船舶冷藏集装箱变频节能研究

【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。 【关键词】：冷藏集装箱 变频 节能 动态负荷 计算机模拟
【学位授予单位】：上海海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TB657
【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FPC2466-70
• 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

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