船舶制冷裝置liby

1、第三篇 船舶制冷裝置和空氣調(diào)節(jié)裝置Chapter11 船舶制冷裝置111 概述一 船舶制冷裝置作用1、伙食冷藏魚、肉、奶等食品：因微生物活動(dòng)與繁殖，使有機(jī)物質(zhì)分解而腐爛。應(yīng)設(shè)法消滅或抑制其活動(dòng)與繁殖果蔬類：呼吸作用，因熟爛而變質(zhì)。應(yīng)設(shè)法延緩其生長成熟 2、船舶空調(diào)提供適宜的生活條件和工作環(huán)境3、冷藏運(yùn)輸冷藏船、冷藏集裝箱此外.漁船、海上作業(yè)船、軍艦等為滿足生活、生產(chǎn)和特殊需要均設(shè)有制冷裝置二、食品的冷藏條件 1 、溫度低溫一般不能殺滅微生物，但可 抑制微生物的活動(dòng)，抑制果蔬的呼吸，延遲果蔬成熟低溫庫（肉、魚庫）：18 OC 20 OC ，微生物繁殖基本停止高溫庫（菜庫、乳品庫）：0 OC 5

2、OC緩慢凍結(jié)和快速凍結(jié) 2、濕度濕度小，食品干縮；濕度大，冷藏食品微生物繁殖快。但對冷凍食品影響不大高溫庫8590%，低溫庫9095% 3、CO2和O2濃度適當(dāng)增加CO2的含量，減小O2的含量（氣調(diào)儲存）增加 % 減少 %菜、果庫每天換氣24次，（換氣一個(gè)艙容為一次），通風(fēng)機(jī)使空氣濃度均勻冷凍貨應(yīng)少換或不換氣4、臭氧濃度作用殺菌、消毒（O3O2+O）、除臭（魚類）、抑制呼吸。由臭氧發(fā)生器制造，風(fēng)機(jī)使空氣經(jīng)發(fā)生器循環(huán)不宜用于奶制品和油脂品以及綠葉菜， 超過2mg/m3刺激人呼吸道粘膜并使人頭疼，進(jìn)庫前12小時(shí)，停止其工作，開庫通風(fēng)。三 制冷方法自然制冷機(jī)械制冷 氣體膨脹制冷：用于飛機(jī)空調(diào)和氣體的

3、低溫液化 半導(dǎo)體制冷：多用于潛艇、醫(yī)療器械和小型空調(diào) 蒸發(fā)制冷：最普遍，利用液體蒸發(fā)汽化時(shí)吸收氣化潛熱的原理蒸氣壓縮式制冷吸收式制冷 蒸汽噴射式制冷壓縮式制冷基本原理圖1、蒸氣壓縮式制冷制冷“四大件” 壓縮機(jī)冷凝器膨脹閥蒸發(fā)器壓縮機(jī)：抽吸蒸發(fā)器產(chǎn)生的冷劑氣體并將其壓送到冷凝器中冷凝器：使送來的冷劑氣體降溫并冷凝膨脹閥：控制冷劑的流量，并使流過的冷劑節(jié)流降壓蒸發(fā)器：使流經(jīng)其中的冷劑吸熱氣化2、吸收式制冷與壓縮式制冷區(qū)別：吸收劑吸收低壓冷劑泵送至高壓發(fā)送器加熱：高壓冷劑析出冷凝器；吸收劑節(jié)流降壓吸收冷劑。工質(zhì)對：a、氨水溶液：氨為冷劑，水為吸收劑。用于低溫系統(tǒng)b、溴化鋰水溶液：水為冷劑，溴化鋰為吸

4、收劑。用于空調(diào)系統(tǒng)特點(diǎn)：a、廢熱利用b、不需壓縮機(jī)，無噪音和振動(dòng)c、水作冷劑時(shí)無污染、爆炸危險(xiǎn)d、冷卻水消耗量大e、使用壽命短蒸汽噴射式制冷原理：水在高真空下汽化吸熱，即可獲得00C以上低溫特點(diǎn)：設(shè)備簡單，占地少，制造管理容易水作冷劑，對人無害，氣化潛熱大高真空下工作，只能取得00C以上低溫蒸汽消耗量大，經(jīng)濟(jì)性差適用場合：空調(diào)，有廢熱可利用的場合112 蒸汽壓縮式制冷裝置的工作原理一、單級蒸汽壓縮式制冷循環(huán)冷劑分類：標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)t000C，高溫冷劑。H2O700Ct000C中溫冷劑。NH3、R22、R12t0700C低溫冷劑1、理論循環(huán)假設(shè)：等熵壓縮（壓縮過程）等壓冷凝，冷凝壓力=排氣壓力；等壓蒸

5、發(fā)，蒸發(fā)壓力=吸氣壓力等焓膨脹12：等熵壓縮。壓力由P0PK23：冷劑在冷凝器內(nèi)等壓冷卻、冷凝、過冷過程34：冷劑等焓通過膨脹閥節(jié)流41：冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)等壓氣化和過熱過程點(diǎn)1：冷劑離開蒸發(fā)器及進(jìn)入壓縮機(jī)時(shí)的狀態(tài)，為過熱蒸氣點(diǎn)2：冷劑出壓縮機(jī)和進(jìn)冷凝器時(shí)的狀態(tài)，過熱蒸氣點(diǎn)3：冷劑離開冷凝器時(shí)的狀態(tài)，過冷液體點(diǎn)4：冷劑出膨脹閥時(shí)的狀態(tài)，氣液混合2、實(shí)際循環(huán)及熱力計(jì)算1）實(shí)際循環(huán)：壓縮過程為熵值增加的過程節(jié)流過程有吸熱，焓值略有增加冷劑在管道、熱交換器和壓縮機(jī)中流動(dòng)時(shí)有阻力損失和熱交換2）熱力計(jì)算焓：表明單位質(zhì)量工質(zhì)本身含能量多少的狀態(tài)參數(shù)，包括壓力能和內(nèi)能。單位：kJ/kga、制冷量：冷劑通過壓縮

6、機(jī)的質(zhì)量流量 G=VT/1VT：壓縮機(jī)理論排氣量（活塞行程容積），m3/s ：壓縮機(jī)輸氣系數(shù)1 ：壓縮機(jī)吸入口冷劑氣體的比容，m3/kg單位制冷量q0：每千克冷劑吸熱量q0 =h1h5 kJ/kg單位容積制冷量qv ：壓縮機(jī)每吸入1m3冷劑的制冷量qv = q0 / 1 kJ/ m3b、制冷壓縮機(jī)的功率等熵壓縮單位理論功w0：每壓縮1kg冷劑所需理論功w0 =h2h1 kJ/kg壓縮機(jī)理論功率PT：PT =G w0= w0 VT/1= VT wv kw壓縮機(jī)指示功率Pi：Pi =G wi = G w0 /i= PT / ii ：指示效率（考慮壓縮機(jī)非等熵壓縮的能量損失），一般0、8左右壓縮機(jī)軸

7、功率P：P= PT / = Pi /m= PT /（ im ）c、制冷系數(shù)理論制冷系數(shù) = q0 / w0 = h1h5 / h2h1 單位軸功率制冷量Ke：相當(dāng)于實(shí)際制冷系數(shù)Ke= Q0 /P= q0/ w0=對于開啟式壓縮機(jī)：R12： Ke =3.14R22： Ke =3.44.3蒸發(fā)溫度高時(shí)Ke較大d、冷凝器熱負(fù)荷單位排熱量qk：1kg冷劑在制冷循環(huán)中放出的熱量qk =h2h5=（ h1h5 ）+（ h2h1 ）= q0 + wi kJ/kg冷凝器熱負(fù)荷Qk ：冷凝器單位時(shí)間內(nèi)必須排走的熱量Qk =G qk = Q0 + Pi kw一般約為制冷量的1.21.3倍單級制冷壓縮機(jī)的工況與特性

8、工況主要指冷凝溫度、蒸發(fā)溫度、過冷度、吸氣過熱度。1、工況參數(shù)對制冷工作的影響1）冷凝 溫度變化：tkq0，（因pk/p0），v1不變Q0（ =q0VT/1）w0GP（= G w0 / ）（ =q0/w0 ）故冷凝 壓力 低一些好，但過低使膨脹閥前后壓差低，會使系統(tǒng)中的冷劑流量減小2）蒸發(fā)溫度t0變化t0 q0 ， v1 Q0pk/p0 3左右時(shí)，G w0 P（ =q0/w0 ）反之、蒸發(fā)溫度增加，可增加制冷系數(shù)。為了加快冷庫降溫速度可采用增加蒸發(fā)溫度方法。 故蒸發(fā)壓力 高一些好，但過高使蒸發(fā)器換熱溫差小，換熱差3）過冷循環(huán)過冷度：冷凝溫度與過冷溫度之差目的：減小閥后蒸汽量，增加制冷系數(shù)結(jié)果：

9、過冷度 Q0 P不變 （ =q0/w0不變 ） 結(jié)論；過冷對制冷有利過熱循環(huán)1、過熱度：過熱溫度與蒸發(fā)溫度之差2、目的：防止液擊，增加制冷量3、過熱對制冷量影響有害過熱：冷庫外吸熱制冷量不變有效過熱：冷庫內(nèi)吸熱制冷量增加過熱度R12：G Q0 G w0P w0 R22：=G Q0 不變 G w0P 稍 NH3 G Q0 G w0P w0 2、回?zé)嵫h(huán)1）在回?zé)崞髦校蜏乩鋭怏w冷卻常溫液體。使液體過冷度增加，氣體過熱度增加。2）裝置采用回?zé)崞?，使Q0 ， ；裝置采用回?zé)崞鲗0、 影響不大，為防止液擊及閃氣，也設(shè)回?zé)崞鳎?裝置不宜采用3）回?zé)嵫h(huán)一可增加制冷量，二適當(dāng)?shù)倪^熱防止液擊制冷壓縮機(jī)的

10、性能曲線3、制冷壓縮機(jī)的工況標(biāo)準(zhǔn)工況（低溫工況）：t0=150C，tk=300C空調(diào)工況（高溫工況）：t0=50C，tk=400C最大壓差工況最大軸功率工況113 制冷劑、載冷劑和冷凍機(jī)油一、制冷劑1、制冷劑的種類和編號無機(jī)化合物 R7 如NH3編號為R717FreonCFC 不含H的氟氯烴 如R12 二氟二氯甲烷 CCl2F2ODP、GMP大 1996年禁用，發(fā)展中國家延遲10年。HCFC 含H的氟氯烴 如R22 二氟一氯甲烷 CHClF2 2040年全面禁用，工業(yè)國家2020年禁用。HFC 含H無CI的氟化烴 如R134a 四氟乙烷 CH2FCF3 ODP為0，GMP小，目前R12的主要替

11、代品碳?xì)浠衔铮N類）烷烴類：與Freon相同。CH4（R50）烯烴類：R后加1，其余同烷烴。C2H4（R1150）共沸制冷劑 R5由兩種或以上特定的冷劑按一定比例混合而成 R502（R22/R115）非共沸制冷劑 R4由兩種或以上特定的冷劑按一定比例混合而成，但不存在共沸點(diǎn)制冷劑的要求；安全最重要1 臨界溫度高2 正常蒸發(fā)溫度低(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓沸點(diǎn))3 氣化潛熱大、耗功少4 常用蒸發(fā)壓力大于1個(gè)大氣壓5 排氣溫度低6 冷凝壓力低7 粘度小8 放熱系數(shù)大9 化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性好10 不易燃爆，對人體、食品無害11 價(jià)格低廉2、常用冷劑及其性質(zhì)1）R22無毒，不燃，不爆，熱穩(wěn)定性好，比空氣重。單獨(dú)

12、存放達(dá)5000C仍穩(wěn)定，遇明火（8000C以上）產(chǎn)生有毒光氣微溶于水，且氣態(tài)溶水性小于液態(tài)條件性溶油。高于80C與油互溶，低于80C溶油能力下降對天然橡膠有侵蝕作用（采用丁基橡膠或氯丁橡膠）含水時(shí)腐蝕鎂及含鎂超過2%的合金，含水較多時(shí)緩慢腐蝕鐵滲漏性強(qiáng)，且無色無味。鹵素?zé)魴z漏電絕緣性較差2）R12與R22相似之處：無色、無味、不燃、不爆、化學(xué)穩(wěn)定性好。但遇明火或溫度達(dá)4000C以上時(shí)產(chǎn)生有毒光氣。腐蝕鎂及含鎂超過2%的合金，對天然橡膠有侵蝕作用（采用丁晴橡膠或氯丁橡膠）與R22差別：溶水性更差。氣態(tài)溶水性大于液態(tài)（多數(shù)Freon）。限制含水量的首要目的防“冰塞”在使用溫度范圍內(nèi)與滑油互溶電絕緣

13、性比R22好液態(tài)時(shí)密度和粘度比R22大，比NH3更大，在管路中流阻較大放熱系數(shù)比R22小，比NH3更小，換熱器尺寸較大3）R134a同樣t0和tk下，排氣壓力R12，吸氣壓力R12，但排溫不高，不需水冷與目前常用的滑油不相容。適用的有POE等脂類油或PAG（聚稀烴已二醇）。POE易吸濕，應(yīng)注意防潮分子直徑小，應(yīng)采用合成泡沸石作干燥劑對天然橡膠和某些合成橡膠（如丁晴橡膠）浸潤膨脹性強(qiáng)，宜采用氫化丁晴橡膠和氯化橡膠不含CI元素，電子檢漏儀檢漏，靈敏度低與脂類油的混合物僅對鋅有輕微的化學(xué)反應(yīng)4）R717有毒、刺激性臭味，與空氣混合可燃、可爆，與食品接觸品味變差與水大量互溶，不會冰塞微溶于油純NH3不

14、腐蝕鐵，但含水時(shí)腐蝕鋅、銅及銅合金（磷青銅除外）氨水呈堿性，可使酚酞試紙變紅色放熱系數(shù)比Freon大，密度、粘度比Freon小單位容積制冷量比R12大60%左右，價(jià)格便宜不破壞臭氧層，無溫室效應(yīng) NH3 R12 R22 R134a 毒性 有毒，刺激性氣味 無毒、無味，明火、以上高溫生成劇毒的光氣 無毒、無味 熱穩(wěn)定性 易燃爆 穩(wěn)定 穩(wěn)定 穩(wěn)定 溶水性 易溶水： 溶水性差，溶水能力隨溫度的升高而降低易在膨脹閥處產(chǎn)生冰塞 溶水性比強(qiáng)，多也產(chǎn)生冰塞 溶水呈 堿性 ， 易 腐蝕鐵、銅 含水腐蝕鎂及鎂合金，多腐蝕鐵及天然橡膠和樹脂橡膠。故使用專用橡膠 含水腐蝕鎂及鎂合金，溶 水腐 蝕性 增強(qiáng),使用專用橡

15、膠 臭氧消耗潛能值0 全球變暖潛能值0.26 氫化丁腈橡膠、氯化橡膠。 溶油性 微溶， 不易 回收 ， 油膜阻礙傳熱 互溶，易回收，不易形成油膜，有利傳熱但是，油粘度降低，凝固點(diǎn)上升，易老化 條件性溶油以上互溶以下微溶，回收比困難 與普通潤滑油不溶，回油困 難， 脂類油，易吸濕 混合物對鋅有反應(yīng) 電絕緣性 差 好 不如 放熱系數(shù) 好 低，需大換熱面積 絕熱指數(shù) 小，可不用水冷卻 小，可不用水冷卻 滲漏性 酚酞試紙查 強(qiáng) 比更強(qiáng) 不能用鹵素檢漏燈 物理性質(zhì) 粘度、 密度 小， 流阻小 粘度、密度大，流阻大 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓沸點(diǎn) 33.4 二、載冷劑在間接制冷系統(tǒng)中用以傳遞冷量的中間介質(zhì)要求：比熱大導(dǎo)熱系數(shù)大粘度低凝固點(diǎn)與使用溫度相適應(yīng)腐蝕性小無毒、不燃、不爆化學(xué)穩(wěn)定性好價(jià)格低廉1 水理想載冷劑。但凝固點(diǎn)高，使用受限2 鹽水（NaCI、CaC