船舶制冷装置11-7

§11—7.制冷的自动化元件1热力膨胀阀2温度继电器3电磁阀4高、低压继电器5油压差继电器6蒸发压力调节阀7冷却水量调节阀一、热力膨胀阀位置：作用：1）节流降压2）自动调节冷剂流量3）使蒸发器出口有合适的过热度[大致稳定],既避免供液过多，又能使蒸发面得以充分利用；感受信号：蒸发器出口处冷剂的过热度分类：内平衡式、外平衡式1、内平衡式热力膨胀阀结构和原理（1）结构[课件]热力头[温包.毛细管.动力头----膜片/波纹管]节流元件[阀芯/座.顶杆.节流管---防冲刷]过热度调整机构阀体。其中：温包：安装在蒸发器出口管路上；顶杆穿过分隔处不密封，且另有一通孔作平衡孔，使阀后冷剂压力直接作用于波纹管下——内平衡式假设冷剂从A处至E处气化完毕，成为干饱和蒸汽，从E处至F处为过热段，当蒸发器流动阻力不大时，则E处t`oto,p`opo；F处由于距E处近，故压力仍为p`opo，而t1>to,出口过热度t=t1-t`ot1-to，即：（t1-to）近似反映出口过热度（t1-t`o）

；（2）工作原理膜片的受力p1＝p0＋ps

P1：t1对应的感温介质的饱和压力

p0：蒸发压力，即t0所对应的冷剂的饱和压力Ps：弹簧张力要使阀开启并维持一定开度，必须p1-p0

＞

pS，即t1＞tO。

Δt↑→t1↑→p1↑→阀开大→供液量↑；Δt↓→阀关小。

过热度Δt＝t1—tO（流阻不大时）当蒸发器流动阻力大时，由于冷剂在蒸发器中有压降，即Δp0=po–p`o，则膜片p1＝p0＋ps＝p’0＋Δp0＋ps，此时p1-

p’0＝Δp0＋ps，即膨胀阀控制的出口过热度（t1-t`o）将大于由弹簧力ps设定值（t1-to），这样过热段长，蒸发器的利用率低，经济性变差，故管内流阻大时[Δp0

对应的饱和温降＞1℃（R22）或2℃（R12）]，应采用外平衡式膨胀阀。设想：p1＝p0＋ps

p1=p’0＋ps[Δt＝t1—t`O]2、外平衡式热力膨胀阀的结构和原理在波纹管（或膜片）下方分隔出一个压力腔，用外平衡管将蒸发器出口压力p’0引至波纹管（或膜片）下方压力腔，并在顶杆穿过分隔处设有密封填料，这种无内平衡孔的结构为外平衡式热力膨胀阀，这样p1＝p’0＋ps。出口过热度Δt=t1-t`o直接由ps确定，不再受流阻的影响。[问]为什么外管在温饱后面？[问]P0、P1、P`0谁大谁小？节流管的作用：

分担阀的节流作用；避免阀芯和阀座处流速过高而磨损过大热力膨胀阀特点：

出口过热度改变时，从温包感受过热温度变化至压力变化，至自动调节，时间长；

蒸发器热负荷不同，阀的开度也不同，对应的出口过热度就不同，即存有静差；阀的开度大小由温包压力决定的；特点静止过热度：阀刚好关闭时的过热度。2～8℃。为保证阀的关闭严密，关闭时弹簧有一定的预紧力，阀从静止到开启时的过热度就是静止过热度；弹簧预紧力↑→静止过热度↑[p1＝p0＋ps]工作过热度：膨胀阀处于某一开度时对应的过热度过热度变化量：膨胀阀从额定开度到全关位置过热度的变化值；亦即阀达到额定开度时的工作过热度与静止过热度之差。额定开度：我国规定过热度的变化量是4℃时阀的开度。额定开度以内，阀的开度与过热度近似成正比直线，以外是曲线[问]调整弹簧预紧力，曲线上下移动[]回顾[问]回气过热度越大，膨胀阀膜片上方的压力越大；[][问]购买新的热力膨胀阀时，若发现进出口不通气，说明状态正常；[

][问]外平衡式热力膨胀阀中，波纹管顶杆填料漏泄将会导致阀的开度变大[]；冷剂流量增加[]；吸气过热度增加；[][问]外平衡式热力膨胀阀换用内平衡式会导致冷剂流量增加[]；过热度增加[]；[问]蒸发器结霜逐渐加厚；冷剂流量增加[]；过热度增加[]3、热力膨胀阀的容量和选配1）容量Q：阀在额定开度时流过的冷剂完全气化时的吸热量，是阀的重要性能参数，也是选阀的依据。Q=Gq0Q：通过膨胀阀的冷剂流量q0：单位制冷量由于温包充剂的性质和压力不同，每个膨胀阀只适用于既定的制冷剂，阀的容量大小取决于阀的型号。膨胀阀的名义工况下的容量叫名义容量。如：TEX12-4.52）选用：[自学]新阀粗略检查：从进口端吹气，应通；如不通，说明热力膨胀阀处于全关位置，原因膜片破漏、感温管破裂等①根据所用冷剂选用不同系列的膨胀阀②根据蒸发器流阻大小决定外平衡或内平衡式流阻大，选用外平衡式；流阻小，内平衡式同样的蒸发器同样的流阻：高温库，蒸发温度高，对应的温降小，可用内平衡式；而低温库，蒸发温度高，对应的温降大，应用外平衡式。③根据蒸发器制冷量选择膨胀阀的容量膨胀阀工作时开度以不小于额定开度的一半为宜。故容量比蒸发器制冷量稍大，而不超过后者的二倍（一般大20%~30%）④注意其所适用的蒸发温度范围⑤毛细管长度是否够用，必要时要求厂家加长；⑥进、出口接口直角式或直通式4、[膨胀阀的温包充注]充注方式：液体式：水银、甲醇、甘油等气体式：1~3MPa的氮气部分充液式：多采用气体吸附式（1）部分充液式温包介质可以是工质/异工质；根据充注量多少：非限压式、限压式①非限压式温包温包充液量占容积的70%~80%,温饱始终含有介质，形成饱和蒸汽。同工质充注时（Ps一定时），t0↓→△t↑。阀常做成不同型号。如空调用（－100C~＋100C）冷藏用（－180C~＋20C，－400C~－180C）异工质充注时，可在较大蒸发温度范围内保持静止过热度△t不变，因此适用蒸发温度范围较大（－400C~＋100C），此范围内静止过热度≯1.5℃缺点：a、停机后，蒸发器温度达到一致，过热度为0[如图]，关阀压差由弹簧预紧力提供，关阀不严，在阀前增设一个截止阀；b、压缩机刚启动时，温包不易立即变冷，膨胀阀开度大，易造成液击和过载；c、温包热惯性大，反应滞后；d、若温包暴露在高温处，会使热力头中压力过高；②限压式温包：充注量较少，在某一温度下能全部汽化，温度再高，产生过热蒸汽，[如图]，可用来限制蒸发器内最大工作压力（maximumoperatingpressure），相应的阀叫MOP阀特点：a、停机时关阀力大[如图，过热压力升的慢]b、开机后只有蒸发压力较低时阀才开启，避免压缩机过载c、高温时阀头内弹性元件免受高压，有利于除霜d、热惯性较小e、确保温包处温度最低（2）气体吸附式温包温包内充注固体吸附剂和被吸附的气体;吸附剂对气体的吸附能力随温度而变化。温度升高，吸附能力低，释放气体，压力升高；温度低，吸附能力强，气体稀少，压力降低。5、热力膨胀阀的安装和维护1）安装①尽量靠近蒸发器，之间不宜装流阻大的附件。确认阀进出口，直立安装②用限压式温包时，确保温包处温度最低。与温包相接处的毛细管应向上，以免液体从温包流出③温包放在靠近蒸发器出口的水平管段上，管径大于21mm时，温包应贴在水平管侧下方[上气下油]，否则应贴在水平管侧上方；④放温包处管壁清洁，涂银粉。温包与管壁贴紧并固定⑤对外平衡管与蒸发器出口管路的连接点应在温包之后[防少量冷剂从阀杆处漏入平衡管影响温包感受的过热度[减小]，严重时压缩机会液击]，且从其顶部引出2）维护：温包、毛细管、外平衡管妥加保护[问]温包脱落会导致——阀开度大[]；[问]温包破损会导致——阀打不开[]；[问]阀杆密封不严会导致——过热度减小，严重时压缩机会液击[]6、热力膨胀阀的调试原因：出口过热度过大，经济性差；出口过热度小，易液击。故应适当：一般热力膨胀阀过热度调整到3—6℃[新，旧3-5℃]。方法：装置运转且工况稳定时进行。调节螺杆转一圈，过热度变化1～1.5℃。每次调整一般不超过0.5℃，故每次调节应转1/4圈至0.5圈，且由于滞后性，每次调节应观察一段时间，调好后不轻易乱动。标准：高温库：蒸发器及吸气管发凉并结露；低温库：吸气管粘手并结薄霜；有回热器，吸气管发凉并结霜。低温库膨胀阀，阀前结露不结霜，阀后至蒸发器前结霜不结露[问]若发现低温库的膨胀阀后结霜变为露水，原因是：[问]若发现高温库的膨胀阀后结霜，原因是：二、[电子膨胀阀]三、组合式压力继电器（高低压）1、功用：高压：压缩机高压自动保护，人工复位；感受信号：排气压力

低压：①低压保护②自动控制压缩机启停，自动复位；感受信号：吸气压力压力J——9；温度J——11；电磁阀——102、结构及工作原理高压J：正常：ab,de,12通电，压缩机运转；11亮排压过高ac，de12断电，停机，13亮；最高P值由6调定拉簧7的张力；复位由8手动；低J：由主簧[压簧]4和幅差簧[拉簧]2组成；库温吸入P克服压簧4，deab,

12通电，压缩机运转；14亮；库温吸入P克服拉簧2，df

ab,12断电，压缩机停转；14灭；3、调节

高压：断开压力由调节螺钉6调节。按钮8人工复位低压：主弹簧4：控制接通压力（上限值）。预紧压力↑→上下限同时↑，幅差不变幅差弹簧2：控制幅差值，上限不变下限变。预紧拉力↑→幅差↑，下限值↓断开压力（下限值）=接通压力－幅差值4、整定值的选定高压断开压力：规定的最高工作压力[冷剂在46度时的饱和压力]。幅差固定低压断开压力：设计（t0－50C）对应的冷剂饱和温度，不低于表压力0.01MPA[不低于-30C所对应的饱和压力]低压接通压力：对应的冷剂饱和温度适当低于库温上限压力继电器刻度较粗略，以调试值为准正常工作不动作。[问]压缩机的自动起停继电器是低压J和温度J；[]X，和或。四、温度继电器1、作用：控制供液电磁阀的电路通断,进而使吸入压力降低，使压力J动作，控制压缩机启停；无压力J时，直接由温度J控制压缩机启停；一机多库时并联控制压缩机——各库的温度J和相应的供液电磁阀，此时只有所有库的电磁阀关，才能使压缩机停机；压力J——9；温度J——11；电磁阀——102、结构及工作原理由调节簧8和幅差调节螺母3组成温度↑→波纹管内P↑→上移至给定间隙，→c、b接通，给液电磁阀接通供液；温度↓→波纹管内P↓→下移至给定间隙，→c、b断开，给液电磁阀断电关闭；3、调节a.调节弹簧8：控制温度的上、下限值，而幅差不变。b.幅差调节螺母3：控制幅差值c.接通值[上]=断开值[下]＋幅差值d.间隙↑→幅差值↑4、安装：温包处温度最低，并能正确反映库温五、油压差继电器1、功用：油压差保护（低于整定值延时[存油]后停机）2、控制信号：滑油泵吸排压力差[泵排压与曲轴箱压力之差]3、复位：双金属片冷却后[约5min]手动复位4、控制器组成：压差和时间控制5、工作原理高压由溢流阀调节，控制低压△pK-DZ通R-C-K-DZ-13-W13亮，延时机构不通电；R-a-b-X-F-XS-W18通电，压缩机运转；△pK-YJ通R-C-K-YJ-5-D1-X-F-XS-W延时机构加热器工作，18仍通电，压缩机仍运转；启动时，12加热滑油。当延时达调定值时，8从FE，

18断电，

压缩机停转，13灭.10亮；22：调节轮，改变压差调定值；5：延时加热器，用于启动时建立油压，也可防压差短时间过低引起不必要的停机；3：高压保护及试验用；7：复位；6：双金属片；12：滑油加热器，防启动时奔油；六、电磁阀——靠电磁力启闭的阀门应用：装于紧靠膨胀阀前，由温度J控制的供液电磁阀；滑油分离器回油管路或其他场合分类：直接作用式和间接作用式1、直接作用式电磁阀结构：线圈、芯铁、阀；原理：1通电，阀开启；断电，阀关闭；特点：结构简单，启阀力小。用于小口径场合；2、间接作用式电磁阀结构及工作原理：通电，5开，压差

，膜阀开；断电，5关，压差平衡，由于上下面积不一，膜阀关；特点：启阀动作不如直接作用式灵敏，但启阀较平稳，冲击力大，启阀力大，适用于大口径场合

安装：线圈一头朝上直立安装在水平管路上，冷剂流向与箭头一致选用或更换：注意型号、阀门口径、适用介质、适用温度、允许工作压力、工作压差、适用电制等常见故障：线圈烧断；阀芯卡阻或芯铁剩磁过大，断电后不能落下等间接作用式电磁阀主阀开启靠冷剂压力，导阀开启靠电磁力直接作用式电磁阀的开启靠电磁力，非弹簧力；[问]间接作用式电磁阀主阀开启靠冷剂压力，直接作用式电磁阀的开启靠弹簧力[]七、蒸发压力调节阀位置：蒸发器出口管路上作用：保持蒸发压力大致稳定。又称背压阀/恒压阀伙食冷库的低温库蒸发器出口设单向阀，高温库出口设背压阀，为什么？取消背压阀，将回怎样？——吸气压力提高，W0减小，制冷系数提高结构及工作原理：波纹管9—防漏泄/双面受压，开度精确；阻尼器10—减弱振荡原理：常开式溢流阀，属阀前压力控制阀蒸发压力的调整：调整原则：当库温达到要求下限时，背压阀正好关闭；八、冷却水量调节阀位置：冷凝器冷却水进口管上作用：防止冷凝压力过