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

论文摘要

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。

论文目录

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