第十一章 船舶制冷装置(2)

第四节 制冷压缩机
一、制冷压缩机的种类与分类
1.种类 速度式(离心式) 活塞式 容积式 回转式
(单、双)螺杆式 滑片式 滚动转子式 漩涡式
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2.分类 按密封结构形式分：
开启式压缩机 半闭式压缩机 闭式压缩机 按工作的蒸发温度分：
高温制冷压缩机 (-10~0oC) 中温制冷压缩机 (-15~0oC) 低温制冷压缩机 (-40~-15oC) 注：1. 划分方法不统一；2. 单级。
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四、旋涡式制冷压缩机
1、工作原理
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船舶辅机第11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
2、总体结构
1-旋涡转子 5-电机 9-下壳体 2-旋涡定子 6-电机罩 10-排出端盖 3-曲轴 7-上壳体 11-吸入管 4-偏心轮 8-壳体 12-排出管
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3、特点 ➢相邻2个室的压差小，气体的泄露量少。 ➢转矩变化幅度小，震动小。 ➢没有余隙容积，故不存在引起输气系数的膨胀过程。 ➢无吸、排气阀，效率高，可靠性高，噪声低。 ➢由于采用气体支撑机构，故允许带液压缩。 ➢机壳内腔为排气室，减少了吸气预热，提高了压缩机的输气 系数。 ➢涡线体型线加工精度非常高，必须采用专用的精密加工设备。 ➢密封要求高，密封机构复杂。
单级级离心式制冷压缩机 18
中间级离心式制冷压缩机
1-叶轮；2-扩压器；3-弯道；4-回流 器；
3、特点
中间级离心式制冷压缩机
➢外形尺寸小、重量轻、占地面积小。
➢动能平衡特性好，震动小，基础要求简单。
➢磨损部件少，连续运行周期长，维修费用低，使用寿命长。
➢润滑剂与制冷剂基本上不接触，提高了传热性能。
➢制冷量 较低时，效率较低。
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第五节 冷凝器和蒸发器和附件
一、冷库的冷却方式
直接冷却和风冷冷却
二、空气冷却器
优点：传热系数大， 降温快，可(自控)电 热融霜。
缺点：干耗大，蓄冷 能力小，结霜堵塞， 风机发热。
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三、冷凝器
1.船用冷凝器的构造
卧式壳管式冷凝器
1-海水出口 2-端盖 3-垫片 4-管板
3. 螺杆式制冷压缩机的性能特点
优点 ➢ 转速较高、又有质量轻、体积小，占地面积小等 一系列优点. ➢动力平衡性能好，故基础可以很小。 ➢结构简单紧凑，易损件少，维修简单，使用可靠， 有利用实现操作自动化。 ➢对液击不敏感，单级压力比高。 ➢输气量几乎不受排气压力的影响。在较宽的工况 范围内，仍可保持较高的效率。
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2.奔油：压缩机启动时，曲轴箱内压力迅速降低，氟里昂从油中 以气体形式逸出，如逸气量较大，则油产生大量泡沫而 涌起的现象。
3.危害：油泵无油压； 滑油进入气缸产生液击。
4.预防： ➢ 压缩机需长时间停车，先关吸气阀，压缩机运转一段时间
(抽空冷剂)，然后停车，停车后关排出阀。 ➢ 发生奔油，关吸入阀多次瞬时启动，使氟里昂逐渐逸出。
平衡管的作用：
➢ 使贮液器、冷凝器压力平衡，便于制冷剂靠重力流入 贮液器。
➢ 将贮液器中的制冷剂蒸气引回冷凝器。
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三、干燥-过滤器
氟利昂中混有水时对系统产成的不良影响：
1、 腐蚀金属，形成杂质。
金属氧化物
氟利昂+水
水解
酸性物质
2、在膨胀阀、蒸发器处形成冰塞。 通常在贮液器后、回热器前之间的液体管路上设置干燥器。
缺点 ➢噪声大 ➢需要油专用设备和刀具来加工转子 ➢辅助设备庞大
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四、滚动转子式制冷压缩机
1、工作原理
1-排气阀 5-吸气口
2-排气口 6-气缸
Байду номын сангаас
3-弹簧 4-滑片
7-偏心轴 8-转子
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2、工作过程
➢转子回转一周，将完成压缩和排气过程及下一工作循 环的吸气过程。 ➢由于不设进气阀，吸气开始的时机和气缸吸气孔口位 置有严格的对应关系。 ➢由于设置了排气阀，压缩终了的时机将随排气管中压 力的变化而变动。
滤网
干燥剂
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四、回热器
管内液，管外气
小型制冷装置不设专门回热器，只将液管和吸气管紧靠 在一起，外包隔热材料。
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(2)放空气阀：装在壳体最高处，泄放不凝性气体。 注意：应在压缩机停车时进行放气。
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(3)水室放气旋塞：装在端盖最高处，泄放水侧空气。
2.冷凝器的功用
冷凝器的功用是将压缩机排出的冷剂过热蒸汽冷凝为液体。
冷凝器的形式很多，如壳管式，喷淋式和蒸发式等。
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第六节 附属设备
一、滑油分离器
作用：
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二、活塞式制冷压缩机
1.特点 ➢采用单作用、逆流式、多缸结构，吸排气阀设在气缸顶 部。大型机排气阀装在“假盖”上。
➢容量大的多缸压缩机设有能量调节机构。 ➢强度按R12、R22、R717等多工质通用设计，可使用不同冷剂 工作。 ➢氟利昂压缩机曲轴箱内设滑油加热器，起动前可加热滑油， 使溶解的氟利昂分离。 ➢开启式压缩机一般都采用机械轴封。
减小回油流速，降低浮球阀压降，减轻刷 蚀
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二、贮液器
贮液器容积：冷剂全部收回占80%容积，正常工作 时液位1/3~1/2。
小型制冷剂装置不专设贮液器，以冷凝器下部兼作贮液器。
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贮液器的平衡管
冷凝器
平衡管
贮液器 贮液井
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结构图1
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结构图2
阳转子 左旋螺纹 Male Rotor 主动转子
阴转子 Female Rotor
从动转子 右旋螺纹
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结构图3
转子齿形
对称圆弧齿形
非对称齿形
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结构图4
吸排口
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工作原理图
吸入
压缩
排出
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船舶辅机第11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
5-放空气阀接头 6-气态制冷剂进口 7-挡气板 8-管架
9-平衡管接头
10-安全阀接头 11-水室放气旋塞 12-水室放水旋塞
13-泄放阀接头 14-冷却管 15-液态制冷剂出口 16-海水入口 21
船舶辅机第11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plat]
(1)安全阀：冷剂压力过高打开，通过管路将冷剂泄往舷外。
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三、螺杆式制冷压缩机
1.组成 它是有吸气阀座，阴转子，气缸，滑阀，排气阀座，阳 转子等组成。在中等制冷量范围内应用广泛。 一般采用喷油式压力润滑 即在压缩机工作过程中，通过油泵将油喷射到两螺杆的 工作部位及需要润滑的部位，起到润滑、冷却、密封和 降低噪音的作用。 2.螺杆式制冷压缩机结构和工作原理
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五、离心式制冷压缩机
1、工作原理 离心式制冷压缩机有单级、双级和多级等多种结构形式。
工作原理是通过叶轮对气体做功，使其动能和压力能增加，气 体的压力和流速得到提高。然后大部分气体动能转变为压力能， 压力进一步提高。 2、结构
单级级离心式制冷压缩机
1-进口可调导流叶片；2-吸气室；3叶轮；4-蜗壳；5-扩压器；6-主轴
(1)将压缩机排气中的滑油分离出来；
(2)将分离出来的滑油送回压缩机。
注意：管路不长的(小型)氟系统可 不设滑油分离器，在管路上设计 保证回油。
集油弯 压缩机
手动回油阀
浮球式自动 回油阀
滤网
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1.船舶伙食冷库制冷装置图
船舶氟利昂 伙食冷库 装
置系统图
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2.滑油分离器的回油管
压缩机
分 离 器
时热(回油)时冷(停止回油) 随压缩机启闭，防止排气 漏回曲轴箱
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3、滚动转子式压缩机的结构
1-油面指示器；2-浮球阀；3吸入管；4-密封条；5-圆柱导 向器；6-汽缸体；7-滑片；8排气阀门；9-气缸；10-排出 管；11-转子；12-弹性套筒
4、滚动转子式压缩机的特点
1，零部件少，结构简单；2，易损件少，运行可靠；3，没有吸气阀片， 余隙容积小，输气系数高；4，在相同的冷量情况下，压缩机体积小， 重量轻、运转平衡；5，加工精度要求较高；6，密封线较长，密封性能 较差，泄露损失大。