1
船舶辅机 ?第 11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
第一节 概述
一、制冷在船上的应用
制冷 [Refrigeration],用人工方法从被冷却对象中移
出热量，使其温度降低到环境
温度以下。
?空气调节,空调装置冷源
?冷藏运输,冷藏船、冷藏集装箱
?专门用途,渔船、海上作业船、军舰等
?伙食冷藏,延长食品储存时间，保证质量
2
船舶辅机 ?第 11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
二、食品 [Foodstuff]的冷藏条件
1,果蔬及蛋乳类 — 冷却 [Cooling]
温度接近冰点 [Freezing Point],抑制 微生物活
动,抑制 食品呼吸、延缓成熟。
高温库
(菜库、乳品库 )
温度 t = 0~5 oC，且均匀
相对湿度 ? = 85%~90%
t,?不宜较大波动
伙食冷库不需专门换气 。
换气次数,用新鲜空气更换呼吸产生的水分
和 CO2,新鲜空气量 /舱室容积 。
3
船舶辅机 ?第 11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
气调储藏,在冷藏的同时控制 O2(2%~5%)和 CO2
(2%~8%)的含量。
2,肉类 — 冷冻 [Freeze]
温度降低到使大部分汁液冻结 。
冻结过程 (在陆上食品加工厂进行 )：
缓慢冻结：大冰晶，解冻后不鲜美
快速冻 结 (速冻 -23~-30?C)：小冰晶，解冻后鲜美
低温库
(肉类、鱼类 )
长航线船,-18~-20?C
短航线船,-10~-12?C
? = 90%~95%
t =
4
船舶辅机 ?第 11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
3,臭氧 [Ozone]的应用
干缩 现象影响因素：
温度、相对湿度、空气流速、食品性质和
外形、进入冷库的热量等。
冷库消毒、杀菌方法
抗霉剂
消毒剂
臭氧发生器 [Ozone Generator]
禁用食品,奶类,油脂类, 含叶绿素多的蔬菜
O3 ? O2 + [O]臭氧发生器 高压放电O2
作用
杀菌 (氧化微生物细胞膜 )
抑制水果呼吸 (乙烯 [Ethylene])作用
对鱼类除臭
5
船舶辅机 ?第 11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
三、制冷方法
冰、干冰、机械制冷
蒸气压缩式制冷
吸收式制冷
蒸汽喷射式制冷
吸附式制冷
机械制冷
蒸发制冷
气体膨胀制冷
半导体制冷
涡流管制冷
绝热放气制冷
绝热退磁制冷
化学方法制冷
6
船舶辅机 ?第 11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
?涡流管制冷
利用涡流，使气体分离成冷、热两部分，利
用其中的冷气流即可用来获得冷量。应用制
冷范围在 -20℃ 以上。 这种设备体积小，可
靠耐用，但制冷效率较低，适用于有压缩气
源的场合。应用在火力发电厂，垃圾焚烧厂，
钢铁制造厂等的火焰监视器的冷却。
7
船舶辅机 ?第 11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
?绝热放气制冷
当一高压容器内的气体释放后，罐内的剩余
气体将获得较低的温度，也就是有制冷产生。
利用这一原理 Gifford 发明了一种制冷机，称
做,GM制冷机”，应用制冷范围 -259℃ ~ -
190℃ 。这种制冷机主要应用在高真空冷凝泵、
超导磁体冷却、超导核磁共振谱仪等设备上。
中国科学院低温中心和电子部 16所生产这种
设备。
8
船舶辅机 ?第 11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
?绝热退磁制冷
“居里”发现，物质的磁化率与绝对温度成
反比，即,K=J/T。当施加物质上的磁场撤
去以后将产生低温。利用这一原理可以制冷，
应用温度范围在绝对温度 1K 以下。
9
船舶辅机 ?第 11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
?气体膨胀制冷
利用气体膨胀对系统外做功从而产生低温。
通过这一原理制冷的典型应用有制氧、空气
分离；氦气、氮气和天然气等气体液化。应
用制冷范围 -259℃ ~-100℃ 。中国科学院低温
中心的“透平膨胀机”属于该原理的设备。
10
半导体制冷也叫温差电 [Thermoelectric]制冷，是利
用半导体材料的温差电效应 —即珀尔帖效应来
实现致冷的一门新兴技术。如果把不同极性的
两种半导体材料（ P型,N型），联接成电偶对，
通过直流电流时就发生能量的转移；电流由 N
型元件流向 P型元件时便吸收热量，这个端面为
冷面；电流由 P型元件流向 N型元件时便放出热
量，这个端面为热面。
船舶辅机 ?第 11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
?半导体制冷
11
船舶辅机 ?第 11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
N NP P
吸热 (冷面 )
放热 (热面 )
(低温 )
(高温 )
?半导体制冷
12
船舶辅机 ?第 11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
■ 体积小重量轻，具有致冷和加热两种功能：改变
电源的极性，可转换加热和致冷功能。
■ 使用闭环温控电路，精度可达 +-0.1oC。
■ 高可靠性：致冷组件为固体器件，无运动部件，
寿命大于二十万小时。
■ 工作时无声
■ 可使用常规电源。 12V额定电压，实际可使用到
8V-14V，开关电源和变压器电源均可。
■ 可实现点致冷：可只冷却专门元件或特定面积。
■ 具有发电能力：若在致冷组件两面建立温差，则
可产生直流电。
?半导体制冷优点
13
船舶辅机 ?第 11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
?半导体制冷应用
■ 医学器械
■ 计算机芯片的冷却
■ 小型 (汽车 )冰箱、空调 (无污染 )
■ 饮水机
■ 科研
14
船舶辅机 ?第 11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
?化学方法制冷
利用有吸热效应的化学反应过程，可产生
冷量而对被冷却物体制冷。
15
船舶辅机 ?第 11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
?蒸气压缩式制冷
依靠压缩机提高制冷剂的压力以实现制冷循环，
主要有压缩机 [Compressor]、冷凝器 [Condenser]、
节流 [Throttle Valve ]或膨胀装置 [Expansion Device]、
蒸发器 [Evaporator]等组成封闭的制冷循环系统，
制冷剂在系统中循环工作。
氨 [Ammonia]制冷系统
氟利昂 [Freon]制冷系统
空气制冷系统
氦气制冷系统
蒸气压缩式
气体压缩式
16
船舶辅机 ?第 11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
?蒸汽喷射式制冷
使水在高真空下气化吸热实现制冷。使用
蒸汽喷射器作为抽真空设备，只能获得 0
℃ 以上的低温。
工作蒸汽
空调回水
冷却水
节流阀
去锅炉冷水
蒸发器
冷凝器
17
船舶辅机 ?第 11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
?吸收式制冷 [absorption refrigeration]
依靠吸收器 —发生器组的作用完成制冷剂
和吸收剂之间的热交换，从而实现制冷循
环的制冷系统。它主要由发生器、吸收器、
冷凝器、节流装置、蒸发器组成封闭系统，
工质在系统内循环工作。工质为二元溶液，
其中低沸点组分作为制冷剂，用以蒸发制
冷；高沸点组分作为吸收剂，利用其对制
冷剂蒸气的吸收作用完成工作循环。
18
船舶辅机 ?第 11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
?吸收式制冷
氨 (制冷剂 ) —水 (吸收剂 )
溴化锂 (吸收剂 ) —水 (制冷剂 )工质 (LiBr)
[Lithium Bromide]
20
船舶辅机 ?第 11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
?吸收式制冷 (直燃机 )
21
船舶辅机 ?第 11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
?吸收式制冷 (直燃机 )
22
船舶辅机 ?第 11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
?吸附式制冷
利用低品味热源或余热进行制冷的新技术，属
环保绿色技术，以活性炭、分子筛（沸石）、
胶、氯化钙等为吸附剂，以甲醇、氨、水等为
制冷剂，相应构成几组吸附工作对，利用活性
炭 -氨、活性炭 -甲醇、氯化钙 -氢可作制冷工矿
用，利用分子筛 -水、硅胶 -水可作为空调工矿
用。应用领域：（ 1）汽车发动机余热驱动的
吸附式空调，可用于大客车、中巴和小轿车。
（ 2）太阳能吸附式冰箱。
船舶辅机 ?第 11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
第一节 概述
一、制冷在船上的应用
制冷 [Refrigeration],用人工方法从被冷却对象中移
出热量，使其温度降低到环境
温度以下。
?空气调节,空调装置冷源
?冷藏运输,冷藏船、冷藏集装箱
?专门用途,渔船、海上作业船、军舰等
?伙食冷藏,延长食品储存时间，保证质量
2
船舶辅机 ?第 11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
二、食品 [Foodstuff]的冷藏条件
1,果蔬及蛋乳类 — 冷却 [Cooling]
温度接近冰点 [Freezing Point],抑制 微生物活
动,抑制 食品呼吸、延缓成熟。
高温库
(菜库、乳品库 )
温度 t = 0~5 oC，且均匀
相对湿度 ? = 85%~90%
t,?不宜较大波动
伙食冷库不需专门换气 。
换气次数,用新鲜空气更换呼吸产生的水分
和 CO2,新鲜空气量 /舱室容积 。
3
船舶辅机 ?第 11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
气调储藏,在冷藏的同时控制 O2(2%~5%)和 CO2
(2%~8%)的含量。
2,肉类 — 冷冻 [Freeze]
温度降低到使大部分汁液冻结 。
冻结过程 (在陆上食品加工厂进行 )：
缓慢冻结：大冰晶，解冻后不鲜美
快速冻 结 (速冻 -23~-30?C)：小冰晶，解冻后鲜美
低温库
(肉类、鱼类 )
长航线船,-18~-20?C
短航线船,-10~-12?C
? = 90%~95%
t =
4
船舶辅机 ?第 11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
3,臭氧 [Ozone]的应用
干缩 现象影响因素：
温度、相对湿度、空气流速、食品性质和
外形、进入冷库的热量等。
冷库消毒、杀菌方法
抗霉剂
消毒剂
臭氧发生器 [Ozone Generator]
禁用食品,奶类,油脂类, 含叶绿素多的蔬菜
O3 ? O2 + [O]臭氧发生器 高压放电O2
作用
杀菌 (氧化微生物细胞膜 )
抑制水果呼吸 (乙烯 [Ethylene])作用
对鱼类除臭
5
船舶辅机 ?第 11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
三、制冷方法
冰、干冰、机械制冷
蒸气压缩式制冷
吸收式制冷
蒸汽喷射式制冷
吸附式制冷
机械制冷
蒸发制冷
气体膨胀制冷
半导体制冷
涡流管制冷
绝热放气制冷
绝热退磁制冷
化学方法制冷
6
船舶辅机 ?第 11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
?涡流管制冷
利用涡流，使气体分离成冷、热两部分，利
用其中的冷气流即可用来获得冷量。应用制
冷范围在 -20℃ 以上。 这种设备体积小，可
靠耐用，但制冷效率较低，适用于有压缩气
源的场合。应用在火力发电厂，垃圾焚烧厂，
钢铁制造厂等的火焰监视器的冷却。
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船舶辅机 ?第 11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
?绝热放气制冷
当一高压容器内的气体释放后，罐内的剩余
气体将获得较低的温度，也就是有制冷产生。
利用这一原理 Gifford 发明了一种制冷机，称
做,GM制冷机”，应用制冷范围 -259℃ ~ -
190℃ 。这种制冷机主要应用在高真空冷凝泵、
超导磁体冷却、超导核磁共振谱仪等设备上。
中国科学院低温中心和电子部 16所生产这种
设备。
8
船舶辅机 ?第 11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
?绝热退磁制冷
“居里”发现，物质的磁化率与绝对温度成
反比，即,K=J/T。当施加物质上的磁场撤
去以后将产生低温。利用这一原理可以制冷，
应用温度范围在绝对温度 1K 以下。
9
船舶辅机 ?第 11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
?气体膨胀制冷
利用气体膨胀对系统外做功从而产生低温。
通过这一原理制冷的典型应用有制氧、空气
分离；氦气、氮气和天然气等气体液化。应
用制冷范围 -259℃ ~-100℃ 。中国科学院低温
中心的“透平膨胀机”属于该原理的设备。
10
半导体制冷也叫温差电 [Thermoelectric]制冷，是利
用半导体材料的温差电效应 —即珀尔帖效应来
实现致冷的一门新兴技术。如果把不同极性的
两种半导体材料（ P型,N型），联接成电偶对，
通过直流电流时就发生能量的转移；电流由 N
型元件流向 P型元件时便吸收热量，这个端面为
冷面；电流由 P型元件流向 N型元件时便放出热
量，这个端面为热面。
船舶辅机 ?第 11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
?半导体制冷
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船舶辅机 ?第 11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
N NP P
吸热 (冷面 )
放热 (热面 )
(低温 )
(高温 )
?半导体制冷
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船舶辅机 ?第 11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
■ 体积小重量轻，具有致冷和加热两种功能：改变
电源的极性，可转换加热和致冷功能。
■ 使用闭环温控电路，精度可达 +-0.1oC。
■ 高可靠性：致冷组件为固体器件，无运动部件，
寿命大于二十万小时。
■ 工作时无声
■ 可使用常规电源。 12V额定电压，实际可使用到
8V-14V，开关电源和变压器电源均可。
■ 可实现点致冷：可只冷却专门元件或特定面积。
■ 具有发电能力：若在致冷组件两面建立温差，则
可产生直流电。
?半导体制冷优点
13
船舶辅机 ?第 11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
?半导体制冷应用
■ 医学器械
■ 计算机芯片的冷却
■ 小型 (汽车 )冰箱、空调 (无污染 )
■ 饮水机
■ 科研
14
船舶辅机 ?第 11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
?化学方法制冷
利用有吸热效应的化学反应过程，可产生
冷量而对被冷却物体制冷。
15
船舶辅机 ?第 11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
?蒸气压缩式制冷
依靠压缩机提高制冷剂的压力以实现制冷循环，
主要有压缩机 [Compressor]、冷凝器 [Condenser]、
节流 [Throttle Valve ]或膨胀装置 [Expansion Device]、
蒸发器 [Evaporator]等组成封闭的制冷循环系统，
制冷剂在系统中循环工作。
氨 [Ammonia]制冷系统
氟利昂 [Freon]制冷系统
空气制冷系统
氦气制冷系统
蒸气压缩式
气体压缩式
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船舶辅机 ?第 11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
?蒸汽喷射式制冷
使水在高真空下气化吸热实现制冷。使用
蒸汽喷射器作为抽真空设备，只能获得 0
℃ 以上的低温。
工作蒸汽
空调回水
冷却水
节流阀
去锅炉冷水
蒸发器
冷凝器
17
船舶辅机 ?第 11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
?吸收式制冷 [absorption refrigeration]
依靠吸收器 —发生器组的作用完成制冷剂
和吸收剂之间的热交换，从而实现制冷循
环的制冷系统。它主要由发生器、吸收器、
冷凝器、节流装置、蒸发器组成封闭系统，
工质在系统内循环工作。工质为二元溶液，
其中低沸点组分作为制冷剂，用以蒸发制
冷；高沸点组分作为吸收剂，利用其对制
冷剂蒸气的吸收作用完成工作循环。
18
船舶辅机 ?第 11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
?吸收式制冷
氨 (制冷剂 ) —水 (吸收剂 )
溴化锂 (吸收剂 ) —水 (制冷剂 )工质 (LiBr)
[Lithium Bromide]
20
船舶辅机 ?第 11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
?吸收式制冷 (直燃机 )
21
船舶辅机 ?第 11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
?吸收式制冷 (直燃机 )
22
船舶辅机 ?第 11章 船舶制冷装置 [Marine Refrigeration Plant]
?吸附式制冷
利用低品味热源或余热进行制冷的新技术，属
环保绿色技术，以活性炭、分子筛（沸石）、
胶、氯化钙等为吸附剂，以甲醇、氨、水等为
制冷剂，相应构成几组吸附工作对，利用活性
炭 -氨、活性炭 -甲醇、氯化钙 -氢可作制冷工矿
用，利用分子筛 -水、硅胶 -水可作为空调工矿
用。应用领域：（ 1）汽车发动机余热驱动的
吸附式空调，可用于大客车、中巴和小轿车。
（ 2）太阳能吸附式冰箱。
