船舶制冷裝置的電氣控制和電路的研究

王 麗杭州華泰電液成套技術(shù)有限公司 浙江杭州 311100

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船舶制冷裝置的電氣控制和電路的研究

王 麗
杭州華泰電液成套技術(shù)有限公司 浙江杭州 311100

【摘要】船舶航行過程中船員的食品需要在低溫艙室中冷藏，要在一定時(shí)間內(nèi)保持食物新鮮。船舶上冷藏食品的艙室以叫做冷藏庫。保持冷藏庫低溫的裝置又叫做制冷裝置。船舶上的冷藏庫要始終保持在0～5℃之間。主要是對(duì)蔬菜、水果的短期保鮮。當(dāng)船舶上的冷藏庫溫度為-15℃時(shí)就可以稱為冷凍。主要是針對(duì)肉類食品所進(jìn)行的長期存儲(chǔ)。不同的食品各類對(duì)冷藏的溫度也有不同的要求，需要將不同的食物放置在不同溫度的冷藏庫中，例如乳類、蛋類、蔬菜、肉類庫等。本文對(duì)船舶制冷裝置的電氣控制和電路進(jìn)行詳細(xì)的研究與分析。

【關(guān)鍵詞】冷藏設(shè)備；電氣控制；壓縮機(jī)控制

一、電氣控制

食品制冷裝置的被動(dòng)控制設(shè)備主要是冷藏庫電磁閥、冷卻水泵和壓縮機(jī)等。冷卻水泵和壓縮機(jī)通常情況下是由啟動(dòng)器對(duì)電路進(jìn)行控制。傳統(tǒng)的冷藏設(shè)備采用分散式的電氣控制裝置，啟動(dòng)器和控制器元件都集成在控制裝置中。

船舶上的冷藏設(shè)備通常安裝在“冷藏機(jī)艙”中。冷藏庫與冷藏機(jī)艙相鄰。冷藏庫內(nèi)的電動(dòng)機(jī)、風(fēng)機(jī)、呼叫按鈕、門開關(guān)、照明等相關(guān)電纜以及溫度繼電器的溫包線等分別從冷藏庫與冷藏機(jī)艙隔艙壁上的密性電纜貫穿件進(jìn)入。不允許其他電氣設(shè)備的電纜穿越冷藏庫。

冷藏庫內(nèi)的電纜一定要采用明敷設(shè)的方式。電纜貫穿件的開孔位置和長度一定要以絕緣布置圖上所標(biāo)明的絕緣厚度為依據(jù)進(jìn)行布置。在表面包覆工作和絕緣鋪設(shè)工作完成之后才可以敷設(shè)電纜并安裝設(shè)備。

電磁閥與繼電器可以對(duì)冷藏的溫度進(jìn)行控制，輪機(jī)部門一般情況下與操作器件和其他控制器件集成在同一塊板上。電纜通過板后穿孔與板前設(shè)備進(jìn)行連接。

安裝板、壓紋機(jī)、冷藏控制箱安裝在冷藏機(jī)艙，風(fēng)機(jī)安裝在冷藏庫內(nèi)部。冷卻水泵需要安裝在其他艙室也可以同時(shí)用于其他電氣設(shè)備。魚庫和肉庫要求儲(chǔ)存溫度在-15℃以下，所以它們都屬于冷凍庫。由于經(jīng)過長期使用，冷藏庫內(nèi)壁會(huì)結(jié)霜，為了進(jìn)行定期除霜，可以在冷藏庫內(nèi)設(shè)置加持裝置。

二、控制電路

如圖所示食品冷藏系統(tǒng)需要設(shè)置2臺(tái)以上數(shù)量的壓縮機(jī)，當(dāng)其中一個(gè)壓縮機(jī)損壞可以啟動(dòng)另一臺(tái)作為備用。輸入電源經(jīng)總電源向電力負(fù)載電路和控制電路供電。變壓器T1對(duì)控制電源進(jìn)行變壓處理并隔離供電。Q02開關(guān)是為過載和知足提供保護(hù)的小型斷路器。

（一）壓縮機(jī)的控制

壓縮機(jī)地用來實(shí)現(xiàn)制冷劑循環(huán)利用的裝置，并不對(duì)冷藏庫的溫度起直接作用。不同冷藏為庫的溫度變化不一定同步，某個(gè)冷漠庫的溫度已經(jīng)達(dá)到預(yù)設(shè)值，另外一個(gè)可能還沒有達(dá)到。即使都達(dá)到了預(yù)設(shè)值也還是要將沒有用盡的制冷劑進(jìn)行回收。壓縮機(jī)的啟動(dòng)與停止通常不在自動(dòng)控制系統(tǒng)之中，除非是發(fā)生異常情況，否則它很少停止運(yùn)行。

（二）故障狀態(tài)

1、短路。當(dāng)壓縮機(jī)內(nèi)部和出線電纜或內(nèi)部電動(dòng)機(jī)發(fā)生短路時(shí)，電源開關(guān)會(huì)通過熱保護(hù)和瞬動(dòng)會(huì)對(duì)電路進(jìn)行保護(hù)，使出現(xiàn)知足的電路跳閘進(jìn)而直到切斷電路的作用。2、過載。過載通過是由于電路負(fù)載過大造成的，圖中的繼電器F1會(huì)在電動(dòng)機(jī)發(fā)生過載時(shí)停機(jī)。3、油壓差低油壓差通常。由管路故障或機(jī)帶油泵故障所致，在油壓差過低的情況下，油壓繼電器會(huì)動(dòng)作停機(jī)。

（三）非故障狀態(tài)

當(dāng)各個(gè)冷藏庫的溫度都達(dá)到的預(yù)設(shè)值，制冷劑停止輸入。壓縮機(jī)會(huì)將管路中剩余的制冷劑回收，由于所回收的制冷劑為氣態(tài)，在進(jìn)行回收的過程中，吸口壓力會(huì)逐漸降低直到壓縮機(jī)的工作已經(jīng)沒有意義，這時(shí)可以停機(jī)。這種停機(jī)并不是出于故障，冷藏庫需要重新制冷時(shí)，由于吸口內(nèi)不再處于低壓狀態(tài)，壓縮機(jī)可以重新啟動(dòng)并運(yùn)行。低壓狀態(tài)的消除速度與冷藏庫的運(yùn)行狀態(tài)決定。通常情況下，壓縮機(jī)停機(jī)后需要在相隔一段時(shí)間后再進(jìn)行啟動(dòng)，其目的就是為了避免出現(xiàn)壓縮機(jī)反復(fù)啟動(dòng)的情況出現(xiàn)。這也就是為什么低壓輸出停機(jī)需要有一定時(shí)間的延遲。造成初始電壓不平衡的原因主要是由于四個(gè)橋臂各自的電阻不符合電橋平衡條件。所以我們通過串聯(lián)法，在邊橋臂電阻乘積小的橋臂中加一個(gè)電阻進(jìn)而使電橋平衡；或者用并聯(lián)法，在橋臂電阻乘積比較大的橋臂上并聯(lián)一個(gè)較大的電阻來平衡電橋。無論是串聯(lián)法還是并聯(lián)法都可以對(duì)輸出電壓不平衡的狀況時(shí)行補(bǔ)償。不同的電力負(fù)載電路需要設(shè)置不同的電源開關(guān)，開關(guān)是帶有短路保護(hù)和過載保護(hù)的塑殼斷路器。有的電動(dòng)機(jī)斷路器采用電動(dòng)機(jī)保護(hù)型，其保護(hù)動(dòng)作在現(xiàn)實(shí)躲避啟動(dòng)電流的基礎(chǔ)上還具有過載保護(hù)的要求，不需要再設(shè)置其他的熱繼電器。一般電路中配備的斷路器主要以短延時(shí)保護(hù)為主，長延時(shí)保護(hù)由繼電器負(fù)責(zé)。

三、冷藏庫溫度控制

制冷劑在電磁閥的控制下經(jīng)由膨脹閥進(jìn)入蒸發(fā)器中并通過吸熱的方式來進(jìn)行制冷。這溫度達(dá)到預(yù)置的數(shù)值時(shí)，電磁閥門關(guān)閉。在開戶電磁閥的同時(shí)，風(fēng)機(jī)也開始運(yùn)轉(zhuǎn)，其目的是冷藏庫內(nèi)的空氣形成對(duì)流進(jìn)而使冷藏庫內(nèi)的溫度更加均勻。

溫度繼電器對(duì)冷藏庫內(nèi)的溫度進(jìn)行監(jiān)測。當(dāng)溫度高于預(yù)設(shè)值時(shí)，繼電器會(huì)自動(dòng)閉合，同時(shí)接通風(fēng)機(jī)接觸器和電磁閥。當(dāng)溫度低于預(yù)設(shè)值時(shí)，繼電器斷開，風(fēng)機(jī)接觸器和電磁閥也斷開。手動(dòng)控制是由人工對(duì)風(fēng)機(jī)和電磁閥進(jìn)行操作的工作。冷藏庫的除霜工作也需要定期進(jìn)行。

四、結(jié)束語

經(jīng)過研究我們可以發(fā)現(xiàn)，船舶制冷裝置的制冷控制屬于自動(dòng)控制。如果繼電器性故障則制冷工作無法繼續(xù)進(jìn)行，手動(dòng)控制則用為備用裝置對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)起到輔助作用。制冷系統(tǒng)通過“可編程控制器”進(jìn)行自動(dòng)控制，在制冷裝置中內(nèi)置溫度傳感器對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視。也可以通過“可編程控制器”對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行控制。

參考文獻(xiàn)

［1］王瑞宣，葉曉華.船舶制冷裝置的常見故障分析［J］.船海工程，2008（03）.