船舶制冷裝置11-7

§11—7.制冷的自動化元件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：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)器流動阻力不大時，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對應(yīng)的感溫介質(zhì)的飽和壓力

p0：蒸發(fā)壓力，即t0所對應(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）當(dāng)蒸發(fā)器流動阻力大時，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，蒸發(fā)器的利用率低，經(jīng)濟性變差，故管內(nèi)流阻大時[Δp0

對應(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?。抗?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：

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

蒸發(fā)器熱負(fù)荷不同，閥的開度也不同，對應(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；特點靜止過熱度：閥剛好關(guān)閉時的過熱度。2～8℃。為保證閥的關(guān)閉嚴(yán)密，關(guān)閉時彈簧有一定的預(yù)緊力，閥從靜止到開啟時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對應(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；亦即閥達到額定開度時的工作過熱度與靜止過熱度之差。額定開度：我國規(guī)定過熱度的變化量是4℃時閥的開度。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[]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，若發(fā)現(xiàn)進出口不通氣，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：閥在額定開度時流過的冷劑完全氣化時的吸熱量，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：單位制冷量由于溫包充劑的性質(zhì)和壓力不同，每個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。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，對應(yīng)的溫降小，可用內(nèi)平衡式；而低溫庫，蒸發(fā)溫度高，對應(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)管長度是否夠用，必要時要求廠家加長；⑥進、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的氮氣部分充液式：多采用氣體吸附式（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（Ps一定時），t0↓→△t↑。閥常做成不同型號。如空調(diào)用（－100C~＋100C）冷藏用（－180C~＋20C，－400C~－180C）異工質(zhì)充注時，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：a、停機后，蒸發(fā)器溫度達到一致，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)一個截止閥；b、壓縮機剛啟動時，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：a、停機時關(guān)閥力大[如圖，過熱壓力升的慢]b、開機后只有蒸發(fā)壓力較低時閥才開啟，避免壓縮機過載c、高溫時閥頭內(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，氣體稀少，壓力降低。5、熱力膨脹閥的安裝和維護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)閥進出口，直立安裝②用限壓式溫包時，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，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對外平衡管與蒸發(fā)器出口管路的連接點應(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)重時壓縮機會液擊]，且從其頂部引出2）維護：溫包、毛細(xì)管、外平衡管妥加保護[問]溫包脫落會導(dǎo)致——閥開度大[]；[問]溫包破損會導(dǎo)致——閥打不開[]；[問]閥桿密封不嚴(yán)會導(dǎo)致——過熱度減小，嚴(yán)重時壓縮機會液擊[]6、熱力膨脹閥的調(diào)試原因：出口過熱度過大，經(jīng)濟性差；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：裝置運轉(zhuǎn)且工況穩(wěn)定時進行。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)觀察一段時間，調(diào)好后不輕易亂動。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：壓縮機高壓自動保護，人工復(fù)位；感受信號：排氣壓力

低壓：①低壓保護②自動控制壓縮機啟停，自動復(fù)位；感受信號：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，壓縮機運轉(zhuǎn)；11亮排壓過高ac，de12斷電，停機，13亮；最高P值由6調(diào)定拉簧7的張力；復(fù)位由8手動；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，壓縮機運轉(zhuǎn)；14亮；庫溫吸入P克服拉簧2，df

ab,12斷電，壓縮機停轉(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↑，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度時的飽和壓力]。幅差固定低壓斷開壓力：設(shè)計（t0－50C）對應(yīng)的冷劑飽和溫度，不低于表壓力0.01MPA[不低于-30C所對應(yīng)的飽和壓力]低壓接通壓力：對應(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)正常工作不動作。[問]壓縮機的自動起停繼電器是低壓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,進而使吸入壓力降低，使壓力J動作，控制壓縮機啟停；無壓力J時，直接由溫度J控制壓縮機啟停；一機多庫時并聯(lián)控制壓縮機——各庫的溫度J和相應(yīng)的供液電磁閥，此時只有所有庫的電磁閥關(guān)，才能使壓縮機停機；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（低于整定值延時[存油]后停機）2、控制信號：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]手動復(fù)位4、控制器組成：壓差和時間控制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，延時機構(gòu)不通電；R-a-b-X-F-XS-W18通電，壓縮機運轉(zhuǎn)；△pK-YJ通R-C-K-YJ-5-D1-X-F-XS-W延時機構(gòu)加熱器工作，18仍通電，壓縮機仍運轉(zhuǎn)；啟動時，12加熱滑油。當(dāng)延時達調(diào)定值時，8從FE，

18斷電，

壓縮機停轉(zhuǎn)，13滅.10亮；22：調(diào)節(jié)輪，改變壓差調(diào)定值；5：延時加熱器，用于啟動時建立油壓，也可防壓差短時間過低引起不必要的停機；3：高壓保護及試驗用；7：復(fù)位；6：雙金屬片；12：滑油加熱器，防啟動時奔油；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：結(jié)構(gòu)簡單，啟閥力小。用于小口徑場合；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：啟閥動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、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)庫溫達到要求下限時，背壓閥正好關(guān)閉；八、冷卻水量調(diào)節(jié)閥位置：冷凝器冷卻水進口管上作用：防止冷凝壓力過