基于变风量控制方式的冷藏集装箱船舱通风系统的节能研究

【摘要】： 受运价下跌和国际原油价格大幅上涨双重影响,现在许多船公司都面临着巨大的成本压力,同时,随着国际海事组织对海洋环境保护要求的提高,使得节能问题已是势在必行。 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风机电机转速,实现节能的技术同趋成熟。 本文主要是对冷藏集装箱在船舱装载情况下的通风散热系统耗能进行理论分析,并建立一套能够节省电能的控制系统,然后运用MATLAB-SIMUlink工具对其进行仿真模拟,最后通过实验证明,采用变频风机的通风散热系统是可行的,节能的。 本文主要内容包括以下三个部分: 首先,介绍了目前冷藏集装箱及冷藏集装箱船舶运输的概况,冷藏集装箱装载在船舱里存在的散热通风问题,针对船舱排风温度随外界环境变化的特点,经过理论分析,得出如采用变频调节就会有很好的节能效果。 其次,建立了冷臧集装箱在船舱装载情况下的散热风机变频控制系统的数学模型,和冷藏集装箱在船舱装载情况下的散热风机变频控制系统的控制方案(采用PID控制),运用MATLAB对整个散热系统的变频节能进行了仿真模拟研究。 最后,通过实验验证理论分析与仿真结果的正确性,并对变频节能的经济性进行分析。 本文主要采用自动控制技术(PID控制)、变频技术及MATLAB仿真模拟和实验研究等手段来探讨用变频风机代替常规风机,用变风量代替定风量情况下的冷藏集装箱船舱通风散热系统的节能问题。 【关键词】：通风 变频 节能 PID 仿真 冷藏集装箱 散热
【学位授予单位】：上海海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：U674.132
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-17
• 1.1 冷藏集装箱运输概述8-9
• 1.2 国内外的研究现状9-11
• 1.3 课题研究的必要性及可行性11-13
• 1.4 变频风机调速节能技术13-15
• 1.5 本课题主要的研究工作和目的15-16
• 1.6 小结16-17
• 第二章 船舱通风散热系统数学建模17-25
• 2.1 船舱通风散热系统的基本描述17
• 2.2 船舱的传热数学模型17-20
• 2.3 船舱传质数学模型20-24
• 2.4 假设的正确性论证24
• 2.5 小结24-25
• 第三章 船舱通风系统仿真模型的建立及仿真结果25-48
• 3.1 系统仿真模型25-26
• 3.2 MATLAB/SIMUlink仿真26-47
• 3.2.1 仿真软件简介26-28
• 3.2.2 仿真信号的处理28-30
• 3.2.3 简单的控制回路30-31
• 3.2.4 传感器31-33
• 3.2.5 控制器33-37
• 3.2.6 前馈控制37-41
• 3.2.7 变送器环节41-42
• 3.2.8 变频器环节42
• 3.2.9 控制回路框图42-43
• 3.2.10 仿真结果及分析43-47
• 3.3 小结47-48
• 第四章 实验研究48-65
• 4.1 冷藏集装箱环境室试验系统48
• 4.2 环境室空调系统及其设备48-51
• 4.2.1 气流组织形式48-49
• 4.2.2 空调系统的主要装置49-51
• 4.2.3 制冷系统及其设备51
• 4.2.4 实验室总体布局51
• 4.3 测控系统51-56
• 4.3.1 测点布置51-52
• 4.3.2 监测的参数52-54
• 4.3.3 测控系统构成54
• 4.3.4 执行机构与调节机构54-55
• 4.3.5 测量元件(发信器)55-56
• 4.3.6 调节器56
• 4.4 实时监控软件56-58
• 4.5 具体实验58-64
• 4.5.1 实验内容及过程58-61
• 4.5.2 实验数据的分析61-64
• 4.6 小结64-65
• 第五章 小结与展望65-68
• 5.1 变频节能经济性的分析65
• 5.2 本论文小结65-67
• 5.3 展望67-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-70

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