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1、船用空调原理第一章：船用空调基础设计.2第二章：船用空调的要求.4第三章：制冷剂的介绍.6第四章：常见制冷压缩机分类.10第五章：各种制冷量单位的换算关系.11第六章：船用空调 CZKR机组概述.12第七章：船舶基础知识.16第一章：船用空调基础设计舰船用空调不仅必须适应海上盐雾、霉菌、潮湿等恶劣的环境，同时还必须适应舰船摇摆、倾斜等不规则运动。它是用来保证人员和设备正常工作的重要设备。其运行效果的好坏，直接影响船员的工作状态，进而关系到战斗力，因总的设计指导思想是在满足性能指标及外形尺寸的前提下，把可靠性和维修性放在首位。 关键词：船用空调 可靠性 维修性一；主要部件：1、决定机组可靠性和适

2、应性的重要方面。选择进口船用比泽尔或开利等半封闭压缩机，高性能比、运转宁静、能够抗摇摆和冲击、具备良好的能量调节性能，内置电子排气超温保护，电气防护等级高，为保证低温启动性能，压缩机配置了曲轴箱加热。2、冷凝器设计时充分考虑了安全性与防腐。传热管：采用成熟的高效铝黄铜（HAl77-2A）端盖：采用铸铝青铜（ZALQ-92）管板：采用复合材料（HAl77-2A/16MnR）冷凝器设置了防腐锌块和安全阀，可有效防腐和保证安全。3、蒸发器：采用铜管铜片胀接而成，由于蒸发器是冷却系统中关键的传热设备，为此该蒸发器的设计制造均按照国家规定。4、风机：选用国内最好的船用风机厂家上海通用风机厂生产的离心风机

3、配船用电机。传动结构为直联。该风机风量足，压头大，噪声较低。5、电控箱：采用船用成熟结构型式，主要控制元器件采用进口施耐德船用产品。6、机组采用焊接结构，保证强度，保温部分采用玻璃棉加镀锌消音孔板。7、机组主要制冷元器件采用Danfoss或ALCO产品，保证稳定可靠。8、机组回风阀采用带刻度显示的涡轮调节阀，性能比较可靠，调节方便灵活。结构设计采用压缩机冷凝器上下叠置，整体前后布排的结构型式，压缩机布置在冷凝器上方，前后依次布排混合箱、过滤器、蒸发器、膨胀阀、电加热器、风机、出风箱等部分，空气的流向为U型，侧面布置自控元器件、仪表盘、电控箱等，整体结构紧凑，便于操作和维护。制冷系统设计制冷系统

4、是整个装置的核心，该系统由于制冷量较小，所以采用单台半封闭压缩机，同时考虑到能量调节，所以采用双供液系统，即两个电磁阀和两个膨胀阀，蒸发器也采用双回路，回气采用单回路，冷凝器采用卧式壳管式，蒸发器采用铜管铜翅片，由于船用空调必须具备较高的机外余压，所以送风机采用船用直联式高压离心风机。第二章：船用空调的要求船舶航行于各海域，气象条件复杂，气候多变，为了使船员、旅客有一个舒适的生活、工作环境，可以用空调技术在舱室内创造一个适宜的人工气候，改善环境。因此，现代船舶大都没有空气调节装置。一、船舶空调的要求：船舶空调仅用于满足卫生和舒适的需要，为船员创造良好的工作和休息环境，称为舒适性空调，它对空气条

5、件不十分严格，一般应满足以下几方面。 空气温度：冬季1922C，夏季2428C，室内外温差不超过6-10T；，室内垂向温差不超过3-5，夏季室内外温差不超过6-10E。 空气湿度：冬季相对湿度?：30-40，夏季相对湿度?W40 50。 空气清新程度：包括空气清新(少含粉尘和有害气体)和新鲜(足够的含氧量)两项要求，满足人呼吸对氧气的需要，新鲜空气供给量每人24m3h即可，要使二氧化碳、烟气等有害气体降到允许值以下，新风量要求每人3050m3h。 空气流速：舱室内，空气有轻微的流动，使人感到不气闷，要求气流速度以o15O2mh为宜，最大不超过035mh，否则人也会感到不舒服。 噪声：距室内空调

6、出风口处，测试的噪声应不大于55-60dB(A)。二、舱室的热负荷和湿负荷 单位时间内渗入舱室并引起室温变化的热量称为舱室的显热负荷，它主要包括：渗入热：夏季通过船舶围护结构传人的热量约占舱室显热负荷的26-31。太阳辐射热：通过外窗渗入的约占25-27。人体散热量：平均每人约210kJh，人体散热约占1618。照明和其他电气设备散热：约占4-5。食品、燃烧或其他过程的散热量：显热负荷用Q。(kJh)表示，夏季，太阳辐射产生的热量及室内外环境温差所产生的渗入热量从外向里传递，显热负荷是正值。冬季，室内外的温差却使热量自里向外散发，虽然太阳的辐射，人体及设备发出的热其传递方向不变，但与前项相比，

7、其值很小，总体上，冬季舱室是从内向外渗热，其显热负荷为负值。空调舱室的湿量来自人体散发的水蒸汽、食物和水以及空气侵入而带人的湿量，每小时散布出的水蒸气量称为舱内湿负荷，用F。(gh)表示。人体和食物总是不断散发水蒸汽使舱内含湿量增加，所以无论冬夏舱内湿负荷总为正值。要做到空凋舱室的热湿平衡，就要求在空调舱室达到稳定时，空调供风换气所带来的热量和舱内的显热负荷、湿负荷相平衡。一、集中式空调装置：船舶空调一般都是将空气经过集中处理再分送到各舱室，这样的空调装置称为集中式空调装置，只有某些特殊舱室(机舱集控室)才单设专用的空气调节器。所示为船舶集中式空调系统的示意图，通风机从新风吸口及回风吸口分别吸

8、入新风(外界空气)和回风，两者混合后经空气调节器处理，然后山主风管、支风管送至舱室的布风器供人，舱室中多余空气通过房门下部的格栅或留出的空隙流人走廊。非空调舱室厕所、浴室、配餐室等和走廊设有抽风口，由抽风口抽出，从高处排入大气。这样，由于非空调舱室中形成一定负压，空调舱室中的空气会自动流入，使之达到一定的空调效果，并避免不良气味散发到其他舱室。二、集中式空调装置的分类按调节方式来分：1.完全集中式单风管空调系统如图12-2所示，供风在集中式空调器中被一次处理，然后用单风管送至各舱室。 这种系统的特点是：1 结构简单，尺寸小，造价低。所有舱室供风条件相同，只能进行变量调节，变量调节时相邻舱室相互

9、影响，第三章：制冷剂的介绍制冷剂又称制冷工质，是制冷循环的工作介质，利用制冷剂的相变来传递热量，既制冷剂在蒸发器中汽化时吸热，在冷凝器中凝结时放热。当前能用作制冷剂的物质有80多种，最常用的是氨、氟里昂类、水和少数碳氢化合物等。 1987年9月在加拿大的蒙特利尔室召开了专门性的国际会议，并签署了关于消耗臭氧层的蒙特利尔协议书，于1989年1月1日起生效，对氟里昂在的R11、R12、R113、R114、R115、R502及R22等CFC类的生产进行限制。1990年6月在伦敦召开了该议定书缔约国的第二次会议，增加了对全部CFC、四氯化碳（CCL4）和甲基氯仿（C2H3CL3）生产的限制，要求缔约国

10、中的发达国家在2000年完全停止生产以上物质，发展中国家可推迟到2010年。另外对过渡性物质HCFC提出了2020年后的控制日程表。HCFC中的R123和R134a是R12和R22的替代品。热力学的要求：1：在大气压力下，制冷剂的蒸发温度(沸点)ts要低。这是一个很重要的性能指标。ts愈低，则不仅可以制取较低的温度，而且还可以在一定的蒸发温度to下，使其蒸发压力Po高于大气压力。以避免空气进入制冷系统，发生泄漏时较容易发现。2：要求制冷剂在常温下的冷凝压力Pc应尽量低些，以免处于高压下工作的压缩机、冷凝器及排气管道等设备的强度要求过高。并且，冷凝压力过高也有导致制冷剂向外渗漏的可能和引起消耗功

11、的增大。3：对于大型活塞式压缩机来说，制冷剂的单位容积制冷量qv要求尽可能大，这样可以缩小压缩机尺寸和减少制冷工质的循环量；而对于小型或微型压缩机，单位容积制冷量可小一些；对于小型离心式压缩机亦要求制冷剂qv要小，以扩大离心式压缩机的使用范围，并避免小尺寸叶轮制造之困难。4：制冷剂的临界温度要高些、冷凝温度要低些。临界温度的高低确定了制冷剂在常温或普通低温范围内能否液化。5：凝固温度是制冷剂使用范围的下限，冷凝温度越低制冷剂的适用范围愈大。制冷剂、分子式、分子量u、正常蒸发温度ts()、凝固点tf()、临界温度tkp()、临界压力PKP、绝对压力绝热指数K。水（R718）：H2O、18.02、

12、+100、0、+374.1、225.6、1.33。氨（R717）：NH3、17.03、-33.4、-77.7、+132.4、115.2、1.31。R11：CFCL3、137.39、+23.7、-111、+198、44.6、1.17。R12：CF2CL2、120.92、-29.8、-155、+111.5、40.86、1.15。R13：CF3CL、104.47、-81.5、-180、+28.8、39.4。R22：CHF2CL、88.48、-40.8、-180、+96、50、31.19。R115：C2F5CL、154.48、-38、-106、+80、33、1。物理化学的要求；1：制冷剂的粘度应尽可能

13、小，以减少管道流动阻力、提换热设备的传热强度。 2：制冷剂的导热系数应当高，以提高换热设备的效率，减少传热面积。3：制冷剂与油的互溶性质：制冷剂溶解于润滑油的性质应从两个方面来分析。如果制冷剂与润滑油能任意互溶，其优点是润滑油能与制冷剂一起渗到压缩机的各个部件，为机体润滑创造良好条件；且在蒸发器和冷凝器的热换热面上不易形成油膜阻碍传热。其缺点是从压缩机带出的油量过多，并且能使蒸发器中的蒸发温度升高。部分或微溶于油的制冷剂，其优点是从压缩机带出的油量少，故蒸发器中蒸发温度较稳定。其缺点是在蒸发器和冷凝器换热面上形成很难清除的油膜，影响了传热。类别、溶解性、制冷剂产生的影响：1：难溶NH3、CO2

14、、R13、R14、R15、SO2、无。2：微溶（在压缩机曲轴箱和冷凝器内相互溶解，在蒸发器内分解），R22、R114、R152、R502溶解时降低润滑油的沾度。3：完全溶解R11、R12、R21、R113、烃类、CH3CI、R500，降低润滑油的沾度和凝固点，并使油中石蜡下沉，蒸发温度升高。4:应具有一定的吸水性，这样就不致在制冷系统中形成“冰塞”，影响正常运行。5:应具有化学稳定性：不燃烧、不爆炸，使用中不分解，不变质。同时制冷剂本身或与油、水等相混时，对金属不应有显著的腐蚀作用，对密封材料的溶胀作用应小。安全性的要求；1；由于制冷剂在运行中可能泄漏，故要求工质对人身健康无损害、无毒性、无刺

15、激作用。制冷剂的分类；1；在压缩式制冷剂中广泛使用的制冷剂是氨、氟里昂和烃类。按照化学成分，制冷剂可分为五类：无机化合物制冷剂、氟里昂、饱和碳氢化合物制冷剂、不饱和碳氢化合物制冷剂和共沸混合物制冷剂。根据冷凝压力，制冷剂可分为三类：高温（低压）制冷剂、中温（中压）制冷剂和低温（高压）制冷剂。 2；无机化合物制冷剂：这类制冷剂使用得比较早，如氨（NH3）、水（H2O）、空气、二氧化碳（CO2）和二氧化硫（SO2）等。对于无机化合物制冷剂，国际上规定的代号为R及后面的三位数字，其中第一位为“7”后两位数字为分子量。如水R718.等。3；氟里昂（卤碳化合物制冷剂）：氟里昂是饱和碳氢化合物中全部或部分

16、氢元素（CL）、氟（F）和溴（Br）代替后衍生物的总称。国际规定用“R”作为这类制冷剂的代号，如R22.等。4；饱和碳氢化合物：这类制冷剂中主要有甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和环状有机化合物等。代号与氟里昂一样采用“R”，这类制冷剂易燃易爆，安全性很差。如R50、R170、R290.等。5；不饱和碳氢化合物制冷剂：这类制冷剂中主要是乙烯（C2H4）、丙烯（C3H6）和它们的卤族元素衍生物，它们的R后的数字多为“1”，如R113、R1150.等。6；共沸混合物制冷剂：这类制冷剂是由两种以上不同制冷剂以一定比例混合而成的共沸混合物，这类制冷剂在一定压力下能保持一定的蒸发温度，其气相或液相始终保持组成比例

17、不变，但它们的热力性质却不同于混合前的物质，利用共沸混合物可以改善制冷剂的特性。如R500、R502.等。7；高温、中温及低温制冷剂：是按制冷剂的标准蒸发温度和常温下冷凝压力来分的。制冷剂；使用温度范围、压缩机类型、用途、备注。R717（氨）；中、低温，活塞式、离心式、冷藏、制冰在普通制冷领域。R11；高温、离心式，空调高温为：10-0。R12；高、中、低温，活塞式、回转式、离心式，冷藏、空调高温为：10-0。R13；超低温、活塞式、回转式、超低温为-60-120。R22；高、中、低温活塞式、回转式、离心式，空调、冷藏、低温、中温为：0-20。 R114；高温、活塞式、特殊空调低温为：-20-

18、60。R500；高、中温，活塞式、回转式、离心式空调、冷藏超低温为：-60-120。 R502；高、中、低温，活塞式、回转式，空调、冷藏、低温为：-20-60。氨（R717）的特性：1：氨（R717、NH3）是中温制冷剂之一，其蒸发温度ts为-33.4，使用范围是+5到-70，当冷却水温度达高30时，冷凝器中的工作压力一般不超过1.5MPa。2：氨的临界温度较高（tkr=132）。氨是汽化潜热大，在大气压力下为1164KJ/Kg，单位容积制冷量也大，氨压缩机之尺寸可以较小。3：纯氨对润滑油无不良影响，但有水分时，会降低冷冻油的润滑作用。4：纯氨对钢铁无腐蚀作用，但当氨中含有水分时将腐蚀铜和铜合

19、金（磷青铜除外），故在氨制冷系统中对管道及阀件均不采用铜和铜合金。5：氨的蒸气无色，有强烈的刺激臭味。氨对人体有较大的毒性，当氨液飞溅到皮肤上时会引起冻伤。当空气中氨蒸气的容积达到0.5-0.6%时可引起爆炸。故机房内空气中氨的浓度不得超过0.02mg/L。6：氨在常温下不易燃烧，但加热至350时，则分解为氮和氢气，氢气于空气中的氧气混合后会发生爆炸。氟里昂的特性：1：氟里昂是一种透明、无味、无毒、不易燃烧、爆炸和化学性稳定的制冷剂。不同的化学组成和结构的氟里昂制冷剂热力性质相差很大，可适用于高温、中温和低温制冷机，以适应不同制冷温度的要求。2：氟里昂对水的溶解度小，制冷装置中进入水分后会产生

20、酸性物质，并容易造成低温系统的“冰堵”，堵塞节流阀或管道。另外避免氟里昂与天然橡胶起作用，其装置应采用丁晴橡胶作垫片或密封圈。3：常用的氟里昂制冷剂有R12、R22、R502及R134a，由于其他型号的制冷剂现在已经停用或禁用。在此不做说明。4：氟里昂12（CF2CL2，R12）：是氟里昂制冷剂中应用较多的一种，主要以中、小型食品库、家用电冰箱以及水、路冷藏运输等制冷装置中被广泛采用。R12具有较好的热力学性能，冷藏压力较低，采用风冷或自然冷凝压力约0.8-1.2KPa。R12的标准蒸发温度为-29，属中温制冷剂，用于中、小型活塞式压缩机可获得-70的低温。而对大型离心式压缩机可获得-80的低

21、温。近年来电冰箱的代替冷媒为R134a。5：氟里昂22（CHF2CL，R22）：是氟里昂制冷剂中应用较多的一种，主要以家用空调和低温冰箱中采用。R22的热力学性能与氨相近。标准气化温度为-40.8，通常冷凝压力不超过1.6MPa。R22不燃、不爆，使用中比氨安全可靠。R22的单位容积比R12约高60%，其低温时单位容积制冷量和饱和压力均高于R12和氨。近年来对大型空调冷水机组的冷媒大都采用R134a来代替。6：氟里昂502（R502）：R502是由R12、R22以51.2%和48.8%的百分比混合而成的共沸溶液。R502与R115、R22相比具有更好的热力学性能，更适用于低温。R502的标准蒸

22、发温度为-45.6，正常工作压力与R22相近。在相同的工况下的单位容积制冷量比R22大，但排气温度却比R22低。R502用于全封闭、半封闭或某些中、小制冷装置，其蒸发温度可低达-55。R502在冷藏柜中使用较多。7：氟里昂134a（C2H2F4，R134a）：是一种较新型的制冷剂，其蒸发温度为-26.5。它的主要热力学性质与R12相似，不会破坏空气中的臭氧层，是近年来鼓吹的环保冷媒，但会造成温室效应。是比较理想的R12替代制冷剂。8：氟里昂与水的关系：氟里昂和水几乎完全相互不溶解，对水分的溶解度极小。从低温侧进入装置的水分呈水蒸气状态，它和氟里昂蒸气一起被压缩而进入冷凝器，再冷凝成液态水，水以

23、液滴壮混于氟里昂液体中，在膨胀阀处因低温而冻结成冰，堵塞阀门，使制冷装置不能正常工作。水分还能使氟里昂发生水解而产生酸，使制冷系统内发生“镀铜”现象。9：氟里昂与润滑油的关系：一般是易溶于冷冻油的，但在高温时，氟里昂就会从冷冻油内分解出来。所以在大型冷水机组中的油箱里都有加热器，保持在一定的温度来防止氟里昂的溶解。第四章：常见制冷压缩机分类概述：压缩机为制冷系统中的核心设备，只有通过它将电能转换为机械功，把低温低压气态制冷剂压缩为高温高压气体，才能保证制冷的循环进行。一；容积式：靠改变工作腔的容积，将周期性吸入的定量气体压缩。 1：往复活塞式：靠活塞的往复运动来改变汽缸的工作容积。依外部构造分

24、为： 全封闭：制冷量小于60KW，多用于空调机和小型制冷设备中。 驱动电机和运动部件封闭在同一空间里，结构紧凑，密封性好，噪声低。但功率较小，不易维修。 常见品牌：法美巴西 泰康，法 美优乐，美 谷轮 布里斯托，丹麦 丹佛斯，意大利 恩布拉克 伊莱克斯，日本 日立 松下 东芝 三洋， 三菱DAKIN大金，韩LG，中国春兰等。半封闭：制冷量60600KW，可用于各种空调制冷设备中。 由曲轴箱机体与电机外壳共同构成密闭的空间，工作稳定寿命长，制冷能力较大，可用于多种工况，可维修，但噪声稍高。分为单级压缩型（常规型，碟阀型，卸载型，连通型）和双级压缩型。 常见品牌：美德 谷轮，德 比泽尔 博克 格拉

25、索，意大利 富士豪 莱富康，日本 三菱 日立 三洋，中国泰州雪梅大连冰山南京五洲等。 开启式： 压缩机和电机分别为两个设备于外部连接，结构复杂笨重，工作不稳定，已近于淘汰。 2；回转式：靠回转体的旋转运动来改变汽缸的工作容积。 依内部构造分类： ；滚动转子式：制冷量812KW，多用于小型空调机和制冷设备中。 为全封闭式，结构紧凑，密封性好，噪声低。但功率较小，不易维修。 常见品牌：日本 三菱 日立 松下 三洋 东芝，中国庆安黄石东贝等。；涡旋式：制冷量8150KW，可用于各种空调制冷设备中。为全封闭式，结构简单紧凑，工作性能高，密封性好，噪声低，为今后主导机型。 常见品牌：美德 谷轮，法 美优

26、乐，日本 日立 松下 大金 三洋，中国春兰等。 ；螺杆式：制冷量1001200KW，可用于大中型空调制冷设备中。 为半封闭式，结构紧凑，工作性能高，制冷能力大并可进行无级调节，但润滑油系统较复杂，噪声较高。分为单，双螺杆型。 常见品牌：德 比泽尔 格拉索，意大利 富士豪 莱富康 多菱，日本 日立 大金 三菱重工 神钢 ，韩国 ，国外 ，台湾复盛汉钟，中国重庆嘉陵大连冰山等。二.离心式：靠离心力的作用，连续将吸入的气体压缩。 制冷量最大可达30000KW，用于大型空调制冷设备中。 工作稳定，性能高寿命长，制冷能力大，可进行无级调节。 常见品牌：美TRANE特灵CARRIER开利YORK约克和MC

27、QUAY麦克维尔，日本MITSUBISHI三菱重工HITACHI日立和EBARA，瑞士SULZER，韩国和中国厂家等。第五章：各种制冷量单位的换算关系各种制冷量单位的换算关系如下：1.1kcalh(大卡小时)1.163W，1W0.8598kcalh；2.1Btuh(英热单位小时)0.2931W，1W3.412Btuh；3.1USRT(美国冷吨)3.517kW，1kW0.28434USRT；4.1kcalh3.968Btuh，1Btuh0.252kcalh；5.1USRT3024kcalh，10000kcalh3.3069USRT；6.1匹2.5kW（用于风冷机组），1匹3kW（用于水冷机组）说

28、明：1.“匹”用于动力单位时，用Hp(英制匹)或Ps(公制匹)表示，也称“马力”，1Hp(英制匹)0.7457kW，1Ps(公制匹)0.735kW；2.中小型空调制冷机组的制冷量常用“匹”表示，大型空调制冷机组的制冷量常用“冷吨（美国冷吨）”表示。第六章船用空调 CZKR机组概述主要有压缩机，冷凝器，膨胀阀等组成。配备全封闭压缩机或半封闭活塞式制冷压缩机。关键控制元器件选用进口名牌。冷凝器采用抗腐蚀能力强的HALL77-2的高效传热管；并采用特殊结构，有效防止船舶摇摆产生的断流。出厂前已经过压力试验真空试验及运行试验。只需安装后接上必须的管路及接通电源即可投入使用设计，制造，验收均按CSS规范

29、等有关标准执行可根据用户需要设计制造特殊规格的本系列产品。CLD机组概述：机组包括空调压缩机，冷凝器，蒸发器，膨胀阀等组成。重量轻，体积小，噪音低，装置维修方便，外形美观流畅。往复式压缩机采用制冷剂冷却，在提高性能的同时也增加了压缩机的寿命。冷凝器采用高效套管式热交换器。蒸发盘管采用带翅片的螺纹管，增强了热交换。无风管安装制热时，电加热自动投入工作完善的微电脑控制和功能强大的安全保护，使机组运行更加安全可靠。用户只要通上水，电，即可使用。CLW机组概述：主要有压缩机，冷凝器，干式蒸发器，热力膨胀阀等组成。选用全封或半封活塞制冷压缩机：键控制元器件选用进口名牌产品：冷凝器采用抗腐蚀能力强的HAL

30、77-2高效传热管；并采特殊结构，有效防止船舶摇摆产生的断流。出厂前已经过压力试验真空试验及运行试验只需安装后接上必须的管路及接通电源即可投入使用设计，制造，验收均按CSS规范等有关标准执行可根据用户需要设计制造特殊规格的本系列产品。CFFK-7.5GNZ（WZ）、CFFK-9GNY（WZ）、CFFK-8LNY（WZ）、CFFK-8LNZ（WZ）的船用产品证书。本公司的主要产品有：1CLCLD系列船用立柜式水冷空调机；2SFK系列舰船用水冷分体式空调机；3CFFK系列船用风冷分体式空调机；4CKZ型船用集中式水冷空调装置；5CLC型船用冷藏装置；6CFP系列船用风机盘管；7CFH型船用挡火闸；公司根据每种产品的国家或行业标准制定了相应产品的企业标准、技术要求、试验大纲，绘制产品图纸。公司技术力量雄厚，产品设计能力强（产品设计均采用计算机辅助设计），技术资料完备，并有合理完整的加工工艺。公司具有较强的生产能力，生产加工设备齐全，生产工艺先进，技术精湛，检测设备按期校验。三质量保证体系公司于2005年11月通过GB/T19001-2000（idtISO9001：2000）标准质量管理体系认证并取得了认证证书（见附件）。现ISO9001：2000质量保证体系在公司切实、有效地运行着，确保了产品生产全过程的质量控制。 各种船用空调压缩机主机图片