第十二讲船舶制冷装置
第六节 制冷装置的辅助设备
辅助设备按照它们的作用,基本上可以分为两大类: (1)维持制冷循环正常工作的设备,如两级压缩的中间冷却 器等; (2)改善运行指标及运行条件的设备,如油分离器、集油器、 氨液分离器、空气分离器以及各种贮液桶(或器)等。
一、滑油分离器 二、储液器 三、干燥器 四、回热器
一、滑油分离器
冷却空气的冷风机、蒸发盘管取5~10 ℃; 冷却液体的则氨取5℃,氟利昂取6~10℃。
蒸发器的设计制冷量一般取冷库额定热负荷的1.1~1.2倍。 蒸发器实际换热性能降低的原因:冷剂供液不足;结霜严 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 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。
(2)放气阀--装在冷凝器顶部靠一端处,用来泄放不凝性 气体。
(3)平衡管--从冷凝器顶部引出与后面的贮液器相通,使 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 而粗时可省去。
(4)水室放气旋塞和放水旋塞--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,或冬季停用时放水 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 端盖上部流出过程中,要往返4~10个回程,可以提高管内冷却水的 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 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 管流入贮液筒。
(1)安全阀[Safety Valve]:冷剂压力过高打开,通过管路将冷 剂泄往舷外。
在蒸汽压缩式制冷系统中,经压缩后的氨蒸汽(或氟利昂蒸汽), 是处于高压高温的过热状态。由于排出时的流速快、温度高。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。
(2)放空气阀[Air Release Valve]:装在壳体最高处,泄放不 凝性气体[Non-condensable Gas]。注意:应在压缩机停车 时进行放气。
(3)水室放气旋塞[Water Chamber Air Release Cock]:装在 端盖最高处,泄放水侧空气。
问题:A. 压缩机安全阀、B. 高压继电器、C. 冷凝器安全阀, 动作压力顺序应为( B < A < C )。
冷凝器按其冷却介质不同,可分为:水冷式、空气冷却式、蒸 发式三大类。
(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可分为壳管式冷凝器和套管式冷 凝器两种,常见的是壳管式冷凝器。
1、卧式壳管式冷凝器:船舶上最常见的冷凝器
二、蒸发器
蒸发器的构造 冷却液体的蒸发器(间接式蒸发器) 冷却空气的蒸发器(直接式蒸发器) 蒸发盘管[Evaporating Coil](自然对流) 冷风机[Fanned Air Cooler] (强迫对流)
干式壳管蒸发器 (间接式蒸发器) [Closed Shell-tube Dry Expansion Evaporator]
蒸发器总结 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。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。
(2)冷风机。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 热系数是冷却排管的4~6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 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 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。
课题四 船舶制冷装置
第十二讲 第五节:冷凝器和蒸发器 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
第五节 冷凝器和蒸发器
一、冷凝器
1.构造 2.性能
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: 1)冷凝器脏污; 2)冷却水水温过高; 3)压缩机吸气压力过高。
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 机还会增加热负荷(在保温期间约占热负荷 的20%~30%)。
冷风机的空气冷却器各蛇形管均采用并 联形式,以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超过4~5℃。
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, 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, 在设计时总是将蒸发器的传热温差选在一个合适的范围内。
优点;结构简单、管 理方便. 缺点;自然对流传热 系数小,管路长、耗 材多安装麻烦,充注 制冷剂量大,变温也 较麻烦。
绕片式蛇行管
蒸发盘管 [Evaporating Coil]:主要用于鱼库、肉库
套片式蛇行管
3 冷风机
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 盘管大4—6倍,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 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Chamber Drain Cock]:装在端盖 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。端盖内装有防蚀 锌棒,或内表面涂有防蚀涂层。冷凝器上通常装有:
(1)安全阀(或膜)--装在冷凝器顶部,通至甲板安全地 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 缩机的安全阀高),容量<100 L的压力容器可用熔点约65℃ 的易熔塞来代替。