電氣工程及其自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)船舶冷藏集裝箱變頻節(jié)能技術(shù)研究與設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　船舶冷藏集裝箱變頻節(jié)能技術(shù)研究與設(shè)計(jì)</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專(zhuān)業(yè)班級(jí) 電氣工程及其自動(dòng)化 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)

2、號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱(chēng) </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　當(dāng)今世界，能源問(wèn)題日益突出，已被列為世界五大問(wèn)題之一，隨著世界

3、食品工業(yè)的發(fā)展和易腐貨物冷藏運(yùn)輸量的日益擴(kuò)大，船舶冷藏集裝箱得到日益廣泛的應(yīng)用。海運(yùn)冷藏集裝箱流動(dòng)性大，隨著外界氣溫、海水溫度、太陽(yáng)輻射強(qiáng)度和運(yùn)送貨物的變化，冷藏集裝箱制冷系統(tǒng)的顯熱和潛熱負(fù)荷隨之不斷變化。傳統(tǒng)的冷藏集裝箱制冷系統(tǒng)一般采用恒定轉(zhuǎn)速運(yùn)行方式，在這種運(yùn)行方式下，制冷系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間工作在最大負(fù)荷，而實(shí)際上制冷系統(tǒng)只是短時(shí)間工作在最大負(fù)荷，造成了能量浪費(fèi)極大。因此，冷藏箱制冷裝置的節(jié)能也越來(lái)越引起廣泛的重視。</p>

4、<p>　　本論文的主要目的是通過(guò)分析船舶冷藏集裝箱的能量消耗、控制方式和分析制冷裝置變頻調(diào)速控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)和研究船舶冷藏集裝箱的制冷系統(tǒng)采用變頻控制技術(shù)以后的系統(tǒng)變頻特性。</p><p>　　當(dāng)冷藏集裝箱外界的負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，通過(guò)變頻控制技術(shù)改變集裝箱壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，使得制冷量隨著負(fù)荷的變化而變化，達(dá)到制冷系統(tǒng)與負(fù)荷變化相匹配。與此同時(shí)，由于壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速下降，降低了其功率損耗，以達(dá)到節(jié)能的目的

5、。</p><p>　　本文除了對(duì)冷藏集裝箱制冷系統(tǒng)壓縮機(jī)變頻節(jié)能運(yùn)行特性分析外，還分析了冷藏集裝箱制冷系統(tǒng)風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能運(yùn)行的基本特性。在較小的負(fù)荷時(shí)，壓縮機(jī)處于低速運(yùn)轉(zhuǎn)，吸氣壓力上升，有利于降低能量消耗；制冷系統(tǒng)中還采用了電子膨脹閥進(jìn)行過(guò)熱度控制，被控對(duì)象有參數(shù)時(shí)變的特性。</p><p>　　本文分析了冷藏箱制冷系統(tǒng)各種節(jié)流元件的特點(diǎn)，指出了電子膨脹閥應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)；同時(shí)還分析了電子膨脹閥

6、的啟動(dòng)特性、流量特性以及系統(tǒng)在閥開(kāi)度變化時(shí)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。對(duì)于冷藏庫(kù)制冷系統(tǒng)停機(jī)期間如使高低壓側(cè)連通，則會(huì)產(chǎn)生所謂工質(zhì)遷移現(xiàn)象， 即冷凝器中的常溫高壓液體將逐漸流入蒸發(fā)器，使蒸發(fā)器的溫度壓力都升高。再次開(kāi)機(jī)時(shí)，要重新建立壓差也需要消耗壓縮機(jī)額外一部分能量。反之，若在停機(jī)期間切斷高低壓側(cè)， 這雖然維持了蒸發(fā)器的低溫低壓，但再次啟動(dòng)時(shí)，壓縮機(jī)屬于帶載啟動(dòng)，電流沖擊大，也會(huì)增加能量的損失。但若是采用電子膨脹閥就會(huì)解決上述問(wèn)題。具體做法是：停機(jī)

7、時(shí)令膨脹閥全關(guān)，防止冷凝器的高溫液體流入蒸發(fā)器，造成再次啟動(dòng)時(shí)的能量損失。開(kāi)機(jī)前，將膨脹閥全開(kāi)，使系統(tǒng)高低壓側(cè)平衡，然后開(kāi)機(jī)。這樣既實(shí)現(xiàn)了輕載啟動(dòng)，又減少了停機(jī)中的熱損失。另外，采用電子膨脹閥可以縮短凍結(jié)時(shí)間，電子膨脹閥在凍結(jié)全過(guò)程中能做到負(fù)荷與冷量平衡，凍結(jié)效率可以得到提高，凍結(jié)時(shí)間比熱力膨脹閥也可縮短10%，同時(shí)也就減少了壓縮機(jī)的能耗。采用電子膨脹閥控制壓縮機(jī)排氣溫度可以防止因排氣溫度的升高對(duì)系統(tǒng)性能產(chǎn)生的不利影響， 同時(shí)又可省去專(zhuān)

8、設(shè)的安全保護(hù)器，節(jié)約成本，</p><p>　　關(guān)鍵詞：冷藏集裝箱；變頻；節(jié)能；電子膨脹閥</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Today's world, energy issues become increasingly prominent, has been listed as one of

9、the world's top five, as the world food industry and the amount of perishable goods expanding refrigerated transport, refrigerated container ships have become increasingly widely used Refrigerated shipping containers

10、 fluidity big, with the outside air temperature, water temperature, solar radiation intensity and changes in the delivery of goods, refrigerated containers refrigeration system sensible heat and lat</p><p>　

11、　The main purpose of this paper is to analyze the energy consumption of refrigerated container ship, control and analysis of refrigeration equipment frequency control technology based on the refrigerated container ship d

12、esign and research use of the refrigeration system after the system frequency control frequency characteristics.</p><p>　　When the external load of refrigerated containers changes, changes in the container t

13、hrough the inverter control the speed of the compressor, making the cooling capacity with the load change, cooling system and the load change to match. At the same time, decrease the speed of the compressor, reducing its

14、 power consumption to save energy.</p><p>　　This addition to the refrigerated container refrigeration system compressor performance analysis of energy conversion, it also analyzes the refrigerated container

15、refrigeration system fans to run the basic characteristics of frequency energy. In a smaller load, the compressor is low speed, suction pressure increases, help reduce energy consumption; refrigeration system also uses e

16、lectronic expansion valve superheat control, the plant has the characteristics of time-varying parameters.</p><p>　　This paper analyzes the freezer refrigeration system features a variety of spending compone

17、nts, points out the advantages of the application of electronic expansion valve; also analyzed the startup characteristics of electronic expansion valve, flow characteristics and system changes in the valve opening the d

18、ynamic response characteristics. Start again when the pressure also needs to re-establish an additional part of the energy consumption of the compressor. If the use of electronic expansion </p><p>　　Key word

19、s: Refrigerated containers; Frequency conversion; Energy saving; Electronic expansion valve</p><p>　　朗讀顯示對(duì)應(yīng)的拉丁字 </p><p><b>　　字典</b></p><p><b>　　朗讀</b>&l

20、t;/p><p>　　顯示對(duì)應(yīng)的拉丁字符的拼音</p><p><b>　　字典</b></p><p><b>　　朗讀</b></p><p>　　顯示對(duì)應(yīng)的拉丁字符的拼音</p><p><b>　　字典</b></p><p>

21、;<b>　　目錄</b></p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　第2章 船舶冷藏集裝箱節(jié)能研究概述3</p><p>　　2.1船舶冷藏集裝箱制冷節(jié)能的發(fā)展概況3</p><p>　　2.2船舶冷藏集裝箱制冷節(jié)能的意義3</p><p&

22、gt;　　2.2.1船舶冷藏集裝箱運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展3</p><p>　　2.2.2集裝箱制冷節(jié)能的意義4</p><p>　　2.3船舶冷藏集裝箱變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)的可行性4</p><p>　　第3章 船舶冷藏集裝箱制冷系統(tǒng)6</p><p>　　3.1船舶冷藏集裝箱機(jī)械式制冷裝置6</p><p>　　3.2船

23、舶冷藏集裝箱能量調(diào)節(jié)控制方式分析8</p><p>　　3.2.1 冷藏、冷凍方式下的能量和溫度調(diào)節(jié)分析8</p><p>　　3.2.2 制冷機(jī)組風(fēng)機(jī)能量調(diào)節(jié)方式分析8</p><p>　　3.3 冷藏集裝箱的變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)分析與設(shè)計(jì)9</p><p>　　3.3.1 變頻調(diào)速技術(shù)原理9</p><p>

24、　　3.3.2 變頻器的基本組成部分10</p><p>　　3.3.3 冷藏集裝箱制冷系統(tǒng)變頻器的調(diào)速控制的設(shè)計(jì)10</p><p>　　第4章 冷藏集裝箱制冷系統(tǒng)壓縮機(jī)及風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能特性12</p><p>　　4.1 壓縮機(jī)變頻節(jié)能運(yùn)行特性分析12</p><p>　　4.2 冷藏集裝箱風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能運(yùn)行與調(diào)速分析15</

25、p><p>　　4.3 蒸發(fā)器變流量特性17</p><p>　　第5章 冷藏集裝箱電子膨脹閥的應(yīng)用及特性18</p><p>　　5.1 電子膨脹閥概述18</p><p>　　5.2 電子膨脹閥的啟動(dòng)特性19</p><p>　　5.3 電子膨脹閥的流量特性19</p><p>　　5

26、.4 電子膨脹閥開(kāi)度變化時(shí)的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)20</p><p><b>　　小結(jié)21</b></p><p>　　致謝錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)22</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p&

27、gt;　　我國(guó)是易腐食品的消費(fèi)大國(guó)和生產(chǎn)大國(guó)，平均食物年產(chǎn)值約為3000億美元，超過(guò)20%的食物由于沒(méi)有很好地冷藏，在運(yùn)輸過(guò)程中浪費(fèi)掉了。僅水果、蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品在采摘、運(yùn)輸、儲(chǔ)存等物流環(huán)節(jié)上損失率就達(dá)25%至30%，每年有總值約92.5億美元的農(nóng)產(chǎn)品在運(yùn)輸過(guò)程中損失掉。在近幾年，我國(guó)食物的年產(chǎn)值又增加10%，在這其中有一部分又銷(xiāo)往國(guó)外，使得我國(guó)的水果、蔬菜及鮮活貨運(yùn)輸量的迅猛增長(zhǎng)。鐵路、公路和船舶冷藏運(yùn)輸越來(lái)越多的使用各類(lèi)冷藏集裝箱。&l

28、t;/p><p>　　從2000年以來(lái)冷藏集裝箱運(yùn)輸以強(qiáng)勁的態(tài)勢(shì)不斷增長(zhǎng)。100多年來(lái)，北美和歐洲一直是全球保險(xiǎn)產(chǎn)品規(guī)模最大的市場(chǎng)，而盛產(chǎn)新鮮水果、蔬菜、魚(yú)肉和乳制品的南美洲、南非和澳大利亞等南半球國(guó)家和地區(qū)成為北美和歐洲保鮮產(chǎn)品消費(fèi)市場(chǎng)的主要供應(yīng)基地，由冷藏船、冷藏車(chē)和冷藏庫(kù)等經(jīng)營(yíng)業(yè)者組成的冷藏供應(yīng)鏈隊(duì)伍在相繼壯大。德魯里航運(yùn)咨詢(xún)中心預(yù)計(jì)，到2012年全球冷藏食品和其它產(chǎn)品總共有6500萬(wàn)噸需要冷鏈服務(wù)支持，其中大

29、約有2200萬(wàn)噸需要冷藏船、3600萬(wàn)噸需要冷藏集裝箱從產(chǎn)地運(yùn)往世界各地市場(chǎng)。全球冷藏品貨運(yùn)總量中的絕大部分是由遠(yuǎn)洋運(yùn)輸承運(yùn)完成的，而且集裝箱船舶冷藏品運(yùn)力和運(yùn)量均呈現(xiàn)持續(xù)擴(kuò)大的趨勢(shì)。以冷藏集裝箱運(yùn)輸為主體的全球冷鏈服務(wù)需求在可以預(yù)見(jiàn)的將來(lái)是供不應(yīng)求的。</p><p>　　冷藏集裝箱運(yùn)輸是一種可實(shí)現(xiàn)“門(mén)到門(mén)”的現(xiàn)代化運(yùn)輸方式，現(xiàn)以成為全球各個(gè)國(guó)家之間進(jìn)行貿(mào)易的重要手段。因此，研究冷藏集裝箱運(yùn)行特性，提高制冷裝置

30、的制冷效率和經(jīng)濟(jì)性成為了人們研究的課題。</p><p>　　海運(yùn)冷藏集裝箱流動(dòng)性大，隨著外界氣溫、海水溫度、太陽(yáng)輻射強(qiáng)度和運(yùn)送貨物的變化，冷藏集裝箱制冷系統(tǒng)的顯熱和潛熱負(fù)荷隨之不斷變化。傳統(tǒng)的冷藏集裝箱制冷系統(tǒng)一般采用恒定轉(zhuǎn)速運(yùn)行方式，在這種運(yùn)行方式下，制冷系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間工作在最大負(fù)荷，而實(shí)際上制冷系統(tǒng)只是短時(shí)間工作在最大負(fù)荷，造成了能量浪費(fèi)極大。</p><p>　　20世紀(jì)80年代，由于

31、電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了變頻調(diào)速技術(shù)，它的出現(xiàn)逐步取代了其他交流電機(jī)調(diào)速方法，乃至直流電機(jī)調(diào)速，而成為電氣傳動(dòng)的中樞，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。</p><p>　　在船舶冷藏集裝箱的制冷系統(tǒng)中采用制冷壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)的變頻調(diào)速技術(shù)，隨時(shí)改變其輸入的功率。改變壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，在一定范圍內(nèi)連續(xù)的進(jìn)行能量調(diào)節(jié)，是制冷劑的質(zhì)量流量發(fā)生變化，從而改變機(jī)組的制冷量，使其與負(fù)荷達(dá)到最佳匹配，實(shí)現(xiàn)制冷系統(tǒng)的節(jié)

32、能。變頻技術(shù)的應(yīng)用一方面可以實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)的節(jié)能，減少制冷裝置頻繁開(kāi)啟—停機(jī)對(duì)電網(wǎng)的沖擊和電力浪費(fèi)，延長(zhǎng)了制冷裝置的使用壽命；另一方面，對(duì)風(fēng)機(jī)的變頻調(diào)速，減少了貨物的干縮，保證了貨物運(yùn)輸?shù)馁|(zhì)量。</p><p>　　我國(guó)約有19500TEU冷藏集裝箱，如果都采用壓縮機(jī)和冷風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)，節(jié)能效率將大大提高，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益也十分顯著。目前變頻調(diào)速技術(shù)在船舶冷藏集裝箱的制冷機(jī)組上的應(yīng)用還沒(méi)普及，而采用了變頻節(jié)能技術(shù)

33、可以有效的避免制冷裝置由于頻繁的啟動(dòng)-停機(jī)所造成的能量損耗。其次，變頻制冷運(yùn)轉(zhuǎn)在低負(fù)荷的時(shí)候能節(jié)能，在這種情況下能大幅度地提高能源效率的特性，由于變頻制冷處于低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)與壓縮機(jī)容量相比，熱交換器的容量比率大大提高，從而大大降低了壓縮機(jī)的功率損耗。在冷藏集裝箱上使用變頻節(jié)能技術(shù)能提高COP值，在一般情況下人們都是根據(jù)冷藏集裝箱的最大負(fù)荷情況來(lái)選配機(jī)組的，滿負(fù)荷狀態(tài)的工作時(shí)間一般為10%~20%，機(jī)組制冷量的過(guò)剩位制冷劑蒸發(fā)不夠充分，不

34、符合規(guī)定的出口過(guò)熱度。這時(shí)，熱力膨脹閥關(guān)小，制冷劑流動(dòng)阻力大，流量下降，機(jī)組制冷量下降，知道與負(fù)荷達(dá)到平衡。蒸發(fā)溫度下降，壓縮功率增加，制冷劑的流動(dòng)損耗變大，而采用變頻節(jié)能技術(shù)則能減少損耗。</p><p>　　第2章 船舶冷藏集裝箱節(jié)能研究概述</p><p>　　20世紀(jì)70年代以來(lái)，隨著世界食品工業(yè)的發(fā)展和易腐貨物冷藏運(yùn)輸量的日益擴(kuò)大，船舶冷藏集裝箱得到日益廣泛的應(yīng)用，冷藏集裝箱制冷

35、裝置的總能耗也不斷增加。因此，冷藏集裝箱的制冷節(jié)能技術(shù)越來(lái)越受到廣泛的重視，各國(guó)專(zhuān)家對(duì)于如何減少制冷裝置能耗及提高制冷效率作了很多的研究。</p><p>　　2.1船舶冷藏集裝箱制冷節(jié)能的發(fā)展概況</p><p>　　自制冷機(jī)組開(kāi)始采用原始的自動(dòng)控制裝置至上世紀(jì)60年代后期，以簡(jiǎn)單的制冷裝置（電磁閥、繼電器、熱力膨脹閥等）為主導(dǎo)，隨著控制方式的改進(jìn)，制冷自控元件進(jìn)一步開(kāi)始采用標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)傳

36、遞發(fā)展。1980年美國(guó)PENN、ALCO、HOKE公司研制出了電子膨脹閥。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速系統(tǒng)中的變頻調(diào)速技術(shù)也得到了發(fā)展。80年代初，大賣(mài)的DANFOSS公司推出了VLT型變頻調(diào)節(jié)器，廣泛的應(yīng)用于制冷系統(tǒng)中的冷風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和制冷壓縮機(jī)中。</p><p>　　60年代后期，制冷系統(tǒng)控制方式以最簡(jiǎn)單的雙位調(diào)節(jié)與直接作用或比例調(diào)節(jié)為主要特征。到了70年代，制冷裝置的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)開(kāi)始引入了控制精度較高的比

37、例積分調(diào)節(jié)系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)PI控制）。80年代初，由于比例積分調(diào)節(jié)系統(tǒng)、串級(jí)調(diào)節(jié)、補(bǔ)償調(diào)節(jié)等自動(dòng)控制在制冷裝置中的應(yīng)用，使制冷自動(dòng)化得到了發(fā)展。隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，使冷藏集裝箱制冷系統(tǒng)中的能量損耗不斷下降，控制精度也不斷。</p><p>　　在世界第二次石油危機(jī)之后，全球各個(gè)國(guó)家都在研究制冷裝置的最節(jié)能控制方式，開(kāi)始了制冷系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的研究，從原來(lái)的只對(duì)制冷設(shè)備元件的節(jié)能到對(duì)

38、制冷裝置各個(gè)元件的參數(shù)與尺寸的最佳匹配來(lái)進(jìn)行節(jié)能。</p><p>　　2.2船舶冷藏集裝箱制冷節(jié)能的意義</p><p>　　2.2.1船舶冷藏集裝箱運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展</p><p>　　20世紀(jì)60年代后期國(guó)際集裝箱化運(yùn)輸迅速崛起，徹底改變了海上運(yùn)輸?shù)母窬帧?0年代采用了全金屬的隔熱集裝箱與冷藏集裝箱來(lái)運(yùn)輸。80年代把原來(lái)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的全鋼冷藏集裝箱改成了新型的全鋁冷藏集

39、裝箱，受到了廣泛的應(yīng)用。在20世紀(jì)90年代，冷藏集裝箱多式聯(lián)運(yùn)的興起和新技術(shù)的不斷發(fā)展，進(jìn)一步促進(jìn)了冷藏集裝箱運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展和廣泛應(yīng)用。由于世界各國(guó)進(jìn)出口的易腐商品迅速增加，海運(yùn)冷藏集裝箱也發(fā)展迅速。由于集裝化運(yùn)輸?shù)姆奖?、快捷等?yōu)勢(shì)，使得集裝箱運(yùn)輸發(fā)展日新月異。</p><p>　　到2000年為止，世界上擁有1430萬(wàn)TEU的集裝箱，其中包括遠(yuǎn)洋船舶運(yùn)輸箱1360萬(wàn)TEU，沿?；騼?nèi)陸地區(qū)箱量為68萬(wàn)TEU。在過(guò)去1

40、0年中，全球集裝箱每年以近11%的平均速度增長(zhǎng)。隨著全球海上運(yùn)輸用冷藏集裝箱的數(shù)量迅速增加，其生產(chǎn)制造和控制新技術(shù)也不斷運(yùn)用于集裝箱上。在集裝箱外殼材料上采用鋁合金外殼而不是以前的不銹鋼外殼，在整個(gè)泡沫絕緣材料隔熱層采用硬質(zhì)聚氨醋泡沫塑料，這樣在降低箱體重量的同時(shí)還能保持足夠的強(qiáng)度。隨著控制技術(shù)的發(fā)展，使得冷藏集裝箱調(diào)控更先進(jìn)、更完善、更可靠，能夠控制箱內(nèi)溫度在0.1℃內(nèi)。另外在冷藏集裝箱的控制、故障檢測(cè)和記錄上也應(yīng)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)，并且

41、氣調(diào)冷藏集裝箱也得到了很大的發(fā)展，通過(guò)氣調(diào)可以控制箱內(nèi)二氧化碳和氧氣等的含量來(lái)達(dá)到果蔬等冷藏貨的最佳運(yùn)輸環(huán)境。</p><p>　　2.2.2集裝箱制冷節(jié)能的意義</p><p>　　制冷行業(yè)是能源消耗很大的行業(yè)，據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)的制冷空調(diào)設(shè)備的年耗電量約占全國(guó)年耗電量的5%~6%,夏季占季節(jié)發(fā)電量的18%~20%，部分經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)甚至更多。由此可見(jiàn)，制冷行業(yè)的節(jié)能對(duì)于解決能源問(wèn)題有著

42、重要作用。隨著世界各國(guó)易腐食品的生產(chǎn)、流通和消費(fèi)的不斷增長(zhǎng)，給低溫貯藏食品和全球運(yùn)輸帶來(lái)了市場(chǎng)商機(jī)和發(fā)展前景，被譽(yù)為“海上活動(dòng)冷庫(kù)”的船舶冷藏集裝箱是首選的運(yùn)輸工具。而遠(yuǎn)洋冷藏船和全冷藏集裝箱船能耗是很巨大的，所以研究冷藏集裝箱制冷裝置的節(jié)能技術(shù)是必須的。</p><p>　　海運(yùn)冷藏集裝箱流動(dòng)性大，隨著外界的氣溫、海水溫度、太陽(yáng)輻射強(qiáng)度和運(yùn)送貨物的變化，冷藏集裝箱制冷系統(tǒng)的顯熱和潛熱負(fù)荷隨之不斷變化。傳統(tǒng)的冷藏

43、集裝箱制冷系統(tǒng)一般采用恒定轉(zhuǎn)速運(yùn)行方式，在這種運(yùn)行方式下，制冷系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間工作在最大負(fù)荷，而實(shí)際上制冷系統(tǒng)只是短時(shí)間工作在最大負(fù)荷，造成了能量浪費(fèi)極大。特別是亞歐、亞美航線上船舶冷藏集裝箱制冷系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間處在40%~90%的負(fù)荷下運(yùn)轉(zhuǎn)，能耗十分巨大。</p><p>　　目前全球有上百萬(wàn)的冷藏集裝箱在運(yùn)營(yíng)，船舶冷藏集裝箱從北半球橫跨赤道運(yùn)輸?shù)侥习肭颍捎谕饨鐪囟茸兓?，冷藏集裝箱的熱負(fù)荷也會(huì)隨之變化，此時(shí)要維持冷藏、保

44、溫貨物在各自最佳溫度狀態(tài)下，以便保持易腐貨物的質(zhì)量，并且實(shí)現(xiàn)制冷節(jié)能。這對(duì)于集裝箱制冷機(jī)組意義非凡。</p><p>　　2.3船舶冷藏集裝箱變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)的可行性</p><p>　　船舶冷藏集裝箱現(xiàn)已成為國(guó)際貿(mào)易中的一種重要運(yùn)輸方式，是運(yùn)輸易腐貨物的海上活動(dòng)冷庫(kù)，隨著國(guó)際冷藏集裝箱運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，研究冷藏集裝箱運(yùn)行特性、提高制冷裝置的效率和經(jīng)濟(jì)效益成為了世界廣泛重視的課題。西歐、北美和

45、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家的冷藏鏈建設(shè)已接近100%。船舶冷藏集裝箱以自帶制冷機(jī)組的內(nèi)藏式機(jī)械制冷箱為主，這種制冷箱需要大量電能。因此研究節(jié)能技術(shù)已刻不容緩。</p><p>　　傳統(tǒng)的船舶冷藏集裝箱制冷系統(tǒng)壓縮機(jī)一般都是采用恒定的轉(zhuǎn)速運(yùn)行，制冷壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)和選型都是以其制冷量是否能夠滿足最大負(fù)荷為基礎(chǔ)的，但是事實(shí)上制冷系統(tǒng)只是在較短的時(shí)間工作在最大負(fù)荷下，其他時(shí)間都是處于40%~90%的額定負(fù)荷下工作的。海運(yùn)冷藏集裝

46、箱流動(dòng)性大，隨著外界的氣溫、海水溫度、太陽(yáng)輻射強(qiáng)度和運(yùn)送貨物的變化，使得冷藏集裝箱制冷系統(tǒng)熱負(fù)荷不斷變化。傳統(tǒng)的冷藏集裝箱一般只有有ON-OFF控制，壓縮機(jī)和冷凝風(fēng)機(jī)達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定的溫度后就會(huì)停止工作，這樣的控制方式能量的利用率很低。此時(shí)，冷藏集裝箱的制冷系統(tǒng)要警醒能量調(diào)節(jié)，才能使冷藏集裝箱制冷系統(tǒng)在相應(yīng)的負(fù)荷下達(dá)到制冷量與負(fù)荷的匹配?，F(xiàn)行能量調(diào)節(jié)方式中變頻調(diào)節(jié)是已被證明能量損耗最小的調(diào)節(jié)方式，得到了廣泛應(yīng)用。船舶冷藏集裝箱變頻調(diào)速節(jié)能的

47、主要途徑有兩個(gè)方面：（1）采用低能耗機(jī)組對(duì)壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻控制與優(yōu)化設(shè)計(jì)，以此來(lái)提高冷藏集裝箱制冷裝置的性能；（2）改善冷藏集裝箱的自動(dòng)控制。在變頻調(diào)速的時(shí)候，我們結(jié)合電子膨脹閥良好的過(guò)熱度調(diào)節(jié)和蒸發(fā)器過(guò)熱度調(diào)節(jié)規(guī)律的動(dòng)態(tài)特性，保證了冷藏集裝箱制冷系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，保持制冷裝置的最佳控制，使節(jié)能效果日趨顯著。</p><p>　　因此，我們采取了熱力膨脹閥的改進(jìn)或使用電子膨脹閥與變頻器相結(jié)合的方法來(lái)提高溫度控制

48、的精度，實(shí)現(xiàn)了船舶冷藏集裝箱制冷壓縮機(jī)、冷凝風(fēng)機(jī)、蒸發(fā)器風(fēng)機(jī)的變頻運(yùn)行的可行性和變頻特性，最終達(dá)到了降低運(yùn)輸成本、提高制冷效果和節(jié)約能源的目的。</p><p>　　第3章 船舶冷藏集裝箱制冷系統(tǒng)</p><p>　　3.1船舶冷藏集裝箱機(jī)械式制冷裝置</p><p>　　目前冷藏集裝箱大部分采用了的是機(jī)械式冷藏集裝箱，制冷機(jī)組內(nèi)置于隔熱箱內(nèi)，使隔熱箱符合標(biāo)準(zhǔn)要求，

49、有利于裝卸冷藏集裝箱。冷藏集裝箱的制冷系統(tǒng)需要電源驅(qū)動(dòng)，于是有的冷藏集裝箱自帶了一個(gè)柴油發(fā)電機(jī)組，這個(gè)發(fā)電機(jī)組和制冷機(jī)組一起內(nèi)置于冷藏集裝箱中，這種冷藏集裝箱的制造成本較高，而且由于發(fā)電機(jī)組和制冷機(jī)組都內(nèi)置于箱中，使得內(nèi)部容積減少，裝貨有限，因此應(yīng)用較少。還有一種比較合理解決電源問(wèn)題的方式是采用一種外掛式柴油發(fā)電機(jī)組，這樣既方便拆卸，又不會(huì)減少箱內(nèi)容積，因此應(yīng)用較多。冷藏集裝箱制冷機(jī)組的結(jié)構(gòu)如圖3.1所示。</p><

50、;p>　　圖3.1 冷藏制冷機(jī)組</p><p>　　1、1#蒸發(fā)器風(fēng)機(jī)出入口蓋板 2、加熱器、膨脹閥進(jìn)出口蓋板 </p><p>　　3、裝卸鏟槽 4、電控箱 5、壓縮機(jī) 6、標(biāo)牌 7、冷凝風(fēng)扇 8、資</p><p>　　料收集通訊接口（IC） 9、TIR蓋板鉛封 10、高位新鮮空氣通風(fēng)口</p><p>　　11、2#蒸發(fā)

51、器風(fēng)機(jī)出入口蓋板</p><p>　　冷藏集裝箱的制冷系統(tǒng)有兩種：一種是帶有儲(chǔ)液器的制冷系統(tǒng)，一種是帶有水冷冷凝器的制冷系統(tǒng)，分別如圖3.2、圖3.3所示。</p><p>　　圖3.2 儲(chǔ)液器制冷系統(tǒng)原理圖</p><p>　　圖3.3 水冷冷凝器式制冷系統(tǒng)</p><p>　　1、吸氣調(diào)節(jié)閥 2、吸氣壓力傳感器 3、排氣壓力傳感器 4、高

52、壓保護(hù)開(kāi)關(guān) 5、</p><p>　　排氣工作閥 6、排氣壓力調(diào)節(jié)閥 7、風(fēng)冷式冷凝器 8、蒸發(fā)器 9、膨脹閥 10、</p><p>　　外部平衡管 11、膨脹閥感溫包 12、冷熱交換器 13、安全閥 14、冷媒鏡 15、</p><p>　　冷凝壓力傳感器 16、冷媒濕度指示儀 17、儲(chǔ)液器 18、液體管線工作閥 19、干</p><p>

53、;　　燥過(guò)濾器 20、冷卻膨脹閥 21、吸氣調(diào)節(jié)電磁閥 22、安全閥 23、水冷冷凝器</p><p>　　冷卻系統(tǒng)的全過(guò)程是:由吸氣調(diào)節(jié)電磁閥和吸氣調(diào)節(jié)閥把蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑氣體吸入后經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)壓縮變成高溫高壓氣體,然后經(jīng)過(guò)高壓氣體壓力限制器(當(dāng)壓力大于5kg/cm2時(shí)開(kāi)啟)進(jìn)入冷凝器,通過(guò)冷卻后變成常溫高壓液體流入儲(chǔ)液器,經(jīng)過(guò)干燥過(guò)濾后,其中的一部分液體經(jīng)過(guò)膨脹閥節(jié)流轉(zhuǎn)而進(jìn)入壓縮機(jī)吸氣端并對(duì)壓縮機(jī)冷卻;通過(guò)過(guò)熱交

54、換器和膨脹閥那部分液體則進(jìn)入蒸發(fā)器蒸發(fā),由液體變成氣體,完成一個(gè)周期。</p><p>　　3.2船舶冷藏集裝箱能量調(diào)節(jié)控制方式分析</p><p>　　3.2.1 冷藏、冷凍方式下的能量和溫度調(diào)節(jié)分析</p><p>　　冷藏集裝箱的熱負(fù)荷在隨著船舶的不斷變化也在不停的變化，不同的貨物本身的設(shè)定的溫度也不相同，因此冷藏集裝箱的制冷系統(tǒng)要能夠很據(jù)不同的要求進(jìn)行能量的

55、調(diào)節(jié)，才能是冷藏集裝箱的制冷量和熱負(fù)荷相匹配。一般情況下，船舶冷港集裝箱的工作環(huán)境的溫度在-30℃ ~+50℃之間，集裝箱箱內(nèi)的溫度則在-30℃~+25℃之間，所以分為了冷藏和冷凍兩種方式。</p><p>　　在冷藏工作狀態(tài)下，以供氣溫度為控制溫度進(jìn)行正常的供氣溫度持續(xù)控制。此時(shí)，集裝箱運(yùn)轉(zhuǎn)有5個(gè)狀態(tài)：⑴全制冷運(yùn)轉(zhuǎn)；⑵使用高溫氣體控制隨動(dòng)調(diào)節(jié)閥的容量控制；⑶容量控制結(jié)合低熱運(yùn)轉(zhuǎn)；⑷低熱運(yùn)轉(zhuǎn)；⑸高熱運(yùn)轉(zhuǎn)。其主要的

56、工作流程為：在冷藏運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，控制系統(tǒng)處于全制冷或者低熱檔上，當(dāng)供氣溫度高于設(shè)定溫度時(shí)制冷裝置將進(jìn)行全制冷運(yùn)轉(zhuǎn)；而當(dāng)供氣溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，控制系統(tǒng)則轉(zhuǎn)換到容量控制檔運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)制冷系統(tǒng)從低熱擋運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果供氣溫度低于設(shè)定溫度2℃，那么這個(gè)就是低熱擋運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的下限溫度制冷機(jī)組將轉(zhuǎn)換到高熱檔運(yùn)轉(zhuǎn)，相反的，如果供氣溫度高于設(shè)定溫度1.5℃時(shí)，那么這個(gè)溫度就是低熱運(yùn)轉(zhuǎn)檔得上限溫度，制冷機(jī)組會(huì)轉(zhuǎn)換到容量控制加低熱檔運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p

57、>　　在這轉(zhuǎn)換過(guò)程中，主要是依靠電子膨脹閥的控制條件和蒸發(fā)器出口過(guò)熱度來(lái)控制的。當(dāng)電子膨脹閥的控制條件持續(xù)保持在一定值達(dá)10分鐘時(shí)，容量控制運(yùn)轉(zhuǎn)將轉(zhuǎn)換到容量控制加低熱運(yùn)轉(zhuǎn)檔；而當(dāng)電子膨脹閥的控制條件在10分鐘以下時(shí)，容量控制加地?zé)徇\(yùn)轉(zhuǎn)檔則會(huì)轉(zhuǎn)換到容量控制檔運(yùn)轉(zhuǎn)。于是，根據(jù)隨動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度、設(shè)定過(guò)熱度和溫度的偏差使運(yùn)轉(zhuǎn)檔變化的條件如下：</p><p>　?、?容量控制加低熱→容量控制的必要條件</p&

58、gt;<p>　?、?設(shè)定過(guò)熱度小于系統(tǒng)設(shè)定值（隨動(dòng)調(diào)節(jié)閥開(kāi)度大于系統(tǒng)設(shè)定值）和溫度偏差大于設(shè)定值且保持10分鐘；</p><p>　?、?溫度偏差大于系統(tǒng)設(shè)定值且保持20分鐘。</p><p>　?、?容量控制→容量控制加低熱運(yùn)轉(zhuǎn)檔的條件</p><p>　?、?設(shè)定過(guò)熱度大于系統(tǒng)設(shè)定值（隨動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度大于系統(tǒng)設(shè)定值）和溫度偏差小于設(shè)定值且保持10

59、分鐘；</p><p>　?、?溫度偏差小于系統(tǒng)設(shè)定值且保持20分鐘。</p><p>　　當(dāng)溫度偏差小于系統(tǒng)設(shè)定值和隨動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度小于系統(tǒng)設(shè)定值時(shí)，制冷系統(tǒng)將從容量控制加低熱檔轉(zhuǎn)換到低熱檔運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　　在冷凍工作狀態(tài)下，以供氣溫度和回氣溫度兩者中較高溫度問(wèn)控制溫度進(jìn)行正常的供氣/回氣溫度ON/OFF控制，這樣可以用來(lái)控制冷藏集裝箱內(nèi)部溫度維持在設(shè)定

60、的溫度。冷藏集裝箱冷凍工況運(yùn)轉(zhuǎn)分為3個(gè)檔：⑴全制冷；⑵低循環(huán)，風(fēng)扇工作；⑶低熱運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)供氣溫度和回氣溫度中較高的那個(gè)溫度低于設(shè)定的溫度是，系統(tǒng)初始檔在低循環(huán)，風(fēng)扇工作檔運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)偏離設(shè)定的溫度超出各自運(yùn)轉(zhuǎn)檔的范圍時(shí)，系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到下個(gè)檔運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　　3.2.2 制冷機(jī)組風(fēng)機(jī)能量調(diào)節(jié)方式分析</p><p>　　在蒸發(fā)器風(fēng)機(jī)的能量調(diào)節(jié)控制中，除去除霜工況外，其他的都將始終運(yùn)轉(zhuǎn)。在制冷

61、工況時(shí)，風(fēng)機(jī)延時(shí)20秒啟動(dòng)，而在制熱工況下則沒(méi)有延時(shí)。目前使用的冷藏集裝箱的蒸發(fā)器風(fēng)機(jī)為了能達(dá)到最佳的控制溫度和節(jié)能，通常我們都采用變極調(diào)速。蒸發(fā)器風(fēng)機(jī)的變極調(diào)速是通過(guò)改變驅(qū)動(dòng)電機(jī)的極對(duì)數(shù)，2/4個(gè)極對(duì)數(shù)的變換來(lái)達(dá)到蒸發(fā)器風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速在高速和低速下的調(diào)節(jié)。但是這種方式明顯不能適應(yīng)冷藏集裝箱變負(fù)荷下的風(fēng)量要求。在冷凝器風(fēng)機(jī)的能量調(diào)節(jié)控制中，在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)檔運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)一般始終運(yùn)轉(zhuǎn)，而且是恒速運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　　傳統(tǒng)的壓縮

62、機(jī)能量調(diào)節(jié)一般都采用了ON/OFF控制，當(dāng)溫度達(dá)到控制溫度范圍內(nèi)，壓縮機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，以此來(lái)進(jìn)行壓縮機(jī)間歇運(yùn)行的能量調(diào)節(jié)。但是這種方式存在能量浪費(fèi)，不能滿足海上冷藏貨運(yùn)的多變負(fù)荷要求。</p><p>　　而在冷藏集裝箱上采用變頻技術(shù)節(jié)能有許多的優(yōu)勢(shì)：⑴減少對(duì)電網(wǎng)電壓的沖擊；⑵可以實(shí)現(xiàn)快速制冷、制熱；⑶高精度的溫度控制；⑷可以實(shí)現(xiàn)制冷裝置的節(jié)能；⑸變頻制熱運(yùn)行時(shí)可以改善制冷、制熱系統(tǒng)的低溫特性。因此我們?cè)诖袄洳丶b

63、箱的制冷系統(tǒng)中使用了變頻調(diào)速技術(shù)，對(duì)系統(tǒng)的壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)進(jìn)行了變頻驅(qū)動(dòng)，有效的減少了能耗，降低了運(yùn)營(yíng)成本，同時(shí)還提高了冷藏箱內(nèi)溫度、濕度的控制精度。</p><p>　　3.3 冷藏集裝箱的變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)分析與設(shè)計(jì)</p><p>　　3.3.1 變頻調(diào)速技術(shù)原理</p><p>　　在電機(jī)原理中，異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速為：</p><

64、;p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中：ns——旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速（r/min）；</p><p>　　f1——電子頻率（Hz）；</p><p><b>　　p——磁極對(duì)數(shù)。</b></p><p>　　而異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為：</p><p><

65、;b>　?。?-2）</b></p><p>　　式中：s——異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率，。轉(zhuǎn)差率是異步電動(dòng)機(jī)的一個(gè)基本參數(shù)，異步電動(dòng)機(jī)在電動(dòng)運(yùn)行下，n<ns,0<s<1，空載（無(wú)轉(zhuǎn)矩）轉(zhuǎn)差率在0.5%以下，滿載（產(chǎn)生額定轉(zhuǎn)矩）轉(zhuǎn)差率在5%以下。改變異步電動(dòng)機(jī)的電子頻率f1、磁極對(duì)數(shù)p和轉(zhuǎn)差率s中的任意一個(gè)，都可以改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)速的目的。</p><p&

66、gt;　　異步電動(dòng)機(jī)的主磁通是定子和轉(zhuǎn)子合成磁動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的，根據(jù)電機(jī)原理，三相異步電動(dòng)機(jī)定子每相電動(dòng)勢(shì)的有效值為：</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　式中：E1——定子每相電動(dòng)勢(shì)的有效值（V）；</p><p>　　f 1——定子頻率（Hz）；</p><p>　　N1——定子繞組有效的匝

67、數(shù)；</p><p>　　Фm——每級(jí)磁通量（Wb）。</p><p>　　由上式可知，Фm的值是由f 1和 E1一起決定的，對(duì) E1和 f 1適當(dāng)設(shè)定，就可以使每級(jí)磁通量Фm保持額定值。</p><p>　　3.3.2 變頻器的基本組成部分</p><p>　　一般變頻器分為交流—直流—交流和交流—交流兩種。它是由主回路（包括整流器、中間直

68、流環(huán)節(jié)、逆變器）、控制回路組成，如圖3.4所示。</p><p>　　圖3.4 變頻器的基本組成</p><p>　　圖中的整流器是電網(wǎng)側(cè)的變流器，用來(lái)把交流整流成直流；逆變器是負(fù)載側(cè)的變流器，通過(guò)改變?nèi)鄻蚴侥孀冸娐分械闹鏖_(kāi)關(guān)的通斷來(lái)得到想要的交流電；中間直流環(huán)節(jié)是用來(lái)?yè)Q中異步電動(dòng)機(jī)側(cè)的無(wú)功能量；控制電路通常由運(yùn)算電路、檢測(cè)電路、控制信號(hào)的輸入、輸出和驅(qū)動(dòng)電路等構(gòu)成，主要控制逆變器開(kāi)關(guān)和

69、整流器電壓來(lái)完成各種保護(hù)功能。</p><p>　　3.3.3 冷藏集裝箱制冷系統(tǒng)變頻器的調(diào)速控制的設(shè)計(jì)</p><p>　　由前面分析可知，要使Фm保持額定值，就要對(duì) E1和 f 1適當(dāng)?shù)目刂啤Ｔ诨l以下的恒磁通變頻調(diào)速時(shí)，在E1和 f 1的值較高時(shí)，定子的漏阻抗壓降相對(duì)比較小，可以忽略，因此我們近似認(rèn)為定子電壓U= E1；在頻率較低時(shí)，E1和U都變小，此時(shí)電子的漏阻抗壓降不能忽略，此時(shí)

70、適當(dāng)?shù)翁岣遀可以補(bǔ)償電子電阻壓降的影響，保持主磁通基本不變。</p><p>　　冷藏集裝箱制冷系統(tǒng)的變頻器調(diào)速節(jié)能控制實(shí)質(zhì)上就是通過(guò)變頻器控制壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)的三相交流電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)，使得壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速保持在最佳的工作狀態(tài)，適應(yīng)冷藏集裝箱變負(fù)荷的特性，同時(shí)還能達(dá)到能量的最低損耗。</p><p>　　船舶冷藏集裝箱制冷系統(tǒng)變頻節(jié)能控制的方式有三種：1、VVVF控制，屬于開(kāi)環(huán)控制，搞改變頻率

71、的設(shè)定值來(lái)進(jìn)行改變轉(zhuǎn)速的，精度較差。2、在VVVF控制基礎(chǔ)上添加一個(gè)速度傳感器來(lái)檢測(cè)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，求出轉(zhuǎn)差角頻率，然后把角頻率與速度的設(shè)定值想等價(jià)作為逆變器的頻率設(shè)定值，這種方式就比原來(lái)的有了較高精度的轉(zhuǎn)差頻率控制。3、采用矢量控制，利用坐標(biāo)變換的手段，把異步電動(dòng)機(jī)的定子電流分解成磁場(chǎng)分量電流和轉(zhuǎn)矩分量電流，然后分別控制這兩個(gè)分量，就可以是制冷系統(tǒng)從零轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，調(diào)速范圍寬，同時(shí)還可以精確控制轉(zhuǎn)矩，加快系統(tǒng)響應(yīng)和速度特性。本論文設(shè)

72、計(jì)的變頻節(jié)能的理論框圖如圖所示。</p><p>　　圖3.5 設(shè)計(jì)的變頻調(diào)速節(jié)能框圖</p><p>　　變頻調(diào)速在低頻時(shí)節(jié)能效果比較明顯，偏低值越大，節(jié)能效果越好；相反的，在高頻的時(shí)候效果就不明顯了，于是，我們?cè)陲L(fēng)機(jī)類(lèi)負(fù)載是，在高風(fēng)量區(qū)直接把工頻電源驅(qū)動(dòng)恒定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)實(shí)際風(fēng)量低于設(shè)定風(fēng)量就可以用變頻來(lái)控制了。在脫離工頻電源的電動(dòng)機(jī)完全停止運(yùn)轉(zhuǎn)前，仍回有一定的參與電壓，并且有瞬時(shí)轉(zhuǎn)速。

73、所以不能直接切換到變頻器拖動(dòng)，而是附加一套裝置來(lái)通過(guò)電動(dòng)機(jī)殘留電壓來(lái)檢測(cè)旋轉(zhuǎn)頻率并且把檢測(cè)出來(lái)的頻率作為輸出頻率來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，這樣就可以使輸出頻率與電壓和電動(dòng)機(jī)的對(duì)應(yīng)量相符合，實(shí)現(xiàn)平滑無(wú)沖擊的切換。</p><p>　　在變頻調(diào)速?gòu)牡退俚礁咚贂r(shí)達(dá)到最佳的能源利用率，我們?cè)诠ゎl切換的時(shí)候要采用非同步切換和同步切換。非同步切換是直接將電動(dòng)機(jī)從變頻器系統(tǒng)中切離，把電動(dòng)機(jī)直接串入啟動(dòng)電抗器的工頻電源，在切換的時(shí)候電動(dòng)機(jī)會(huì)

74、進(jìn)入停車(chē)狀態(tài)對(duì)制冷系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行不利。因此，一般在冷藏集裝箱中采用同步切換，即在切換的時(shí)候把電動(dòng)機(jī)加速，使得逆變器的輸出電壓的相位與工頻電源相位同步，然后把電動(dòng)機(jī)瞬間切離變頻器，再瞬間接入工頻電源，達(dá)到平滑無(wú)沖擊切換。</p><p>　　第4章 冷藏集裝箱制冷系統(tǒng)壓縮機(jī)及風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能特性</p><p>　　目前，國(guó)內(nèi)外冷藏集裝箱所采用的制冷系統(tǒng)中的壓縮機(jī)主要由Carrier公司、Mits

75、ubishi公司和thermocking公司所提供的。在整個(gè)制冷系統(tǒng)中，我們不難發(fā)現(xiàn)壓縮機(jī)在制冷裝置之中是能耗最大的，變頻調(diào)速控制也是首先對(duì)制冷壓縮機(jī)進(jìn)行變頻控制的。因此，本章節(jié)對(duì)冷藏集裝箱壓縮機(jī)的變頻特性進(jìn)行了分析。</p><p>　　4.1 壓縮機(jī)變頻節(jié)能運(yùn)行特性分析</p><p>　　制冷壓縮機(jī)采用變頻調(diào)速技術(shù)進(jìn)行能量調(diào)節(jié)，使得制冷壓縮機(jī)的制冷量和冷藏集裝箱制冷系統(tǒng)負(fù)荷相匹配，并

76、且使制冷機(jī)組在負(fù)荷條件不斷變化中具有較高的能效比。以下我們以渦旋式變頻制冷壓縮機(jī)為例。渦旋式變頻制冷壓縮機(jī)是交流異步變額式電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，利用電源頻率的改變使異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，以此來(lái)連續(xù)調(diào)節(jié)制冷系統(tǒng)使其達(dá)到制冷能力的目的。一般情況下，變頻調(diào)速頻率變化在30—120Hz之間，轉(zhuǎn)速變化在1600——6200r/min之間。壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置是異步電動(dòng)機(jī)，在前面章節(jié)我們得到了異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速和異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，由此可見(jiàn)，只

77、要能改變異步電動(dòng)機(jī)的輸入頻率就能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，改變壓縮機(jī)的排氣量，調(diào)節(jié)制冷劑的循環(huán)量，最終實(shí)現(xiàn)可變?nèi)萘恐评溲h(huán)。</p><p>　　由于制冷壓縮機(jī)有特定的負(fù)載特性，并不是只要改變了電動(dòng)機(jī)的輸入頻率就可以讓壓縮機(jī)正常運(yùn)行。在一般情況下，制冷壓縮機(jī)的負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，此時(shí)我們大多采用脈沖寬度調(diào)制（PWM）來(lái)進(jìn)行變頻控制。其工作原理圖如下</p><p>　　圖4.1 制冷壓縮機(jī)變頻控制原理圖

78、</p><p>　　壓縮機(jī)的功耗可以表示為</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　　（4-2）</b></p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　式中 K效——單位制冷量的有效功耗；<

79、/p><p>　　C ——壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)；</p><p>　　Q ——制冷裝置的制冷量；</p><p>　　qv —— 單位容積的制冷量；</p><p><b>　　λ——輸氣系數(shù)；</b></p><p><b>　　N——轉(zhuǎn)速；</b></p>

80、<p>　　H1-4——各狀態(tài)點(diǎn)的焓值；</p><p>　　ηm——機(jī)械效率；</p><p><b>　　η1——絕熱效率。</b></p><p>　　由此我們得到壓縮機(jī)的功耗Q與單位制冷量的有效功耗K效成正比。Q即。</p><p>　　而壓縮機(jī)的電機(jī)輸入功率為：</p><p&g

81、t;<b>　?。?-4）</b></p><p><b>　　（4-5）</b></p><p>　　由上述公式可見(jiàn)，壓縮機(jī)得理想功率和成正比，其中Ma為質(zhì)量流量，ps為吸氣密度。</p><p>　　壓縮機(jī)的實(shí)際排氣量為：</p><p><b>　?。?-6）</b>&l

82、t;/p><p>　　由上述公式得出，在外界熱負(fù)荷變化時(shí)，降低制冷壓縮接的轉(zhuǎn)速可以減少對(duì)壓縮機(jī)單位時(shí)間內(nèi)的制冷劑氣體的排量，從而改變制冷系統(tǒng)的制冷量，使其與熱負(fù)荷相匹配。同時(shí)壓縮機(jī)的實(shí)際輸入功率也會(huì)降低，達(dá)到降低功率損耗、節(jié)約能量的效果。</p><p>　　壓縮機(jī)隨著轉(zhuǎn)速的下降，摩擦力所作的功隨之下降，而絕熱效率卻是隨著轉(zhuǎn)速的下降而升高，此時(shí)蒸發(fā)器和冷凝器容積不變，在相同條件下，冷凝器溫度下

83、降而蒸發(fā)溫度上升，使變小。因此，當(dāng)外界負(fù)荷變小時(shí)，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速下降，使單位制冷量的有效功耗大大降低，即壓縮機(jī)功耗減小。</p><p>　　壓縮機(jī)的制冷劑流量隨著轉(zhuǎn)速的升高而上升，在特定負(fù)荷下，壓縮機(jī)采用變頻調(diào)速技術(shù)使制冷機(jī)組的轉(zhuǎn)速隨著負(fù)荷的下降而降低，可以減小單位制冷量得有效功耗和制冷裝置的制冷量，達(dá)到節(jié)能效果。壓縮機(jī)制冷劑流量與轉(zhuǎn)速的關(guān)系如圖所示。</p><p>　　圖4.2 制冷劑流

84、量與轉(zhuǎn)速的關(guān)系</p><p>　　由前述公式推導(dǎo)得出壓縮機(jī)的功耗與軸功率成線性關(guān)系，軸功率隨著轉(zhuǎn)速的升高而增大，如圖所示。</p><p>　　圖4.3 壓縮機(jī)軸功率與轉(zhuǎn)速的線性關(guān)系</p><p>　　圖4.4 制冷量比、功耗比、與轉(zhuǎn)速比的關(guān)系</p><p>　　如圖4.4所示，這是對(duì)壓縮機(jī)測(cè)試得出的制冷量比、功耗比與轉(zhuǎn)速比的關(guān)系，從圖

85、中可以看出轉(zhuǎn)速比在40%~80%之間的時(shí)候功耗比比制冷量比要低，即在40%~80%的轉(zhuǎn)速比下，制冷系統(tǒng)的能效高，同時(shí)也證明了變頻調(diào)速有良好的節(jié)能效果。</p><p>　　總之，在外界不斷變化的負(fù)荷下，通過(guò)變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)改變壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，使制冷劑流量隨著負(fù)荷的不斷改變而改變，從而達(dá)到制冷系統(tǒng)與負(fù)荷變化相匹配。在壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速下降的同時(shí)使得壓縮機(jī)的能量損耗也隨著減少，達(dá)到了較好的節(jié)能效果。</p>&l

86、t;p>　　4.2 冷藏集裝箱風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能運(yùn)行與調(diào)速分析</p><p>　　在整個(gè)制冷系統(tǒng)循環(huán)中，除了壓縮機(jī)能耗較大以外，其中的冷凝器和蒸發(fā)器的能耗也很大，占總能耗的40%左右。為了減少制冷系統(tǒng)的損耗，可以通過(guò)減少管道內(nèi)外的傳熱溫差來(lái)降低損耗。但是這樣增加了換熱器的換熱面積，導(dǎo)致生產(chǎn)成本和集裝箱總重量的增加。因此我們只能采取對(duì)蒸發(fā)器和冷凝器風(fēng)機(jī)進(jìn)行一定的調(diào)整，使換熱器能夠與負(fù)荷的改變相匹配。</p&

87、gt;<p>　　在前述章節(jié)中，我們知道對(duì)于冷藏制冷系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，蒸發(fā)器風(fēng)機(jī)除了除霜工況以外它始終在不停的運(yùn)轉(zhuǎn)，所以目前很多都是采用變極調(diào)速，讓蒸發(fā)器風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速有高速低速之分；而冷凝器風(fēng)機(jī)的能量調(diào)節(jié)控制中，制冷系統(tǒng)都是以恒定的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，。因此這種變極調(diào)速方式不符合冷藏集裝箱變負(fù)荷的風(fēng)量調(diào)節(jié)要求。</p><p>　　目前應(yīng)用于冷藏集裝箱制冷系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)為軸流式，軸流式風(fēng)機(jī)單位時(shí)間內(nèi)的空氣排量大，風(fēng)壓小，有利

88、于換熱器的熱量交換。蒸發(fā)器側(cè)風(fēng)機(jī)為雙速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，冷凝器為恒定轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，同時(shí)還采用風(fēng)閥、聯(lián)軸器、變頻器和導(dǎo)流葉片四種方式之一來(lái)調(diào)節(jié)控制空氣流量的大小。經(jīng)過(guò)比較，在相同條件下變頻器調(diào)節(jié)控制的節(jié)能效果最理想。</p><p>　　制冷機(jī)組風(fēng)機(jī)的的特性是隨著吸氣密度ρ和轉(zhuǎn)速n的改變而變化的，</p><p><b>　?。?-7）</b></p><

89、;p><b>　?。?-8）</b></p><p><b>　　（4-9）</b></p><p>　　式中：——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的風(fēng)機(jī)排量；——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的全壓；——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的轉(zhuǎn)速；——校準(zhǔn)狀態(tài)下的軸功率；——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度。</p><p>　　V——變速后的風(fēng)機(jī)排量；P——變速后的全壓；n——變速后的轉(zhuǎn)速；W——

90、變速后的軸功率；ρ——變速后的密度。</p><p>　　根據(jù)上述公式，由于制冷機(jī)組風(fēng)機(jī)輸送的是空氣，其密度變化可以忽略，因此得到以下不同工作點(diǎn)的公式：</p><p>　　； ； （4-10）</p><p>　　以上三個(gè)公式要求風(fēng)機(jī)工作在相似點(diǎn)，如果變速前后風(fēng)機(jī)的工作效率相同，具有相似關(guān)系，那么風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)在相似工況的曲線上。再由風(fēng)

91、機(jī)定理，當(dāng)風(fēng)機(jī)工作在相似工況點(diǎn)上時(shí)，由（4-10）可知，風(fēng)機(jī)處理的風(fēng)量與轉(zhuǎn)速成正比，全壓與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。于是，當(dāng)風(fēng)機(jī)處理的風(fēng)量降低時(shí)，風(fēng)機(jī)的軸功率近似的成立方下降。當(dāng)風(fēng)機(jī)變速運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)速?gòu)膎1下降到n2，風(fēng)機(jī)處理的風(fēng)量則是從V2下降到V1，風(fēng)機(jī)的軸功率從W1減少為W2，1、2兩點(diǎn)是在同一管道上的，而2、3兩點(diǎn)是相似工況點(diǎn)曲線上的不同兩點(diǎn)，這兩點(diǎn)滿足式（4-10），具體見(jiàn)圖4.5。</p>&

92、lt;p>　　圖 4.5 風(fēng)機(jī)變速運(yùn)行特性</p><p>　　因此，采用了變頻調(diào)速控制的風(fēng)機(jī)風(fēng)量使能量損耗成近似三次方降低了，達(dá)到了節(jié)能的目的。蒸發(fā)器風(fēng)機(jī)在進(jìn)行變頻調(diào)速的同時(shí)會(huì)對(duì)壓縮機(jī)功耗有一定影響，相反的，當(dāng)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速升高時(shí)，對(duì)蒸發(fā)器內(nèi)部的熱交換也有一定的影響?？偟膩?lái)說(shuō)，在壓縮機(jī)變頻調(diào)節(jié)的時(shí)候，制冷系統(tǒng)熱負(fù)荷減小，制冷劑流量減少，此時(shí)為了減少能耗，應(yīng)適當(dāng)減低蒸發(fā)器風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；當(dāng)熱負(fù)荷增加時(shí)，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速增

93、加，制冷流量也增加，此時(shí)應(yīng)增減風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。這樣才能使風(fēng)機(jī)本身能耗降低，達(dá)到節(jié)能目的。</p><p>　　4.3 蒸發(fā)器變流量特性</p><p>　　在變頻制冷系統(tǒng)中，壓縮機(jī)初始時(shí)是采用壓縮機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，以快速到達(dá)預(yù)設(shè)的溫度，當(dāng)集裝箱內(nèi)的溫度接近預(yù)設(shè)溫度時(shí)，壓縮機(jī)切換到低速運(yùn)行，使集裝箱內(nèi)溫度維持在穩(wěn)定溫度。當(dāng)集裝箱內(nèi)的熱負(fù)荷發(fā)生改變的時(shí)候，制冷系統(tǒng)用過(guò)變頻器進(jìn)行能量調(diào)節(jié)，達(dá)到制冷系統(tǒng)總的制

94、冷量與箱內(nèi)熱負(fù)荷相適應(yīng)。在此基礎(chǔ)上通過(guò)電子膨脹閥控制蒸發(fā)器出口過(guò)熱度，以此保證了蒸發(fā)器的面積在不同運(yùn)行狀態(tài)下能得到充分使用。</p><p>　　通過(guò)變頻控制以后，壓縮機(jī)的變速運(yùn)行結(jié)合電子膨脹閥的調(diào)節(jié)改變了制冷系統(tǒng)中的制冷流量并且使它與熱負(fù)荷相匹配，最終達(dá)到系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行。在變流量穩(wěn)態(tài)特性研究中，假設(shè)過(guò)冷度和冷凝度不變，我們可以看出在負(fù)荷小的時(shí)候，壓縮機(jī)處于低速運(yùn)行，吸氣壓力升高，這樣可以降低能耗。在變流量的動(dòng)態(tài)

95、研究中，不同制冷流量下，在過(guò)熱度對(duì)于蒸發(fā)器入口制冷劑流量的階躍響應(yīng)下，響應(yīng)增益和時(shí)間參數(shù)隨制冷流量和壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速的增大而減小，因此變頻系統(tǒng)中采用電子膨脹閥進(jìn)行過(guò)熱度控制。</p><p>　　第5章 冷藏集裝箱電子膨脹閥的應(yīng)用及特性</p><p>　　在前述章節(jié)中，船舶冷藏集裝箱制冷系統(tǒng)采用了變頻調(diào)速技術(shù)后，壓縮機(jī)制冷流量在很大范圍內(nèi)不斷變化，這種情況就要求系統(tǒng)中要有很強(qiáng)調(diào)節(jié)能力的膨脹閥

96、。而普通的的熱力膨脹閥所能調(diào)節(jié)的范圍很有限，調(diào)節(jié)反應(yīng)也很慢，因此我們不予采用。而電子膨脹閥對(duì)制冷劑制冷流量的調(diào)節(jié)范圍大，不僅對(duì)制冷系統(tǒng)的偏差信號(hào)能產(chǎn)生反應(yīng)，同時(shí)還對(duì)制冷系統(tǒng)偏差的變化率信號(hào)也產(chǎn)生反應(yīng)，使供液量能夠適應(yīng)制冷流量的變化和變化率。電子膨脹閥還具有反應(yīng)迅速、控制集中等優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)對(duì)于整個(gè)制冷系統(tǒng)應(yīng)用變頻技術(shù)以后的控制是不可或缺的。</p><p>　　5.1 電子膨脹閥概述</p><

97、;p>　　電子膨脹閥是按照預(yù)設(shè)程序調(diào)節(jié)蒸發(fā)器供液量，因?qū)儆陔娮邮秸{(diào)節(jié)模式，故稱(chēng)為電子膨脹閥。由于它的優(yōu)良特性為制冷系統(tǒng)的智能化控制打下了基礎(chǔ)，又適應(yīng)了制冷機(jī)電一體化的發(fā)展要求，因此是一種很有發(fā)展前途的自控節(jié)能元件。電子膨脹閥一般由執(zhí)行器、控制器和傳感器三部分構(gòu)成。通常所說(shuō)的電子膨脹閥大多僅指執(zhí)行器，即可控驅(qū)動(dòng)裝置和閥體。電子膨脹閥控制器的核心硬件為單片機(jī)，一般采用多機(jī)級(jí)聯(lián)形式。它的傳感器通常采用熱電偶或熱電阻。 </p>

98、;<p>　　電子膨脹閥作為一種新型的控制元件，早已突破了節(jié)流機(jī)構(gòu)的概念，它是制冷系統(tǒng)智能化的重要環(huán)節(jié)，也是制冷系統(tǒng)優(yōu)化得以真正實(shí)現(xiàn)的重要手段和保證，也是制冷系統(tǒng)機(jī)電一體的象征，已經(jīng)被應(yīng)用在越來(lái)越多的領(lǐng)域中。由于電子膨脹閥的采用，突破了以前在空調(diào)機(jī)組設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的某種系統(tǒng)屈從熱力膨脹閥的觀念，進(jìn)入膨脹閥為系統(tǒng)優(yōu)化服務(wù)的新境界，對(duì)于制冷行業(yè)的發(fā)展起著重要的作用。電子膨脹閥與熱力膨脹閥相比具有以下優(yōu)勢(shì)：</p>

99、<p><b>　?。?）驅(qū)動(dòng)方式</b></p><p>　　電子膨脹閥的驅(qū)動(dòng)方式是控制器通過(guò)對(duì)傳感器采集得到的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，向驅(qū)動(dòng)板發(fā)出調(diào)節(jié)指令，由驅(qū)動(dòng)板向電子膨脹閥輸出電信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電子膨脹閥的動(dòng)作。電子膨脹閥從全閉到全開(kāi)狀態(tài)其用時(shí)僅需幾秒鐘，反應(yīng)和動(dòng)作速度快，不存在靜態(tài)過(guò)熱度現(xiàn)象，且開(kāi)閉特性和速度均可人為設(shè)定， 尤其適合于工況波動(dòng)劇烈的熱泵機(jī)組的使用。 </p>

100、<p>　?。?）電子膨脹閥的過(guò)熱度設(shè)定值可調(diào)</p><p>　　只需改變一下控制程序中的源代碼，就可改變過(guò)熱度的設(shè)定值。完全不像熱力膨脹閥那樣要進(jìn)入冷庫(kù)當(dāng)中，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)緊力來(lái)改變過(guò)熱度的設(shè)定值，對(duì)電子膨脹閥的調(diào)節(jié)作用可以徹底實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制，并且電子膨脹閥可根據(jù)不同需要靈活調(diào)整過(guò)熱度以減小蒸發(fā)器表面和冷藏庫(kù)內(nèi)環(huán)境之間的溫差，從而減少蒸發(fā)器表面的結(jié)霜，這樣一來(lái)，既提高了冷凍能力，同時(shí)也可以降低

101、食品的干耗。 </p><p>　?。?）電子膨脹閥的適用溫度低</p><p>　　對(duì)于熱力膨脹閥，當(dāng)環(huán)境溫度較低，其感溫包內(nèi)部的感溫介質(zhì)的壓力變化大大減小，嚴(yán)重影響了調(diào)節(jié)性能。而對(duì)于電子膨脹閥，其感溫部件為熱電偶或熱電阻，它們?cè)诘蜏叵峦瑯幽軠?zhǔn)確反應(yīng)出過(guò)熱度的變化。因此，在冷藏庫(kù)的凍結(jié)間等低溫環(huán)境中，電子膨脹閥也能提供較好的流量調(diào)節(jié)。</p><p>　?。?）電

102、子膨脹閥可起到節(jié)能的作用</p><p>　　對(duì)于冷藏庫(kù)制冷系統(tǒng)停機(jī)期間如使高低壓側(cè)連通，則會(huì)產(chǎn)生所謂工質(zhì)遷移現(xiàn)象， 即冷凝器中的常溫高壓液體將逐漸流入蒸發(fā)器，使蒸發(fā)器的溫度壓力都升高。再次開(kāi)機(jī)時(shí)，要重新建立壓差也需要消耗壓縮機(jī)額外一部分能量。反之，若在停機(jī)期間切斷高低壓側(cè)， 這雖然維持了蒸發(fā)器的低溫低壓，但再次啟動(dòng)時(shí)，壓縮機(jī)屬于帶載啟動(dòng)，電流沖擊大，也會(huì)增加能量的損失。但若是采用電子膨脹閥就會(huì)解決上述問(wèn)題。具體

103、做法是：停機(jī)時(shí)令膨脹閥全關(guān)，防止冷凝器的高溫液體流入蒸發(fā)器，造成再次啟動(dòng)時(shí)的能量損失。開(kāi)機(jī)前，將膨脹閥全開(kāi)，使系統(tǒng)高低壓側(cè)平衡，然后開(kāi)機(jī)。這樣既實(shí)現(xiàn)了輕載啟動(dòng)，又減少了停機(jī)中的熱損失。另外，采用電子膨脹閥可以縮短凍結(jié)時(shí)間，電子膨脹閥在凍結(jié)全過(guò)程中能做到負(fù)荷與冷量平衡，凍結(jié)效率可以得到提高，凍結(jié)時(shí)間比熱力膨脹閥也可縮短10%，同時(shí)也就減少了壓縮機(jī)的能耗。采用電子膨脹閥控制壓縮機(jī)排氣溫度可以防止因排氣溫度的升高對(duì)系統(tǒng)性能產(chǎn)生的不利影響， 同

104、時(shí)又可省去專(zhuān)設(shè)的安全保護(hù)器，節(jié)約成本，節(jié)省電耗約6%。 </p><p>　?。?）適應(yīng)機(jī)電一體化的發(fā)展要求</p><p>　　隨著微機(jī)控制技術(shù)的崛起，機(jī)電一體化已成為制冷系統(tǒng)發(fā)展的新趨勢(shì)。電子膨脹閥照比熱力膨脹閥已由原來(lái)的機(jī)械式控制向電腦式控制發(fā)展，充分體現(xiàn)了機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)。目前在家用空調(diào)領(lǐng)域，電子膨脹閥和變頻壓縮機(jī)組成的系統(tǒng)已取得了很好的效果，其原理就是將電子膨脹閥大范圍的流量

105、調(diào)節(jié)特性與變頻壓縮機(jī)的變頻特性結(jié)合起來(lái)。</p><p>　　5.2 電子膨脹閥的啟動(dòng)特性</p><p>　　制冷系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程控制中存在有兩個(gè)問(wèn)題：（1）啟動(dòng)初始時(shí)，蒸發(fā)器出口為兩相狀態(tài)經(jīng)歷的時(shí)間長(zhǎng)；（2）過(guò)熱度在中間時(shí)刻可能會(huì)超過(guò)預(yù)先設(shè)定的值。解決第一個(gè)問(wèn)題的方法是在壓縮機(jī)停機(jī)前關(guān)閉電子膨脹閥，然壓縮機(jī)對(duì)蒸發(fā)器進(jìn)行一段時(shí)間的抽空氣。解決第二個(gè)問(wèn)題就要從電子膨脹閥的控制策略上考慮。在制冷

106、系統(tǒng)過(guò)程中過(guò)熱度有三個(gè)指標(biāo)：零過(guò)熱度時(shí)間、最大過(guò)熱度偏差、調(diào)整時(shí)間。由于這三項(xiàng)指標(biāo)的要求是相互矛盾的，所以我們?cè)趩?dòng)時(shí)先使電子膨脹閥處于關(guān)閉狀態(tài)，延時(shí)一段時(shí)間后在將膨脹閥開(kāi)至一個(gè)較大的位置，最后延時(shí)一段時(shí)間后切換到基本控制。</p><p>　　采用了電子膨脹閥的制冷系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行短時(shí)間后就已經(jīng)穩(wěn)定了。當(dāng)有突變負(fù)荷出現(xiàn)時(shí)，電子膨脹閥的調(diào)節(jié)也會(huì)使過(guò)熱度快速的重新穩(wěn)定。因此也不會(huì)發(fā)生壓縮機(jī)的回液?jiǎn)栴}，同時(shí)也提高了蒸