第十二讲船舶制冷装置课件.ppt
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- 第十二 船舶 制冷 装置 课件
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1、课题四课题四 船舶制冷装置船舶制冷装置第十二讲第十二讲 第五节:冷凝器和蒸发器第五节:冷凝器和蒸发器 第六节:制冷装置辅助设备第六节:制冷装置辅助设备 第七节:制冷装置的自动控制元件第七节:制冷装置的自动控制元件第五节第五节 冷凝器和蒸发器冷凝器和蒸发器一、冷凝器一、冷凝器 1.1.构造构造 2.2.性能性能冷凝器与压缩机配套,其排热能力应与热负荷相称。冷凝器与压缩机配套,其排热能力应与热负荷相称。复习:压缩机排压过高原因:复习:压缩机排压过高原因:1 1)冷凝器脏污;)冷凝器脏污;2 2)冷却水水温过高;)冷却水水温过高;3 3)压缩机吸气压力过高。)压缩机吸气压力过高。 冷凝器按其冷却介质
2、不同,可分为冷凝器按其冷却介质不同,可分为: :水冷式、空气冷却式、水冷式、空气冷却式、蒸发式蒸发式三大类。三大类。 (一)水冷式冷凝器(一)水冷式冷凝器 水冷式冷凝器是以水作为冷却介质,靠水的温升带走冷凝水冷式冷凝器是以水作为冷却介质,靠水的温升带走冷凝热量。冷却水一般循环使用,但系统中需设有冷却塔或凉水池。热量。冷却水一般循环使用,但系统中需设有冷却塔或凉水池。水冷式冷凝器按其结构形式又水冷式冷凝器按其结构形式又可分为壳管式冷凝器和套管式冷可分为壳管式冷凝器和套管式冷凝器凝器两种,常见的是壳管式冷凝器。两种,常见的是壳管式冷凝器。1、卧式壳管式冷凝器卧式壳管式冷凝器:船舶上最常见的冷凝器船
3、舶上最常见的冷凝器 冷却水从一端端盖下部进入,按顺序流过每个管组,最后从同一冷却水从一端端盖下部进入,按顺序流过每个管组,最后从同一端盖上部流出端盖上部流出过程中,要往返过程中,要往返410个回程,可以提高管内冷却水的个回程,可以提高管内冷却水的流速,提高传热系数;使流速,提高传热系数;使高温的制冷剂蒸气从壳体上部的进气管进入高温的制冷剂蒸气从壳体上部的进气管进入管束间与管内冷却水进行充分的热交换管束间与管内冷却水进行充分的热交换。冷凝下来的液体从下部出液。冷凝下来的液体从下部出液管流入贮液筒。管流入贮液筒。 (1)安全阀安全阀Safety Valve:冷剂压力过高打开,通过管路将冷:冷剂压力
4、过高打开,通过管路将冷剂泄往舷外。剂泄往舷外。(2)放空气放空气阀阀Air Release Valve:装在壳体最高处,泄放不:装在壳体最高处,泄放不凝性气体凝性气体Non-condensable Gas。注意:应在压缩机停车注意:应在压缩机停车时进行放气时进行放气。(3)水室放气旋塞水室放气旋塞Water Chamber Air Release Cock:装在:装在端盖最高处,泄放水侧空气。端盖最高处,泄放水侧空气。问题:问题:A. 压缩机安全阀、压缩机安全阀、B. 高压继电器、高压继电器、C. 冷凝器安全阀,冷凝器安全阀,动作压力顺序应为动作压力顺序应为( )。B A C(4)水室泄水旋塞
5、水室泄水旋塞Water Chamber Drain Cock:装在端盖:装在端盖最低处,检修或长期停用时泄放存水。最低处,检修或长期停用时泄放存水。 船舶制冷的冷凝器几乎都是卧式壳管式。船舶制冷的冷凝器几乎都是卧式壳管式。端盖内装有防蚀端盖内装有防蚀锌棒,或内表面涂有防蚀涂层锌棒,或内表面涂有防蚀涂层。冷凝器上通常装有:。冷凝器上通常装有: (1)安全阀(或膜)安全阀(或膜)-装在冷凝器顶部装在冷凝器顶部,通至甲板安全地,通至甲板安全地点排往大气。点排往大气。其爆破或开启压力应不大于设计压力(但应比压其爆破或开启压力应不大于设计压力(但应比压缩机的安全阀高),缩机的安全阀高),容量容量100
6、L的压力容器可用熔点约的压力容器可用熔点约65的易熔塞来代替。的易熔塞来代替。 (2)放气阀放气阀-装在冷凝器顶部靠一端处,用来泄放不凝性装在冷凝器顶部靠一端处,用来泄放不凝性气体。气体。 (3)平衡管平衡管-从冷凝器顶部引出与后面的贮液器相通,使从冷凝器顶部引出与后面的贮液器相通,使彼此压力平衡彼此压力平衡,便于冷剂液体流入后者;如连接两者的管路短,便于冷剂液体流入后者;如连接两者的管路短而粗时可省去。而粗时可省去。 (4)水室放气旋塞和放水旋塞水室放气旋塞和放水旋塞-装在端盖最高及最低处,装在端盖最高及最低处,分别用来泄放水腔空气和检修前放空存水分别用来泄放水腔空气和检修前放空存水,或冬季
7、停用时放水,或冬季停用时放水防冻。此外,防冻。此外,冷凝器兼贮液器时下部还装有液位镜或液位计。冷凝器兼贮液器时下部还装有液位镜或液位计。二、蒸发器 蒸发器的构造蒸发器的构造冷却液体的蒸发器(冷却液体的蒸发器(间接式蒸发器间接式蒸发器)冷却空气的蒸发器(冷却空气的蒸发器(直接式蒸发器直接式蒸发器)蒸发盘管蒸发盘管Evaporating Coil(自然对流自然对流)冷风机冷风机Fanned Air Cooler (强迫对流强迫对流)干式壳管蒸发器干式壳管蒸发器 (间接式蒸发器)(间接式蒸发器) Closed Shell-tube Dry Expansion Evaporator蒸发盘管蒸发盘管 E
8、vaporating Coil:主要用于鱼库、肉库主要用于鱼库、肉库绕片式蛇行管优点;优点;结构简单、管结构简单、管理方便理方便.缺点;缺点;自然对流传热自然对流传热系数小,管路长、耗系数小,管路长、耗材多安装麻烦,充注材多安装麻烦,充注制冷剂量大,变温也制冷剂量大,变温也较麻烦。较麻烦。套片式蛇行管 冷风机由空气冷却器和通风机组成,它冷风机由空气冷却器和通风机组成,它是强迫对流式的蒸发器。其传热系数比普通是强迫对流式的蒸发器。其传热系数比普通盘管大盘管大46倍倍,结构紧凑,安装方便,冷库,结构紧凑,安装方便,冷库降温速度快,库内温度分布均匀,并可采用降温速度快,库内温度分布均匀,并可采用电热
9、融霜,融霜简便并易于实现自动控制,电热融霜,融霜简便并易于实现自动控制,所以使用日趋普遍。高温伙食库和冷藏舱、所以使用日趋普遍。高温伙食库和冷藏舱、冷藏集装箱等普遍采用。冷藏集装箱等普遍采用。 冷风机有使食品干耗大、蓄冷能力小,冷风机有使食品干耗大、蓄冷能力小,结霜严重时会堵塞冷风气流等缺点,而且风结霜严重时会堵塞冷风气流等缺点,而且风机还会增加热负荷机还会增加热负荷(在保温期间约占热负荷在保温期间约占热负荷的的20%30%)。 冷风机的空气冷却器各蛇形管均采用并冷风机的空气冷却器各蛇形管均采用并联形式,以联形式,以保证制冷剂进人空气冷却器的压保证制冷剂进人空气冷却器的压降所对应的饱和温度差不
10、超过降所对应的饱和温度差不超过45。3 3 冷风机冷风机 蒸发器工作时的制冷量大致与传热温差成正比。设计时增蒸发器工作时的制冷量大致与传热温差成正比。设计时增大传热温差,即可在制冷量一定的情况下缩小蒸发器的尺寸,大传热温差,即可在制冷量一定的情况下缩小蒸发器的尺寸,但这需降低蒸发温度,会导致制冷装置的制冷系数下降。但这需降低蒸发温度,会导致制冷装置的制冷系数下降。因此,因此,在设计时总是将蒸发器的在设计时总是将蒸发器的传热温差传热温差选在一个合适的范围内。选在一个合适的范围内。 冷却空气的冷风机、蒸发盘管取冷却空气的冷风机、蒸发盘管取5 510 10 ; 冷却液体的则氨取冷却液体的则氨取55,
11、氟利昂取,氟利昂取6 61010。 蒸发器的设计制冷量一般取冷库额定热负荷的蒸发器的设计制冷量一般取冷库额定热负荷的1.11.11.21.2倍。倍。 蒸发器实际换热性能降低的原因:蒸发器实际换热性能降低的原因:冷剂供液不足;结霜严冷剂供液不足;结霜严重;风速降低;滑油积存太多;脏堵。重;风速降低;滑油积存太多;脏堵。 由于设计不匹配或管理不当,导致库温未到下限时蒸发压由于设计不匹配或管理不当,导致库温未到下限时蒸发压力过低,会使压缩机在低压继电器作用下提前停车,从而导致力过低,会使压缩机在低压继电器作用下提前停车,从而导致启停频繁。启停频繁。蒸发器总结蒸发器总结 船舶制冷装置蒸发器大多用直接冷
12、却式,有两种形式:船舶制冷装置蒸发器大多用直接冷却式,有两种形式: (1)冷却排管。)冷却排管。上面进液,下面回气,以便滑油返回压上面进液,下面回气,以便滑油返回压缩机。它靠自然对流,传热系数很小。缩机。它靠自然对流,传热系数很小。 (2)冷风机。)冷风机。冷剂湿蒸气先进入垂直安装的分液器,然冷剂湿蒸气先进入垂直安装的分液器,然后均匀进入许多并联的蛇形肋片铜管,管外有风机送风,传后均匀进入许多并联的蛇形肋片铜管,管外有风机送风,传热系数是冷却排管的热系数是冷却排管的46倍,故尺寸紧凑,充冷剂少,安装倍,故尺寸紧凑,充冷剂少,安装方便,便于自动控制电热融霜,而且库内的空气循环好,必方便,便于自动
13、控制电热融霜,而且库内的空气循环好,必要时还可利用融霜电加热器来加热空气。目前船舶高温冷库要时还可利用融霜电加热器来加热空气。目前船舶高温冷库几乎全用冷风机,新船低温库大多也用冷风机。缺点是风机几乎全用冷风机,新船低温库大多也用冷风机。缺点是风机使热负荷增大,食物水分丧失快,蓄冷能力也小,故低温库使热负荷增大,食物水分丧失快,蓄冷能力也小,故低温库仍有用冷却排管的。仍有用冷却排管的。一、滑油分离器一、滑油分离器二、储液器二、储液器三、干燥器三、干燥器四、回热器四、回热器 辅助设备按照它们的作用,基本上可以分为两大类:辅助设备按照它们的作用,基本上可以分为两大类: (1)(1)维持制冷循环正常工
14、作的设备,如两级压缩的维持制冷循环正常工作的设备,如两级压缩的中间冷中间冷却器却器等;等; (2)(2)改善运行指标及运行条件的设备,如改善运行指标及运行条件的设备,如油分离器、集油油分离器、集油器、氨液分离器、空气分离器以及各种贮液桶器、氨液分离器、空气分离器以及各种贮液桶( (或器或器) )等。等。第六节第六节 制冷装置的辅助设备制冷装置的辅助设备一、滑油分离器一、滑油分离器 在蒸汽压缩式制冷系统中,经压缩后的氨蒸汽在蒸汽压缩式制冷系统中,经压缩后的氨蒸汽( (或氟利昂蒸或氟利昂蒸汽汽) ),是处于高压高温的过热状态。由于排出时的流速快、温度,是处于高压高温的过热状态。由于排出时的流速快、
15、温度高。高。汽缸壁上的部份润滑油,由于受高温的作用难免成油蒸汽及汽缸壁上的部份润滑油,由于受高温的作用难免成油蒸汽及油滴微粒与制冷剂蒸汽一同排出。且排汽温度越高、流速越快,油滴微粒与制冷剂蒸汽一同排出。且排汽温度越高、流速越快,则排出的润滑油越多。所以当润滑油随制冷剂一起进入冷凝器和则排出的润滑油越多。所以当润滑油随制冷剂一起进入冷凝器和蒸发器时会在传热壁面上凝成一层油膜,使热阻增大,从而会使蒸发器时会在传热壁面上凝成一层油膜,使热阻增大,从而会使冷凝器和蒸发器的传热效果降低,降低制冷效果。冷凝器和蒸发器的传热效果降低,降低制冷效果。 在蒸发表面上附有在蒸发表面上附有0.1mm0.1mm油膜时
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