【正文】 ℃；水合物生成速度明顯提高，蓄冷密度顯著增加。[4]3船舶軸帶制冷壓縮機與蓄冷器的匹配制冷壓縮機是制冷系統(tǒng)中最主要的設(shè)備，它在整個制冷系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用，正向著節(jié)能、高效、機組化、模塊化的方向發(fā)展。軸帶式制冷壓縮機除了一般電動制冷機組具備的條件外，還需滿足下列要求a軸帶式制冷壓縮機的排出壓力在船舶航區(qū)范圍內(nèi)的極端氣候變化條件下滿足制冷系統(tǒng)冷凝壓力的要求，確保軸帶式制冷壓縮機空調(diào)系統(tǒng)的正常運行。c軸帶式制冷壓縮機排氣量調(diào)節(jié)功能可滿足空調(diào)器不同運行方式負荷變化的要求。e便于安裝，傳動系統(tǒng)簡單可靠，使用壽命長，維護管理工作量小。容積式壓縮機又有往復(fù)式、回轉(zhuǎn)式兩類。它是利用高速旋轉(zhuǎn)的葉輪對制冷劑氣體作功，使氣體獲得動能，而后再將動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ芤蕴岣邭怏w壓力。容積型壓縮機由于理論排出壓力與流量、轉(zhuǎn)速無關(guān)，流量調(diào)節(jié)方便易行，非常適合在原動機轉(zhuǎn)速變動大的場合使用，因而是軸帶壓縮機的理想選擇。離心式制冷壓縮機排出壓力大約與葉輪的轉(zhuǎn)速的平方成正比、流量與轉(zhuǎn)速成正比，因而這種壓縮機對壓縮機的轉(zhuǎn)速要求較高。為滿足主機變工況運行時軸帶離心式制冷壓縮機的轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定，需改進機械調(diào)速方案。反之，當外界環(huán)境溫度發(fā)生變化引起冷凝壓力變化時，會影響排氣量，引起供氣的波動。由圖可知，在轉(zhuǎn)速提高后，制冷系統(tǒng)的工況點由B移到A，進氣量和壓力比隨著轉(zhuǎn)速的提高而增加，壓力比的增加幅度大于流量的增加幅度。采用帶增速齒輪的液力耦合器取代原齒輪增速箱，可以在主機變速運動的情況下實施壓縮機調(diào)速或穩(wěn)速。齒輪箱增速簡單易行，成本低廉，運轉(zhuǎn)可靠，并通過加強系統(tǒng)管理使功耗降低，經(jīng)濟效益明顯。軸帶離心式制冷壓縮機采用加裝液力耦合器的增速箱齒輪可解決壓縮機轉(zhuǎn)速控制問題，但其僅適用于大功率且工況較穩(wěn)定的場合。往復(fù)式制冷壓縮機是問世最早、至今廣為應(yīng)用的型式，它依靠活塞在汽缸內(nèi)作往復(fù)運動來實現(xiàn)工作容積的周期性變化，～150ｋＷ，缸徑為20～180ｍｍ。是目前船舶空調(diào)器使用最多的制冷壓縮機。在各種類型的制冷壓縮機中，活塞式壓縮機是間世最早的一種機型。這種特性是速度式壓縮機難以具備的。③無需耗用特殊鋼材，加工比較容易，造價也較低廉。有的專家認為活塞式壓縮機的技術(shù)完善程度已達到95％～96％。大連冷凍機廠已發(fā)展成為我國制冷機制造行業(yè)中規(guī)模最大的專業(yè)廠，是我國制冷設(shè)備成套出口的最主要廠家，1959年開始自行開發(fā)活塞式制冷壓縮機，投人可觀的人力和財力，在性能和可靠性方面取得了顯著的成績，是我國制冷機制造業(yè)中產(chǎn)品品種最多、規(guī)格最全、成套能力最強、出口創(chuàng)匯最多的廠家，該廠制造的七個系列活塞制冷壓縮機產(chǎn)品均達到了世界九十年代初的先進水平。 由于活塞式壓縮機具備了許多優(yōu)點，不僅品種多、規(guī)格全，還在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、易損件壽命和自動化方面不斷進行改進，因而使活塞式壓縮機得到了廣泛的發(fā)展。目前，國外高速多缸型壓縮機在結(jié)構(gòu)形式上沒有多大的變化，各制造廠家主要是致力于改進局部結(jié)構(gòu)，改進加工工藝，以便提高產(chǎn)品的工作性能，并延長其使用壽命。在日本除船用以及用氨作制冷劑的功率為 ～，其余的都從開啟式轉(zhuǎn)為半封閉式，即使150kw以上的中型制冷機，也已向半封式迅速發(fā)展。除特殊用途者外，小型活塞式已幾乎找不到開啟式。至于活塞式壓縮機的出廠形式，國外也愈來愈采取以機組的形式出廠，如與冷風機配套的機組或與蒸發(fā)式冷凝器配套的機組等?？傮w來說，選擇活塞式壓縮機作為軸帶壓縮機是較理想的方案。容量大時活塞直徑大，機器體積和重量都較大?；剞D(zhuǎn)式壓縮機是借助于轉(zhuǎn)子在汽缸內(nèi)作回轉(zhuǎn)動運來實現(xiàn)工作容積的周期性變化，從而進行氣體的壓縮。一般而言，制冷量在1 1ｋＷ以下，滾動轉(zhuǎn)子式效率較高；制冷量在1～15ｋＷ，渦旋式效率最高。就目前的工藝而言，生產(chǎn)大型的滾動轉(zhuǎn)子式、渦旋式壓縮機的成本很高，無市場競爭能力。主要由汽缸、轉(zhuǎn)子、滑片、彈簧、排氣閥及偏心軸等組成。它的發(fā)展歷史僅有50～60年，美國Vilter公司在30年代首次推出該型式的壓縮機，以后瑞士Escher Wyess公司亦開始生產(chǎn)，作為制冷裝置的主機于50年代在全球風行一時，但所采用的復(fù)雜結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)難以與當時崛起的螺桿式壓縮機相競爭，與傳統(tǒng)的活塞式壓縮機也無法競爭。這主要是因為這種壓縮機具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲低的特點，尤其是能適應(yīng)較大的工況變化(壓力變化)。國外生產(chǎn)開啟式壓縮機冷量范圍(R22)1675～2512KJ/ｈ，主要產(chǎn)品有日本東芝公司的KRHDAL系列，日立公司的T、W、M型系列。90年代我國已有不少企業(yè)及合資企業(yè)如上海冰箱壓縮機廠、日立電器公司、西安慶安公司、西安東方機械廠等能較大批量生產(chǎn)這種壓縮機。(2)由于在有相對運動的部位必須有油潤滑，而這種壓縮機仍有氣閥，因此，該機型既不易設(shè)計成無油型，也不易采用其它無氣閥回轉(zhuǎn)式壓縮機所采用的噴油系統(tǒng)。由于滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機具有往復(fù)式壓縮機所不具有的優(yōu)點，近年來仍在長足發(fā)展。但作為船舶軸帶制冷壓縮機，目前條件還不具備。但由于難以得到高精度的渦旋形狀，缺乏實用和可靠的驅(qū)動結(jié)構(gòu)以及摩擦磨損問題不能妥善解決，因此渦旋壓縮機在將近七十年的時間內(nèi)未得到普及使用。在1973～1976年間，美國和瑞士先后開發(fā)了空氣、氮氣及氟利昂等渦旋式壓縮機。之后，美國Carrier公司、Trane公司也開始批量生產(chǎn)渦旋式壓縮機。時隔兩年，日本日立公司開發(fā)出22～37ｋＷ的全封閉渦旋式壓縮機，并用于單元式空調(diào)機上。東芝公司推出了列車空調(diào)壓縮機?？v觀渦旋式壓縮機的發(fā)展歷史，可以看出，渦旋壓縮機作為一種新型壓縮機，它具有效率高、可靠性強、噪聲低、重量輕和尺寸小等特點，倍受國內(nèi)外重視,被稱為全新一代壓縮機。而且自石油危機以來，由于在供暖、空調(diào)與制冷應(yīng)用中，主要能量消耗于壓縮機，高效壓縮機對美國市場已成為重要因素。因而，兼有高效、低噪兩大優(yōu)勢的渦旋壓縮機成為換代產(chǎn)品已是必然趨勢。目前多用于小型空調(diào)器中。但目前國產(chǎn)渦旋壓縮機的功率不能滿足船舶空調(diào)機的需要，進口渦旋壓縮機可滿足船舶中小型空調(diào)的要求，但成本較高，配件不易取得。螺桿式制冷壓縮機也是一種容積式壓縮機，自從本世紀三十年代間世以來，由于汽缸內(nèi)無油，噪音大，轉(zhuǎn)子間泄漏量較大，壓縮比較小，因此進展較緩慢。此后，這種螺桿壓縮機的結(jié)構(gòu)不斷完善，噴油螺桿式壓縮機在大、中制冷量的場合，日益顯現(xiàn)出其優(yōu)越性。目前各國原來生產(chǎn)活塞式壓縮機的工廠也都發(fā)展了螺桿式壓縮機，其制冷量范圍下限約為 9萬 kcal／ h，上限約為 400 萬 kcal／ h，歐洲各國噴油螺桿制冷壓縮機絕大部分做成開啟式，以機組形式出廠，美國則在七十年代初開始生產(chǎn)半封閉式螺桿制冷壓縮機。近幾年來，世界各國均致力于研究螺桿制冷機的轉(zhuǎn)子齒形，每年國外專利文獻中都可以找到數(shù)十條有關(guān)的發(fā)明。先后有英國、西德、法國、瑞典、日本、美國、前蘇聯(lián)、東德和丹麥等國家三十幾個公司購買了瑞典SMR公司的專利技術(shù)。 目前國內(nèi)螺桿制冷機制造廠轉(zhuǎn)子齒形大都是采用單邊非對稱圓弧擺線，轉(zhuǎn)子刀具的計算方法大部分是采用接觸計算方法。 計算機技術(shù)的發(fā)展，為螺桿制冷機的轉(zhuǎn)子型線不斷更新，新結(jié)構(gòu)型式螺桿制冷機的出現(xiàn)，是螺桿制冷機的效率得到提高的基礎(chǔ)，在相同的使用條件下．其功耗已低于活塞式制冷機。 七十年代末期、八十年代初期，螺桿式制冷機的產(chǎn)量直線上升，有的廠家由生產(chǎn)活寒式制冷機轉(zhuǎn)向生產(chǎn)螺桿式制冷機。應(yīng)用范圍不斷地擴大，產(chǎn)量飛躍增加，使螺桿制冷機已與活塞制冷機相當。日本前川制作所，現(xiàn)生產(chǎn)的活塞式制冷機最大缸徑為125mm，淘汰了大型活塞式制冷機。近幾年來，世界各國致力于研究帶經(jīng)濟器螺桿制冷機，以改善螺桿制冷機在低溫工況下的性能。對KA16C帶經(jīng)濟器螺桿制冷機進行了試驗研究，經(jīng)過上千小時的探索、比較、論證和試驗室測定，并經(jīng)過工業(yè)運轉(zhuǎn)考核，比同行業(yè)螺桿制冷機生產(chǎn)廠提高一年月，于1986年7月迎過國家技求鑒定，在低溫工況下，節(jié)能效果顯著?，F(xiàn)在生產(chǎn)的各種型號螺桿制冷機都設(shè)有補氣孔口，以滿足設(shè)計單位選用。從冷凝器出來的氨液，一支經(jīng)節(jié)流后進人經(jīng)濟器的殼體內(nèi)；另一支高壓液體直接進人經(jīng)濟器的管內(nèi)。通過補氣孔口補進壓縮機的氣體，被壓縮到高壓，制冷機的功耗也必然要增加，由于制冷量增加的幅度遠大于功消耗增加的幅度，使單位功功率的制冷量得到了大幅度的提高，因此，可以節(jié)省大量的電耗，達到節(jié)能的目的。螺桿式制冷機體積小重量輕、啟動力矩小、制冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、適用于變工況、震動小、抗搖擺性強、排氣溫度低、與柴油機匹配性能好，易于隔噪消聲的特點非常適合船舶使用。螺桿式制冷機在國外已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在船舶制冷、空調(diào)裝置中。所以此后日本將大批的螺桿式制冷機安裝上船，特別是漁船上。 1974年一機部在國內(nèi)某些廠試制螺桿式制冷壓縮機的基礎(chǔ)上，制訂了我國螺桿式制冷機型式機基本參數(shù)系列，并在我國制冷工業(yè)上開始得到應(yīng)用。隨著制冷技術(shù)的發(fā)展，活塞式制冷機在船舶上的統(tǒng)治地位即將被螺桿式制冷機所代替。據(jù)（日）《JARN，2000／8》報道， PERFOR－MA新系列采用環(huán)保制冷劑R134a，、小充注量和低成本螺桿冷水機組，%。在軸帶螺桿壓縮機中，氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)是很重要的一個系統(tǒng)，氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計合理與否關(guān)系到軸帶螺桿壓縮機運行的可靠性和經(jīng)濟性。當蓄冷完成時脫開離合器，壓縮機停止工作，當蓄冷須重新開始時合上離合器。其經(jīng)濟性高，結(jié)構(gòu)簡單，但排氣量受主機轉(zhuǎn)速影響很大，主機在低速時容積效率較低。2）管路調(diào)節(jié)進氣節(jié)流(即比例調(diào)節(jié))進氣節(jié)流等于降低吸氣壓力從而減少氣量，通過其它控制件能使減荷閥的進氣口面積隨著用氣量的減少而減少；然后隨著用氣量的增加而逐漸增加直到減荷閥完全打開。3）減荷閥調(diào)節(jié)減荷閥關(guān)閉，停止進氣，螺桿壓縮機排氣量為0；減荷閥打開，螺桿壓縮機進氣，螺桿壓縮機投入工作，從而調(diào)節(jié)排氣量。一般有兩種情況：全量蓄冷和分量蓄冷。在這種情況下，熱平衡計算公式應(yīng)為：總制冷量 Q =Cqc N ()日間放冷 Q0= C0qc N。為時間修正系數(shù)；由于白天制冷主機不一定均為滿載運行，計算時該值可?。?－）； N為夜間制冷主機在蓄冰工況下的運行小時數(shù)； C為冷水機組系數(shù)．即冷水機組蓄冰工況制冷能力與空調(diào)工況制冷能力的比值。一般活塞式與離心式冷水機組約C為0．65，它取決于工況的溫度條件和機組型號。（2）空調(diào)系統(tǒng)部分夜間運行，而且所需的冷負荷比較大。總制冷量 Q=Cqc N （）日間放冷量 Q0= C。 （）夜間蓄冷量 Q1= Cqc N一C qc2 N （）當Q0=Q1時的qc值為制冷機組的單位制冷量kj/h式中：Q每晝夜的總冷量kjqcqc2分別為日間、夜間空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計熱負荷kj/hQ1為蓄冷槽的容量kj?？傊评淞?Q=24Cqc （）日間冷負荷Q0= C。 由于船舶的航行區(qū)域大，外界氣候變化莫測，容易出現(xiàn)極端天氣情況，且存在著船舶靠泊時的供冷情況，因而在實際配置制冷系統(tǒng)容量和蓄冷槽容量時應(yīng)有適當?shù)膬淞?，保證主機停車時的冷量供給。液壓傳動方式耦合具有單位重量功率大、反應(yīng)快、易控制、輸出力大等諸多優(yōu)點，并且通過變向變量泵的無級調(diào)速的特性，滿足柴油機轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定的情況下軸帶壓縮機的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定要求，通過增速裝置滿足離心式壓縮機轉(zhuǎn)速要求，保證設(shè)備的正常運行。故液壓傳動極易到較大的力或力矩，液壓傳動裝置體積和重量在相同輸出功率條件下，較其他傳動裝置結(jié)構(gòu)緊湊。其外形尺寸僅為電氣設(shè)備的1/8，重量為1/81/10。(2)液壓元件慣性小，油液可視為無壓縮性，故系統(tǒng)動作靈敏、響應(yīng)快，適應(yīng)船舶海況變化迅速的要求。其調(diào)速比高達5000。(4)液壓傳動以液壓油作為工作介質(zhì)，油液本身具有吸振能力，故運動平穩(wěn)，能在低速下穩(wěn)定工作。當動力設(shè)備發(fā)生故障時，安全閥可應(yīng)急動作，起安全保護作用。(6) 液壓元件相對運動表面附有液壓油膜，能自行潤滑，延長元件工作壽命，避免海上潮氣的影響(7) 操縱方便。(8) 傳動平穩(wěn)，能吸收沖擊，允許頻繁換向，可以進行不停車變速。便于設(shè)計制造、使用和海上的維修。液壓傳動耦合所采用的能量變換元件是容積式的液壓泵和液壓馬達。系統(tǒng)中雙向變量泵輸出流量，決定著液壓馬達的輸出轉(zhuǎn)速，通過自動控制雙向變量泵A的變量機構(gòu)（斜盤傾角），使變量泵A的輸出流量Q變化，馬達輸出轉(zhuǎn)速也隨之做相應(yīng)改變。在上圖中補油泵D，溢流閥E組成低壓恒壓油源。單向閥（1），（2）和安全閥（即溢流閥）組成雙向安全油路。為了保持軸帶壓縮機的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，使軸帶發(fā)電機在主柴油機變速的情況下仍能保持恒定轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，維持軸帶壓縮機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，保證制冷系統(tǒng)正常運行，安裝一個液壓調(diào)速器自動控制變量泵的流量調(diào)節(jié)機構(gòu)，通過控制變量泵流量控制液壓馬達的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在額定轉(zhuǎn)速，保證壓縮機排量滿足制冷系統(tǒng)的工作要求。在額定輸出油壓時，能滿足軸帶壓縮機最大功率工作的要求。如果變量泵和液壓馬達的容積效率是不變的，只要流量保持不變那么液壓馬達的速度和負載無關(guān)。因此液壓馬達的實際輸出轉(zhuǎn)矩取決于液壓馬達的進出口壓力差其輸出特性如下圖所示。因此，要維持液壓馬達的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，可采用容積調(diào)速的方法保持變向變量泵輸出流量穩(wěn)定，從而使液壓馬達在輸出扭矩變化時仍能維持轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。提高壓力差P，不僅可以增大液壓馬達的輸出扭矩M，而且還可以在功率不變的前提下，使液壓元件和管路的尺寸相應(yīng)減少，但是也受到了強度、密封等的條件限制，并給管理工作帶來了不利的影響。但相比直接耦合、齒輪箱耦合其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，初投資成本上升。全量蓄冷是指冷水機組在夜間運轉(zhuǎn)就能提供次日高峰期所需全部冷量,而冷水機組不運行。根據(jù)暖冰蓄冷槽和冷水機組在蓄冷系統(tǒng)中的相對位置關(guān)系，可有兩種布置方式；一是冷水機組上游布置方式，即把冷水機組放在蓄冷槽的上游，這種布置方式適合于全量蓄冷工作方式或者是蓄冷槽的出口溫度無需再降低的情況，且冷水機組的工作在較高的溫度，其