船舶制冷幻灯片 section7

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①非限压式温包
充液量约占温包容积的70％～80 ％。各种温度范围内温包内皆保 存有自由液面。当采用同工质充 注时，在弹簧预紧力PS既定时，静 止过热度△t随蒸发温度tO下降而 增大。
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船舶制冷幻灯片
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§11—7制冷装置的自动化元件
①热力膨胀阀、 ②高压继电器、 ③低压继电器、 ④温度继电器、 ⑤油压差继电器、⑥电磁阀、 ⑦蒸发压力调节阀、⑧水量调节 阀等。
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一、热力膨胀阀 Thermostatic expansion valve
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电子膨胀阀和热力膨胀阀的特性比较
比较的项目 热力膨胀阀 电子膨胀阀
制冷剂与阀的选择
制冷剂流量调节范围
由感温包充注决定
较大
不限
大
流量调节机构
流量反馈控制的信号 调解对象 蒸发器过热度控制偏差 流量调节特征补偿 过热度调节的过渡过程 特征 允许负荷变动
阀开度
蒸发器出口过热度 蒸发器 较小，但蒸发温度低时 大 困难 较好 较大，但不适合能量调 节的系统
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4．热力膨胀阀的温包充注
①液体式：充注水银、甲醇、甘 油等； ②气体式：充注 1～3 MPa的氮气； ③部分充液式：非限压和限压式； ④气体吸附式。
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（l）部分充液式温包
充以一部分低沸点液体，自由液 面始终保持在温包内。温包内的 压力与自由液面处液体温度是饱 和压力与饱和温度的关系（非线 性关系）。充注的介质可以和制 冷工质是同工质也可以是异工质； 根据充注量多少，又分非限压式 和限压式两种。
为了避免静止过热度变化太大， 膨胀阀常作成不同型号，以适应 不同蒸发温度范围。通常，空调 用（-10〜＋10℃），一般冷藏用 （-18〜＋2℃），低温冷藏用（40〜-18℃）等。另外，采用异工 质充注，以达到适用蒸发温度广。
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图11－44 充注工质不同对静止过热度的影响
阀开度
蒸发器出口过热度 蒸发器 很小 可以 优 很大，也适合能量调节 的系统
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分析：关闭过热度不宜大也不宜小？
1）阀关闭严密，关闭过热度应； 2）防止起动时发生液击，关闭过 热度应 ； 3）充分利用蒸发器的换热面积， 关闭过热度应 ；
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2．外平衡 式热力膨胀 阀的结构和 工作原理
(1)结构
图11－42
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选择膨胀阀型号方法
①了解适用的冷剂和蒸发温度范 围； ②根据其所相连的蒸发器选定容 量大小，并确定用内平衡还是外 平衡式；
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③考虑标准毛细管长度（1.5m或 3m）够用否，必要时可要求厂方 加长； ④有的膨胀阀进、出接口有直角 式和直通式之分，可按需要选用 。
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②一般只在压缩机吸口有温度计 和压力表，这时可用吸气过热度 来推断蒸发器出口过热度是否合 适。 多库并用一台压缩机时，最好依 次使各库单独工作来鉴定。
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③如果吸气管上没有温度计，便 只能按管壁结露、霜的情况来粗 略估计过热温度。
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②限压式温包
充注量较少，温包内的液体在选 定的最高温度时能够全部气化。
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工作温度范围内，具有与非限压式同 样的过热度控制特性； 当温度超过由充注量所确定的温度tmop 时，其中的液体全部气化并过热，压 力一温度曲线变得平坦（近似不变）， 故可用来限制蒸发器的最大工作压力 (Maximum operating pressure)，这种阀 叫作MOP阀。（图11-45）
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3．热力膨胀阀的容量和选配
1）热力膨胀阀的容量Q：阀在额 定开度时流过的制冷剂完全气化 时的吸热量。 （该参数是选配阀的依据）
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Q=G· qo=C· A· （2ρ△p）1/2· qo
G-通过膨胀阀的制冷剂流量 kg/s ; qo-蒸发器中制冷剂的焓值增量 KJ/Kg ; A-阀的流通截面积 m2 ; △p-阀前后的压力差 Pa ; ρ-阀入口处制冷剂的密度Kg/m3 ; C-流量系数，R12为0.75～0.85； R22为0.7； R717为0.5～0.6 。
（2）气体吸附式温包
在这种温包中充入是固体吸附剂 和能被吸附的气体。 吸附剂对气体的吸附能力随温度 变化： 温度吸附能力温包内压力； 温度吸附能力压力
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限制最高蒸 发压力， 不受阀和毛 细管是否低 温的影响； 静止过热度 随蒸发温度 t0变化，故 需分档；
特点：
可实现PID调节，过热度变化量几近于 零，信号传送快，调节反应迅速，所 需的最小稳定过热度，2℃甚至更低， 蒸发器的利用率。阀本身有很好的 线性流量特性，适用范围很宽。如用 微机控制，采用反馈调节或前馈加反 馈复合调节，可以与压缩机变频能量 调节配合使用，即使负荷变动大而频 繁，也能获得很好的调节品质。
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6．热力膨胀阀的调试
一般认为膨胀阀以调到蒸发器出 口工作过热度为3～6℃为宜。当 装臵有回热器时，最小稳定过热 度可稍减小。
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蒸发器出口过热度的判断：
①当蒸发器出口装有温度表和压 力表时，温度读数与蒸发压力所 对应饱和温度之差即为出口过热 度。
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非限压式温包的热力膨胀阀的缺点：
P1
A、停机后，过热度为0，关闭力小， 需装电磁阀起截止作用。 Ps B、压缩机开机时，P0，但P1不会立 即，阀开度，过热度，甚至可能 带液。且电机负载，容易过载。 C、温包内充液量较多，热惯性，反 应滞后。 D、若温包暴露在高温处，会使热力头 中的压力过高。
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5. 安装热力膨胀阀时，应注意 的问题
1）阀应尽量靠近蒸发器； 2）限压式温包，阀和毛细管所处 环境温度应比温包处高，且与温 包相接处，毛细管应向上； 3）温包应放在靠近蒸发器出口的 水平管段；
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4）温包与管壁接触应良好； 5）外平衡式热力膨胀阀，平衡管 连接点应设在温包之后。
粗略估计过热温度方法：
伙食冷库和低温冷藏舱制冷装臵装有 回热器时，吸气管应有发凉的感觉而 一般常应结露；无气液换热器时，吸 气管应有冰冷粘乎感觉或均匀地结有 薄霜。低温库蒸发器表面应全面结有 均匀薄霜。高温库蒸发器和空调制冷 装臵吸气管通常应发凉并结露。
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7. 调试热力膨胀阀时应注意的问 题
时间
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2）并不能保持蒸发器出口过热度 恒定不变，而只能使之不低于关 闭过热度； 3）感温包与制冷剂同介质时，控 制的过热度将随蒸发温度而变化。
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选用内平衡式或外平衡式热力 膨胀阀的原则：
①如果冷剂在蒸发盘管中的流动 压力损失较大，则可以采用外平 衡式结构； ②同样大小的蒸发器用于高温库 时可选用内平衡式膨胀阀，而用 于低温库则可能需选用外平衡式。
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膨胀阀容量选得过小产生后果 即使阀全开也供液不足，蒸发器 的能力不能充分发挥，会使蒸发 压力，制冷量，吸气过热度。
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膨胀阀容量选得过大产生后果 阀工作时开度过小，不仅冲蚀严 重，而且阀的工作不稳定。膨胀 阀工作时的开度以不小于额定开 度的一半为宜，其容量应比蒸发 器制冷量稍大，而最大不超过后 者的二倍。
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当蒸发器制冷量变动范围太大时， 可并联容量不同的两个膨胀阀， 切换或并联使用。
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船用制冷装臵冷却水温度变化很 大。在寒冷水域冷凝压力可能会 过低，膨胀阀开足后流量也不够， 容量可能会低到不能满足蒸发器 需要，这时应减少冷却水量，以 免PK过低。
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P1
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A.可以防止电机起动 过载。 B.阀关闭较严。 C.高温时能保护阀头 内的弹性元件免受高 压（除霜）。 D.热惯性较小。 E.温包的温度在热力 头组件中应处最低。 F.应根据不同的用途 （根据蒸发温度范围） 选用合适的型号。
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③名义工况：
我国规定对制冷用R12、R22热力 膨胀阀的名义工况是：t0=5℃， tK=40℃，阀进口制冷剂液体温度 为38℃，通过阀的压降R12为 0.41MPa，R22为0.69MPa。
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2）膨胀阀的选配
根据蒸发器设计的蒸发温度、制 冷量以及使用时冷凝温度的下限 按管路条件计算出膨胀阀前后的 压差，再根据阀的容量表，使所 选用的容量稍大于蒸发器制冷量 即可。