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船用冷藏集装箱制冷机组的设计与特性研究

作　者: 薛威
导　师: 陈武
学　校: 集美大学
专　业: 轮机工程
关键词: 船用冷藏集装箱制冷机组设计系统特性
分类号: U664.87
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

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。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
主要符号表  9-10
第1章绪论  10-16
  1.1 船用冷藏集装箱的发展趋势  10-11
  1.2 船用冷藏集装箱的研究现状  11-15
    1.2.1 船用冷藏集装箱制冷机组的研究  11-13
    1.2.2 船用冷藏集装箱容量控制的研究  13-14
    1.2.3 船用冷藏集装箱的数值模拟研究  14-15
  1.3 本文研究内容  15-16
第2章船用冷藏集装箱冷负荷的计算  16-21
  2.1 冷负荷的分类  16
  2.2 冷负荷的计算  16-20
    2.2.1 箱体传热的冷负荷  17-18
    2.2.2 通风换气的冷负荷  18
    2.2.3 货物呼吸和降温的冷负荷  18-19
    2.2.4 循环风机的冷负荷  19
    2.2.5 箱体降温的冷负荷  19-20
    2.2.6 其他冷负荷  20
  2.3 小结  20-21
第3章船用冷藏集装箱制冷机组设备选型与设计  21-34
  3.1 制冷压缩机的选型  21-22
  3.2 冷凝器的设计  22-26
    3.2.1 冷凝器型式的选择  22-23
    3.2.2 结构参数及传热计算  23-25
    3.2.3 冷凝器风机选型  25-26
  3.3 蒸发器的设计  26-30
    3.3.1 结构参数及换热计算  27-29
    3.3.2 蒸发器风机选型  29-30
  3.4 节流元件的选型  30-31
    3.4.1 节流元件类型  30
    3.4.2 热力膨胀阀的设计容量  30-31
  3.5 辅助设备的选型  31-33
    3.5.1 系统冷媒充注量  31-32
    3.5.2 机组换热管管径  32
    3.5.3 高效过冷器  32-33
  3.6 小结  33-34
第4章船用冷藏集装箱实验台的设计与搭建  34-55
  4.1 实验台中制冷机组的结构组成  34-35
  4.2 实验台中制冷机组的电气控制  35-51
    4.2.1 PLC 及其他电气设备  35-38
    4.2.2 电气控制电路  38-42
    4.2.3 PLC 程序设计  42-46
    4.2.4 触摸屏组态的设计  46-51
  4.3 实验台中制冷机组的控制方案  51-52
    4.3.1 箱内温度的自动调节  51
    4.3.2 除霜控制  51-52
    4.3.3 容量调节与紧急停机  52
  4.4 参数测量及数据采集  52-53
  4.5 小结  53-55
第5章船用冷藏集装箱制冷机组特性实验  55-62
  5.1 船用冷藏集装箱制冷机组实验准备  55-56
    5.1.1 运行前的准备  55
    5.1.2 运转检查  55-56
  5.2 船用冷藏集装箱降温实验  56-57
  5.3 热气旁通容量控制实验  57-59
    5.3.1 带高效过冷器的热气旁通控制  57-58
    5.3.2 不带高效过冷器热气旁通控制  58-59
  5.4 吸气节流容量控制  59-61
    5.4.1 带高效过冷器吸气节流控制  59-60
    5.4.2 不带高效过冷器吸气节流控制  60-61
    5.4.3 几种调节方式的功耗和时间的比较  61
  5.5 小结  61-62
第6章总结与展望  62-64
  6.1 总结  62
  6.2 展望  62-64
致谢  64-65
参考文献  65-67
在学期间发表的学术论文  67

船用冷藏集装箱制冷机组的设计与特性研究

内容摘要

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