制冷設備,是指主要用于船員食物冷藏、各類貨物冷藏及暑天的艙室空氣調節(jié)的設備。主要由壓縮機、膨脹閥、蒸發(fā)器、冷凝器和附件、管路組成。按工作原理可分為壓縮制冷設備、吸收制冷設備、蒸汽噴射制冷設備、熱泵制冷設備和電熱制冷裝置等。目前船舶上應用普遍的是壓縮制冷設備。通過設備的工作循環(huán)將物體及其周圍的熱量移出,造成并維持一定的低溫狀態(tài)。目前所用的制冷劑主要是氟里昂和氨,尤以氟里昂使用多。但由于氟里昂對大氣臭氧層的破壞作用,已經開始受到環(huán)保條例的制約。氨及其他新型冷劑正被重新采用和試制中。
發(fā)展及歷史:
在人工制冷開始發(fā)展以前,人類已經知道利用天然冰雪在簡易的設備中保持低溫條件,即利用天然冷源。在中國,約在3000年前已使用天然冰保藏食品,公元前七世紀《詩經》中就有關于采集、貯存和用天然冰冷藏食品的詩句。直到現代,人們仍然在應用冰、雪和地下水等天然冷源。用天然冰或人造冰冷卻的冷藏裝置,只能達到有限的低溫,技術條件和衛(wèi)生條件較差,難以滿足多方面的要求?,F代的制冷裝置都是應用制冷機來冷卻。
1834年,美國的J.珀金斯試制成功人力轉動的用乙醚為工質的可以連續(xù)工作的制冷機。1844年,美國的J.戈里試制了用空氣為工質的制冷機,用在醫(yī)院中制冰和冷卻空氣。1872~1874年,D.貝爾和C.von林德分別在美國和德國發(fā)明了氨壓縮機,并制成了氨蒸氣壓縮式制冷機,這是現代壓縮式制冷機的發(fā)端。19世紀50年代,法國的卡雷兄弟先后研制成功以硫酸和水為工質的吸收式制冷機和氨水吸收式制冷機。1910年出現了蒸汽噴射式制冷機。1930年出現了氟利昂制冷劑,促進了壓縮式制冷機的迅速發(fā)展。1945年,美國研制成功溴化銀吸收式制冷機。
冷卻方式:
制冷設備的冷卻方式有直接冷卻和間接冷卻兩種。直接冷卻是將制冷機的蒸發(fā)器裝設在制冷裝置的箱體或建筑物內,利用制冷劑的蒸發(fā)直接冷卻其中的空氣,靠冷空氣冷卻需要冷卻的物體。這種冷卻方式的優(yōu)點是冷卻速度快,傳熱溫差小,系統(tǒng)比較簡單,因而得到普遍應用。
間接冷卻是靠制冷機蒸發(fā)器中制冷劑的蒸發(fā),從而使載冷劑(例如鹽水)冷卻,再將載冷劑輸入制冷裝置的箱體或建筑物內,通過換熱器冷卻其中的空氣。這種冷卻方式冷卻速度慢,總傳熱溫差大,系統(tǒng)也較復雜,故只用于較少的場合,如鹽水制冰和溫度要求恒定的冷庫等。 [2]
按照冷卻目的和冷量利用方式的不同,制冷裝置大體可分為冷藏用制冷裝置、試驗用制冷裝置、生產用制冷裝置和空調用制冷裝置四類。
冷藏用制冷裝置主要用于在低溫條件下貯藏或運輸食品和其他貨品,包括各種冰箱、冷庫、冷藏車、冷藏船和冷藏集裝箱等。