船舶制冷装置的基本原理和环境保护分析

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船舶制冷装置的基本原理和环境保护分析

作者：赵静李德生许萌焉溶君

来源：《今日财富》2016年第31期

摘要：蒸气压缩式制冷设备所采用制冷剂通常是沸点极低的氟利昂，借助于压缩机以及

膨胀阀来实现对其饱和温度的调整，使其能够被常温冷却介质冷凝亦或是吸收低温空间内的热量。然而含有氯物质的氟利昂制冷剂在升高到臭氧层时，便会导致其中的氯离子大量排出，并由此致使臭氧被大规模的消耗。而应用不包含氯原子的氟利昂制冷剂，也就是新型的氢氟烃来取代以往所较常采用的含氯的氟利昂，便可达到对大气环境的有效保护。

关键词：蒸气压缩式制冷；氟利昂；臭氧层；氢氟烃

在制冷过程当中所采用的制冷设备即为制冷装置，进行热量转移的媒介即为制冷剂。制冷主要包括天然制冷与人工制冷两种方式，天然制冷通常是利用天然冰块来作为冷量来源，通过冰块在消融过程当中对于周围空间热量的吸收来达到制冷效果；而人工制冷则是采取制冷装置，通过损耗一定的外部热能为条件，借助于制冷剂来促使一定空间内的热量被转移至外部环境从而实现制冷。在船舶中进行制冷主要是为了对所运输的货物进行冷藏保存，同时给予船舶空调提供冷源，大多采取蒸气压缩式制冷方式。

一、原理分析

船舶所普遍采用的蒸气压缩式制冷装置是利用压缩设备，冷凝器、膨胀阀和蒸发器四部件所共同构成。其工作原理为：①处于低温低压环境下的制冷剂在进入至蒸发器当中以后，可吸收冷库当中物体所排出的热量并持续沸腾汽化，通过压缩设备来将蒸发器当中所排出的低压冷剂蒸气吸入至气缸当中，利用压缩处理来使之转换为高温高压的制冷剂蒸气，压缩设备提高制冷剂压力的主要原因是为了使其沸点能够得以升高，并超出常温冷却介质，进而再使之排到冷凝器中。②制冷剂进入冷凝器之时是处在过热蒸气的环境之下，真实的温度环境会略大于相应的压力对应沸点值，冷凝器当中高温环境下的制冷剂蒸气首先会被循环冷却介质降温，在温度下降到沸点温度之时便会经由冷凝作用转化为液态制冷剂。③冷凝时，制冷剂可将从冷库当中所裹挟出的热量与压缩设备的做工同时传输至冷却介质，船舶制冷装置冷凝器内通常采用中央冷却水系统当中的低温水体作为冷却介质。④而后液态制冷通过膨胀阀节流降低温度与压力转化为温度与压力均更加低下的冷剂湿蒸气，少部分残余的制冷剂在通过膨胀发节流降压的环节时已经出现了气化现象。⑤制冷剂通过膨胀阀来减小压力，其主要的作用价值是为了减小饱和温度，鉴于通过膨胀阀之后的制冷剂已经转变为了湿蒸气的形态，因此相应的温度即为压力减小以后所对应的偏低饱和温度，其沸点大小与实际的冷库温度相比应略微稍小一些，因而制冷剂再次进入蒸发器之后便可即刻汽化并再次过程中吸收周围环境的热量。⑥在制冷循环的不断持续过程当中，冷库热量也将持续经由循环冷剂而转化到外界冷却介质当中，进而促使冷库温度能够被维持在一定的低温条件下。