船舶制冷装置(2)课件.ppt
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1、第十一章第十一章 船舶制冷装置船舶制冷装置 制冷-用人工方法从被冷却对象中移出热量,使其温度降低到环境温度以下。考点考点1 1:食品的冷藏条件1.温度(至至2 2)2.湿度(至至3 3)3.二氧化碳和氧气的浓度(至至4 4)4.臭氧浓度(至至5 5)条件 1.温度 低温可抑制微生物活动,抑制水果、蔬菜的呼吸、延缓其成熟。食品冻结温度(-60),-20时食品中仅剩约10的汁水。长航线:库温-18-18-20-20为宜,肉类能较长时间(半年)保存短航线:保存期不超过23月,库温在-10-10-12-12为经济高库温库温在0以上菜库:多在05粮库:多为15低库温库温返返1 1 2.湿度 相对湿度过低
2、水分散失而干缩,过高霉菌易繁殖但对冷冻食物影响不大。高温库:8590低温库:9095相对湿度侵入库内热量越多,食品水分散发越多空气的含湿量库内空气流速食品的性质外形和包装影响食品干缩的因素干缩速度返返1 1 3.二氧化碳和氧气的浓度CO2:浓度控制在58为宜O2:浓度控制在25为宜菜果库浓度 换气次数:是指更换了相当于多少个舱室容积的新鲜空气量,即新鲜空气量/舱室容积。船舶菜库不需专门换气 果蔬冷藏舱或冷藏集装箱换气次数以每昼夜24次为宜。CO2浓度对菜、果库物质的保持时间影响较大,对菜、果库进行换气要求较高。返返1 1 4.臭氧浓度O O3 3 O O2 2+O+O臭氧发生器高压放电O O2
3、 2作用杀菌(氧化微生物细胞膜)抑制水果呼吸(乙烯)作用对鱼类除臭禁用食品:奶类、油脂类、含叶绿素多的蔬菜国际卫生标准:0.1PPm,接触 10h国内卫生标准:0.15PPm,接触 8h臭氧浓度船舶辅机第11章 船舶制冷装置船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant 压缩机的制冷量和轴功率等参数随工况条件变化,为了衡量、比较压缩机性能,制定公认的温度条件(名义工况),作为压缩机制冷量选用和比较的标准。铭牌上标示的制冷量和功率一般是在标准工况下的值,如为空调专用,则为空调工况。名义工况(旧)标准工况空调工况至至8 8至至9 9 考点考点2 2:蒸气压缩式制冷的工况及其影响
4、因素表11-2 活塞式制冷压缩机的标准工况和空调工况工况制冷剂蒸发温度/吸气温度/冷凝温度/过冷温度/标准R22-15153025R717-10空调R225154035R717-10返返7 7船舶辅机第11章 船舶制冷装置船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant名义工况(新)高温工况High Temp.Condition中温工况Medium Temp.Condition低温工况Low Temp.Condition 最大压差工况:用来考核压缩机零件强度、排气温度、油温、电机绕组温度 最大轴功率工况:用来考核压缩机噪声、振动,并依此选配电动机至至1010至至1111类型吸
5、入压力饱和温度 吸入温度 排出压力饱和温度 环境温度高温7.2/4518.3/6554.4/130(高pk)35/9548.9/120(低pk)中温-6.7/2048.9/120低温-31.7/-2540.6/105 表11-1 有机制冷剂压缩机的名义工况返返9 9船舶辅机第11章 船舶制冷装置船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant问题:空调 压缩机A的高温工况和B的低温工况制冷量相等,那么压缩机(A、B )的活塞行程容积较大。tvtVQqVQ00则相同工况下高温低温00QQ 同一台压缩机用于冷库和空调,制冷量在()工况时较大。船舶辅机第11章 船舶制冷装置船舶制冷
6、装置 Marine Refrigeration Plant 考点考点3 3:其他条件不变,其他条件不变,冷凝温度冷凝温度t tk k变化的影响变化的影响冷凝温度tk时:1-2-3-4-5-6-1冷凝温度升高为tk时:1-2-3-4-5-6-1hp1256tkt034tk54326船舶辅机第11章 船舶制冷装置船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant其他条件不变,冷凝温度tk变化(升高)的影响hp1256tkt034tk54326q0q0不变单位制冷量q0输气系数吸气比容v1 qvQ0船舶辅机第11章 船舶制冷装置船舶制冷装置 Marine Refrigeration
7、Plant其他条件不变,冷凝温度tk变化(升高)的影响hp1256tkt034tk54326w0w0不变单位压缩功w0 吸气比容v1 wvPe制冷系数000wq船舶辅机第11章 船舶制冷装置船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant问题:下列()会使冷凝温度tk增高。A.冷却水流量减少B.空气进入系统C.制冷装置工作时间长D.冷凝器换热面脏污E.冷却水温度降低F.冷剂量过多换热管浸于液体中切记:使冷凝效果下降或压缩机排气量升高的因素,都会使冷凝温度(压力)升高。反之降低。船舶辅机第11章 船舶制冷装置船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant2)
8、其他条件不变,蒸发温度t0变化(降低)的影响蒸发温度t0时:1-2-3-4-5-6-1蒸发温度降低为t0时:1-2-2-3-4-5-6-6-1hp1256tkt03426t01船舶辅机第11章 船舶制冷装置船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant 考点考点4 4:其他条件不变,其他条件不变,蒸发温度蒸发温度t t0 0变化的影响变化的影响单位制冷量q0 吸气比容v1 制冷剂质量流量GQ0ph1256tkt03426t01q0q0船舶辅机第11章 船舶制冷装置船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant其他条件不变,蒸发温度t0变化(降低)的影响p
9、h1256tkt03426t01w0w0P0单位压缩功w0 制冷剂质量流量G 时,P最大3/0ppk下页解释制冷系数00wq船舶辅机第11章 船舶制冷装置船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant问题:下列()会使蒸发温度t0降低。A.冷库加入新食品B.蒸发器化霜C.膨胀阀开度调大D.压缩机工作缸数增加E.蒸发器风机转速降低F.蒸发器结霜加厚G.冷库库温降低H.压缩机皮带打滑切记:使蒸发器蒸发量下降或压缩机抽气量升高的因素,都会使蒸发压力下降。反之升高。(假设每一行程压缩机抽气量不变)船舶辅机第11章 船舶制冷装置船舶制冷装置 Marine Refrigeration
10、Plant 考点考点5 5:其他条件不变,其他条件不变,供液过冷度供液过冷度的影响的影响冷凝器21回热器44膨胀阀5蒸发器1船舶辅机第11章 船舶制冷装置船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant 其他条件不变,供液过冷度的影响ph125pkp0344251无过冷过热时:1-2-3-4-5-1有过冷时:1-2-3-4-4-5-5-1船舶辅机第11章 船舶制冷装置船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant 其他条件不变,供液过冷度的影响ph125pkp0344251q0q0Q0过冷度q0Pe不变船舶辅机第11章 船舶制冷装置船舶制冷装置 Marin
11、e Refrigeration Plant 其他条件不变,吸气过热度的影响ph125pkp0344251无过冷过热时:1-2-3-4-5-1吸气有过热时:1-2-3-4-5-1船舶辅机第11章 船舶制冷装置船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant 其他条件不变,吸气过热度的影响ph125pkp0344251q0q0w0w0过热度q0w000wq?R12R22R717不变(略降)船舶辅机第11章 船舶制冷装置船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant 其他条件不变,吸气过热度的影响ph125pkp0344251q0q0w0w0过热度q0Pev1G
12、Q0R12R22R717不变(w0 G )船舶辅机第11章 船舶制冷装置船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant有害过热:发生在蒸发器后的吸气管中的过热过程,装置的q0未增加,Q0和下降过热度大小的确定:氨蒸发器出口:干饱和蒸气压缩机吸气过热度:58oC氟利昂:蒸发器出口过热度36oC对制冷系数的影响防止液击Liquid strike,减少有害过热船舶辅机第11章 船舶制冷装置船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant考点考点6 6:回热循环 利用气液换热器(回热器)使膨胀阀节流Throttle前的冷剂液体与压缩机吸入前的冷剂蒸气进行热量交换,
13、是液体过冷、气体过热的工作循环。冷凝器21回热器44膨胀阀5蒸发器1冷剂气体吸热,冷剂液体液体放热过热度过冷度冷剂气体的过热度冷剂液体的过冷度船舶辅机第11章 船舶制冷装置船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant问题:在回热器中,为什么液态冷剂能向气态冷剂放热?压力温度焓值过冷度压力温度焓值过热度液态冷剂流过回热器时气态冷剂流过回热器时船舶辅机第11章 船舶制冷装置船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant装置是否可采用回热循环?YesYes(防止闪气)NoR12R22R717从冷凝器出来的冷剂由于过冷度低,在膨胀阀前降低到气化对应的压力而产生
14、气泡,使进入膨胀阀的冷剂量减少的现象3.采用蒸发式过冷器的过冷循环R22装置液管压降较大需提高液体过冷度,又要防吸、排气和滑油温度过高时采用与不用过热相比:其单位制冷量q0不变,单位压缩功和制冷系数也不变船舶辅机第11章 船舶制冷装置船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant考点考点7 7:制冷压缩机的性能曲线制冷压缩机的性能曲线-30-20-1001009018027030456075蒸发温度t0/oC制冷量Q0/(103kcal/h)轴功率P/kW冷凝温度tk=40oC冷凝温度tk=30oC船舶辅机第11章 船舶制冷装置船舶制冷装置 Marine Refrigera
15、tion Plant问题:制冷压缩机性能曲线以(tk、t0、t、t)为横坐标,以(tk、t0、t、t)为参变量。由tk和t0可确定(q0、Q0、Pi、w0、P)。船舶辅机第11章 船舶制冷装置船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant工况/参数q0w0 Q0Ptk t0 t t R12 R22R717 记住:记住:船舶辅机第11章 船舶制冷装置船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant考点考点8:制冷剂制冷剂 (1)用环境温度的水或空气冷却时,冷凝压力不太高,对设备和管路耐压要求不高;(2)在标准大气压下的标准沸点比所需的蒸发温度低(510),蒸
16、发压力高于大气压力,空气不易进入系统;(3)压缩机的排、吸气压力比不太高,从而输气系数不致过低;(4)汽化潜热大,气体比体积小,单位容积制冷量qV大,容积流量较小,可使容积式压缩机和管路尺寸减小;1.制冷剂热力性质和物理性质的要求 (5)压缩终温不太高,以免降低滑油的性能和使用寿命;(6)热导率较大,可减小换热器尺寸;(7)粘度较低,管路流动的阻力损失小;(8)临界温度适当提高。此外,化学稳定性和安全性好,毒性低,与所用材料相容,而且希望对大气臭氧层的耗损作用和温室效应都比较轻微。船舶辅机第11章 船舶制冷装置船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant 含氯的氟里昂(C
17、FCS、HCFCS)在高空分离出Cl离子,破坏臭氧层离子,破坏臭氧层Ozone Layer,使太阳光紫外线失去对臭氧层的屏蔽作用。对臭氧层破坏性的强弱用臭氧消耗潜能值ODPOzone Depletion Potential表示 产生温室效应的影响大小用全球变暖潜能值GWPGlobal Warming Potential表示 CFCS-表示不含氢的氯氟烃;ODP高,如高,如R12 HCFCS-表示含氢的氯氟烃;ODP高,如高,如R22 HFCS-表示无氯含氢的氟化烃;ODP=0船舶辅机第11章 船舶制冷装置船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant1.无机化合物R717R
18、744R718R7XX无机化合物的分子量编号氨二氧化碳水举例二、制冷剂的种类和编号船舶辅机第11章 船舶制冷装置船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant2.卤代烃(氟利昂Freon)分子式 CmHnFxClyBrz n+x+y+z=2m+2编号同分异构体溴分子数,为0,B可省略R(m1)(n+1)x(a,b)BzR22二氟一氯甲烷(CHClF2)举例二氟二氯甲烷(CCl2F2)R12四氟乙烷(CH2FCF3)R134a船舶辅机第11章 船舶制冷装置船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant国际上对各类制冷剂的使用规定CFCS:发达国家已从199
19、6年(发展中国家到2010)年禁用HCFCS:发达国家到2020(发展中国家2030)年禁用船舶辅机第11章 船舶制冷装置船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant3.非共沸混合物冷剂组成 由两种或两种以上的制冷剂按一定的比例混合而成。在定压下气化或液化过程中,蒸气成分与溶液成分不断变化,对应的温度也不断变化编号R4XX举例R407CR404A 已经商品化的非共沸混合物,依应用先后在400序号中顺次地规定其识别编号R32/R125/R134a(23:25:52(%)R125/R143a/R134a(44:52:4(%)船舶辅机第11章 船舶制冷装置船舶制冷装置 Mari
20、ne Refrigeration Plant4.共沸混合物冷剂=R125/R134a (50/50)=R22/R115 (48.8/51.2)质量百分比组成 由两种或两种以上的制冷剂按一定的比例混合而成,在气化或液化过程中,蒸气成分与溶液成分始终保持相同;在既定压力下,发生相变时对应的温度保持不变编号R5XX举例R507R502已经商品化的共沸混合物,依应用先后在500序号中顺次地规定其识别编号船舶辅机第11章 船舶制冷装置船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant5.碳氢化合物R50R170R1150R1270编号与氟利昂编号方法相同举例甲烷(CH4)乙烷(C2H6)
21、R1+氟利昂编号方法编号举例乙烯(C2H4)丙烯(C3H6)烷烃类烯烃类三、常用制冷剂的性质 1.R22(二氟一氯甲烷CHClF2)标准沸点是-40.8,目前船上使用最广泛,属HCFCS,今后需取代。无毒、不燃、不爆,稳定性好。使用中应注意以下问题:(1)与火焰接触会产生微量有毒光气;(2)微溶于水,不易发生冰塞;(3)条件性溶油。t8时互溶性强,t-8时互溶性则急剧下降;(4)R22会使天然橡胶浸润膨胀,需要时应选用丁基橡胶或氯丁橡胶;(5)R22电绝缘性差,而且会使聚乙烯纤维变软,引起绝缘电阻下降;(6)R22渗漏性很强,对装置的气密性要求高。2.R134a(四氟乙烷CH2FCF3)属于H
22、FCS,ODP=0,是R12的代用品,较适合螺杆式和离心式压缩机,标准沸点-26.5,伙食库不够低,可用于空调。它在应用方面的特点:(1)分子小,渗漏性很强,不含氯不用检漏灯,可用电子检漏仪;(2)溶水能力是R12的20多倍,但比R22低。干燥剂不宜用硅胶,应采用分子筛XH-7、XH-9等;(3)会使普通橡胶浸润膨胀,应选用氢化丁腈橡胶或氯丁橡胶;(4)与矿物油不相溶,应采用脂类油POE,吸水性较强,使用和保管时应注意防潮。考点考点9 9:半封闭式压缩机结构特点半封闭式压缩机结构特点 电动机和压缩机连成整体,装在同一机体内共用一根轴,无轴封。电动机室内充有冷剂和滑油(内置电动机,解决材料相溶问
23、题)。各端盖用垫片和螺栓相连防漏考点考点1010:容量调节容量调节(能量调节能量调节)容量调节容量调节:使压缩机的制冷量与装置的热负荷相匹配,从而提高装置的经济性,使装置正常运行。国标规定:缸径70mm、缸数4的活塞式压缩机气缸应设制冷量调节机构和卸载起动机构,它们通常是同一套机构 容量调节:一般都以吸入压力为被调参数船舶辅机第11章 船舶制冷装置船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant截断吸气法吸气节流法排气回流法变速调节法吸气回流法将调节缸的吸气通道关闭改变压缩机吸气阀的开度在吸、排气阀之间设旁通管(阀),改变旁通阀的开度改变压缩机的转速来改变输气量以吸气压力为被
24、调参数,使部分吸气阀常开,或使两缸旁通容量调节的方法油压启阀式卸载机构气动启阀式卸载机构船舶辅机第11章 船舶制冷装置船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant1)SMC1)SMC机吸气回流式容量调节机构机吸气回流式容量调节机构P3/4、P4/4能量调节继电器(LP)1DF、2DF电磁滑阀看动画看动画返返5252船舶辅机第11章 船舶制冷装置船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant工况、负荷(%)1100275350基本工作缸 (不可调节,启动时可卸载)调节缸 (可卸载)吸气管容量控制器控制箱2)RSK2)RSK机吸气回流式容量调节机构机吸气回
25、流式容量调节机构1-排出阀2-三通电磁阀3-卸载弹簧4-卸载活塞5-顶杆6-吸入阀当控制器感受到吸气压力升至调定上限而断电,三通电磁阀使排气腔与卸载活塞下腔相通而上移,顶杆上升而使吸气阀正常工作,该缸即加载船舶辅机第11章 船舶制冷装置船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant吸气管容量控制器控制箱2)RSK2)RSK机吸气回流式容量调节机构机吸气回流式容量调节机构当控制器感受到吸气压力降至调定下限而通电,三通电磁阀使吸气腔与卸载活塞下腔相通而下移,顶杆下降而使吸气阀常开,该缸即卸载船舶辅机第11章 船舶制冷装置船舶制冷装置 Marine Refrigeration P
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