船舶制冷裝置11-7

§11—7.制冷的自動(dòng)化元件1熱力膨脹閥2溫度繼電器3電磁閥4高、低壓繼電器5油壓差繼電器6蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥7冷卻水量調(diào)節(jié)閥一、熱力膨脹閥位置：作用：1）節(jié)流降壓2）自動(dòng)調(diào)節(jié)冷劑流量3）使蒸發(fā)器出口有合適的過熱度[大致穩(wěn)定],既避免供液過多，又能使蒸發(fā)面得以充分利用；感受信號(hào)：蒸發(fā)器出口處冷劑的過熱度分類：內(nèi)平衡式、外平衡式1、內(nèi)平衡式熱力膨脹閥結(jié)構(gòu)和原理（1）結(jié)構(gòu)[課件]熱力頭[溫包.毛細(xì)管.動(dòng)力頭----膜片/波紋管]節(jié)流元件[閥芯/座.頂桿.節(jié)流管---防沖刷]過熱度調(diào)整機(jī)構(gòu)閥體。其中：溫包：安裝在蒸發(fā)器出口管路上；頂桿穿過分隔處不密封，且另有一通孔作平衡孔，使閥后冷劑壓力直接作用于波紋管下——內(nèi)平衡式假設(shè)冷劑從A處至E處氣化完畢，成為干飽和蒸汽，從E處至F處為過熱段，當(dāng)蒸發(fā)器流動(dòng)阻力不大時(shí)，則E處t`oto,p`opo；F處由于距E處近，故壓力仍為p`opo，而t1>to,出口過熱度t=t1-t`ot1-to，即：（t1-to）近似反映出口過熱度（t1-t`o）

；（2）工作原理膜片的受力p1＝p0＋ps

P1：t1對(duì)應(yīng)的感溫介質(zhì)的飽和壓力

p0：蒸發(fā)壓力，即t0所對(duì)應(yīng)的冷劑的飽和壓力Ps：彈簧張力要使閥開啟并維持一定開度，必須p1-p0

＞

pS，即t1＞tO。

Δt↑→t1↑→p1↑→閥開大→供液量↑；Δt↓→閥關(guān)小。

過熱度Δt＝t1—tO（流阻不大時(shí)）當(dāng)蒸發(fā)器流動(dòng)阻力大時(shí)，由于冷劑在蒸發(fā)器中有壓降，即Δp0=po–p`o，則膜片p1＝p0＋ps＝p’0＋Δp0＋ps，此時(shí)p1-

p’0＝Δp0＋ps，即膨脹閥控制的出口過熱度（t1-t`o）將大于由彈簧力ps設(shè)定值（t1-to），這樣過熱段長(zhǎng)，蒸發(fā)器的利用率低，經(jīng)濟(jì)性變差，故管內(nèi)流阻大時(shí)[Δp0

對(duì)應(yīng)的飽和溫降＞1℃（R22）或2℃（R12）]，應(yīng)采用外平衡式膨脹閥。設(shè)想：p1＝p0＋ps

p1=p’0＋ps[Δt＝t1—t`O]2、外平衡式熱力膨脹閥的結(jié)構(gòu)和原理在波紋管（或膜片）下方分隔出一個(gè)壓力腔，用外平衡管將蒸發(fā)器出口壓力p’0引至波紋管（或膜片）下方壓力腔，并在頂桿穿過分隔處設(shè)有密封填料，這種無內(nèi)平衡孔的結(jié)構(gòu)為外平衡式熱力膨脹閥，這樣p1＝p’0＋ps。出口過熱度Δt=t1-t`o直接由ps確定，不再受流阻的影響。[問]為什么外管在溫飽后面？[問]P0、P1、P`0誰大誰小？節(jié)流管的作用：

分擔(dān)閥的節(jié)流作用；避免閥芯和閥座處流速過高而磨損過大熱力膨脹閥特點(diǎn)：

出口過熱度改變時(shí)，從溫包感受過熱溫度變化至壓力變化，至自動(dòng)調(diào)節(jié)，時(shí)間長(zhǎng)；

蒸發(fā)器熱負(fù)荷不同，閥的開度也不同，對(duì)應(yīng)的出口過熱度就不同，即存有靜差；閥的開度大小由溫包壓力決定的；特點(diǎn)靜止過熱度：閥剛好關(guān)閉時(shí)的過熱度。2～8℃。為保證閥的關(guān)閉嚴(yán)密，關(guān)閉時(shí)彈簧有一定的預(yù)緊力，閥從靜止到開啟時(shí)的過熱度就是靜止過熱度；彈簧預(yù)緊力↑→靜止過熱度↑[p1＝p0＋ps]工作過熱度：膨脹閥處于某一開度時(shí)對(duì)應(yīng)的過熱度過熱度變化量：膨脹閥從額定開度到全關(guān)位置過熱度的變化值；亦即閥達(dá)到額定開度時(shí)的工作過熱度與靜止過熱度之差。額定開度：我國(guó)規(guī)定過熱度的變化量是4℃時(shí)閥的開度。額定開度以內(nèi)，閥的開度與過熱度近似成正比直線，以外是曲線[問]調(diào)整彈簧預(yù)緊力，曲線上下移動(dòng)[]回顧[問]回氣過熱度越大，膨脹閥膜片上方的壓力越大；[][問]購買新的熱力膨脹閥時(shí)，若發(fā)現(xiàn)進(jìn)出口不通氣，說明狀態(tài)正常；[

][問]外平衡式熱力膨脹閥中，波紋管頂桿填料漏泄將會(huì)導(dǎo)致閥的開度變大[]；冷劑流量增加[]；吸氣過熱度增加；[][問]外平衡式熱力膨脹閥換用內(nèi)平衡式會(huì)導(dǎo)致冷劑流量增加[]；過熱度增加[]；[問]蒸發(fā)器結(jié)霜逐漸加厚；冷劑流量增加[]；過熱度增加[]3、熱力膨脹閥的容量和選配1）容量Q：閥在額定開度時(shí)流過的冷劑完全氣化時(shí)的吸熱量，是閥的重要性能參數(shù)，也是選閥的依據(jù)。Q=Gq0Q：通過膨脹閥的冷劑流量q0：?jiǎn)挝恢评淞坑捎跍匕鋭┑男再|(zhì)和壓力不同，每個(gè)膨脹閥只適用于既定的制冷劑，閥的容量大小取決于閥的型號(hào)。膨脹閥的名義工況下的容量叫名義容量。如：TEX12-4.52）選用：[自學(xué)]新閥粗略檢查：從進(jìn)口端吹氣，應(yīng)通；如不通，說明熱力膨脹閥處于全關(guān)位置，原因膜片破漏、感溫管破裂等①根據(jù)所用冷劑選用不同系列的膨脹閥②根據(jù)蒸發(fā)器流阻大小決定外平衡或內(nèi)平衡式流阻大，選用外平衡式；流阻小，內(nèi)平衡式同樣的蒸發(fā)器同樣的流阻：高溫庫，蒸發(fā)溫度高，對(duì)應(yīng)的溫降小，可用內(nèi)平衡式；而低溫庫，蒸發(fā)溫度高，對(duì)應(yīng)的溫降大，應(yīng)用外平衡式。③根據(jù)蒸發(fā)器制冷量選擇膨脹閥的容量膨脹閥工作時(shí)開度以不小于額定開度的一半為宜。故容量比蒸發(fā)器制冷量稍大，而不超過后者的二倍（一般大20%~30%）④注意其所適用的蒸發(fā)溫度范圍⑤毛細(xì)管長(zhǎng)度是否夠用，必要時(shí)要求廠家加長(zhǎng)；⑥進(jìn)、出口接口直角式或直通式4、[膨脹閥的溫包充注]充注方式：液體式：水銀、甲醇、甘油等氣體式：1~3MPa的氮?dú)獠糠殖湟菏剑憾嗖捎脷怏w吸附式（1）部分充液式溫包介質(zhì)可以是工質(zhì)/異工質(zhì)；根據(jù)充注量多少：非限壓式、限壓式①非限壓式溫包溫包充液量占容積的70%~80%,溫飽始終含有介質(zhì)，形成飽和蒸汽。同工質(zhì)充注時(shí)（Ps一定時(shí)），t0↓→△t↑。閥常做成不同型號(hào)。如空調(diào)用（－100C~＋100C）冷藏用（－180C~＋20C，－400C~－180C）異工質(zhì)充注時(shí)，可在較大蒸發(fā)溫度范圍內(nèi)保持靜止過熱度△t不變，因此適用蒸發(fā)溫度范圍較大（－400C~＋100C），此范圍內(nèi)靜止過熱度≯1.5℃缺點(diǎn)：a、停機(jī)后，蒸發(fā)器溫度達(dá)到一致，過熱度為0[如圖]，關(guān)閥壓差由彈簧預(yù)緊力提供，關(guān)閥不嚴(yán)，在閥前增設(shè)一個(gè)截止閥；b、壓縮機(jī)剛啟動(dòng)時(shí)，溫包不易立即變冷，膨脹閥開度大，易造成液擊和過載；c、溫包熱慣性大，反應(yīng)滯后；d、若溫包暴露在高溫處，會(huì)使熱力頭中壓力過高；②限壓式溫包：充注量較少，在某一溫度下能全部汽化，溫度再高，產(chǎn)生過熱蒸汽，[如圖]，可用來限制蒸發(fā)器內(nèi)最大工作壓力（maximumoperatingpressure），相應(yīng)的閥叫MOP閥特點(diǎn)：a、停機(jī)時(shí)關(guān)閥力大[如圖，過熱壓力升的慢]b、開機(jī)后只有蒸發(fā)壓力較低時(shí)閥才開啟，避免壓縮機(jī)過載c、高溫時(shí)閥頭內(nèi)彈性元件免受高壓，有利于除霜d、熱慣性較小e、確保溫包處溫度最低（2）氣體吸附式溫包溫包內(nèi)充注固體吸附劑和被吸附的氣體;吸附劑對(duì)氣體的吸附能力隨溫度而變化。溫度升高，吸附能力低，釋放氣體，壓力升高；溫度低，吸附能力強(qiáng)，氣體稀少，壓力降低。5、熱力膨脹閥的安裝和維護(hù)1）安裝①盡量靠近蒸發(fā)器，之間不宜裝流阻大的附件。確認(rèn)閥進(jìn)出口，直立安裝②用限壓式溫包時(shí)，確保溫包處溫度最低。與溫包相接處的毛細(xì)管應(yīng)向上，以免液體從溫包流出③溫包放在靠近蒸發(fā)器出口的水平管段上，管徑大于21mm時(shí)，溫包應(yīng)貼在水平管側(cè)下方[上氣下油]，否則應(yīng)貼在水平管側(cè)上方；④放溫包處管壁清潔，涂銀粉。溫包與管壁貼緊并固定⑤對(duì)外平衡管與蒸發(fā)器出口管路的連接點(diǎn)應(yīng)在溫包之后[防少量冷劑從閥桿處漏入平衡管影響溫包感受的過熱度[減小]，嚴(yán)重時(shí)壓縮機(jī)會(huì)液擊]，且從其頂部引出2）維護(hù)：溫包、毛細(xì)管、外平衡管妥加保護(hù)[問]溫包脫落會(huì)導(dǎo)致——閥開度大[]；[問]溫包破損會(huì)導(dǎo)致——閥打不開[]；[問]閥桿密封不嚴(yán)會(huì)導(dǎo)致——過熱度減小，嚴(yán)重時(shí)壓縮機(jī)會(huì)液擊[]6、熱力膨脹閥的調(diào)試原因：出口過熱度過大，經(jīng)濟(jì)性差；出口過熱度小，易液擊。故應(yīng)適當(dāng)：一般熱力膨脹閥過熱度調(diào)整到3—6℃[新，舊3-5℃]。方法：裝置運(yùn)轉(zhuǎn)且工況穩(wěn)定時(shí)進(jìn)行。調(diào)節(jié)螺桿轉(zhuǎn)一圈，過熱度變化1～1.5℃。每次調(diào)整一般不超過0.5℃，故每次調(diào)節(jié)應(yīng)轉(zhuǎn)1/4圈至0.5圈，且由于滯后性，每次調(diào)節(jié)應(yīng)觀察一段時(shí)間，調(diào)好后不輕易亂動(dòng)。標(biāo)準(zhǔn)：高溫庫：蒸發(fā)器及吸氣管發(fā)涼并結(jié)露；低溫庫：吸氣管粘手并結(jié)薄霜；有回?zé)崞?，吸氣管發(fā)涼并結(jié)霜。低溫庫膨脹閥，閥前結(jié)露不結(jié)霜，閥后至蒸發(fā)器前結(jié)霜不結(jié)露[問]若發(fā)現(xiàn)低溫庫的膨脹閥后結(jié)霜變?yōu)槁端?，原因是：[問]若發(fā)現(xiàn)高溫庫的膨脹閥后結(jié)霜，原因是：二、[電子膨脹閥]三、組合式壓力繼電器（高低壓）1、功用：高壓：壓縮機(jī)高壓自動(dòng)保護(hù)，人工復(fù)位；感受信號(hào)：排氣壓力

低壓：①低壓保護(hù)②自動(dòng)控制壓縮機(jī)啟停，自動(dòng)復(fù)位；感受信號(hào)：吸氣壓力壓力J——9；溫度J——11；電磁閥——102、結(jié)構(gòu)及工作原理高壓J：正常：ab,de,12通電，壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；11亮排壓過高ac，de12斷電，停機(jī)，13亮；最高P值由6調(diào)定拉簧7的張力；復(fù)位由8手動(dòng)；低J：由主簧[壓簧]4和幅差簧[拉簧]2組成；庫溫吸入P克服壓簧4，deab,

12通電，壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；14亮；庫溫吸入P克服拉簧2，df

ab,12斷電，壓縮機(jī)停轉(zhuǎn)；14滅；3、調(diào)節(jié)

高壓：斷開壓力由調(diào)節(jié)螺釘6調(diào)節(jié)。按鈕8人工復(fù)位低壓：主彈簧4：控制接通壓力（上限值）。預(yù)緊壓力↑→上下限同時(shí)↑，幅差不變幅差彈簧2：控制幅差值，上限不變下限變。預(yù)緊拉力↑→幅差↑，下限值↓斷開壓力（下限值）=接通壓力－幅差值4、整定值的選定高壓斷開壓力：規(guī)定的最高工作壓力[冷劑在46度時(shí)的飽和壓力]。幅差固定低壓斷開壓力：設(shè)計(jì)（t0－50C）對(duì)應(yīng)的冷劑飽和溫度，不低于表壓力0.01MPA[不低于-30C所對(duì)應(yīng)的飽和壓力]低壓接通壓力：對(duì)應(yīng)的冷劑飽和溫度適當(dāng)?shù)陀趲鞙厣舷迚毫^電器刻度較粗略，以調(diào)試值為準(zhǔn)正常工作不動(dòng)作。[問]壓縮機(jī)的自動(dòng)起停繼電器是低壓J和溫度J；[]X，和或。四、溫度繼電器1、作用：控制供液電磁閥的電路通斷,進(jìn)而使吸入壓力降低，使壓力J動(dòng)作，控制壓縮機(jī)啟停；無壓力J時(shí)，直接由溫度J控制壓縮機(jī)啟停；一機(jī)多庫時(shí)并聯(lián)控制壓縮機(jī)——各庫的溫度J和相應(yīng)的供液電磁閥，此時(shí)只有所有庫的電磁閥關(guān)，才能使壓縮機(jī)停機(jī)；壓力J——9；溫度J——11；電磁閥——102、結(jié)構(gòu)及工作原理由調(diào)節(jié)簧8和幅差調(diào)節(jié)螺母3組成溫度↑→波紋管內(nèi)P↑→上移至給定間隙，→c、b接通，給液電磁閥接通供液；溫度↓→波紋管內(nèi)P↓→下移至給定間隙，→c、b斷開，給液電磁閥斷電關(guān)閉；3、調(diào)節(jié)a.調(diào)節(jié)彈簧8：控制溫度的上、下限值，而幅差不變。b.幅差調(diào)節(jié)螺母3：控制幅差值c.接通值[上]=斷開值[下]＋幅差值d.間隙↑→幅差值↑4、安裝：溫包處溫度最低，并能正確反映庫溫五、油壓差繼電器1、功用：油壓差保護(hù)（低于整定值延時(shí)[存油]后停機(jī)）2、控制信號(hào)：滑油泵吸排壓力差[泵排壓與曲軸箱壓力之差]3、復(fù)位：雙金屬片冷卻后[約5min]手動(dòng)復(fù)位4、控制器組成：壓差和時(shí)間控制5、工作原理高壓由溢流閥調(diào)節(jié)，控制低壓△pK-DZ通R-C-K-DZ-13-W13亮，延時(shí)機(jī)構(gòu)不通電；R-a-b-X-F-XS-W18通電，壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；△pK-YJ通R-C-K-YJ-5-D1-X-F-XS-W延時(shí)機(jī)構(gòu)加熱器工作，18仍通電，壓縮機(jī)仍運(yùn)轉(zhuǎn)；啟動(dòng)時(shí)，12加熱滑油。當(dāng)延時(shí)達(dá)調(diào)定值時(shí)，8從FE，

18斷電，

壓縮機(jī)停轉(zhuǎn)，13滅.10亮；22：調(diào)節(jié)輪，改變壓差調(diào)定值；5：延時(shí)加熱器，用于啟動(dòng)時(shí)建立油壓，也可防壓差短時(shí)間過低引起不必要的停機(jī)；3：高壓保護(hù)及試驗(yàn)用；7：復(fù)位；6：雙金屬片；12：滑油加熱器，防啟動(dòng)時(shí)奔油；六、電磁閥——靠電磁力啟閉的閥門應(yīng)用：裝于緊靠膨脹閥前，由溫度J控制的供液電磁閥；滑油分離器回油管路或其他場(chǎng)合分類：直接作用式和間接作用式1、直接作用式電磁閥結(jié)構(gòu)：線圈、芯鐵、閥；原理：1通電，閥開啟；斷電，閥關(guān)閉；特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，啟閥力小。用于小口徑場(chǎng)合；2、間接作用式電磁閥結(jié)構(gòu)及工作原理：通電，5開，壓差

，膜閥開；斷電，5關(guān)，壓差平衡，由于上下面積不一，膜閥關(guān)；特點(diǎn)：?jiǎn)㈤y動(dòng)作不如直接作用式靈敏，但啟閥較平穩(wěn)，沖擊力大，啟閥力大，適用于大口徑場(chǎng)合

安裝：線圈一頭朝上直立安裝在水平管路上，冷劑流向與箭頭一致選用或更換：注意型號(hào)、閥門口徑、適用介質(zhì)、適用溫度、允許工作壓力、工作壓差、適用電制等常見故障：線圈燒斷；閥芯卡阻或芯鐵剩磁過大，斷電后不能落下等間接作用式電磁閥主閥開啟靠冷劑壓力，導(dǎo)閥開啟靠電磁力直接作用式電磁閥的開啟靠電磁力，非彈簧力；[問]間接作用式電磁閥主閥開啟靠冷劑壓力，直接作用式電磁閥的開啟靠彈簧力[]七、蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥位置：蒸發(fā)器出口管路上作用：保持蒸發(fā)壓力大致穩(wěn)定。又稱背壓閥/恒壓閥伙食冷庫的低溫庫蒸發(fā)器出口設(shè)單向閥，高溫庫出口設(shè)背壓閥，為什么？取消背壓閥，將回怎樣？——吸氣壓力提高，W0減小，制冷系數(shù)提高結(jié)構(gòu)及工作原理：波紋管9—防漏泄/雙面受壓，開度精確；阻尼器10—減弱振蕩原理：常開式溢流閥，屬閥前壓力控制閥蒸發(fā)壓力的調(diào)整：調(diào)整原則：當(dāng)庫溫達(dá)到要求下限時(shí)，背壓閥正好關(guān)閉；八、冷卻水量調(diào)節(jié)閥位置：冷凝器冷卻水進(jìn)口管上作用：防止冷凝壓力過