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1、 船 舶 制 冷 装 置第一节 概 述1制冷的定义:用人工的方法从被冷对象中移出热量，以使其温度降低并保持在环 境温度下。第一节 概 述2制冷技术在船舶上的应用 ：1）食品冷藏2）冷藏运输3）空气调节4）专门用途第一节 概 述3关于食品冷藏 1）食品的变质的原理 微生物繁殖 食品自身的呼吸作用 气温愈高对其影响愈严重第一节 概 述2）食品的保存方法 低温保存抑制微生物繁殖，并抑制水果、蔬菜的呼吸，延缓其成熟，同 时又不致破坏食品原有的品质和营 养。第一节 概 述3）食品的冷藏条件 温、湿度条件温度条件低温库：18201012高温库：05 个别可到15第一节 概 述湿度条件：高温库：85%90%
2、 低温库：90% 95%分析：温度高，湿度再大，则食品易变质腐烂湿度太低则干缩增加影响干缩的因素f（库温，库内相对湿度，食品性质、外形、包装形式，库内气流速度，进入库内的空气量)第一节 概 述 3）食品的冷藏条件 CO2和O2的浓度气调贮藏的定义：适当提高CO2的浓度和降低O2的浓度以抑制菜、果的呼吸，延长其成 熟期的一种贮藏方法。第一节 概 述 3）食品的冷藏条件 CO2和O2的浓度浓度范围合适的CO2浓度控制在容积百分比2%-8%之间（大气中的含量约为0.4%）合适的O2浓度控制在容积百分比2%- 5%之间第一节 概 述 3）食品的冷藏条件 CO2和O2的浓度换气次数新鲜空气进库风量与冷库
3、容积之比对果蔬类冷藏舱或冷藏箱以24次/每昼夜为宜 第一节 概 述 3）食品的冷藏条件 臭氧的浓度作用：强氧化能力，杀菌，除臭，抑制水果呼吸、防止成熟过快。臭氧的产生臭氧发生器，两个电极间高压放电 第一节 概 述 3）食品的冷藏条件 臭氧的浓度注意点：）会使奶制品和油脂类食品氧化）目前多用于菜库）浓度超过2mg/m3 （1.5106， 1.5ppm）对人有刺激，进入冷库前1-2小 时，应停止臭氧发生器工作。第二节 蒸气压缩式制冷装置的工作原理 1几个热工概念： 1）饱和温度与饱和压力 2）蒸发与沸腾 3）汽化潜热 4）湿蒸汽与干度 5）过冷度与过热度2压焓图及其应用二线、三区、五态及五种等值线
4、3几点假设： 第二节 蒸气压缩式制冷装置的工作原理 4基本部件及其功用膨胀阀蒸发器压缩机冷凝器第二节 蒸气压缩式制冷装置的工作原理 5理论循环过程 1） 等熵压缩过程： 相态：过热蒸气 p,t变化： p，t2） 等压放热过程 相态：过热蒸汽过冷液体 p,t变化： p不变，t3） 绝热降压过程 相态： 过冷液体湿蒸汽 p,t变化：p，t4） 等压吸热过程相态：湿蒸汽过热蒸汽 p,t变化：p不变，t 理论循环的热力计算 1）单位制冷量q0 q0 = h1-h4 kJ/kg 2）单位容积制冷量qv qv = q0 / v1 kJ/m3 3）单位理论功w0 w0 = h2h1 kJ/kg 4）理论制冷
5、系数 = q0 / w0= h1-h4 / h2-h1 5）单位排热量qk qk = h2-h3 =wi + q0 kJ/kg 6）质量流量G G =VT/ v1 kg/h 7）容积流量Vs：Vs = G v1 = Q0 v1 / q0= Q0/ qv 8）理论功率Pe=Gw0=w0VT/v1=VT wv kW 10）轴功率P P = Pe /（=im） 11）性能系数 COP= Q0 / P = q0 / w0 = 第二节 蒸气压缩式制冷装置的工作原理 1工况参数对工作的影响 1）压缩制冷工况指制冷循环的温度条件： 2）制冷量Q0及轴功率PekWkW第二节 蒸气压缩式制冷装置的工作原理 3）
6、其他条件不变，tk 变化：tkqowo故 Qo ，Pe COP第二节 蒸气压缩式制冷装置的工作原理 4）其他条件不变， to 变化：toqowo故因v1，故GQoP的变化：当pk/po=3时(实际工况3) ，P为最大，第二节 蒸气压缩式制冷装置的工作原理 5）其他条件不变，供液过冷度的影响 ：过冷度qoQowo不变v1不变P不变故 COP 第二节 蒸气压缩式制冷装置的工作原理 5）其他条件不变，供液过冷度的影响 ：过冷的必要性：防止冷剂因供液管流阻及管路上行 导致的压降而产生闪气。过冷度的数值：3-5第二节 蒸气压缩式制冷装置的工作原理 6）其他条件不变，吸气过热度的影响 ： 过热度qo但v1
7、使Gwo Qo对R22的影响不大对R717 故P(woG)对的影响取同样决于冷剂性质第二节 蒸气压缩式制冷装置的工作原理 6）其他条件不变，吸气过热度的影响： 有害过热：压缩机的吸气的过热过程是在冷剂离开蒸 发器后在吸气管中吸取热量而造成，故qo未 提高，而Qo 等均有下降 过热度的数值防液击 过大：排温-滑油温度 蒸发器出口利用率 过小：不能确保干压 氨： 压缩机吸口不超过5-8 氟利昂：蒸发器出口 3-6第二节 蒸气压缩式制冷装置的工作原理 2回热循环1）定义2）平衡关系h4-h4=h1-h1 c(t4-t4)= c”(t1-t1)第二节 蒸气压缩式制冷装置的工作原理 2回热循环3）采用回
8、热循环的效果对制冷量、轴功率和制冷系数的影响 与制冷剂性质有关R404A采用可提高吸气温度减 少有害过热，防止吸入管结露R22一般也采用防闪气和减小 有害过热R717不采用3采用蒸发式过冷器的过冷循环 循环分析主循环: 12341 主流量Gm流经蒸发器制冷 过冷循环:12341 少量冷剂Gn经小型节流 器节流降压后进过冷器3采用蒸发式过冷器的过冷循环 3）热平衡关系装置制冷量为Q0，GmQ0/（h1h4）GQ0/（h1h4 ）3采用蒸发式过冷器的过冷循环结论采用蒸发式过冷器，单 位制冷量、单位压缩功、制冷系数均未变 ?性能曲线通过t0和tk，求得Q0和Pe。 5制冷压缩机的工况1）名义工况定义
9、：以公认的温度条件制定出的工况称名义工况，用以确定制冷量和轴 功率，作为比较和选用的标准。5制冷压缩机的工况1）名义工况标准a. 三种名义工况 b. 标准工况与空调工况 5制冷压缩机的工况2）最大压差工况考核零部件强度，排气温度，油温，电机绕组温度。3）最大功率工况考核压缩机噪音，振动，并选配 电动机。压缩机设计使用范围第三节 船用制冷剂及冷冻机油制冷剂的定义在制冷系统中不断产生相态变化，同时传递热量的物质。 制冷剂的种类及命名方法1）无机化合物类 命名：R72）卤代烃 命名：R R3）共沸溶液 命名：R500起编排 由两种或以上特定的制冷剂按一定比 例混合而成 4）非共沸溶液 命名：R400
10、起编排 同上 但不存在共沸点近共沸溶液 5) 碳氢化合物氟利昂的种类）CFC类：不含氢氟利昂（氯氟烃）如R12，ODP值高 1996年起禁用）HCFC类：含氢氟利昂（氢化氯氟烃）如R22 ODP值较低 限用）HFC类：无氯（氢氟烃）氟利昂 如R134a，ODP0，未限制3）共沸溶液 既定压力下，发生相变时对应的温度不变，且 比其组分的沸点低 在一定的蒸发温度下，共沸制冷剂的单位容积 制冷量比组成它的单一制冷剂的容积制冷量要大 相变过程中,蒸汽与溶液的成份始终保持不变 共沸制冷剂的化学稳定性较组成它的单一制冷 剂好 在全封闭和半封闭压缩机中，采用共沸制冷剂 可使电动机得到更好的冷却，电动机绕组温
11、升减 小3）非共沸溶液泡点温度、露点温度及温度飘移3）非共沸溶液 在两相区定压下蒸发或凝结时， 气相和液以达到节能的目的相的成分 不同，温度也在不断变化。 特别适用于变温热源的温差匹配 场合，以达到节能的目的 缺陷：当制冷装置中发生制冷剂 泄漏时，剩余在系统内的混合物的浓 度就会改变。 3）近共沸溶液 定义：泡点温度与露点温度很接近的非共沸混合制 冷剂，温度漂移1 特点：在定压相变过程中，其气、液相中各组分 的质量分数相近，多次漏泄和补充冷剂，其 性能基本不变。3. 常用制冷剂的热力性质1）标准大气压沸点应低些 2）常用冷凝压力与压力比应低些 3）汽化潜热、单位容积制冷量应大些 4）等熵压缩的
12、排气应低些 5）热导率应大些 6）粘度应低些 7）临界温度应适当高几种常用制冷剂性能比较 5船用冷冻机油1）冷冻机油的作用 润滑 密封 冷却 控制卸载和容量调节机构冷冻机油的性能要求 倾点应低于最低蒸发温度 闪点应比最高排气温度高 1530 适当的粘度 含水量要低 化学稳定性和相容性要好 电绝缘性要好冷冻机油的品种 一等品 LDRA/A、LDRA/B 优等品 LDRB/A、LDRB/B 每类又按40的运动粘度等级分为 59个等级，与国际标准ISO接轨。 POE多元醇酯（脂类滑油）PAG聚烯烃乙二醇（聚二醇类）这类滑油价格高且易吸湿需密封保存， 并避免与皮肤接触第四节 制冷压缩机 一卸载与容量调
13、节机构1问题的提出： 1）起动功率大，对电网冲击。 2）压缩机制冷量总以最大负荷计，则小负 荷时无法作相应变化2容量调节的目的：1）根据负荷变化调节制冷量 2）可实现轻载启动常用的容量调节方法1）吸气节流法:改变了供给系数,不经济.2）变速调节法:经济性最好,但变频电机或 变频调速器价格较高；低速下润滑会变差.3）排气回流法:会使吸温度和排气温度升 高,经济性差;低负荷时回油困难.4）吸气截断法:经济性好,为目前活塞式普 遍采用的方法.5）吸气回流法:指令信号与操作（执行）力1）指令信号吸气压力好处：测取方便，反映迅速2）操作力 电磁启阀式 气动启阀式 油压启阀式 指令信号与操作（执行）力 电
14、磁启阀式因操作力相对较小，大、中型 装置较少采用 气动启阀式（1） 气动启阀式（2） 油 压 启 阀 式 压缩机容量调节的性能曲线 螺杆式制冷压缩机 1基本结构 1）转子： 阳转子 阴转子 齿数多为46 5：6 57 2）吸、排气口轴向吸气口径向吸气口轴向排气口径向排气口3）能量调节阀 螺杆式制冷压缩机 工作原理 1）基元容积：两转子的每一对相通 的齿槽和与转子贴合的 缸壁园柱面及两头端盖 之间形成的容积。其容积和位置随转子 转动而变化。2）工作过程： 吸气过程 压缩过程 排气过程容量调节 1）滑阀容量调节机构容量调节 1）滑阀容量调节机构 利用电磁阀控制压缩机滑油系统压力油进、出油压活塞4两侧方向，即可改变滑阀的 轴向位置 若滑阀向排气口方向左移，打开回气口，则基元容积刚开始减小时其中气体从回气 口回流，则开始压缩的位置后移，螺杆的有 效工作长度减短，输气量减少容量调节 1）滑阀容量调节机构气缸在回气口前长度一般约为转子全长的20 ，故滑阀刚开启回气口时输气量理论上陡降为80 ；实际上回气口开启不多时，输气量因回气节流（有阻力）是从100起连续降低，只是一开始下降梯度很大，然后再随滑阀后移按比例下降。 容量调节 1）滑阀容量调节机构 该机构设有限位开关，能防止滑 阀回气口开得太大引起排气倒流。 根据控制滑阀的方
