1、課題四 船舶制冷裝置第十二講 第五節(jié)：冷凝器和蒸發(fā)器 第六節(jié)：制冷裝置輔助設(shè)備 第七節(jié)：制冷裝置的自動控制元件課題四 船舶制冷裝置第十二講第五節(jié) 冷凝器和蒸發(fā)器一、冷凝器 1.構(gòu)造 2.性能冷凝器與壓縮機配套，其排熱能力應(yīng)與熱負荷相稱。復(fù)習(xí)：壓縮機排壓過高原因：1）冷凝器臟污；2）冷卻水水溫過高；3）壓縮機吸氣壓力過高。第五節(jié) 冷凝器和蒸發(fā)器一、冷凝器冷凝器與壓縮機配套，其排熱能 冷凝器按其冷卻介質(zhì)不同，可分為:水冷式、空氣冷卻式、蒸發(fā)式三大類。 （一）水冷式冷凝器 水冷式冷凝器是以水作為冷卻介質(zhì)，靠水的溫升帶走冷凝熱量。冷卻水一般循環(huán)使用，但系統(tǒng)中需設(shè)有冷卻塔或涼水池。水冷式冷凝器按其結(jié)構(gòu)形

2、式又可分為殼管式冷凝器和套管式冷凝器兩種，常見的是殼管式冷凝器。 冷凝器按其冷卻介質(zhì)不同，可分為:水冷式、空氣冷卻式、1、臥式殼管式冷凝器：船舶上最常見的冷凝器 冷卻水從一端端蓋下部進入，按順序流過每個管組，最后從同一端蓋上部流出過程中，要往返410個回程，可以提高管內(nèi)冷卻水的流速，提高傳熱系數(shù)；使高溫的制冷劑蒸氣從殼體上部的進氣管進入管束間與管內(nèi)冷卻水進行充分的熱交換。冷凝下來的液體從下部出液管流入貯液筒。 1、臥式殼管式冷凝器：船舶上最常見的冷凝器 冷卻(1)安全閥Safety Valve：冷劑壓力過高打開，通過管路將冷劑泄往舷外。(1)安全閥Safety Valve：冷劑壓力過高打開，(

3、2)放空氣閥Air Release Valve：裝在殼體最高處，泄放不凝性氣體Non-condensable Gas。注意：應(yīng)在壓縮機停車時進行放氣。(2)放空氣閥Air Release Valve：裝在殼(3)水室放氣旋塞Water Chamber Air Release Cock：裝在端蓋最高處，泄放水側(cè)空氣。問題：A. 壓縮機安全閥、B. 高壓繼電器、C. 冷凝器安全閥，動作壓力順序應(yīng)為( )。B A C(3)水室放氣旋塞Water Chamber Air Re(4)水室泄水旋塞Water Chamber Drain Cock：裝在端蓋最低處，檢修或長期停用時泄放存水。(4)水室泄水旋塞

4、Water Chamber Drain 第十二講船舶制冷裝置課件 船舶制冷的冷凝器幾乎都是臥式殼管式。端蓋內(nèi)裝有防蝕鋅棒，或內(nèi)表面涂有防蝕涂層。冷凝器上通常裝有： （1）安全閥（或膜）-裝在冷凝器頂部，通至甲板安全地點排往大氣。其爆破或開啟壓力應(yīng)不大于設(shè)計壓力（但應(yīng)比壓縮機的安全閥高），容量100 L的壓力容器可用熔點約65的易熔塞來代替。 （2）放氣閥-裝在冷凝器頂部靠一端處，用來泄放不凝性氣體。 （3）平衡管-從冷凝器頂部引出與后面的貯液器相通，使彼此壓力平衡，便于冷劑液體流入后者；如連接兩者的管路短而粗時可省去。 （4）水室放氣旋塞和放水旋塞-裝在端蓋最高及最低處，分別用來泄放水腔空氣和

5、檢修前放空存水，或冬季停用時放水防凍。此外，冷凝器兼貯液器時下部還裝有液位鏡或液位計。 船舶制冷的冷凝器幾乎都是臥式殼管式。端蓋內(nèi)裝有防二、蒸發(fā)器 蒸發(fā)器的構(gòu)造冷卻液體的蒸發(fā)器（間接式蒸發(fā)器）冷卻空氣的蒸發(fā)器（直接式蒸發(fā)器）蒸發(fā)盤管Evaporating Coil(自然對流)冷風(fēng)機Fanned Air Cooler (強迫對流)二、蒸發(fā)器 蒸發(fā)器的構(gòu)造冷卻液體的蒸發(fā)器（間接式蒸發(fā)器）冷卻干式殼管蒸發(fā)器 （間接式蒸發(fā)器） Closed Shell-tube Dry Expansion Evaporator干式殼管蒸發(fā)器 （間接式蒸發(fā)器） 蒸發(fā)盤管 Evaporating Coil：主要用于魚庫、

6、肉庫繞片式蛇行管優(yōu)點；結(jié)構(gòu)簡單、管理方便.缺點；自然對流傳熱系數(shù)小，管路長、耗材多安裝麻煩，充注制冷劑量大，變溫也較麻煩。蒸發(fā)盤管 Evaporating Coil：主要用于魚庫套片式蛇行管套片式蛇行管 冷風(fēng)機由空氣冷卻器和通風(fēng)機組成，它是強迫對流式的蒸發(fā)器。其傳熱系數(shù)比普通盤管大46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。高溫伙食庫和冷藏艙、冷藏集裝箱等普遍采用。 冷風(fēng)機有使食品干耗大、蓄冷能力小，結(jié)霜嚴(yán)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(在保溫期間約占熱負荷的20%30%)。 冷風(fēng)機的空氣冷卻器

7、各蛇形管均采用并聯(lián)形式，以保證制冷劑進人空氣冷卻器的壓降所對應(yīng)的飽和溫度差不超過45。3 冷風(fēng)機 冷風(fēng)機由空氣冷卻器和通風(fēng)機組成，它是強迫對流第十二講船舶制冷裝置課件 蒸發(fā)器工作時的制冷量大致與傳熱溫差成正比。設(shè)計時增大傳熱溫差，即可在制冷量一定的情況下縮小蒸發(fā)器的尺寸，但這需降低蒸發(fā)溫度，會導(dǎo)致制冷裝置的制冷系數(shù)下降。因此，在設(shè)計時總是將蒸發(fā)器的傳熱溫差選在一個合適的范圍內(nèi)。 冷卻空氣的冷風(fēng)機、蒸發(fā)盤管取510 ； 冷卻液體的則氨取5，氟利昂取610。 蒸發(fā)器的設(shè)計制冷量一般取冷庫額定熱負荷的1.11.2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(yán)重；風(fēng)速降低；滑油積存太多；臟堵

8、。 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。 蒸發(fā)器工作時的制冷量大致與傳熱溫差成正比。設(shè)蒸發(fā)器總結(jié) 船舶制冷裝置蒸發(fā)器大多用直接冷卻式，有兩種形式： （1）冷卻排管。上面進液，下面回氣，以便滑油返回壓縮機。它靠自然對流，傳熱系數(shù)很小。 （2）冷風(fēng)機。冷劑濕蒸氣先進入垂直安裝的分液器，然后均勻進入許多并聯(lián)的蛇形肋片銅管，管外有風(fēng)機送風(fēng)，傳熱系數(shù)是冷卻排管的46倍，故尺寸緊湊，充冷劑少，安裝方便，便于自動控制電熱融霜，而且?guī)靸?nèi)的空氣循環(huán)好，必要時還可利用融霜電加熱器來加熱空氣。目前船舶高溫冷庫幾乎全用冷風(fēng)機，新船低溫庫大多

9、也用冷風(fēng)機。缺點是風(fēng)機使熱負荷增大，食物水分喪失快，蓄冷能力也小，故低溫庫仍有用冷卻排管的。蒸發(fā)器總結(jié)一、滑油分離器二、儲液器三、干燥器四、回?zé)崞?輔助設(shè)備按照它們的作用，基本上可以分為兩大類： (1)維持制冷循環(huán)正常工作的設(shè)備，如兩級壓縮的中間冷卻器等； (2)改善運行指標(biāo)及運行條件的設(shè)備，如油分離器、集油器、氨液分離器、空氣分離器以及各種貯液桶(或器)等。第六節(jié) 制冷裝置的輔助設(shè)備一、滑油分離器 輔助設(shè)備按照它們的作用，基本上可以分為兩一、滑油分離器 在蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)中，經(jīng)壓縮后的氨蒸汽(或氟利昂蒸汽)，是處于高壓高溫的過熱狀態(tài)。由于排出時的流速快、溫度高。汽缸壁上的部份潤滑油，由于受

10、高溫的作用難免成油蒸汽及油滴微粒與制冷劑蒸汽一同排出。且排汽溫度越高、流速越快，則排出的潤滑油越多。所以當(dāng)潤滑油隨制冷劑一起進入冷凝器和蒸發(fā)器時會在傳熱壁面上凝成一層油膜，使熱阻增大，從而會使冷凝器和蒸發(fā)器的傳熱效果降低，降低制冷效果。 在蒸發(fā)表面上附有0.1mm油膜時，將使蒸發(fā)溫度降低2.5，多耗電1112。所以必須在壓縮機與冷凝器之間設(shè)置油分離器，以便將混合在制冷劑蒸汽中的潤滑油分離出來。 一、滑油分離器 在蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)中，經(jīng)壓縮后的氨蒸作用：(1)將壓縮機排氣中的滑油分離出來；(2)將分離出來的滑油送回壓縮機。浮球式自動回油閥手動回油閥濾網(wǎng)注意：管路不長的(小型)氟系統(tǒng)可不設(shè)滑油分

11、離器，在管路上設(shè)計保證回油。壓縮機集油彎作用：(1)將壓縮機排氣中的滑油分離出來；(2)將分離出來的滑油分離器的回油管減小回油流速，降低浮球閥壓降，減輕刷蝕壓縮機分離器時熱(回油)時冷(停止回油)隨壓縮機啟閉，防止排氣漏回曲軸箱滑油分離器的回油管減小回油流速，降低浮球閥壓降，減輕刷蝕壓縮 制冷機組出現(xiàn)“奔油”是指冷凍機油和制冷劑在油分離器中不能正常分離，油隨制冷劑進入制冷系統(tǒng)的一種故障。此故障不但使制冷效果降低，嚴(yán)重時使機組不能運行。 制冷機組出現(xiàn)奔油的主要原因有：1、供液量過大；2、油溫、排溫過低；3、增載過快、過猛；4、冷凍機油充注過量；5、熱負荷降低。奔油 制冷機組出現(xiàn)“奔油”是指冷凍機

12、油和制冷劑在油分第十二講船舶制冷裝置課件滑油分離器總結(jié) 裝在壓縮機排出端，分離排氣帶出的大部分滑油，使之直接返回活塞式壓縮機的曲軸箱（半封閉式回至吸氣管）。雖然工作正常時滑油能隨冷劑返回壓縮機，但油進蒸發(fā)器太多會使蒸發(fā)壓力下降，制冷量降低。小型伙食冷庫或空調(diào)制冷裝置管路不長，也有省去的。 氟利昂制冷裝置滑油分離器多采用過濾式，滑油被金屬濾網(wǎng)分離，返回壓縮機的方法有兩種： （1）由浮球閥控制； （2）由電磁閥控制，電磁閥靠延時繼電器控制在壓縮機啟動2030 min后開啟，以免剛啟動時分出的油不多，氣態(tài)冷劑向壓縮機回流；而壓縮機停車時電磁閥同步關(guān)閉。回油還要經(jīng)過帶阻尼孔的節(jié)流元件以控制回油速度。滑

13、油分離器總結(jié)二、貯液器Liquid Receiver 1. 在制冷劑循環(huán)量減少時避免制冷劑液位升高，浸沒冷凝器冷卻管，妨礙冷凝。2. 在制冷劑循環(huán)量增大時及系統(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)中全部制冷劑貯存在貯液器中，減少漏失。小型制冷劑裝置不專設(shè)貯液器，以冷凝器下部兼作貯液器。貯液器容積：冷劑全部收回占80%容積，正常工作時液位1/31/2。二、貯液器Liquid Receiver 1. 在制冷劑貯液器的平衡管1. 使貯液器、冷凝器壓力平衡，便于制冷劑靠重力流入貯液器。2. 將貯液器中的制冷劑蒸氣引回冷凝器。平衡管的作用平衡管冷凝器貯液器貯液井貯液器

14、的平衡管1. 使貯液器、冷凝器壓力平衡，便于制冷劑靠重貯液器的貯液井1. 在船舶搖擺時，減少出液管口液封所需的液體數(shù)量。2. 使雜質(zhì)和污物沉于底部，防止堵塞管路和閥件。貯液井的作用平衡管冷凝器貯液器貯液井系統(tǒng)長期停用，冷劑收回時關(guān)閉。貯液器的貯液井1. 在船舶搖擺時，減少出液管口液封所需的液體貯液器總結(jié) 裝在冷凝器后用來儲存液態(tài)冷劑，作用是： （1）提供存放冷劑的空間。熱負荷減小時可防止冷凝器中液位太高；熱負荷增大或系統(tǒng)冷劑有漏失時，可防止膨脹閥供液不足。 （2）必要時收存系統(tǒng)中的冷劑，減少漏失。小型裝置以冷凝器兼之。 貯液器通常設(shè)有液位觀察鏡和安全閥（或易熔塞）。大小應(yīng)保證系統(tǒng)全部制冷劑存入

15、后不超過其容積的80%，正常工作時保持液位1/31/2。貯液器總結(jié)氟利昂中混有水時對系統(tǒng)產(chǎn)成的不良影響：1. 腐蝕金屬，形成雜質(zhì)。氟利昂+水金屬氧化物水解酸性物質(zhì)2. 在膨脹閥、蒸發(fā)器處形成冰塞。三、干燥器Drier通常在貯液器后、回?zé)崞髑爸g的液體管路上設(shè)置干燥器。氟利昂中混有水時對系統(tǒng)產(chǎn)成的不良影響：1. 腐蝕金屬，形成雜干燥劑濾網(wǎng)干燥劑濾網(wǎng)干燥劑Desiccant, Drier硅膠Silica Gel變色硅膠吸水后加熱(140160C)可再生使用。1.過濾-干燥器應(yīng)定期清洗濾器、再生或更換干燥劑。2.充填干燥劑須壓實，以免互相摩擦產(chǎn)生碎末。3.干燥器應(yīng)設(shè)旁通管路，正常運行時干燥器進行旁通

16、。干燥劑Desiccant, Drier硅膠Silica干燥過濾器總結(jié) 氟利昂制冷系統(tǒng)應(yīng)設(shè)干燥器，它布置在貯液器后液管上，常與過濾器做成一體，能旁通并關(guān)斷。通常壓縮機吸口和膨脹閥進口也設(shè)過濾器。 吸收性干燥劑（無水氯化鈣、氧化鈣等）能將水吸收成結(jié)晶水或與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，吸水能力強，價格低，但吸水后易成糊狀，只宜臨時用。氟利昂制冷裝置一般用吸附性干燥劑，靠內(nèi)部細孔吸水，常用的是硅膠，不會吸附滑油和氟利昂。硅膠吸足水分后會變色，加熱到140160并保持34 h可再生，多次再生便不宜再用。分子篩吸水強，但較貴，初用前活化和吸足水后再生都要加熱到450550保持6 h，再冷卻2 h。R134a和常用的

17、混合冷劑只能用分子篩為干燥劑。 干燥器在充冷劑或換油、拆修壓縮機等操作后一段時間內(nèi)，以及系統(tǒng)中出現(xiàn)冰塞時接入系統(tǒng)使用。正常運行后可以旁通，以免液態(tài)冷劑壓降太大而閃氣，并減少干燥劑污染或產(chǎn)生粉末進系統(tǒng)的可能。干燥過濾器總結(jié)問題：裝置運行時干燥器如果堵塞，其后面管路會有( )現(xiàn)象(感覺)。發(fā)涼、結(jié)露干燥器長期結(jié)入系統(tǒng)的不利影響包括( )。A. 流阻大，冷劑閃氣B. 干燥劑易被滑油和雜質(zhì)污染C. 增加干燥劑粉末進入系統(tǒng)機會D. 使水分重新進入系統(tǒng)問題：裝置運行時干燥器如果堵塞，其后面管路會有( 管內(nèi)液，管外氣四、回?zé)崞?. 使液態(tài)制冷劑過冷，防止閃氣。2. 使氣態(tài)制冷劑過熱，防止壓縮機液擊。小型制冷

18、裝置不設(shè)專門回?zé)崞鳎粚⒁汗芎臀鼩夤芫o靠在一起，外包隔熱材料。管內(nèi)液，管外氣四、回?zé)崞?. 使液態(tài)制冷劑過冷，防止閃氣。21、制冷系統(tǒng)中滑油分離器通常設(shè)在_。A壓縮機吸入端 B壓縮機排出端C冷凝器出口端 D貯液器出口端2、氟利昂開啟式活塞制冷壓縮機的滑油分離器分出的滑油通常是_。A放至油污柜 B排回到吸氣管C直接排回到曲軸箱D經(jīng)吸氣腔回油孔回到曲軸箱3、氟利昂半封閉式活塞制冷壓縮機的滑油分離器分出的滑油通常是_。A放至油污柜 B排回到吸氣管C直接排回到曲軸箱 D經(jīng)吸氣腔回油孔回到曲軸箱1、制冷系統(tǒng)中滑油分離器通常設(shè)在_。4、關(guān)于制冷裝置滑油分離器的以下說法中錯誤的是_。A所有制冷裝置都須設(shè)置 B不能將排氣帶油全部分出C氟利昂裝置多采用過濾式 D分出的油自動返回吸入端5、氟利昂制冷裝置工作正常時，制冷劑將少量滑油帶入系統(tǒng)不會使_。A冷凝器換熱性能變差 B蒸發(fā)壓力和制冷量降低C曲軸箱油位越來越低 DA和C6、制冷裝置貯液器的功用不包括_。A熱負荷減少時避免冷凝器中液位太高B熱負荷大時避免膨脹閥供應(yīng)液態(tài)制冷劑不足C檢修或長期停用時收存制冷劑，減少漏泄D通過頂部放氣閥釋放不凝性氣體4、關(guān)于制冷裝置滑油分離器的以下說法中錯誤的是_7、制冷裝置貯液器設(shè)在靠