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船舶冷藏集装箱变频节能研究

作　者: 刘松
导　师: 韩厚德
学　校: 上海海事大学
专　业: 制冷及低温工程
关键词: 冷藏集装箱变频节能动态负荷计算机模拟
分类号: TB657
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 124次
引　用: 4次
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内容摘要

海运冷藏集装箱流动性大，随着外界气温、海水温度、太阳辐射强度和运送货物的变化，冷藏集装箱制冷系统的显热和潜热负荷随之不断变化。传统的冷藏集装箱制冷系统一般采用恒定转速运行方式，在设计系统时，以能够满足最大热负荷为依据。实际上，制冷系统只是在短时间内工作在最大负荷。常规采用ON-OFF运行尽管控制简单，但毕竟造成一定的能量损失。随着微电子技术和电力电子学的发展，变频调速的应用日益广泛，采用变频调速器改变压缩机电机转速，采用电子膨胀阀替代常规节流机构，实现制冷系统的能量调节，可达到较好的节能效果。首先，本文针对冷藏集装箱外界环境变化大，负荷变化大的特点，采用非稳定计算法计算冷藏集装箱逐时传热负荷，通过计算分析认为，根据动态负荷的最大值可设计出满足实际需要的制冷机组，达到节能的目的。同时为冷藏集装箱采用变频控制技术提供了依据，根据动态负荷变化的情况自动调节制冷机组的制冷量，可使机组的运行工况随着集装箱的负荷变化而变化，达到节能的目的。其次，本文建立了冷藏集装箱变频制冷系统的各部件数学模型，并对整个制冷系统进行了计算模拟。从理论上对制冷系统的不同运行工况进行预测。通过METALB建立了蒸发器过热度控制的模糊控制器，对模糊控制器性能进行分析及量化因子对模糊控制器的影响。最后，建立了冷藏集装箱电控系统的硬件方案，介绍了系统的特点、硬件结构及软件设计方法，该系统使用多个传感器对箱内外、压缩机运行状态和制冷系统工作参数进行巡回检查，以系统的高效低耗及高可靠性为控制目标，实现了冷藏集装箱的智能化控制。

全文目录

第一章船舶冷藏集装箱变频节能研究概述  10-18
  1.1 冷藏集装箱制冷装置节能的研究方向  10-13
    1.1.1 提高制冷循环的性能指标  10-11
    1.1.2 提高制冷热交换设备的传热性能  11-12
    1.1.3 提高制冷设备的自动化水平  12
    1.1.4 研究新型制冷系统及部件  12-13
  1.2 船舶冷藏集装箱的应用及技术新进展  13-14
  1.3 冷藏集装箱变频节能领域已进行的工作及前沿的主要问题  14-16
    1.3.1 变频节能领域研究现状  14-16
    1.3.2 前沿的主要问题  16
  1.4 船舶冷藏集装箱变频节能研究意义  16-18
第二章船舶冷藏集装箱变频调速节能技术  18-25
  2.1 变频器概况  18-19
  2.2 交流调速原理  19-20
  2.3 制冷系统变频节能  20-21
  2.4 变频对制冷系统的影响  21-23
    2.4.1 变频对压缩机的要求  21
    2.4.2 变频对膨胀阀的要求  21-22
    2.4.3 变频对风机的要求  22-23
  2.5 变频器与制冷系统的匹配  23-25
    2.5.1 电动机容量的选定  23
    2.5.2 变频器容量的选定  23-25
第三章船舶冷藏集装箱节能分析及动态负荷计算  25-47
  3.1 船舶冷藏集装箱变频节能原理  25-26
  3.2 (火用)分析  26-29
  3.3 风机节能分析  29-31
  3.4 动态负荷计算  31-47
    3.4.1 室内负荷  31-38
    3.4.2 其他热湿负荷损失  38-42
    3.4.3 按设计工况计算冷负荷  42-44
    3.4.4 整理后的动态负荷图表  44-47
第四章变频冷藏集装箱制冷系统的计算模拟  47-63
  4.1 制冷空调装置系统的仿真  47-58
    4.1.1 制冷装置各部件模型  48-54
    4.1.2 仿真程序的编制  54-58
  4.2 蒸发器过热度模糊控制的METLAB仿真  58-63
    4.2.1 输入输出量化  58-63
第五章变频制冷系统电控系统的硬件方案  63-78
  5.1 变频电气控制方式  63-70
    5.1.1 室外机组控制部件  63
    5.1.2 电器件  63-64
    5.1.3 采样元件  64-66
    5.1.4 可编程微处理控制器FPC24  66-70
  5.2 冷藏集装箱控制系统  70-78
    5.2.1 信号输入模块  72
    5.2.2 信号输出模块  72
    5.2.3 系统抗干扰设计  72
    5.2.4 控制软件  72-73
    5.2.5 温度控制器  73-78

船舶冷藏集装箱变频节能研究

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