4.2.2 制冷装置辅助设备课件讲解

第四章船舶制冷装置4.2.2制冷装置辅助设备主讲：夏霖8435759武汉船舶职业技术学院8435759CONTENTS制冷装置辅助设备0101制冷装置辅助设备843575901制冷装置辅助设备冷凝器蒸发器滑油分离器储液器干燥器回热器制冷装置辅助设备：01制冷装置辅助设备1．冷凝器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01制冷装置辅助设备1．冷凝器水冷式冷凝器

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。原理：冷却水从一端端盖下部进入，按顺序流过每个管组，最后从同一端盖上上部流出过程中，要往返4～10个回程。这样做既可以提高管内冷却水的流速，从而提高传热系数，又使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。01制冷装置辅助设备1．冷凝器水冷式冷凝器船用制冷冷凝器几乎都采用卧式壳管式，为了防腐，其端盖内都装有防蚀锌棒，或表面涂以防蚀涂层。冷凝器的附件有：安全阀：能在冷凝器内压力过高时开启，将冷剂泄往舷外，冷凝器（储液器）安全阀开启压力应不超过规定的压缩机设计压力。放空气阀：装在壳体最高处，用来泄放制冷系统中的不凝性气体。水室放气旋塞——装在两端端盖的最高处，用来泄放水侧的空气，防止形成气囊，妨碍传热。水室泄水旋塞——装在两端盖的最低处，用以在检修或冬季停用时放空存水，防止冻结。此外，当将冷凝器的下部空间兼作贮液器时，还设有液位计或液位镜。01制冷装置辅助设备1．冷凝器水冷式冷凝器冷凝器应与压缩机配套，其排热能力应与其热负荷相称。冷凝器的排热量Q’k可用下式表示：式中：a——导热系数，

tk——冷凝温度，

tw1——冷却水进口温度。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。Q’Ktktw1Q’K1Q’K2t’w1Q’K3actk1t0t0101制冷装置辅助设备1．冷凝器空气冷却式冷凝器

空气冷却式冷凝器是以空气作为冷却介质，靠空气的温升带走冷凝热量的。这种冷凝器适用于极度缺水或无法供水的场合，常见于小型氟利昂制冷机组。根据空气流动方式不同，可分为自然对流式和强迫对流式两种。百叶窗式

线管式(a)自然对流式(b)风冷式百叶窗式

线管式(a)自然对流式(b)风冷式空气冷却式冷凝器01制冷装置辅助设备1．冷凝器蒸发式冷凝器蒸发式冷凝器的换热主要是靠冷却水在空气中蒸发吸收气化潜热而进行的。按空气流动方式可分为吸入式和压送式。原理：蒸发式冷凝器工作时，制冷剂蒸汽从上部进入蛇形管组，在管内凝结放热并从下部出液管流入贮液器。而冷却水由循环水泵送到喷水器，从蛇形盘管组的正上方向盘管组的表面喷淋，通过管壁吸收管内冷凝热量而蒸发。设在箱体侧面或顶部的风机强迫空气自下而上掠过盘管，促进水的蒸发并带走蒸发的水分。蒸发式冷凝器原理图01制冷装置辅助设备2．蒸发器

蒸发器也是一种换热设备，与冷凝器所不同的是蒸发器是吸热设备。在蒸发器中，由于低压液体制冷剂气化，从需要冷却的物体或空间吸热，从而使被冷却的物体或空间的温度降低，达到制冷的目的。因此，蒸发器是制冷装置中产生和输出冷量的设备。

根据被冷却介质的种类不同，蒸发器可分为两大类：(1)冷却液体载冷剂的蒸发器。(2)冷却空气的蒸发器。由管子和平板组成的板面式蒸发器01制冷装置辅助设备2．蒸发器冷却液体的蒸发器（干式壳管式蒸发器）冷却气体的蒸发器（绕片式蛇形蒸发盘管）蒸发器的性能：蒸发器单位时间的吸热能力称为蒸发器的制冷量，用Qo表示，它反映了装置的制冷能力。蒸发器的设计制冷量一般取冷库热负荷的1.1～1.2倍。01制冷装置辅助设备2．蒸发器

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。一般冷风机、蒸发盘管取5～10℃，冷却液体的蒸发器则氨取5℃，氟利昂取6～10℃。压缱机与燕发器的性能曲线01制冷装置辅助设备2．蒸发器运行中的蒸发器导致其性能降低的原因：1.冷剂供液不足：这时过热段延长，过热段传热系数要小得多，可视为A下降、结霜严重或风速降低等，这时蒸发器性能曲线由Z1变为Z2，工况点由1变为2，则相应的蒸发温度t02(蒸发压力p02)变低，制冷量Q02变小。2.设计时蒸发器面积太小或单机多库中部分库停用：也会有同样影响。3.使用中压缩机性能下降(包括选得太小或减缸运行等)：其性能曲线由C变为C’，则工况点1移至1’，则装置蒸发温度(蒸发压力)提高，但制冷量也会下降。正常工作时随库温由tr降为t’r蒸发器性能曲线和工况点左移，则蒸发温度(蒸发压力)和制冷量也会降低4.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。压缱机与燕发器的性能曲线

01制冷装置辅助设备2．蒸发器蒸发器（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。高温伙食库和冷藏舱、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，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℃。

01制冷装置辅助设备3．滑油分离器

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。

在蒸发表面上附有0.1mm油膜时，将使蒸发温度降低2.5℃，多耗电11～12％。所以必须在压缩机与冷凝器之间设置油分离器，以便将混合在制冷剂蒸汽中的润滑油分离出来。

01制冷装置辅助设备3．滑油分离器

01制冷装置辅助设备3．滑油分离器

制冷机组出现“奔油”是指冷冻机油和制冷剂在油分离器中不能正常分离，油随制冷剂进入制冷系统的一种故障。此故障不但使制冷效果降低，严重时使机组不能运行。

制冷机组出现“奔油”的主要原因有：

1、供液量过大；

2、油温、排温过低；

3、增载过快、过猛；

4、冷冻机油充注过量；

5、热负荷降低。解决办法：启动时发生“奔油”，可关吸入阀作多次瞬时起动，以使油中的氟利昂逐渐逸出。此外，还可在曲轴箱内设电加热器，以便在环境温度较低时于起动前将油预热至30℃左右，以防“奔油”。"奔油"01制冷装置辅助设备4．储液器

贮液器是用于贮存制冷剂液体的容器，通常安装在冷凝器下部，贮存来自冷凝器的液体制冷剂，以适应制冷剂在工况变动时，系统制冷剂循环量的调节，此外,制冷装置检修或长期停用时，可将系统中全部冷剂收存于贮液器中。

贮液器除液体进出口处还有液位指示器、压力表、放气阀、放油阀、安全阀及压力平衡接头等。为保证船舶发生事故时安全，船用贮液器设有制冷剂紧急泄放阀，以便在非常情况下将制冷剂排放到舷外去。在储液器与冷凝器的顶部，常设有平衡管。其功用是使贮液器与冷凝器的蒸汽空间相通，使二者压力平衡，便于冷剂流进贮液器。贮液器应有足够大的容积，保证系统中全部冷剂贮入后不超过其容积的80%。运行中，液位应位于1/3~1/2处。01制冷装置辅助设备5．干燥器

过滤干燥器位于供液总管上，其功用是滤除系统中的污染物，以防出现脏堵；去除系统中的水分，防止冰塞，滤网(100~120目)--般为细铜丝网，干燥剂常用硅胶与分子筛二种，利用吸附现象去除水份。硅胶采用掺染色剂的方法，使吸足水份的硅胶变色以便观察，颜色由染色剂种类而定，硅胶可再生后重复使用，再生温度为150"C左右，时间约需3~4h,硅胶在温度大于30°C时吸水性变差。分子筛是一种人工合成的晶体，在60°C以下有足够的吸水性，再生温度为500C。

为延长过滤干燥器的使用寿命与减少系统阻力损失，在系统中设有旁通阀，只有当系统充液时，充油后，拆检后或出现冰塞现象时才投入使用。空调系统虽不会“冰塞”，但为防腐蚀，也要对系统作干燥处理。01制冷装置辅助设备5．干燥器

过滤器和干燥器常组合在一起，构成干燥一过滤器，其结构如图所示。干燥剂的两端均装有滤网。为避免干燥剂颗粒在液体冷剂的冲击下互相磨擦而产生粉末被带出，填充干燥剂时应墩压结实。有些干燥器还装有弹簀使干燥剂处于压实状态。

干燥一过滤器的安装:应使液流方向与干燥一过滤器.上箭头的方向一致，以保证其出口端的毡垫阻止干燥剂的粉末进入系统充注或补充冷剂时，或系统发生“冰塞“时，可接入干燥器，运行一段时间未见“冰塞”发生，宜旁通干燥器或撤除干燥剂,以减小制冷剂的流阻，避免“闪气”，防止干燥剂粉末被气态冷剂冲入系统。

01制冷