船舶製冷裝置的節能熱水系統，屬於製冷與船舶工程技術領域，包括冷凝器，膨脹水箱，熱水截止閥，單向閥，溫度計，流量計，可程式控制器，補水閥，循環水泵，回水截止閥，海水冷卻迴路、三通閥，浮子閥，熱水箱。船用製冷系統的工作原理側是當低壓冷劑流經蒸發器時便從冷庫中吸熱使庫溫降低,而冷劑本身汽化成蒸氣,在蒸發器出口處即可成為過熱蒸氣為了使蒸發器中氣壓能保持較低數值,並能回收冷劑循環使用。
基本介紹
- 中文名：船舶製冷裝置
- 外文名：Ship refrigeration equipment
- 領域：製冷與船舶工程技術
- 組成：冷凝器，膨脹水箱
- 方法：可程式控制器的調節
- 製冷劑：R22
介紹,工作原理,製冷工質,要求,區別,重要意義,
介紹
蒸氣壓縮式製冷是現今套用最廣泛的一種機械製冷,也是船舶所採用的主要製冷方式。蒸氣壓縮式製冷系統由壓縮機、冷凝器、膨脹閥、蒸發器組成,用管道將其連成一個封閉的系統,製冷劑在製冷系統中循環流動,與外界進行能量交換,從而實現製冷。實際的製冷裝置,除了壓縮機、冷凝器、熱力膨脹閥和蒸發器四個基本部件外,為了完善工作,常常還設有一些輔助設備,諸如滑油分離器、貯液器、乾燥器、過濾器及回熱器等。
工作原理
船用製冷系統的工作原理側是當低壓冷劑流經蒸發器時便從冷庫中吸熱使庫溫降低,而冷劑本身汽化成蒸氣,在蒸發器出口處即可成為過熱蒸氣為了使蒸發器中氣壓能保持較低數值,並能回收冷劑循環使用。壓縮機不斷地將產生的蒸氣從蒸發器中抽走,將它壓縮後,在高壓下排出。經壓縮後的高溫、高壓過熱蒸氣被壓送到冷凝器內。在此,將冷劑過熱蒸氣冷卻到飽和溫度此時稱冷凝溫度,並凝結成高壓液體冷凝器底部的冷劑液體還可能有一定的過冷度。利用膨脹閥使高壓液體節流,節流後的低壓、低溫濕蒸氣進入蒸發器,再次從冷庫中吸熱汽化,使冷庫溫度不斷降低,如此周而復始。
其中膨脹閥、蒸發器、壓縮機、冷凝器是組成壓縮製冷循環的基本元件。它們的功用是：
膨脹閥——控制冷劑的流量,並使流過的冷劑節流降壓
蒸發器——使流經其中的冷劑吸熱氣化
壓縮機——抽吸蒸發器產生的冷劑氣體並將其壓送到冷凝器中
冷凝器——使送來的冷劑氣體降溫並冷凝。
製冷工質
製冷劑是製冷裝置中的工作介質,又稱製冷工質。製冷劑在製冷系統中循環流動,與外界進行能量交換,從而實現製冷。對船用製冷裝置來說,冷劑的安全性往往是考慮的首要因素,同時一般船用製冷裝置多屬於單級壓縮和中、高溫製冷,並多處於中、小製冷量的範圍。R22是船舶製冷裝置中廣泛使用的一種製冷劑特別是某些氛氟烴被禁止使用的今天,在尚未確定更適合於船舶製冷裝置使用的新型製冷劑之前,就成為主要的過渡性製冷劑。
要求
船舶一伙食冷庫通常都設在廚房附近,並儘可能遠離機艙和鍋爐艙,以減少熱壁的滲入。考慮到不同類別的食品具有各自不同的最佳冷藏溫度和最佳空氣相對濕度,而某些散發腥味的食品又必須與其它食品隔開,故對不同的食品就分庫貯藏一般續航力較大的大、中型海船大多分設魚、肉、蔬菜、糧食、飲料等五個庫,即使在續航力較小的海船上,至少也要設高溫庫庫溫高於0℃和低溫庫庫溫低於0℃。通常,在一伙食冷庫的總庫門與各分庫門之間都設有走廊,稱為緩衝間。有的緩衝間容積較大,並裝有冷卻盤管。這種綏沖間也可兼作乾貨庫使用。
蒸發溫度的調整
對於庫內空氣為自然對流的製冷設備,蒸發溫度與庫溫的溫差一般為10-15℃用泵強制使水或鹽水流動的製冷設備,溫差一般為5-10℃。蒸發溫度的調整是靠調整膨脹閥的開度實現的。開度增大,製冷劑流量增加,蒸發壓力和蒸發溫度升高反之,蒸發溫度降低。因此,運行中可以根據壓縮機吸氣壓力的變化來判斷膨脹閥的開度是否適中。
冷凝溫度的調節
一般情況下,水冷式冷凝溫度比進水溫度高5-9℃。規定冷凝溫度為,R22製冷裝置宜在40℃以下。因此,水作冷卻介質時,正常的冷凝壓力一般為R22,0.9-1.3MPa。冷凝溫度是與冷卻水溫和流量、裝置的熱負荷以及冷凝器傳熱的熱阻等有關的一個參數,應保持在允許的範圍內。忽略流阻損失,可把壓縮機的排汽壓力近似地視作冷凝壓力。
壓縮機停機和起動溫度的調整
壓縮機停機溫度是要求的庫溫下限,起動溫度是庫溫的上限。裝置運行前可先把溫度繼電器溫度指示值指針調至指示要求庫溫的下限,根據庫溫上下限差值大小,把幅差旋鈕轉至適當位置。裝置正常運行後,把控制箱的轉換開關置於“自控”位置,並在庫內裝一標準溫度計,核對壓縮機停機和起動時的庫溫是否符合要求。
區別
壓焓圖是我們研究製冷循環,了解製冷劑在循環中的熱力狀態及其變化規律的有力工具。為了便於研究,我們在實際循環的基礎上作以下假設,形成壓縮製冷循環的理論循環。
①壓縮機的壓縮過程不存在換熱和流阻等不可逆損失,即假設是等嫡過程。
②製冷劑在流過熱交換器和管路時沒有阻力損失,即認為是等壓過程。因此,冷凝壓力即等於排氣壓力,蒸發壓力即等於吸氣壓力,在製冷劑流動過程中冷凝溫度和蒸發溫度不變。
③製冷系統中除熱交換器外,與外界無任何熱交換。
④流過膨脹閥時未作功,又無熱交換,因此焙值相等。
實際製冷裝置中製冷劑進行的熱力循環並不是上述簡單循環,其間差別主要有如下幾個方面：
1）實際套用的任何一種壓縮機,吸入、壓縮和排出氣體的全部過程都不可能絕熱地進行,氣體和壓縮機不可避免的要發生熱量交換,實際循環的壓縮過程不是等嫡過程而是一個複雜的多變過程,嫡值是增加的。
2）實際製冷裝置中,製冷劑流過冷凝器,蒸發器及其它連線管路,必將因流阻損失而引起壓力降,所以實際循環的冷凝過程和蒸發過程都不是等壓過程。
3）節流過程膨脹閥有吸熱,怡值也略有增加。
重要意義
現代船舶自動化程度越來越高,作為維持船舶生存條件之一的船舶一伙食冷庫的作用也日益為人們所認識、重視。船用冷庫製冷系統大多採用“一機多庫”系統,即正常工作過程中,一台製冷壓縮機同時為幾個冷庫服務,而各庫的庫溫均不相同,高、低溫庫間的庫溫相差很大,相應蒸發溫度的設定也就相差很大,因而,有關溫度、壓力的設定就很為重要。
