船用冷藏集装箱制冷机组的设计与特性研究

摘要

船用冷藏集装箱制冷机组的关键技术一直被国外公司所垄断，国内对船用冷藏集装箱制冷机组的研制尚处于起步阶段。本文以船用冷藏集装箱制冷机组为研究对象，进行冷藏集装箱冷负荷的计算并对制冷机组的关键组成部件进行设计和选型，搭建起船用冷藏集装箱制冷机组实验台；利用实验台对船用冷藏集装箱制冷机组的特性进行考察。
　　首先，本文对所搭建的船用冷藏集装箱的设计冷负荷包括箱体传热与散热、通风换气、货物呼吸与降温、蒸发器风机和电热融霜的冷负荷等分别进行计算，从而获得该船用冷藏集装箱的总设计冷负荷。依据船用冷藏集装箱的总设计冷负荷，对船用冷藏集装箱制冷机组中的压缩机、冷凝器、蒸发器、节流元件、风机等分别进行设计和选型；制冷机组的工质采用R404A,压缩机采用Copeland ZMD18KVE全封闭涡旋压缩机，节流元件则采用Danfoss TGES51/2x5/8热力膨胀阀。
　　然后，构建起一个船用冷藏集装箱的制冷机组，并配备功率、温度、压力等参数测量仪器和数据采集系统，相应地搭建起一个实验台。制冷机组包括高效过冷回路和热气旁通容量控制回路，同时配备有一个吸气节流阀。制冷机组的电气控制系统由由PLC和触摸屏等组成；所编写的PLC程序对应制冷机组的三种工作模式（冷冻模式、冷藏模式、升温模式）以及两种除霜模式（手动除霜和定时除霜）。触摸屏的组态界面包括初始视图、制冷系统视图、启动视图、报警视图、用户管理视图和数据监控视图。
　　然后，利用所搭建的船用冷藏集装箱制冷机组实验台，对船用冷藏集装箱制冷机组的运行特性进行考察。船用冷藏集装箱的降温实验表明箱内温度从30℃降到设定温度-10℃，耗时34分钟，耗功为2.93kW。此外，分别对带高效过冷器和不带高效过冷器的情况下，机组进行热气旁通和吸气调节容量调节下的特性进行分析；实验结果表明高效过冷器能够有效降低压缩机排气温度并提高机组的性能系数。

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第1章 绪论

1.1 船用冷藏集装箱的发展趋势

1.2 船用冷藏集装箱的研究现状

1.3 本文研究内容

第2章 船用冷藏集装箱冷负荷的计算

2.1 冷负荷的分类

2.2 冷负荷的计算

2.3 小结

第3章 船用冷藏集装箱制冷机组设备选型与设计

3.1 制冷压缩机的选型

3.2 冷凝器的设计

3.3 蒸发器的设计

3.4 节流元件的选型

3.5 辅助设备的选型

3.6 小结

第4章 船用冷藏集装箱实验台的设计与搭建

4.1 实验台中制冷机组的结构组成

4.2 实验台中制冷机组的电气控制

4.3 实验台中制冷机组的控制方案

4.4 参数测量及数据采集

4.5 小结

第5章 船用冷藏集装箱制冷机组特性实验

5.1 船用冷藏集装箱制冷机组实验准备

5.2 船用冷藏集装箱降温实验

5.3 热气旁通容量控制实验

5.4 吸气节流容量控制

5.5 小结

第6章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

在学期间发表的学术论文