基于SIMULINK的船用冷藏集裝箱仿真及系統(tǒng)能耗研究.pdf

1、船用冷藏集裝箱是海上運輸冷藏貨物的重要工具。國內(nèi)外對船用冷藏集裝箱的能耗情況雖有研究，但很少涉及全航程的能耗分析。利用仿真模型對船用冷藏集裝箱進行全航程能耗分析，方便于直接考察在不同外界環(huán)境下冷藏集裝箱的能耗情況，找出合理的冷藏集裝箱節(jié)能方法。降低船用冷藏集裝箱漏熱率可有效減小耗電量，將具有更小傳熱系數(shù)的真空絕熱板應(yīng)用于冷藏集裝箱圍護結(jié)構(gòu)應(yīng)是一種有效的節(jié)能途徑。本文以20英尺的標(biāo)準(zhǔn)船用冷藏集裝箱為研究對象，分別建立起該冷藏集裝箱制冷機組

2、的熱力學(xué)仿真模型以及箱體的數(shù)學(xué)模型，構(gòu)建起船用冷藏集裝箱的系統(tǒng)模型，運用Simulink軟件進行仿真運算，并利用船用冷藏集裝箱性能實驗臺進行驗證實驗。利用仿真模型針對實際航行中的船用冷藏集裝箱進行了全航程的能耗分析，同時分析采用真空絕熱板的船用冷藏集裝箱的節(jié)能情況。
　　首先，本文建立起船用冷藏集裝箱制冷機組中壓縮機、冷凝器和蒸發(fā)器的熱力學(xué)仿真模型。壓縮機模型可計算不同工況時的制冷劑質(zhì)量流量、壓縮機功率和出口制冷劑的溫度與壓力。根

3、據(jù)船用冷藏集裝箱性能實驗臺中蒸發(fā)器與冷凝器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，建立起換熱器的穩(wěn)態(tài)集中參數(shù)模型。根據(jù)膨脹閥調(diào)整蒸發(fā)器過熱度的作用，將其體現(xiàn)在整體系統(tǒng)模型的判斷條件中，從而省略了膨脹閥模型。而后制冷系統(tǒng)各部件間的耦合關(guān)系，利用Simulink建立了包含壓縮機、冷凝器和蒸發(fā)器的制冷機組的整體仿真模型;并根據(jù)能量守恒定律建立起箱體圍護結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型。最后將制冷機組的熱力學(xué)模型與箱體的數(shù)學(xué)模型整合起船用冷藏集裝箱的系統(tǒng)模型。
　　然后，在船用冷藏集

4、裝箱性能實驗臺上分別進行了不同環(huán)境溫度、不同箱內(nèi)溫度的全負(fù)荷實驗。通過在箱內(nèi)加入加熱器來模擬箱內(nèi)熱負(fù)荷，開啟加熱器，分別加入5kW、6kW、7kW、8kW和9kW負(fù)荷，記錄系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)，計算各個工況下的系統(tǒng)能效比。在所建立的仿真模型中輸入與實驗相同的外界環(huán)境溫度和箱內(nèi)溫度，計算出系統(tǒng)制冷量、壓縮機功率和系統(tǒng)能效比，與實驗數(shù)據(jù)進行對比分析，驗證船用冷藏集裝箱的仿真模型。
　　最后，利用所建立的船用冷藏集裝箱仿真模型，針對某個九月份