船舶冷藏货舱的设计与应用

我国海上冷藏运输任务主要由冷藏货船承担。为了适应运输的要求，提高船舶的通用性，海上冷藏运输大部分由设置冷藏货舱的一般杂货船完成，其吨位从几百吨到千吨以上。冷藏货轮既可用于装冷藏货，也可用于装载杂货。

冷藏船所采用的制冷装置有氨制冷装置和氟利昂制冷装置。专业冷藏船和渔船以氨制冷机为主，而一般冷藏船或冷藏货舱多采用氟利昂制冷机。制冷压缩机目前仍以活塞式为多。冷却方式有盘管冷却和吹风冷却两种。采用氟利昂制冷剂时，较多选用吹风冷却。冷藏船的供冷方式有干式直接供液、重力供液、氨泵供液及满液式直接供液等。

图29-14所示为船舶典型冷藏货舱布置图。该船及冷藏货舱均符合我国“海船建造规范”及国际造船通用技术要求。

图29-14 船舶典型冷藏货舱布置图

该船的冷藏货舱分A、B、C、D四层，划分成A、B和C/D三个冷藏分舱，总舱容积为2400m³。采用R22制冷剂的活塞式压缩机，吹风冷却，其制冷系统，见图29-15。

1.制冷装置及系统

冷藏货舱的制冷装置选用SABROE SMC10—8S型活塞式压缩机3台，每台制冷量为55.8kW（40°C/-28°C），选用壳管式冷凝器2台，卧式贮液器2只。设肋片空气冷却器6台，附冷风机循环双速风机14台和新风换气风机3台。装置设离心式冷却水泵3台。另外，还有臭氧发生器1台，CO₂气体分析仪1台，R22制冷剂泄漏探测警报器1台。制冷装置的工作，满足冷冻货-20°C，冷却货8°C的运载降温要求。运载冷却货时，新鲜空气换气次数为2次/h。全舱冷风循环次数：水果类冷却货80次/h，冻肉类冷冻货40次/h。制冷装置的运行工况及制冷机运行台数，冷却水泵运行台数及冷风机换气风机转换，可以根据运载货物种类、降温冷却、运载保温要求任意选择。

R22制冷系统的工作（见图29-15）：压缩机1排出气体经分油器2和排气管进入冷凝器5，R22液化后送入贮液器6，同时经过滤干燥器3至供液总管9、供液总管分三路，每路又分别向两组空气冷却器供液。

图29-15 典型船舶冷藏货舱制冷系统

1—压缩机 2—分油器 3—过滤干燥器 4—安全阀 5—冷凝器 6—贮液器 7—排污阀 8—补充制冷剂阀 9—供液总管 10—供液电磁阀 11—热力膨胀阀 12—融霜排液管 13—单向阀 14—手动膨胀阀 15—融霜盘管 16—冷风机 17—回气压力调节阀 18—回气总管 19—回气副管兼安全释放管 20—融霜管 21—气液分离器 22—压缩机排气压力及油温控制开关 23—高、低油压控制开关 24—压缩机补油管 25—压缩机回油管

制冷剂先经供液电磁阀10，又经热力膨胀阀11节流而送入蒸发器，汽化后的制冷剂经回气压力调节阀17，进入回气总管18或释放管19。最后经气液分离器21返回压缩机。系统中设有手动膨胀阀14。为了压缩机润滑油冷却，设有润滑油冷却器及相应的补油管24。本系统采用手动热气逆流式融霜。需融霜时，先关闭供液电磁阀、回气阀，并将热气引入融霜管20后，开启融霜阀，制冷剂即流入蒸发器。融霜后的R22经排液阀12、单向阀13流入供液总管再向其他冷藏室供液。蒸发器融下的冰霜落入承霜盘，并被另一路融霜盘管15将热气融为水，排至污水井。该路热气放热冷凝后，经单向阀流入供液总管。

2.制冷系统的自动控制(www.xing528.com)

为了调节和控制各冷藏室温度，每个冷藏室设一套DPT60型温度比例调节器和由一套电动导阀与主阀组成的调节阀组。自控系统以空气冷却器的出口温度为调节信号，输入（EPT90型）调节器，按输入信号与调节器给定值的偏差值，发出动作信号起动电动导阀，自动地调节回气管路的主调节阀开度，改变空气冷却器的蒸发压力，达到对送风温度的自动控制。为了提高调节精度，该系统还与制冷压缩机的自动能量调节配合使用。系统中设有双电磁阀式的能量自动调节系统。根据两组压力控制器（8°C、-20°C）、按压缩机吸气压力信号，控制卸载-能量调节电磁阀的启闭，对压缩机进行50%、75%、100%三档能量自动调节。该系统能达到送风温度±1°C的精度。

本系统采用气动隔膜调节阀自动调节冷却水温度，以稳定制冷系统的冷凝压力。它以冷凝器出口温度为信号，改变气动隔膜三通阀开度，调节冷却水回水量和排水量比例，稳定冷却水温度，见图29-16。

图29-16 船舶冷藏舱制冷装置冷却水温度自动控制系统

Ⅰ、Ⅱ—冷凝器 Ⅲ—海水泵

1—温度控制指示器 2—调节阀 3—隔膜控制阀 4—温包及毛细管 5—流量开关 6—回流管 7—海水过滤器 8—排水管

该冷藏装置设有较完善的监测、报警和安全系统。系统的功能包括：压缩机电动机过载报警与自动停车；压缩机排气超压、超温、润滑油低压、润滑油超温报警与自动停车；冷藏货舱低温报警；冷风循环风机、换气风机过载报警；R22泄漏报警及冷却水循环异常报警并自动停车。在出现上述故障时，该系统自制冷机室向机舱集中控制室发出声光报警信号，并自动打印记录。

另外，本系统设有两点式冷藏货舱及送风温度控制装置。可以数字显示和自动记录。测温点为每层舱三点，其测量精度达±0.2°C。各冷藏舱的臭氧供给，由臭氧发生器通过新鲜空气进风管送入，见图29-17。

图29-17 船舶冷藏货舱臭氧供给系统

3.冷藏舱结构与隔热

冷藏舱隔热层主要用玻璃纤维棉和聚氨酯泡沫硬质板组合而成。按不同情况分别取125～170mm和50～70mm厚度。隔热层的传热系数K为0.26～0.38W/（m²·K）。隔热层外设12～25mm厚胶合板，外覆1mm厚铝板。所有敷设在隔热层内的木搁栅均作防腐处理，对甲板边缘则作包热桥处理。此外，对舱底隔热结构的隔热层厚度、地板强度作了加强设计，其允许负荷为3t/m²，对舱底的排水口等部位作了绝热隔离。

制冷系统的管系，除部分泄放管采用纯铜管银焊焊接外，对R22越舱管系以垫片、垫圈隔热，并保证气密要求。所有R22低温管系采用聚苯乙烯泡沫和聚氨酯成型管材料隔热，并以抗低温胶粘接于管壁，其外层涂以低温胶玻璃纤维带旋绕包扎作防水、加固。