船舶制冷裝置概述一、制冷在平臺上的應用；二、制冷裝置的原理；三、制冷裝置的主要元件、附件；四、制冷劑與滑油的選擇；五、平臺冷藏系統簡介；六、平臺冷藏系統管理；七、常見故障；八、常用工具。一、制冷在平臺上的應用：1、伙食冷藏：

（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、空氣調節：（1）向所有的船員提供適宜的生活條件和工作環境。（2）為主要設備的進行降溫。1、制冷循環：

制冷的方法很多，常用的有以下幾種：液體氣化制冷、氣體膨脹制冷、渦流管制冷和熱電制冷。其中液體氣化制冷的應用最為廣泛，它是利用液體氣化時的吸熱效應實現制冷的。蒸氣壓縮式、吸收式、蒸氣噴射式和吸附式制冷都屬于液體氣化制冷。鉆井平臺上的制冷裝置使用的都是蒸氣壓縮式制冷，因此下面介紹的制冷原理主要以蒸氣壓縮式制冷為主。其它幾種制冷方式由于在平臺上應用很少因此本章將不作重點介紹。

二、制冷裝置的工作原理蒸氣壓縮式制冷循環：蒸氣壓縮式制冷屬于相變制冷，即利用制冷劑由液態變為氣態時的吸熱效應來獲取冷量的。它是由壓縮機、冷凝器、節流機構、蒸發器四大件組成。他們之間由管道依次連接，形成一個封閉系統。壓縮機冷凝器節流件蒸發器1、壓縮機：

壓縮機分為開式、半開式、封閉式三種結構，壓縮機的作用是從蒸發器側吸入低溫制冷劑，經壓縮變成高壓、高溫制冷劑蒸氣，送往冷凝器。

三、制冷循環主要元件及附件：半開式壓縮機封閉式壓縮機開式壓縮機2、冷凝器：冷凝器是將制冷系統中蒸發器的制冷量連同壓縮機的壓縮指示功一起傳給環境介質（冷卻水或空氣）的換熱設備。按冷卻方式分，冷凝器可分為風冷式、水冷式及蒸發式。水冷殼管式冷凝器風冷式冷凝器

3、蒸發器：

蒸發器是指制冷劑液體在較低的溫度下，沸騰吸收被冷卻介質（空氣或水）的熱量，達到制冷的目的。

冷卻強制運動空氣的蒸發器4、電磁閥：

電磁閥是一種受電氣控制的自動開啟的截止閥。通常把它安裝在系統管線上，用于自動接通和切斷制冷系統管路的雙位調節器的執行元件，電磁閥通常安裝在膨脹閥與冷凝器之間。位置應盡量靠近膨脹閥，因為膨脹閥只是一個節流元件，本身無法關嚴，因而需利用電磁閥切斷供液管路。

電磁閥5、熱力膨脹閥：

制冷裝置常用熱力膨脹閥來調節制冷劑流量。它既是控制蒸發器供液量的調節閥，同時也是制冷裝置的節流閥。熱力膨脹閥是利用蒸發器出口處制冷劑過熱度的變化來調節供液量。熱力膨脹閥接在蒸發器的進液管上，感溫包敷設在蒸發器出口（出氣）管上，通常根據熱力膨脹閥結構上的不同分為：

（1）內平衡式熱力膨脹閥；

（2）外平衡式熱力膨脹閥。（1）內平衡式熱力膨脹閥：它由感溫包、毛細管、閥座、膜片、頂桿、閥針及調節機構等構成。內平衡式熱力膨脹閥一般用于小型蒸發器。

內平衡式熱力膨脹閥（2）外平衡式熱力膨脹閥：

外平衡式熱力膨脹閥對于管路較長或阻力較大的蒸發器，多應用外平衡式熱力膨脹閥。對于同樣大小的蒸發器用于高溫庫時可選用內平衡式膨脹閥，而用于低溫庫時可能需選用外平衡式膨脹閥。

外平衡式熱力膨脹閥6、油分離器：

通常在壓縮機與冷凝器之間裝設油分離器，用來分離制冷劑蒸氣中挾帶的冷凍機油。利用回油裝置，使冷凍機油返回壓縮機曲軸箱；油分離器常用結構有離心式、過濾式兩種型式。

離心式油分離器過濾式油分離器7、儲液器：

通過設置儲液器，可以利用儲液器的儲液能力，平衡和穩定系統內的制冷劑循環量，使制冷裝置處于正常運行狀態，儲液器一般設置在冷凝器與節流元件之間，為使冷凝器中的液體制冷劑順利進入儲液器，儲液器位置應低于冷凝器。

8、干燥器：

為了保證制冷劑的正常循環流動，制冷系統內必須保持清潔、干燥，干燥過濾器通常安裝在節流元件之前，當液體制冷劑先經過干燥過濾器后，就能夠有效的防止節流元件中的堵塞現象。9、視液鏡：

主要用于指示制冷裝置中液體管路的制冷劑的狀況，以及制冷劑中的含水量。通常在視液鏡的表殼上都標有不同的顏色用于指示系統中冷劑的含水量。

10、高、低壓繼電器：

壓縮機排壓過高自動斷開，停止壓縮機工作，消除產生高壓的原因后，需手動復位才能使壓縮機啟動(故障+報警)；當吸人壓力降低到調定下限時自動斷開，停止壓縮機工作，當吸氣壓力回升至調定上限時又使壓縮機通電。1.左側主彈簧調定螺釘2.幅差調定螺釘3.跳腳板4.右側主調定螺釘5.主彈簧6.幅差彈簧7.感溫包8.壓力接口9.開關10.接線端子11.接地端子12.電纜進口13.支點14.鎖緊片15.手動推桿

11、油壓差繼電器：

用潤滑油泵吸排壓差作為控制信號的電開關，當壓差小于設定值時，使壓縮機停車，起保護作用。油壓差繼電器12、溫度繼電器：

用溫度作為控制信號來控制冷庫溫度。通過控制供液電磁閥通斷來直接控制壓縮機起停；當一機多庫時，各庫溫度繼電器可并聯控制壓縮機的自動起停。

1.溫度調定螺釘2.幅差調定螺釘3.杠桿7.主彈簧8.幅差彈簧9.感溫包12.開關13.接線端子14.接地端子15.電纜進口16.支點17.溫度傳感器

四、常用制冷劑與潤滑油1、平臺常用制冷劑：

（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）R407C（3）R5022、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。

冷凍機油主要應滿足下列幾項要求：

1．凝固點應至少比工作時的最低蒸發溫度低2.5℃。

2．閃點應比最高然氣溫度高出15～30℃。

3．具有適當的粘度。4．含水量低（國外有的規定每千克滑油含水應不超過30mg）。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，故對油的化學穩定性和抗氧化安定性要求較高。

6．酸值低、抗腐蝕性好、灰分及機械雜質含量少等.

1、制冷系統流程：

該系統為船舶伙食冷庫制冷系統，冷庫共有3間,即魚、肉庫(庫溫一18℃);乳品庫(庫溫+2℃);菜庫(庫溫+4～8℃)。五、平臺冷藏系統簡介：

冷庫蒸發器采用冷風機盤管方式，裝置設計條件為環境溫度35℃、冷卻海水溫度32℃。壓縮機采用半封閉活塞式，正常工作時一臺工作一臺備用，壓縮機排氣溫度控制在130℃以下。壓縮機采用電磁閥控制的排氣回流法對系統進行能量調節。制冷系統在乳品庫和萊庫的回氣管上裝有直動式蒸發壓力調節閥，用以控制不同冷庫的庫溫。并且在兩個低溫庫回氣管路上則裝有止回閥，以防止冷劑倒流。壓縮機和滑油分離器裝在冷凝器上，組成壓縮冷凝機組。冷卻水來自平臺的主海水系統，通常在海水的進水端安裝海水過濾器在，冷凝器的出水管路上裝有水量調節閥，使壓縮機的排氣壓力控制在1.0MPa以上。在各冷庫蒸發器的供液管上都設有供液電磁閥，分別由各庫內的溫度繼電器控制，當庫溫達到溫度繼電器設定值后,供液電磁閥失電停止向庫內供液，冷風機在延時繼電器的控制下，延時停機，此庫處于保溫狀態。當3個庫都達到設定溫度后，所有的電磁閥關閉，此時壓縮機繼續運轉，將回氣管內的制冷劑全部回收到冷凝器和儲液罐中后（以防止再次起動時產生液擊），低壓繼電器動作控制壓縮機停機。當庫溫達到溫度繼電器設定的起動值時,供液電磁閥得電打開電磁閥，此時壓縮機得吸入管線壓力迅速回升，當壓力達到低壓繼電器設定值后壓縮機啟動，此時制冷循環開始。另外系統中還設有高壓保護繼電器和油壓差繼電器以保護系統正常運行。該系統采用電熱融霜，融霜的起始指令、融霜時間及時間間隔由融霜定時器控制；為防止融霜時間過長，在融霜定時器中插人溫控終止功能，這樣，在霜層較薄時可提前結束融霜,融霜時也可根據實際情況進行手動操作。在冷凝器上設有應急釋放閥兼安全閥，。

1、起動前檢查：

（1）轉向必須正確，瞬時起動壓縮機，觀察曲軸箱內油面有無劇烈沖動，以判斷轉向正確與否。

（2）對于水冷式制冷系統應先打開冷凝器的海水進、回水閥門。打開水空間放空氣閥，讓冷卻水把憋在里面的空氣排出去，直到流出連續水流為止。對風冷式制冷系統則應開啟風扇并觀察風扇轉向是否正確。

（3）瞬時起動壓縮機，檢查電機轉向是否正確（對于開式機），確認沒有發生“奔油”和“液擊”后，慢慢打開吸入閥至全開并觀察油壓或油壓的變化

。

（4）開啟冷凝器的出液閥，觀察吸入、排出和油壓是否在正常的范圍之內

。

（5）檢查電磁閥、能調閥等制冷附件工作是否正常。

（6）檢查膨脹閥工作是否正常。六、平臺小型冷藏系統運行管理：2、運行中的檢查：

（1）排出壓力和排氣溫度:對于R22應在10～14bar之間，最高不要超過15bar。排氣溫度；一般不宜超過120℃。

（2）吸入壓力和吸入溫度

（3）蒸發溫度取決于冷庫要求的冷藏溫度和蒸發器的傳熱溫差。

（4）滑油壓力和溫度：油泵的排出壓力以超過吸入壓力0.75～3bar之間，通常維持在1.5～2bar左右。油溫應保持在45℃左右，嚴禁超過70℃（以手能放到曲軸箱表面而不感到燙手為準）

(5)正確掌握制冷劑地量：機組運行中應保持合適地制冷劑充量

(6)運行中的調整：制冷劑在不同的壓力下蒸發，其蒸發溫度也不同，同樣它在不同的壓力下冷凝，其冷凝溫度也不同

(7)上面所說的蒸發溫度是指制冷劑在蒸發器內的蒸發溫度，并不是冷庫內的實際溫度，經驗證明：冷庫內的溫度與蒸發溫度大約有5～10的溫度差。如果要求冷庫的庫溫達到－21℃，那么蒸發溫度應該在－26～－31℃之間.

3、停機：

（1）關閉供液電磁閥

（2）壓縮機在低壓控制器的作用下將自動停機，然后將控制手柄打到“手動”位置。接通曲軸箱加熱器。

（3）關閉海水閥門。七、平臺制冷系統的管理：1、氣密壓力試驗：（1）當系統大修后或系統滲漏修復后，要進行氣密壓力試驗。一般首先拆除或隔離系統中不能承受試驗壓力的元件；（2）關閉壓縮機的吸、排截止閥、所有通大氣的閥及滑油分離器的回油閥，開啟熱力膨脹閥的旁通閥和正常工作時應開啟的其它各閥；（3）將試驗氣體的鋼瓶經減壓閥接到系統管路上，開啟鋼瓶閥向系統充氣，當壓力達到0.3～0.5MPa時，檢查系統有無明顯漏泄，如果沒有，即可進一步加壓至要求的試驗壓力，當壓力達到系統的設計壓力值后靜待24小時。觀察壓力表，前6小時壓力下降不超過0.02MPa；后18小時壓力應該穩定。當然要把溫度變化對壓力的影響考慮進去。（4）對系統各連接處、閥桿填料箱、焊縫等處查漏，當查明系統不漏后，放盡試驗氣體。2、系統抽真空：（1）制冷系統經氣密試驗后，應抽除其中殘存氣體。將系統內的壓力抽到盡可能低，并予以保持,使系統中水分在高真空條件下蒸發，反復抽氣以除去水分。氟利昂系統一般可使絕對壓力僅余1.33kPa（10mmHg柱）；如達不到上述真空度，可采用下面談到的充制冷劑重抽法。抽空最好用獨立真空泵，將吸氣管安裝在系統充劑閥處，當系統真空度穩定(泵出口不再出氣)時，停止抽空，應先關真空泵與制冷系統接通的閥門再停真空泵。（2）當制冷系統很小時一般也可用制冷壓縮機本身抽空。3、制冷劑的充入：（1）把制冷劑鋼瓶置于磅秤上(瓶頭向下，傾斜放置)；先將接管一端與鋼瓶出口閥緊接，用瓶中制冷劑驅除接管中的空氣，再將接管的另一端緊接到系統的充劑閥上開足冷凝器冷卻水。（2）初次充制冷劑時，從充劑閥到貯液器，關閉干燥器后面的閥和旁通閥，開啟鋼瓶閥和充劑閥，直接向貯液器轉移冷劑。（3）正常補充制冷劑，通過壓縮機進行，關閉貯液器出口閥和干燥器的旁通閥；打開干燥器出口閥。起動壓縮機，由充劑閥經干燥器，膨脹閥、蒸發器向系統充人制冷劑，并經冷凝器冷凝后貯存于貯液器中。（4）充制冷劑過程中如發現低壓管路結霜融化，吸人壓力降低，充劑接管和鋼瓶結霜，稍過一會又融化，則說明鋼瓶中制冷劑已抽完，應另換一瓶。（5）根據貯液器液位判斷充劑量已達到要求時，關閉鋼瓶出口閥；繼續抽吸至鋼瓶出口接管結霜，待結霜又消失后，關閉充劑閥；待壓縮機吸人壓力達到下限停車時。（6）貯液器中液位應為80％左右；開出液閥運行一段時間，貯流器液位應為1／2～1／3。如冷凝器兼貯液器，其下部液位表應顯示半高；平時充劑時應該堅持寧可不夠再加也不可一次沖入過多地原則。（7）某些沒有充制冷劑閥的小型裝置，將鋼瓶充劑管接在壓縮機吸人端合適部位；鋼瓶必須直立正放，鋼瓶閥也不要開得太大,以免壓縮機吸入液態制冷劑（8）結束充劑工作后，應用熱水從鋼瓶開始澆淋接管，驅趕殘留地冷劑液體，使之蒸發進入系統。直到澆到充劑閥后，關閉充劑閥，拆開管線。運行一段時間后可將干燥器轉為旁通。4、滲漏檢查：（1）由于氟利昂是無色無味，滲透性強，檢漏工作應重視。檢查泄漏的最好辦法就是保持設備各部件、管路、閥門等的清潔狀態，特別是一些接頭、焊縫、軸封等易漏處。這樣，一旦某處有油跡出現，即可判斷該處發生泄漏（2）皂液檢漏：最為常用的檢漏方法，查漏用水可用肥皂粉調制，檢漏時必須細心觀察有泄漏的地方會由于系統內較高的壓力而鼓出氣泡。（3）檢漏燈檢漏（如圖5－70a）：工作原理：空氣中不含氟時，火焰淡藍色；當氯元素超過5％～10％，火焰變色；隨著氯氟利昂濃度增大，火焰顏色將由淺藍色一淺綠色一深綠色、一亮藍色一火焰熄滅。（4）檢漏儀是利用氣體電離原理制作的，這種檢漏儀對鹵素的檢漏靈敏度很高，能查出0.3～0.5g／年的微漏而且反應速度快(1s)電子撿漏儀5、冷凍機油的更換：（1）一般大型的制冷系統都設有專門的加、放油閥；而鉆井平臺上的制冷（空調）系統相對較小一般都是活塞機，因此你通常不配備專門的加油閥，日常的加油一般是通過吸入截止閥的多用通道進行，其換油操作如下;(2)先將吸入閥多用通道關閉（吸入閥開足），接上“T”型接頭，一端接低壓表一端接一根銅管.(3)把銅管吸口插人油桶液面以下，并稍開一下管上閥門，用機內壓力驅除軟管中空氣，然后用手按住接管.(4)關閉吸人截止閥（此時多用通道打開），手動啟動壓縮機，瞬時即停，以免“奔油”反復兩、三次，然后運轉幾分鐘，將曲軸箱抽成一定的真空后停機，把手指放松，滑油即會自動吸人曲軸箱內(5)從視油鏡觀察是否達到油位面，如果未達到，而油也不再吸入了，再用手按住接管，重復上面的工作，直到潤滑油位達到規定的位置6、不凝性氣體的排出：（1）如果冷凝器安裝位置高于壓縮機，可以通過冷凝器上的放空氣閥采放氣。（2）當冷凝器低于壓縮機時，則可松開排氣管路（高壓部分）壓力表接頭(或多用通道)來放氣具體操作步驟如下a、關閉貯液器出液閥b、起動壓縮機，把系統中冷劑連同不凝性氣體一起壓人冷凝器中，然后停止壓縮機c、繼續向冷凝器供給冷卻水，使制冷劑充分凝結，直至冷凝器中壓力不再下降為止，這時不凝性氣體則聚集在上部。d、打開冷凝器頂部放空氣閥，讓氣體流出幾秒鐘即關，停一會重復這一操作e、每次放空氣時，或用手感覺到有油跡和有些冷的現象時應結束放空氣的操作，壓縮機運行中不得排氣，這會把大量冷劑氣體放出。

7、融霜：在蒸發器的管外壁溫度低于零度時，空氣中水氣就會在其表面結霜。由于霜層的導熱系數低，結霜后會大大削弱吸熱能力，如霜層較厚，還會使管外肋片間的通道堵塞，通風量減少，甚至難以正常工作。因此在蒸發器上結有一定厚度霜層后(約3mm)，就必須及時進行融霜。融霜按熱源不同又分為：淋水沖霜、電熱融霜和熱氣融霜，在船舶制冷裝置主要采用后二種，而鉆井平臺上則主要采用電熱融霜。

電熱融霜：這種方法采用電熱器加熱蒸發器，適用于冷風機式蒸發器（1）關閉供液電磁閥，停止向空氣冷卻器供液（2）停止通風機。（3）將融霜加熱器通電，泄水聚集在空冷器下集水盤。電加熱器插在空氣冷卻器管中間，接水盤和下水管中也應該安裝加熱管。（4）霜融完后停止電加熱，稍后起動風機，開供液電磁閥和壓縮機。（5）自動融霜時關供液電磁閥，停壓縮機、風機和開電熱器。八、制冷裝置常見故障：1、冰塞：

氟利昂液體節流降壓后，如溫度降到0℃以下，水即會迅速結冰，在流道狹窄處形成“冰塞”。

(1)、冰塞的現象：

a、壓縮機吸人壓力下降，直至低壓繼電器動作使壓縮機停車b、停車后冰塞處冰一部分融化，少量制冷劑流人蒸發器；壓縮機吸人壓力回升，又會重新啟動，但冰塞會繼續加重，不久又停車c、頻繁啟停若干次后，如冰塞通道完全堵死，停車時間就會加長，再次啟動的時間將更短，完全不能正常工作（2）冰塞消除的辦法:a、拆下冰塞元件除冰，如冰塞發生在膨脹閥、濾器等部件處，可拆下用純酒精清洗，再用壓縮空氣吹干后裝復。b、化冰后用干燥劑吸水，及時換新干燥劑；在冰塞部位外敷毛巾并用熱水澆，使冰融化；啟動制冷裝置，水分隨著制冷劑流動，并被干燥劑吸收。C、用“解冰劑”消除冰塞。d、用表壓0.6～0.8MPa的CO2或N2吹掃系統，最后用抽空除水法使系統干燥.2.系統臟、油堵：(1)臟堵：膨脹閥和前面濾器有時會發生臟堵，其癥狀與冰塞相似也會引起流量不足、吸人壓力降低，吸氣過熱度增加和壓縮機起停頻繁。但臟堵的癥狀比較穩定并且隨時間延長而加重的情況不明顯，即使停機較長時間，情況也無改善。如果用毛巾熱敷不解決問題，則可判斷是臟堵，此時應該拆下清洗.(2)油堵：如果采用凝固點太高的潤滑油，還可能發生油堵。其現象與冰塞類似，可用加熱堵塞處的方法暫時解除，但最根本的方法是更換全部潤滑油.

3．制冷劑不足:(1)蒸發溫度t0低于0℃的冷庫，蒸發器后部結霜融化，壓縮機吸氣過熱度增加.(2)吸人壓力和排出壓力都降低.(3)長時間運轉庫溫仍降不下來，或庫溫未到下限，壓縮機吸人壓力就很低而停車.(4)使進入蒸發器內的潤滑油難以返回曲軸箱，造成油位偏低.(5)如液管上裝有液體指示鏡，制冷劑不足時可見到液流中夾有大量氣泡(6)膨脹流過的制冷劑夾帶較多氣體時，會發出較明顯的“絲絲”聲.4、壓縮機運轉不停，制冷效果仍達不到要求：（1）第一類情況，吸入壓力一直較高，原因無非是熱負荷過大或壓縮機排氣量減小。（2）冷庫隔熱性能太差。（3）內部漏泄，可能性最大的是排氣閥。（4）可能是系統空氣太多、排氣截止閥沒開足或冷凝能力不足。（5）壓縮機轉速下降。

5．壓縮機起停頻繁：（1）第一種情