丁錦宏，章學(xué)來(lái)

（上海海事大學(xué)商船學(xué)院，上海 201306）

氣調(diào)集裝箱系統(tǒng)的熱力負(fù)荷及運(yùn)行特性分析

丁錦宏*，章學(xué)來(lái)**

（上海海事大學(xué)商船學(xué)院，上海 201306）

氣調(diào)集裝箱能在食品運(yùn)輸過(guò)程中控制箱內(nèi)的濕度、溫度及各氣體濃度，為食品貯藏提供最佳環(huán)境，以此延長(zhǎng)食品的貨架期，其中的核心是集裝箱熱力系統(tǒng)。本文通過(guò)熱力學(xué)方法來(lái)計(jì)算熱力負(fù)荷及分析影響氣調(diào)集裝箱內(nèi)溫度的各種因素，同時(shí)也對(duì)集裝箱制冷系統(tǒng)的工作特性進(jìn)行綜合分析，得出系統(tǒng)在變工況制冷循環(huán)下的各種?損失，并指出壓縮機(jī)的中等轉(zhuǎn)速區(qū)域（800 r/min～1,200 r/min）為制冷機(jī)組的最高機(jī)械效率區(qū)。為此類集裝箱的設(shè)計(jì)提供了提高效能的理論依據(jù)，并提出一些技術(shù)措施提高制冷設(shè)備工作效率、降低能耗。

集裝箱；氣調(diào)；熱力分析；?；節(jié)能

0　引言

氣調(diào)保鮮集裝箱是運(yùn)用人工制冷制造低溫環(huán)境和調(diào)節(jié)氣體介質(zhì)成分的方法，使新鮮果蔬處于最佳貯藏狀態(tài)，保持原有品質(zhì)，減少貯藏?fù)p失，抑制果蔬生理病害，延長(zhǎng)貯藏期貨架期，并可靈活、可靠、方便地將其運(yùn)送到世界各地的特殊集裝箱。文獻(xiàn)［1-4］對(duì)冷藏氣調(diào)保鮮溫度、濕度、氧氣濃度、二氧化碳濃度做了大量實(shí)驗(yàn)，證明在低溫貯藏的基礎(chǔ)上調(diào)節(jié)空氣二氧化碳、氧氣的含量，即改變貯藏環(huán)境的氣體成份，是保存果蔬的有效途徑。降低氧氣的含量至（3～5）%，增加二氧化碳含量到（0～4）%，能保持果蔬的新鮮度，減少損失，且保鮮期長(zhǎng)、無(wú)污染。與冷藏相比，冷藏氣調(diào)保鮮技術(shù)更具優(yōu)勢(shì)。

通過(guò)氣調(diào)與制冷技術(shù)結(jié)合，能把果蔬和鮮花等貨物始終保持在各自最佳低溫狀態(tài)，將食物腐爛率從20%降低至10%及以下，文獻(xiàn)［5］指出近年來(lái)氣調(diào)貯藏保鮮技術(shù)已成為世界各國(guó)所公認(rèn)的一種先進(jìn)的果蔬貯藏方法。

通過(guò)上述了解，現(xiàn)階段大多數(shù)學(xué)者對(duì)氣調(diào)比例進(jìn)行研究，而本文側(cè)重點(diǎn)在于計(jì)算保鮮集裝箱的負(fù)荷計(jì)算及運(yùn)行分析。采用穩(wěn)態(tài)計(jì)算，計(jì)算出氣調(diào)集裝箱負(fù)荷，為設(shè)備選型提供理論依據(jù)，同時(shí)，分析了影響負(fù)荷中的各個(gè)參數(shù)。針對(duì)氣調(diào)集裝箱工作特點(diǎn)，為了降低能耗，制冷系統(tǒng)可采用變工況循環(huán)過(guò)程，應(yīng)用高等工程熱力學(xué)知識(shí)分析循環(huán)中各種?損失。

1　氣調(diào)保鮮集裝箱的熱力構(gòu)成

氣調(diào)保鮮集裝箱的熱力系統(tǒng)是指調(diào)節(jié)箱體內(nèi)熱力參數(shù)的熱力系統(tǒng)，氣調(diào)很重要，但它需在一定的低溫條件下進(jìn)行的，因此箱內(nèi)的溫度對(duì)果蔬的貯藏期限有很大影響。為保證一定的低溫，氣調(diào)保鮮集裝箱一般采用獨(dú)立的制冷系統(tǒng)，如圖1。

圖1　集裝箱熱力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

目前大多數(shù)小型制冷裝置一般使用的是蒸氣壓縮制冷循環(huán)，其熱力系統(tǒng)包括制冷壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流閥、儲(chǔ)液器、壓力控制器和氣液分離器等部件組成。如圖2所示，它們之間通過(guò)管道組成了一個(gè)封閉系統(tǒng)，制冷劑在蒸發(fā)器中吸收被冷卻物體的熱量后，汽化后進(jìn)入氣液分離器，而干飽和蒸氣被送入壓縮機(jī)。氣態(tài)制冷劑經(jīng)過(guò)干燥過(guò)濾器干燥后，被壓縮機(jī)吸入壓縮成高溫高壓的蒸氣后排入冷凝器，在冷凝器中向外界放熱，冷凝成高壓液體，經(jīng)儲(chǔ)液器、氣液分離器和干燥過(guò)濾器后再進(jìn)入節(jié)流閥成為低溫低壓的液態(tài)或氣液混合制冷劑，液態(tài)制冷劑再次進(jìn)入蒸發(fā)器吸熱汽化，達(dá)到制冷循環(huán)的目的。

圖2　制冷系統(tǒng)循環(huán)原理圖

2　氣調(diào)集裝箱冷負(fù)荷分析及計(jì)算

2.1冷箱熱工機(jī)理負(fù)荷分析

謝培志等［6］和彭春方等［7］研究表明冷藏集裝箱受到的熱作用隨地理位置、季節(jié)、晝夜和其他情況的不同而熱力負(fù)荷隨之變化的。因此，真正的穩(wěn)態(tài)條件是不存在的。甘為等［8］和陳新波等［9］認(rèn)為，如果把某個(gè)周期內(nèi)的平均外部溫度作為固定的數(shù)值，研究得到隔熱壁的穩(wěn)態(tài)傳熱熱工性能計(jì)算式是基本符合要求的，并且還大大簡(jiǎn)化計(jì)算工作。

2.2影響集裝箱內(nèi)溫度的各種因素

2.2.1氣調(diào)保鮮集裝箱圍壁導(dǎo)熱參數(shù)

根據(jù)我國(guó)與國(guó)際聯(lián)運(yùn)的冷藏箱型號(hào)，中間隔熱板的隔熱材料目前廣泛采用聚苯乙烯泡沫塑料和聚氨酯泡沫塑料。聚苯乙烯泡沫塑料的密度為（26～31）kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)為（0.028～0.033）W/（m·K），其溫度范圍為（-81～74）℃。聚氨酯泡沫塑料的密度為（45～65）kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)為（0.022～0.029）W/（m·K），其溫度范圍為（-55～115）℃。

2.2.2氣調(diào)保鮮集裝箱箱體數(shù)據(jù)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)改革開(kāi)放和加入WTO之后，為了適應(yīng)各種不同種類的貨物運(yùn)輸?shù)男枨?，?guó)內(nèi)外出現(xiàn)了許多不同種類的集裝箱，如表1所示，氣調(diào)集裝箱大多數(shù)為 ISO標(biāo)準(zhǔn)的系列中的 1A/1AA、1B/1BB、1C/1CC三種類型的冷藏集裝箱。

表1　集裝箱外圍結(jié)構(gòu)尺寸

2.2.3箱體計(jì)算溫度的確定

考慮到在一些極特殊候條件下，集裝箱仍能繼續(xù)工作，必須按極端溫度計(jì)算冷負(fù)荷，其值在《冷庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范》［10］（GBJ 72-84）中查到。開(kāi)門和冷間通風(fēng)換氣耗冷量計(jì)算，箱外溫度采用夏季通風(fēng)溫度，蒸發(fā)式冷凝器計(jì)算的濕球溫度，可采用夏季室外歷年平均每年不保證50 h的濕球溫度。

2.2.4箱外計(jì)算相對(duì)濕度的影響及確定

箱外空氣的相對(duì)濕度對(duì)維護(hù)結(jié)構(gòu)的透濕、結(jié)露、冷間耗冷量及設(shè)備的選型都有影響。隔熱板濕度大，導(dǎo)致隔熱板的隔熱性能下降，制冷設(shè)備的負(fù)荷增加，可在《冷庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范》［10］（GBJ 72-84）中查取。

2.3氣調(diào)保鮮集裝箱冷負(fù)荷計(jì)算

集裝箱的熱力計(jì)算［11］主要就包括了集裝箱殼體圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱負(fù)荷、集裝箱通風(fēng)換氣時(shí)的冷負(fù)荷和要裝入集裝箱的常溫下物品所帶的負(fù)荷等。

2.3.1圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱冷負(fù)荷

由傳熱學(xué)［12］知識(shí)可知，傳熱方程式為Q=KF△T，即圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱冷負(fù)荷：

式中：

Q1i——某一面箱體的傳熱冷負(fù)荷，W；

K——總傳熱系數(shù)，W/（m2·K）；

Ai——第i面的換熱面積，m2；

Tw，Tn——箱體外、內(nèi)的溫度，℃；

傳熱系數(shù)K根據(jù)總傳熱過(guò)程確定，由過(guò)程可知箱體內(nèi)部與箱體間是對(duì)流傳熱，箱體壁面間是導(dǎo)熱傳熱，而箱體外部同樣與箱體是對(duì)流換熱，故復(fù)合傳熱系數(shù)K，其表達(dá)式為：

式中：

hw，hn——箱體結(jié)構(gòu)外、內(nèi)壁的傳熱系數(shù)，W/（m2·K）；

λi——箱體圍護(hù)結(jié)構(gòu)中各層間的導(dǎo)熱率，W/（m·K）；

δi——箱體圍護(hù)結(jié)構(gòu)中各層間的厚度，m。

2.3.2通風(fēng)換氣冷負(fù)荷

在專門貯藏肉、鮮蛋、果蔬等食品的氣調(diào)冷藏集裝箱中，生鮮食品在冷藏過(guò)程中不斷進(jìn)行有氧呼吸，放出CO2和水汽，必須定期更換箱內(nèi)空氣，以保證食品的新鮮，其箱內(nèi)換氣冷負(fù)荷Q2為：

式中：

hw，hn——箱體外、內(nèi)大氣的比焓，J/kg；

N——每天換氣次數(shù)，一般在1～6之間；

V——集裝箱內(nèi)凈容量，m3；

ρ——集裝箱內(nèi)空氣密度，kg/m3。

2.3.3貨物冷負(fù)荷的計(jì)算

一般果蔬、食物進(jìn)庫(kù)時(shí)的溫度都高于庫(kù)房溫度，需要不斷補(bǔ)充食品冷藏時(shí)需要的消耗的冷量；對(duì)于生鮮食品來(lái)說(shuō)，因其仍為活體時(shí)和動(dòng)物一樣要進(jìn)行呼吸作用，吸入氧氣在體內(nèi)和酶類物質(zhì)氧化分解，這種生物作用是放熱反應(yīng)。李敏［13］認(rèn)為還需考慮包裝材料或運(yùn)載工具耗冷量。綜合以上可知，貨物熱Q3應(yīng)按下面公式計(jì)算：

式中：

Q3a——貨物熱量，W；

Q3b——包裝材料熱量，W；

Q3c——貨物呼吸熱，W；

G——集裝箱的存量，kg；

h1，h2——貨物進(jìn)入箱體初始溫度時(shí)和在箱體內(nèi)終止降溫時(shí)的比焓，J/kg；

n——貨物的冷藏時(shí)間，一般取一天24 h；

Z——每小時(shí)，3,600 s；

B——貨物包裝材料或運(yùn)載工具的重量系數(shù)，查尋相關(guān)資料可得；

Cb——包裝材料或運(yùn)載工具的比熱容，J/（kg·K）；

t1，t2——包裝材料進(jìn)入箱體時(shí)和終止降溫時(shí)的溫度；

q1,q2——貨物冷卻初始溫度時(shí)和冷卻終止溫度時(shí)的呼吸熱量，W/kg。

2.3.4太陽(yáng)輻射冷負(fù)荷

本文采用王默晗等［14］的計(jì)算方法，將太陽(yáng)的輻射熱的作用折合當(dāng)成當(dāng)量溫度，在箱體耗冷量計(jì)算中，常用每晝夜太陽(yáng)輻射強(qiáng)度平均值Ψ來(lái)計(jì)算太陽(yáng)輻射的當(dāng)量溫度，故計(jì)算出太陽(yáng)輻射當(dāng)量溫度也是每晝夜平均的當(dāng)量溫度，當(dāng)量溫度如以td表示，分析如下。表面從太陽(yáng)輻射中所吸的熱量：

式中：

ρ——外表面的吸熱系數(shù)，查表可得；

J——各個(gè)朝陽(yáng)表面的輻射強(qiáng)度，W/m2；

Ai——各個(gè)外表面的輻射換熱面積，m2；

hw——外表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，W/（m2·K）；

td——輻射當(dāng)量溫度，℃

因此可求得：

由上述分析可知，確定了當(dāng)量溫度dt，在經(jīng)典傳熱過(guò)程中，通過(guò)輻射面積和外表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)可求出太陽(yáng)的輻射換熱量，計(jì)算方程如下：

式中：

Q4——太陽(yáng)的輻射換熱量，W；

hw——外表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，W/（m2·K）；

Ai——各個(gè)外表面的輻射換熱面積，m2。

2.3.5操作熱的計(jì)算

在操作進(jìn)行時(shí)，根據(jù)冷庫(kù)的生產(chǎn)條件，操作規(guī)律，推算出每天由于操作經(jīng)營(yíng)對(duì)冷庫(kù)造成的總冷負(fù)荷，大體上作為一個(gè)恒定的數(shù)值考慮，庫(kù)房經(jīng)營(yíng)操作耗冷量，總體包括4部分：照明、動(dòng)力熱、開(kāi)門滲入熱和人體熱，由于工作人員一般不在集裝箱長(zhǎng)期工作，故人體熱可以忽略。

1）集裝箱照明耗冷量Q5a

由于人員在操作時(shí)，需要打開(kāi)照明裝置，以便操作順利進(jìn)行，這樣，照明放出的熱量會(huì)與集裝箱低溫空氣進(jìn)行熱交換，這部分熱量與照明的單位照明耗冷量和有效照明面積有關(guān)，可按下式計(jì)算，即：

式中：

qd——每平方箱板面積照明耗冷量，冷藏間可?。?.7～2.0）W/m2；

A——有效照明面積，m2。

2）開(kāi)門滲入熱量Q5b

由于食品和操作人員進(jìn)出集裝箱時(shí)，庫(kù)門要開(kāi)啟。這樣，外界熱空氣就會(huì)侵入集裝箱內(nèi)，與箱內(nèi)低溫空氣進(jìn)行熱交換。李敏［13］認(rèn)為，熱量與箱門開(kāi)啟次數(shù)、開(kāi)始時(shí)間、箱內(nèi)容積等因素有關(guān)，可按下式計(jì)算，即：

式中：

V——集裝箱內(nèi)凈容量，m3；

n——開(kāi)門換氣次數(shù)，它與凈容量存在關(guān)系，可查詢《冷庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范》；

hw,hn——集裝箱外、內(nèi)空氣的比焓，J/kg；

M——有空氣幕時(shí)的產(chǎn)率修正系數(shù)，可取0.4，如果不設(shè)空氣幕，則取1；

rn——集裝箱空氣的密度，kg/m3。

3）動(dòng)力熱Q5c

電動(dòng)機(jī)設(shè)備在運(yùn)行時(shí)，設(shè)備產(chǎn)生動(dòng)力熱，增加了冷負(fù)荷，通過(guò)冷風(fēng)機(jī)型號(hào)確定電動(dòng)機(jī)功率，故動(dòng)力熱計(jì)算方式如下：

式中：

P——電動(dòng)機(jī)額定功率，W；

ξ——熱轉(zhuǎn)化系數(shù)，電動(dòng)機(jī)在集裝箱冷藏間內(nèi)時(shí)可取1，電動(dòng)機(jī)在冷藏間外時(shí)可取0.75；

ρ——電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間系數(shù)，對(duì)冷風(fēng)機(jī)配用電動(dòng)機(jī)取 1，對(duì)冷間內(nèi)其他設(shè)備配用電動(dòng)機(jī)可按使用情況取值，一般可按每晝夜操作 8 h計(jì)，則 ρ為8/24=1/3。

2.3.6熱力設(shè)備最大冷負(fù)荷確定

根據(jù)上述計(jì)算出來(lái)的各種冷負(fù)荷，將各項(xiàng)冷負(fù)荷加起來(lái)求和，乘上一個(gè)安全系數(shù)ζ，就可得到集裝箱的最大冷負(fù)荷，根據(jù)最大冷負(fù)荷選擇相應(yīng)的熱力設(shè)備以保證冷藏集裝箱的工況低溫，其值為：

3　集裝箱系統(tǒng)運(yùn)行特性分析

3.1制冷機(jī)組?損分析

通過(guò)上述集裝箱的熱力構(gòu)成可知，作為冷藏集裝箱制冷機(jī)組，目前大多數(shù)采用具有較高絕熱效率的活塞式制冷機(jī)組，根據(jù)熱平衡原理可知，上述所得到最大冷負(fù)荷即為制冷機(jī)組制冷量，故可得到制冷機(jī)組的理論功率消耗W為：

式中：

Q——制冷機(jī)組制冷量，W；

To，Th——集裝箱內(nèi)、外溫度，K。

壓縮機(jī)的壓縮過(guò)程在理論上是一等熵絕熱過(guò)程。然而實(shí)際過(guò)程是不可逆過(guò)程，由高等工程熱力學(xué)可知，壓縮過(guò)程是一個(gè)熵增過(guò)程，這部分?不可能被利用，只能通過(guò)壓縮機(jī)外殼傳給外界環(huán)境。故壓縮機(jī)過(guò)程?的效率為：

式中：

e1-e2——制冷劑在壓縮機(jī)進(jìn)出口?損值，即為不可逆壓縮多耗的壓縮功。

W——絕熱壓縮功。

在熱力膨脹閥節(jié)流過(guò)程的?損失為：

式中：

e3，e4——制冷劑在節(jié)流閥進(jìn)出口的?，J；

在蒸發(fā)器、冷凝器中冷熱流體進(jìn)行熱交換，其中?損失為：

式中：

T1，T2——冷、熱流體溫度；

Ta——環(huán)境溫度；

Q——為兩者間的換熱量。

從以上分析可知，?損失主要發(fā)生在壓縮和熱交換過(guò)程中，而此?損失又主要受集裝箱運(yùn)行工況的影響。當(dāng)溫差較大時(shí)，集裝箱工況變化很大，環(huán)境溫度升高時(shí)，制冷循環(huán)中的冷凝壓力隨著升高，單位制冷量減少；如果箱溫不變，壓縮機(jī)吸氣比容未變，則制冷量下降，而循環(huán)的單位壓縮功增加，最后導(dǎo)致制冷系數(shù)下降。

3.2變頻調(diào)節(jié)制冷系數(shù)與絕熱效率分析

在運(yùn)輸過(guò)程中，由于晝夜溫差較大，外界環(huán)境溫度在不斷變化，為了獲得更高的工作效率，可以對(duì)制冷機(jī)進(jìn)行能量調(diào)節(jié)，保證壓縮機(jī)有效輸出功和冷藏集裝箱負(fù)荷匹配，降低耗能。

當(dāng)白天中午運(yùn)輸時(shí)，熱負(fù)荷較大，壓縮機(jī)在較高轉(zhuǎn)速工作下，使壓縮機(jī)的制冷劑流量、輸出功率和制冷量能滿足工況要求，而壓縮機(jī)的單位壓縮功隨之下降，反之，則情況與上述情況相反。但是，韓厚德［15］和孫永明［16］研究表明，隨著轉(zhuǎn)速的下降，制冷機(jī)絕熱效率和制冷系數(shù)卻有較高的提高。

制冷系數(shù)COP與絕熱效率iη的關(guān)系為：

式中：

m——制冷劑質(zhì)量流量，kg/s；

h1，h2——壓縮機(jī)吸入、排出的飽和蒸汽焓值，J/kg；

Δhi——等熵壓縮前后焓差，J/kg；

ΔPi——壓縮機(jī)軸功率和指示功率之差。

應(yīng)用MATLAB軟件的計(jì)算結(jié)果如圖4所示，在制冷量隨著冷負(fù)荷下降而相應(yīng)減小時(shí)，保持吸、排壓力穩(wěn)定，則絕熱效率和制冷系數(shù)可比最高轉(zhuǎn)速時(shí)分別提高16%～19%和9%～17%。因此，在低冷負(fù)荷時(shí)，降低轉(zhuǎn)速，不僅能保證制冷量和冷負(fù)荷相匹配，而且能減小?損失，提高總能量利用率。

為了得到較高的熱力效率，使用較寬的中速區(qū)域（800～1,200 r/min），此區(qū)域也是制冷機(jī)組的最高機(jī)械效率區(qū)。

由此可知，集裝箱負(fù)荷變化劇烈，采用變頻電機(jī)對(duì)制冷機(jī)進(jìn)行能量調(diào)節(jié)是降低能耗，提高效率的主要措施。

圖4　制冷系數(shù)COP和絕熱效率η與轉(zhuǎn)速變化關(guān)系

3.3冷風(fēng)機(jī)能量運(yùn)行分析

冷藏集裝箱滿載后，制冷系統(tǒng)即在全冷負(fù)荷下開(kāi)始工作，此時(shí)冷風(fēng)機(jī)將冷風(fēng)吹向高溫物體表面，冷風(fēng)和物體表面空氣的強(qiáng)烈對(duì)流換熱迫使貨物表面溫度急速下降，從而食品內(nèi)部各點(diǎn)溫度分布是不一致的，但基本溫度分布呈向上凹的曲線，由圖 5可知，在這種工況下，即使所有風(fēng)機(jī)全負(fù)荷運(yùn)行，也不能迫使熱量快速?gòu)呢浳镏信懦觥４藭r(shí)，應(yīng)降低可調(diào)冷風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速或停止部分風(fēng)機(jī)運(yùn)行。

圖5　食品各部位溫降曲線

4　總結(jié)

氣體調(diào)節(jié)集裝箱的熱力設(shè)備是通過(guò)熱力分析的計(jì)算結(jié)果而進(jìn)行選型，關(guān)系到保鮮集裝箱的成本，因此熱力分析是極其重要的。同時(shí)，本計(jì)算采用極端惡劣條件下的設(shè)計(jì)值，計(jì)算冷負(fù)荷勢(shì)必造成計(jì)算結(jié)果偏大，但對(duì)于傳統(tǒng)食品運(yùn)輸冷藏集裝箱來(lái)說(shuō)，這樣的計(jì)算足以提供理論指導(dǎo)。對(duì)于制冷設(shè)備選型提供依據(jù)，方便選擇合適的制冷系統(tǒng)機(jī)組，降低集裝箱的成本。對(duì)于力求節(jié)能的今天，降低能耗是非常關(guān)鍵點(diǎn)，為此，在冷藏箱制冷系統(tǒng)工作熱力分析的基礎(chǔ)上，在變頻工況下，應(yīng)用?分析得出變工況制冷循環(huán)各種?損失；結(jié)合運(yùn)行特性，得出在冷負(fù)荷降低時(shí)，保持壓縮機(jī)吸、排壓力穩(wěn)定的同時(shí)，降低轉(zhuǎn)速到中速區(qū)域則絕熱效率和制冷系數(shù)可比最高轉(zhuǎn)速時(shí)分別提高16%～19%和9%～17%。為此，提出使壓縮機(jī)在較寬的中速區(qū)域（800 r/min ～1,200 r/min）壓縮機(jī)，此區(qū)域也是制冷機(jī)組的最高機(jī)械效率區(qū)，可為冷藏箱制冷系統(tǒng)工作降低能耗提供依據(jù)。

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Analysis of Thermal Load and Operating Characteristics of Controlled Atmosphere Container

DING Jin-hong*, ZHANG Xue-lai**
（Merchant Marine College, Shanghai Maritime University, Shanghai 201306, China）

Controlled atmosphere container can maintain the best atmosphere for food storage by controlling the temperature, humidity and gas concentration in the container which can extend the shelf-life of food in transportation. In the container, the thermodynamic system is the core part. In the present study, the heat load of the container was calculated, and various factors which influencing the temperature inside the container were analyzed. At the same time, a comprehensive analysis of working characteristic in the refrigeration system of the container was performed, and the exergy loss in various conditions in the refrigeration cycle was obtained； it was indicated that the medium rotate speed area（800～1,200 r/min）of the compressor is the highest mechanical efficiency area of refrigeration unit. The theoretical foundation of enhancing the exergy was provided for designing the container, and some technical measures to improve the work efficiency and to reduce the energy consumption of the refrigeration device was put forward.

Container； Controlled atmosphere； Thermal analysis； Exergy； Energy saving.

10.3969/j.issn.2095-4468.2015.05.203

*丁錦宏（1991-），男，研究生，研究方向：低溫節(jié)能技術(shù)。聯(lián)系地址：上海市浦東新區(qū)海港大道1550號(hào)上海海事大學(xué)，郵編：201306。聯(lián)系電話：15000986351。E-mail：916565119@qq.com。

**章學(xué)來(lái)（1964-），男，教授，主要從事蓄能技術(shù)研究。