4.2.2 制冷裝置輔助設(shè)備課件講解

第四章船舶制冷裝置4.2.2制冷裝置輔助設(shè)備主講：夏霖8435759武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院8435759CONTENTS制冷裝置輔助設(shè)備0101制冷裝置輔助設(shè)備843575901制冷裝置輔助設(shè)備冷凝器蒸發(fā)器滑油分離器儲液器干燥器回?zé)崞髦评溲b置輔助設(shè)備：01制冷裝置輔助設(shè)備1．冷凝器冷凝器按其冷卻介質(zhì)不同，可分為:水冷式空氣冷卻式蒸發(fā)式01制冷裝置輔助設(shè)備1．冷凝器水冷式冷凝器

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。原理：冷卻水從一端端蓋下部進入，按順序流過每個管組，最后從同一端蓋上上部流出過程中，要往返4～10個回程。這樣做既可以提高管內(nèi)冷卻水的流速，從而提高傳熱系數(shù)，又使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。01制冷裝置輔助設(shè)備1．冷凝器水冷式冷凝器船用制冷冷凝器幾乎都采用臥式殼管式，為了防腐，其端蓋內(nèi)都裝有防蝕鋅棒，或表面涂以防蝕涂層。冷凝器的附件有：安全閥：能在冷凝器內(nèi)壓力過高時開啟，將冷劑泄往舷外，冷凝器（儲液器）安全閥開啟壓力應(yīng)不超過規(guī)定的壓縮機設(shè)計壓力。放空氣閥：裝在殼體最高處，用來泄放制冷系統(tǒng)中的不凝性氣體。水室放氣旋塞——裝在兩端端蓋的最高處，用來泄放水側(cè)的空氣，防止形成氣囊，妨礙傳熱。水室泄水旋塞——裝在兩端蓋的最低處，用以在檢修或冬季停用時放空存水，防止凍結(jié)。此外，當(dāng)將冷凝器的下部空間兼作貯液器時，還設(shè)有液位計或液位鏡。01制冷裝置輔助設(shè)備1．冷凝器水冷式冷凝器冷凝器應(yīng)與壓縮機配套，其排熱能力應(yīng)與其熱負荷相稱。冷凝器的排熱量Q’k可用下式表示：式中：a——導(dǎo)熱系數(shù)，

tk——冷凝溫度，

tw1——冷卻水進口溫度。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。Q’Ktktw1Q’K1Q’K2t’w1Q’K3actk1t0t0101制冷裝置輔助設(shè)備1．冷凝器空氣冷卻式冷凝器

空氣冷卻式冷凝器是以空氣作為冷卻介質(zhì)，靠空氣的溫升帶走冷凝熱量的。這種冷凝器適用于極度缺水或無法供水的場合，常見于小型氟利昂制冷機組。根據(jù)空氣流動方式不同，可分為自然對流式和強迫對流式兩種。百葉窗式

線管式(a)自然對流式(b)風(fēng)冷式百葉窗式

線管式(a)自然對流式(b)風(fēng)冷式空氣冷卻式冷凝器01制冷裝置輔助設(shè)備1．冷凝器蒸發(fā)式冷凝器蒸發(fā)式冷凝器的換熱主要是靠冷卻水在空氣中蒸發(fā)吸收氣化潛熱而進行的。按空氣流動方式可分為吸入式和壓送式。原理：蒸發(fā)式冷凝器工作時，制冷劑蒸汽從上部進入蛇形管組，在管內(nèi)凝結(jié)放熱并從下部出液管流入貯液器。而冷卻水由循環(huán)水泵送到噴水器，從蛇形盤管組的正上方向盤管組的表面噴淋，通過管壁吸收管內(nèi)冷凝熱量而蒸發(fā)。設(shè)在箱體側(cè)面或頂部的風(fēng)機強迫空氣自下而上掠過盤管，促進水的蒸發(fā)并帶走蒸發(fā)的水分。蒸發(fā)式冷凝器原理圖01制冷裝置輔助設(shè)備2．蒸發(fā)器

蒸發(fā)器也是一種換熱設(shè)備，與冷凝器所不同的是蒸發(fā)器是吸熱設(shè)備。在蒸發(fā)器中，由于低壓液體制冷劑氣化，從需要冷卻的物體或空間吸熱，從而使被冷卻的物體或空間的溫度降低，達到制冷的目的。因此，蒸發(fā)器是制冷裝置中產(chǎn)生和輸出冷量的設(shè)備。

根據(jù)被冷卻介質(zhì)的種類不同，蒸發(fā)器可分為兩大類：(1)冷卻液體載冷劑的蒸發(fā)器。(2)冷卻空氣的蒸發(fā)器。由管子和平板組成的板面式蒸發(fā)器01制冷裝置輔助設(shè)備2．蒸發(fā)器冷卻液體的蒸發(fā)器（干式殼管式蒸發(fā)器）冷卻氣體的蒸發(fā)器（繞片式蛇形蒸發(fā)盤管）蒸發(fā)器的性能：蒸發(fā)器單位時間的吸熱能力稱為蒸發(fā)器的制冷量，用Qo表示，它反映了裝置的制冷能力。蒸發(fā)器的設(shè)計制冷量一般取冷庫熱負荷的1.1～1.2倍。01制冷裝置輔助設(shè)備2．蒸發(fā)器

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)。一般冷風(fēng)機、蒸發(fā)盤管取5～10℃，冷卻液體的蒸發(fā)器則氨取5℃，氟利昂取6～10℃。壓繾機與燕發(fā)器的性能曲線01制冷裝置輔助設(shè)備2．蒸發(fā)器運行中的蒸發(fā)器導(dǎo)致其性能降低的原因：1.冷劑供液不足：這時過熱段延長，過熱段傳熱系數(shù)要小得多，可視為A下降、結(jié)霜嚴重或風(fēng)速降低等，這時蒸發(fā)器性能曲線由Z1變?yōu)閆2，工況點由1變?yōu)?，則相應(yīng)的蒸發(fā)溫度t02(蒸發(fā)壓力p02)變低，制冷量Q02變小。2.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。3.使用中壓縮機性能下降(包括選得太小或減缸運行等)：其性能曲線由C變?yōu)镃’，則工況點1移至1’，則裝置蒸發(fā)溫度(蒸發(fā)壓力)提高，但制冷量也會下降。正常工作時隨庫溫由tr降為t’r蒸發(fā)器性能曲線和工況點左移，則蒸發(fā)溫度(蒸發(fā)壓力)和制冷量也會降低4.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。壓繾機與燕發(fā)器的性能曲線

01制冷裝置輔助設(shè)備2．蒸發(fā)器蒸發(fā)器（冷風(fēng)機）

冷風(fēng)機由空氣冷卻器和通風(fēng)機組成，它是強迫對流式的蒸發(fā)器。其傳熱系數(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。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4～5℃。

01制冷裝置輔助設(shè)備3．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11～12％。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。

01制冷裝置輔助設(shè)備3．滑油分離器

01制冷裝置輔助設(shè)備3．滑油分離器

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。解決辦法：啟動時發(fā)生“奔油”，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。此外，還可在曲軸箱內(nèi)設(shè)電加熱器，以便在環(huán)境溫度較低時于起動前將油預(yù)熱至30℃左右，以防“奔油”。"奔油"01制冷裝置輔助設(shè)備4．儲液器

貯液器是用于貯存制冷劑液體的容器，通常安裝在冷凝器下部，貯存來自冷凝器的液體制冷劑，以適應(yīng)制冷劑在工況變動時，系統(tǒng)制冷劑循環(huán)量的調(diào)節(jié)，此外,制冷裝置檢修或長期停用時，可將系統(tǒng)中全部冷劑收存于貯液器中。

貯液器除液體進出口處還有液位指示器、壓力表、放氣閥、放油閥、安全閥及壓力平衡接頭等。為保證船舶發(fā)生事故時安全，船用貯液器設(shè)有制冷劑緊急泄放閥，以便在非常情況下將制冷劑排放到舷外去。在儲液器與冷凝器的頂部，常設(shè)有平衡管。其功用是使貯液器與冷凝器的蒸汽空間相通，使二者壓力平衡，便于冷劑流進貯液器。貯液器應(yīng)有足夠大的容積，保證系統(tǒng)中全部冷劑貯入后不超過其容積的80%。運行中，液位應(yīng)位于1/3~1/2處。01制冷裝置輔助設(shè)備5．干燥器

過濾干燥器位于供液總管上，其功用是濾除系統(tǒng)中的污染物，以防出現(xiàn)臟堵；去除系統(tǒng)中的水分，防止冰塞，濾網(wǎng)(100~120目)--般為細銅絲網(wǎng)，干燥劑常用硅膠與分子篩二種，利用吸附現(xiàn)象去除水份。硅膠采用摻染色劑的方法，使吸足水份的硅膠變色以便觀察，顏色由染色劑種類而定，硅膠可再生后重復(fù)使用，再生溫度為150"C左右，時間約需3~4h,硅膠在溫度大于30°C時吸水性變差。分子篩是一種人工合成的晶體，在60°C以下有足夠的吸水性，再生溫度為500C。

為延長過濾干燥器的使用壽命與減少系統(tǒng)阻力損失，在系統(tǒng)中設(shè)有旁通閥，只有當(dāng)系統(tǒng)充液時，充油后，拆檢后或出現(xiàn)冰塞現(xiàn)象時才投入使用?？照{(diào)系統(tǒng)雖不會“冰塞”，但為防腐蝕，也要對系統(tǒng)作干燥處理。01制冷裝置輔助設(shè)備5．干燥器

過濾器和干燥器常組合在一起，構(gòu)成干燥一過濾器，其結(jié)構(gòu)如圖所示。干燥劑的兩端均裝有濾網(wǎng)。為避免干燥劑顆粒在液體冷劑的沖擊下互相磨擦而產(chǎn)生粉末被帶出，填充干燥劑時應(yīng)墩壓結(jié)實。有些干燥器還裝有彈簀使干燥劑處于壓實狀態(tài)。

干燥一過濾器的安裝:應(yīng)使液流方向與干燥一過濾器.上箭頭的方向一致，以保證其出口端的氈墊阻止干燥劑的粉末進入系統(tǒng)充注或補充冷劑時，或系統(tǒng)發(fā)生“冰塞“時，可接入干燥器，運行一段時間未見“冰塞”發(fā)生，宜旁通干燥器或撤除干燥劑,以減小制冷劑的流阻，避免“閃氣”，防止干燥劑粉末被氣態(tài)冷劑沖入系統(tǒng)。

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