制冷装置自动化元件.ppt

1,第七节 制冷装置自动化元件,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,一、热力膨胀阀,二、电子膨胀阀,三、压力继电器,四、温度继电器,五、压差继电器,六、电磁阀,七、蒸发压力调节阀,八、冷却水量调节阀,2,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,一、热力膨胀阀(TXV)Thermostatic eXpansion Valve,制冷装置节流Throttle元件形式,3,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,1.内平衡式热力膨胀阀,4,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,5,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,6,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,7,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,8,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,9,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,10,内平衡式热力膨胀阀的工作原理,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,11,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,p,过热度增大，膜片下移，阀开大，增加供液量。,过热度减小，膜片上移，阀关小，减少供液量。,p1,ps,p0,t0,t1,12,5,t,p1,ps,p0,p0,p1,ps+p0,p0,关阀力,开阀力,12,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,当t0一定时，调整弹簧预紧力可以改变热力膨胀阀关闭过热度，膨胀阀关闭过热度的调整范围为2-8oC。,13,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,2.外平衡式热力膨胀阀,如制冷剂从蒸发器进口到出口流动的压力损失为p0，则,过热度提高，蒸发器出口过热段长，蒸发器传热面积得不到充分利用，制冷量下降，蒸发温度降低，经济运行性变差。,因此，这种情况下应使用外平衡式膨胀阀。,所以膨胀阀出口过热度由(ps+Dp0)确定。,14,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,忽略重力和顶杆摩擦力，则,15,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,延长阀芯和阀座的寿命,16,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,选用外平衡式膨胀阀的主要依据,压降p0所对应的制冷剂饱和温度降超过1oC(R22)或 2oC(R22)选用外平衡式膨胀阀。,蒸发温度低时同样压降导致的制冷剂饱和温度降低值较大，所以同样大小的蒸发器用于高温库时可选用内平衡式膨胀阀，而用于低温库时可能需选用外平衡式膨胀阀。,17,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,3.热力膨胀阀的容量和选配,热力膨胀阀的容量：,阀在额定开度时流过的制冷剂完全气化时的吸热量。,18,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,感温包Bulb充剂的性质和压力不同，每只膨胀阀只适用于既定的制冷剂。,19,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,膨胀阀的名义容量：,在名义工况下的容量。,20,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,膨胀阀的容量应与蒸发器相匹配Match,容量过小，则膨胀阀供液不足，蒸发器的能力不能充分发挥，蒸发压力降低，制冷量减小，吸气过热度加大。,容量过大，则阀工作时开度过小，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，因此其容量应比蒸发器的制冷量稍大，但最大不超过蒸发器的二倍。,21,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,膨胀阀选型步骤,(1)适用的制冷剂种类、蒸发温度范围。,(2)根据蒸发器选定容量大小，确定使用内平衡式或外平衡式。,(3)考虑毛细管Capillary Tube长度，进出接口形式(直角式、直通式)。,(4)若蒸发器制冷量变化范围大，可使用两只膨胀阀并联Parallel或切换Switchover使用。,22,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,4.热力膨胀阀的温包充注Bulb Charge,(1)部分充液式温包,温包内充注一部分低沸点液体，使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。充注的介质可以和制冷工质相同(同工质充注)也可以不同(异工质充注)。根据充注量多少，又分为非限压式和限压式。,23,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,非限压式温包,同工质充注：静止过热度随蒸发温度下降而增大。,异工质充注：静止过热度在较大蒸发温度范围内基本不变。,24,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,非限压式温包的缺点：,a.停机时阀关闭不严，膨胀阀只起调节流量作用，不能兼作截止阀使用，需要在其前面加装电磁阀起截止作用。,b.开机时温包不会立即变冷，阀开度过大，回气过热度变小。压缩机启动后压力降低缓慢，长时间在高吸气压力下工作，电机容易过载。,c.温包充液量较多，热惯性大，反应滞后较大。,d.若温包暴露在高温处，会使热力头中的压力过高。,25,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,限压式温包,温包充注量较少，温包内液体可全部气化。在工作温度范围内，温包内的压力随感应温度按介质的饱和压力关系变化，具有非限压式的过热度控制特性。,当温包感受的温度超过充注量所确定的温度tmop时，液体已蒸发完毕，成为过热蒸气，压力温度曲线变得平坦，所以可限制蒸发器的最大工作压力，这种阀称为MOP(Maximum Operating Pressure)阀。,26,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,a.起动时，可防止压缩机过载。,b.停机时，阀关闭严密。,c.高温时，能保护阀头内的元件不受高压。,d.热惯性较小。,e.使用时，温包温度在热力头组件中应最低。,27,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,(2)气体吸附式温包,a.不存在介质液面迁移问题；b.不受阀和毛细管是否低温的影响；c.具有限制最高压力功能；d.适用的蒸发温度范围分档。,28,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,5.热力膨胀阀的安装和维护,(1)膨胀阀尽量靠近蒸发器安装，二者间不装阻力大的附件；如二者间距离远，管路应加粗且冷库外管路包隔热材料；注意确认进、出口，直立安装。,(2)使用限压式温包时，阀和毛细管所处环境温度应比温包感受温度高，毛细管不要接触低温管路。与温包相接处的毛细管应向上，以免液体从温包中流出。,(3)温包安装在水平管路上。,29,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,30,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,(4)清除放温包处的管壁外部油漆和铁锈并涂银粉漆。温包与管壁贴紧，用薄钢片夹箍固定，外面包以隔热材料。,(5)外平衡式热力膨胀阀，平衡管连接点应设在温包之后，以免有少量液态制冷剂从膨胀阀顶杆填料处漏入平衡管影响温包感受的过热度。,31,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,32,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,6.热力膨胀阀的调试,蒸发器出口过热度太大，制冷量降低；太小产生液击。调节膨胀阀使蒸发器出口工作过热度36oC为宜，装置有回热器时，最小稳定过热度可稍减小。,33,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,如何判断蒸发器出口过热度大小,(1)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为出口过热度。,(2)如只在压缩机吸口装有温度表和压力表，可用吸气过热度推断蒸发器出口过热度。,(3)如吸气管无温度表，按蒸发器管壁结露、结霜情况判断,34,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,调试热力膨胀阀注意事项,(1)调试前检查制冷剂是否充足；冷凝压力在合适范围；阀完好并正确安装；阀及管路没有堵塞；蒸发器结霜不太厚(冷风机通风良好)。,(2)调试应在装置运转且工况稳定时进行。,(3)每次调整关闭过热度增减一般不超过0.5oC，一般调节螺杆每转一圈过热度变化为11.5oC。,(4)热力膨胀阀调节滞后性较大，每次调后应观察一段时间，调好后不要轻易改动。,也不知调好了没有?,35,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,36,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,二、电子膨胀阀Electronic Expansion Valve,电磁式膨胀阀,37,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,电动式膨胀阀,38,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,39,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,问题：内平衡式TXV膜片上方作用着()力。,温包内饱和压力,外平衡式TXV波纹管上方作用着()力。,温包内饱和压力,内平衡式TXV膜片下方作用着()力。,蒸发器进口压力,外平衡式TXV波纹管下方作用着()力。,蒸发器出口压力,外平衡式TXV波纹管顶杆填料漏泄，平衡管会出现()现象。,结霜,40,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,原来用外平衡TXV改用内平衡TXV会导致()。,A.蒸发器出口过热度增加,B.制冷量降低,C.蒸发压力降低,D.压缩机轴功率增大,提示：根据膜片下方压力、阀开度,41,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,切记：冷剂流量减小或蒸发器换热量增大(过热度增大)，膨胀阀开度加大。,42,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,切记：冷剂流量减小或蒸发器换热量增大(过热度增大)，膨胀阀开度加大。,43,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,TXV备件的针阀应处于(关闭|打开)状态。,TXV温包漏气，则阀将(关闭|打开)。,TXV温包从管路脱落，则阀将(关闭|打开)。,正常工作时TXV阀体(全部|靠出口一半|靠进口一半)结霜。,滤器堵,进口带滤器的TXV整个阀体结霜，说明()。,44,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,三、压力继电器Pressure Relay,压缩机排压过高断电停车，消除产生高压的原因后，需手动复位才能使压缩机启动。(故障+报警),吸气压力低到下限时断电停车，吸气压力回升到上限时，控制压缩机通电启动。(正常、无报警),将高压继电器和低压继电器组合在同一壳体内，完成二者功能。,45,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,46,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,低压控制范围：0.070.6MPa;复差：0.060.1MPa;高压：0.63.0MPa,低压,高压,YK306 高低压继电器,47,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,48,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,调节方法,高压部分：高压断开压力由调节弹簧7(拉簧)的张力决定，用调节螺钉6调节，切断后必须用按钮8手动复位。,低压部分：低压接通压力由主弹簧4的张力决定，用调节螺钉3调节。幅差压力由幅差弹簧2的张力决定，用调节螺钉1调节。低压断开压力=接通压力幅差压力,单独调节主调弹簧4，使预紧力增加，吸入压力上限(接通)、下限(切断)同时增加。单独调节幅差弹簧2，使预紧力增加，下限降低，上限不变。,49,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,压力值的确定：,高压断开压力(上限)：参照最高工作压力(冷剂46oC对应的饱和压力)。,低压断开压力(低压下限)：蒸发温度减去5oC对应的饱和压力(不小于10kPa)。,低压闭合压力(低压上限)：适当低于冷库温度上限对应的饱和压力。,测定方法：慢慢关小吸入截止阀，停车时吸入压力表的读数为低压下限，重新启动时的读数为低压上限。慢慢关小排出截止阀，停车时排出压力表的读数为高压断开压力。,50,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,51,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,52,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,53,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,四、温度继电器Temperature Relay,用温度作为控制信号的电开关。作用：控制供液电磁阀的电路通断；一个温度继电器直接控制压缩机起停；多个温度继电器并联控制压缩机起停。,54,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,55,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,RT型温度继电器,1.改变调节旋钮8，使调节弹簧张力变化，改变断开值。,2.改变幅差调节螺母3，改变其与固定圆盘间隙，间隙越大，闭合温度与断开温度差(幅差)越大。,56,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,1.继电器装在比控制温度高的场所；2.温包放置在体现冷库平均温度的位置；3.毛细管不能通过比温包温度低的结构；4.毛细管需要弯曲时，必须保持一定的圆弧(不能直弯)。5.毛细管沿墙壁通过时，应使用夹子固定。,温度继电器安装的注意事项：,57,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,五、(油)压差继电器Pressure Difference Relay,用润滑油泵吸排压差作为控制信号的电开关，当压差小于设定值时，使压缩机停车，起保护作用。,58,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,JC3-5型压差继电器参数及说明,出厂接380V电源接头。若选用220V电源，将D1X接线拆除，把XD2接通，使降压电阻9短路。,59,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,JC3-5型压差继电器,60,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,调整方法：,1.转动调节轮22改变弹簧20张力，可改变压差调定值。2.压缩机正常运行时，按下试验按钮3，达到延时时间(6020s)后应停车。3.运行时调低滑油压力，压差开关动作时，滑油压力表和曲轴箱压力表的差值为压差继电器的压差调定值。,61,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,六、电磁阀Solenoid Valve,1.直接作用电磁阀,适用于阀孔直径 3mm，接管直径1012mm场合。,62,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,63,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,2.间接作用电磁阀,制冷剂流量大时应使用间接作用式。,64,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,间接作用电磁阀的工作过程,进出口具有一定压差时，阀才能打开,导阀,平衡孔,主阀,65,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,间接作用电磁阀的特点：,启闭平稳，冲击小，启阀力大，适用于大口径。但动作不灵敏。,不能关闭,66,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,七、蒸发压力调节阀Evaporating Pressure Regulating V/V,装在高温库蒸发器出口管路上，以阀前蒸发压力为控制信号，自动调节开度，调节蒸发压力，使库温均匀。又称背压阀Back-pressure Valve。,67,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,68,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,减轻调节过程中产生振荡。,防止制冷剂泄漏，避免阀出口制冷剂压力单独作用在阀背面。,改变弹簧4预紧力,预紧力越大，蒸发压力越高,69,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,蒸发压力调节阀的调节方法：,按要求的库温减去设计传热温差(510oC)确定蒸发温度，求其对应的饱和压力即为要求的蒸发压力。在压缩机工作时取下压力表接头7的帽罩，安装压力表。用螺丝刀缓慢转动螺钉2，将其调至所要求蒸发压力(压力表读数)。取下压力表，拧紧帽罩。,70,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,八、冷却水量调节阀Cooling Water Regulating V/V,安装在冷凝器的进水管上，可依据冷凝压力的变化自动调节冷却水的流量，以使冷凝压力保持在调定的范围内，可防止冷凝压力过低，调节静压可稍大。,71,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,72,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,1.直接作用式,WVFM型,接压缩机排气或冷凝器顶部,73,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,2.间接作用式,WVS型,74,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,直接作用式：控制精度差，适用于冷却水量小的场合。阀位移由冷凝压力控制。,间接作用式：控制精度高，适用于冷却水量大的场合。导阀位移由冷凝压力控制，主阀位移由阀上下冷却水压差力控制。,75,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,问题：对于单机多库制冷系统，下列自动化元件：热力膨胀阀、低压继电器、高压继电器、温度继电器、压差继电器、电磁阀、蒸发压力调节阀、冷却水量调节阀：,1.不与系统制冷剂接触的是：,温度继电器,2.系统正常运行(不发生故障)无任何动作的是：,高压继电器,3.发生动作后必须按复位按钮有：,4.动作后能直接使压缩机停车的有：,76,船舶辅机第11章 船舶制冷装置 Marine Refrigeration Plant,问题：对于单机多库制冷系统，下列自动化元件：热力膨胀阀、低压继电器、高压继电器、温度继电器、压差继电器、电磁阀、蒸发压力调节阀、冷却水量调节阀：,5.装有毛细管或传压管的有：,6.装有温包的有：,7.内部元件双位动作的是：,电磁阀,