調(diào)節(jié)機構(gòu)驅(qū)按氣缸吸氣閥或卸荷孔道啟閉動力的不同，又有電磁式、油壓式和氣動式等。附圖

45、 不論用那種方式來卸載，一般都是以吸氣壓力為被調(diào)參數(shù)。因為吸氣壓力高即反映蒸發(fā)器的熱負荷大，需要壓縮機加載；反之，吸氣壓力低，則壓縮機即應(yīng)卸載。,常用卸載機構(gòu)有： （1）油壓啟閥式卸載機構(gòu) ；以丹麥沙勃羅（SABROE）公司生產(chǎn)的SMC型八缸壓縮機，采用的由雙電磁閥控制的油壓啟閥式卸載機構(gòu)為例） （2）氣動啟閥式卸載機構(gòu) ; 以日本DAIKIN公司生產(chǎn)的RKS型八缸壓縮機的卸載機構(gòu)為例 二、螺桿式制冷壓縮機 1．螺桿式制

46、冷壓縮機的結(jié)構(gòu)和工作原理 ：（1）結(jié)構(gòu)特點 圖13－16 ①凸形螺紋的轉(zhuǎn)子3稱為陽轉(zhuǎn)子，通常，陽轉(zhuǎn)子為主動轉(zhuǎn)子，陰轉(zhuǎn)子為從動轉(zhuǎn)子。,②為了相互嚙合，主動轉(zhuǎn)子為左旋螺紋，陰轉(zhuǎn)子為右旋螺紋，兩轉(zhuǎn)子螺紋部分的軸向長度相等，并均小于一個螺旋導(dǎo)程，轉(zhuǎn)子的長度與直徑之比稱為長徑比，一般為1.0～1.7。③轉(zhuǎn)子的端面齒形有對稱圓弧齒形和形形色色的不對稱齒形。不對稱齒形效率高，并可在低轉(zhuǎn)速時保持良好的性能，但加工較復(fù)雜。 圖11－

47、17④設(shè)有能量調(diào)節(jié)滑閥。,⑤“噴油”是通過滑間上的噴油孔向上噴射至兩轉(zhuǎn)子的嚙合部位。 圖11－20 噴油式壓力潤滑：在壓縮機工作過程中，通過油泵將油噴射至兩螺桿的工作部位及需潤滑的部位，除對運動部件起到良好潤滑作用外，還起到冷卻、密封和降低噪聲的作用。 （噴油式壓縮機的排氣溫度一般不超過80℃） ⑥三角形的徑向吸氣口和徑向排氣口分別開在機體中段氣缸內(nèi)壁的前上方和后下方。圖11－18,（2）工作原理 螺桿式制冷

48、壓縮機每一對嚙合齒糟的工作分為吸氣、壓縮和排氣三個過程。吸氣、壓縮、排氣三個過程在同一時刻同時存在，只不過它們是發(fā)生在不同的齒槽空間。 圖11－192．螺桿式制冷壓縮機的性能特點 （1）當(dāng)D、n、Cn、C一定時，螺桿式壓縮機的理論排氣量主要取決于轉(zhuǎn)子的長度L。 理論排氣量 ：VT＝ 60 Cn C D L n m3/h C n- 面積利用系數(shù)； C - 扭角系數(shù)；D - 陽轉(zhuǎn)子外徑，m；

49、L - 轉(zhuǎn)子的長度，m；n - 陽轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，r／min。,（2）螺桿式壓縮機壓縮終點壓力不一定等于排氣腔的壓力。 因為螺桿式壓縮機壓縮終了時的壓力僅與吸氣壓力、排氣口的位置、轉(zhuǎn)子的幾何形狀（即內(nèi)容積比 — 吸入終了時容積與壓縮終了時容積之比）和采用的制冷劑品種有關(guān)，而與裝置的冷凝壓力（即排出腔內(nèi)壓力）無關(guān)。 只有在外壓力比（冷凝壓力與蒸發(fā)壓力之比）接近內(nèi)壓力比時，壓縮機的工作才最經(jīng)濟。 通過修改壓縮機徑向

50、和軸向排氣口大小的方法去改變內(nèi)容積比，使之與外壓力比的變化相適應(yīng)。 我國規(guī)定內(nèi)容積比為2、6.3、6.5三種，相應(yīng)制作生成排氣h大小不同的滑閥，用更換滑閥來滿足空調(diào)、一般冷藏和低溫冷藏三種工況的需要。,（3）輸氣系數(shù)隨壓力比的增加而減小。 因為在螺桿式壓縮機中，輸氣系教主要取決于漏泄損失，而漏泄的多少又主要取決于壓力比。（4）可采用較高的轉(zhuǎn)速（ 500～ 30 000 r／min），從而具有體積小、重量輕、金屬材

51、料消耗較少的優(yōu)點。 因為螺桿式壓縮機運動機構(gòu)沒有往復(fù)慣性，而且不需設(shè)置吸、排氣閥 。 （5）即使在低蒸發(fā)溫度和高壓力比的情況下工作時也能具有良好的性能。 螺桿式壓縮機沒有余隙容積，因而在壓縮比較大時輸氣系數(shù)就要比往復(fù)式壓縮機大得多。,（6）在壓力比較大時也可采用單級壓縮 因為噴油式螺桿壓縮機因噴入大量潤滑油，故排氣溫度可以降低。【綜上所述，螺桿式與活塞式壓縮機相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、輸

52、氣系數(shù)高、然氣溫度低、單級壓力比大、對吸入溫蒸氣不敏感、排氣脈動小、易損件少、檢修周期長、能量可無級調(diào)節(jié)等優(yōu)點。但油路系統(tǒng)和輔助設(shè)備較復(fù)雜，耗油量大，噪聲較大、轉(zhuǎn)子加工精度要求高，價格高?！?．螺桿式壓縮機的能量調(diào)節(jié) （1）間斷運行；（2）吸氣節(jié)流；（3）變速調(diào)節(jié)；（4）排氣回流；（5）吸氣回流 圖 11－20,4．軸向力及其平衡 工作時，轉(zhuǎn)子上存在著以下兩個軸向力： （1）主動轉(zhuǎn)子帶動從動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的軸

53、向力 作用在主動轉(zhuǎn)子上的這種軸向力與作用在從動轉(zhuǎn)子上的力大小相等，但方向相反。在主動轉(zhuǎn)子上是指向吸氣端，而在從動轉(zhuǎn)子上則是指向排氣端。（2）作用在轉(zhuǎn)子上的氣體壓力所產(chǎn)生的軸向力 由以下兩部分組成： ① 由作用在轉(zhuǎn)子兩端上的吸、排壓力差所產(chǎn)生的軸向力。（其方向指向吸氣端）,② 因轉(zhuǎn)子螺旋兩側(cè)氣體壓力不同而產(chǎn)生的軸向力。（在對稱齒型中，這部分輸向力在轉(zhuǎn)子上可互相抵銷。而在非對稱齒型中，這部分軸向力的方向在陽轉(zhuǎn)子上指

54、向吸氣端，而在陰轉(zhuǎn)子上則指向排氣端。）軸向力的總和，在陽轉(zhuǎn)子上較大，在陰轉(zhuǎn)子上較小。平衡軸向力的方法 ① 在陽轉(zhuǎn)子上裝有平衡活塞，以作為軸向力的主要承受裝置，同時另設(shè)止推滾動軸承以作為輔助止推裝置；而陰轉(zhuǎn)子則往往只裝設(shè)止推滾動軸承。 ② 新型螺桿式制冷壓縮機采用多組全滾動軸承來承受全部徑向力和軸向力。5．噴油式螺桿壓縮機實例 W R V D 204／1·1型船用噴油式螺桿壓縮機 圖11-21a

55、 （圖11一21 b）,三、滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機（屬容積型回轉(zhuǎn)式壓縮機）基本結(jié)構(gòu)原理 圖11－22 理論排氣量 VT = π/4 ·（DC－Dr）2 L n m3/s VT — 理論排氣量，m3/s ； DC、Dr — 分別代表氣缸和轉(zhuǎn)子的直徑，m； L — 轉(zhuǎn)子的長度，m； n — 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，r／min。實際排氣量 VS＝ VT λ λ — 輸

56、氣系數(shù)，主要包含下述三項損失：（1）余隙損失（2）預(yù)熱損失 （3）泄漏損失 影響三項損失的因素呢？,四、渦旋式制冷壓縮機 （屬回轉(zhuǎn)容積式壓縮機）特點：效率高、體積小、重量輕、噪聲低、結(jié)構(gòu)簡單且運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、氣體漏泄量少、不需排氣閥組，故工作可靠、輸氣系數(shù)高，允許氣體制冷劑中少量帶液，可較好地用于小型制冷裝置的新型壓縮機，它與往復(fù)式壓縮機相比，在同等制冷量條件下體積減少約40％，重量減輕15％。 基本結(jié)構(gòu) 圖1

57、1－23和圖11－24工作原理 圖11－25,§11 – 5 冷凝器和蒸發(fā)器 一、冷凝器 冷凝器的功用 將壓縮機排出的高壓高溫的氣態(tài)制冷劑冷卻和冷凝成液態(tài)，供系統(tǒng)循環(huán)使用。1．船用冷凝凝的構(gòu)造（臥式殼管式）圖11－26 冷凝器的附件：（l）安全閥;（2）放空氣閥;（3）水室放氣旋塞; (4)水室泄水旋塞;(5)防蝕鋅棒或表面涂以防蝕涂層 當(dāng)將冷凝器的下部

58、空間兼作貯液器時，還設(shè)有液位計或液位鏡。,2．冷凝器的性能 （冷凝器排熱能力應(yīng)與壓縮機熱負荷相稱。） 冷凝器的熱負荷Q K 單位時間內(nèi)所必須排出的熱量，近似等于壓縮機的制冷量Q 0和指示功率Pi之和。 冷凝器的排熱量 Q’K 冷凝器在單位時間內(nèi)被冷卻介質(zhì)所帶走的熱量。冷凝器的排熱量 Q’K = K A（tk － tw）K - 冷凝器的傳熱系數(shù)； A - 冷卻水管外表總面積 m2；tK - 冷凝溫度 ℃

59、 ； tw - 冷卻水平均溫度，,冷卻水平均溫度： tw = （tw1+ tw2） 1/2 = tw1＋△tw 1/2 △tw - 為進、出口水的溫升，一般取△tw = 2～3 ℃ tK－tw2 = 3～5 ℃ 即 tK－ tw1 = 5～9 ℃ 又：排熱量 Q’K = G W·CW·（tW2 –tW1） GW - 質(zhì)量流量; CW - 比熱進、出口水的溫

60、升：△tw= Q’K /G W·CW 得；排熱量 Q’K = α（tk － tw1）冷凝器的排熱系數(shù) α = 1/（1/KA＋1/2 G WCW）結(jié)論：Q’K 是 tk 的一次函數(shù),tg α = 1/（1/KA＋1/2 G WCW）,將冷凝器的排熱量曲線Q’K與冷凝器熱負荷曲線Qk作于同一座標(biāo)圖上（如右圖） 從圖中可以看出所有影響裝置pk（tk）的因素，并從中分析出；壓縮機排氣壓力過高的原因：（1）冷凝器

61、臟污或有空氣（K減?。⑺坎蛔悖℅W減少,）、冷凝器換熱面積被制冷劑液體浸沒過多或選用過小（A減?。?； （2）冷卻水進水溫度tw1增高； （3）壓縮機吸入壓力增高（P。、t0增高）。,二、蒸發(fā)器:1．蒸發(fā)器的構(gòu)造按被冷卻介質(zhì)的不同，主要可分為兩大類：（1）冷卻液體的蒸發(fā)器 指間接冷卻系統(tǒng)的蒸發(fā)器。（圖11－28） （2）冷卻空氣的蒸發(fā)器 制冷劑在管內(nèi)蒸發(fā)直接冷卻空氣。按空氣流動方式分為兩大類：①蒸

62、發(fā)盤管 圖11－29 優(yōu)點；結(jié)構(gòu)簡單、管理方便.缺點；自然對流傳熱系數(shù)小，放管路長、耗材多安裝麻煩，充注制冷劑量大，變溫也較麻煩。,②冷風(fēng)機 圖11－30優(yōu)點；傳熱系數(shù)比普通盤管大4—6倍，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便，冷庫降溫速度快，庫內(nèi)溫度分布均勻，并可采用電熱融霜，融霜簡便并易于實現(xiàn)自動控制，所以使用日趨普遍。缺點；使食品干耗大、蓄冷能力小，結(jié)霜嚴重時會堵塞冷風(fēng)氣流等缺點，而且風(fēng)機還會增加熱負荷。2．蒸發(fā)器的

63、性能 蒸發(fā)器的制冷量 Qoz （單位時間的吸熱能力）； Qoz= A K △t = A K（tr－to） A - 蒸發(fā)器的傳熱面積； K - 傳熱系數(shù)；△t - 傳熱溫差（近似地用被冷卻介質(zhì)的平均溫度tr和平均蒸發(fā)溫度to之差表示）。,傳熱溫差一般是：冷卻空氣的冷風(fēng)機、蒸發(fā)盤管取5～10 ℃；冷卻液體的則氨取5℃，氟利昂取6～10℃。 蒸發(fā)器的設(shè)計制冷量一般取冷庫額定熱負荷的1

64、.1～1.2倍。 蒸發(fā)器實際換熱性能降低的原因：冷劑供液不足；結(jié)霜嚴重；風(fēng)速降低；滑油積存太多；臟堵。 由于設(shè)計不匹配或管理不當(dāng)，導(dǎo)致庫溫未到下限時蒸發(fā)壓力過低，會使壓縮機在低壓繼電器作用下提前停車，從而導(dǎo)致啟停頻繁。,如果設(shè)計時蒸發(fā)器面積太小或單機多庫中部分庫停用，也會有同樣影響。使用中壓縮機性能下降，蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度（蒸發(fā)壓力）和制冷量也會降低。 壓縮機與蒸發(fā)器的性能變化對制冷量的影響。見右圖,§

65、;11—6 制冷裝置的輔助設(shè)備 （圖11－32） 滑油分離器、貯液器、干燥器、過濾器及回?zé)崞鞯容o助設(shè)備。一、滑油分離器 滑油分離器作用：將制冷劑蒸氣中混入的滑油分離出來，以免過多的滑油進人冷凝器和系統(tǒng)，阻塞管道和影響換熱。結(jié)構(gòu)：氟利昂制冷裝置多采用過濾式滑油分離器圖11－33 有的制冷裝置在回油管上安裝有其它元件圖11-34,二、貯液器 圖11-35 貯液器作用： ① 在制冷劑循環(huán)量減

66、少時避免制冷劑液位升高，浸沒冷凝器冷卻管，妨礙冷凝； ② 在冷劑循環(huán)量增大及系統(tǒng)稍有漏泄時仍保持足夠 制冷劑液位； ③ 制冷裝置檢修或長期停用時，可將系統(tǒng)中全部冷劑收存在貯液器中，減少漏失。貯液器的平衡管的功用： ① 使冷凝器和貯液器壓力平衡，便于制冷劑流入貯液器； ② 將貯液器中的制冷劑蒸氣引入冷凝器。,貯液器的存液井的作用； ① 在船舶可能搖擺的條件下，減少對出液管口液封所需要的液體數(shù)量； ② 使雜質(zhì)和污

67、物沉于底部，防止堵塞管路和閥件。三、干燥器 （主要作用是 吸收水分）圖11—36 水分在系統(tǒng)中的危害：①腐蝕金屬，形成雜質(zhì)；②產(chǎn)生冰塞 干燥劑：常用硅膠，可以再生。 四、回?zé)崞鳎▽Ｓ糜诜合到y(tǒng)）回?zé)崞髯饔?；?使液態(tài)制冷劑過冷；② 防止閃氣； ③ 使氣態(tài)制冷劑過熱，防止壓縮機液擊。 圖11－37,§11—7制冷裝置的自動化元件 ①熱力膨脹閥、 ②高壓繼電器、 ③低壓繼電器、 ④溫度繼電器、 ⑤油壓差繼電

68、器、 ⑥電磁閥、 ⑦蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥、 ⑧水量調(diào)節(jié)閥等。 圖13-32一、熱力膨脹閥 1．內(nèi)平衡式熱力膨脹閥的結(jié)構(gòu)和工作原理 （1）結(jié)構(gòu) 圖11－38 （2）工作原理 圖 11－39 膜片所受力的平衡條件為 : p1 = po＋ps p1—溫包內(nèi)壓力 po—蒸發(fā)壓力 ps—彈簧張力 壓力隨溫度的變化曲線 圖11－40 蒸發(fā)器出口過熱度與熱力