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船舶冷藏集装箱变频节能研究

刘松  
【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。


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