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,该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,该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.

目录

文摘

英文文摘

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引言

第一章船舶冷藏集装箱变频节能研究概述

1.1冷藏集装箱制冷装置节能的研究方向

1.1.1提高制冷循环的性能指标

1.1.2提高制冷热交换设备的传热性能

1.1.3提高制冷设备的自动化水平

1.1.4研究新型制冷系统及部件

1.2船舶冷藏集装箱的应用及技术新进展

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

1.3.1变频节能领域研究现状

1.3.2前沿的主要问题

1.4船舶冷藏集装箱变频节能研究意义

第二章 船舶冷藏集装箱变频调速节能技术

2.1变频器概况

2.2交流调速原理

2.3制冷系统变频节能

2.4变频对制冷系统的影响

2.4.1变频对压缩机的要求

2.4.2变频对膨胀阀的要求

2.4.3变频对风机的要求

2.5变频器与制冷系统的匹配

2.5.1电动机容量的选定

2.5.2变频器容量的选定

第三章船舶冷藏集装箱节能分析及动态负荷计算

3.1船舶冷藏集装箱变频节能原理

3.3风机节能分析

3.4动态负荷计算

3.4.1室内负荷

3.4.2其他热湿负荷损失

3.4.3按设计工况计算冷负荷

3.4.4整理后的动态负荷图表

第四章变频冷藏集装箱制冷系统的计算模拟

4.1制冷空调装置系统的仿真

4.1.1制冷装置各部件模型

4.1.2仿真程序的编制

4.2蒸发器过热度模糊控制的METLAB仿真

4.2.1输入输出量化

第五章变频制冷系统电控系统的硬件方案

5.1变频电气控制方式

5.1.1室外机组控制部件

5.1.2电器件

5.1.3采样元件

5.1.4可编程微处理控制器FPC24

5.2冷藏集装箱控制系统

5.2.1信号输入模块

5.2.2信号输出模块

5.2.3系统抗干扰设计

5.2.4控制软件

5.2.5温度控制器

结论与展望

致谢

参考文献