基于太阳能光伏制冷的水果自提柜设计及性能研究

发布时间：2020-08-19 14:31

【摘要】：随着网络购物的流行,生鲜电子商务也迅速发展,其迅猛增长给冷链物流创建了新业务增长点。然而,冷链物流的终端配送环节在新的配送方式下出现很多问题,终端配送主要依靠在商品包装盒中加冰袋进行制冷,在消费者无法及时取货或配送员不能按时送到时,这种方式导致生鲜产品的品质下降并增加配送员二次投递的成本。而且,越来越多的人提出配送形式多样化的要求。为解决终端配送难题,自提柜应运而生。但是我国自提柜应用刚起步,很多技术研究还不够深入。此外,目前上市的生鲜自提柜使用市电制冷,需要另付电费且不够节能环保。基于以上原因,本文设计了新型太阳能水果自提柜并通过理论分析、实验研究和数值模拟等手段研究了太阳能水果自提柜的性能。根据用户调研结果设计了太阳能水果自提柜结构、分析了太阳能光伏制冷系统的组成及原理,介绍了相关制冷设备和太阳能发电设备的选型方法,以哈尔滨地区为例计算了太阳能水果自提柜的负荷,对制冷相关设备、太阳能发电相关设备进行了具体选型。通过实验研究的方法分析不同天气条件对供电特性的影响及不同季节的供电特性。晴朗天气下光伏板的转换效率为11.1%,日累计发电量为405.8Wh;多云天气的转换效率为10.8%,日累计发电量为430.2Wh;阴雨天气的实际转换效率为9.5%,日累计发电量为114.5Wh。在辐射强度、环境温度、相对湿度、风速四个影响参数中,辐射强度对发电量影响最大。分析系统运行情况,晴朗、多云及阴雨天气下系统都能保证太阳能水果自提柜平稳、可靠运行,且自提柜运转率不同时,能量匹配关系也有所不同。比较冬夏光伏发电数据可得到,夏季的光伏发电性能优于冬季,但自提柜的冬季耗电量低于夏季,因此太阳能水果自提柜能实现良好的季节性匹配。运用数值模拟的方法对太阳能水果自提柜一层低温冷藏箱体的降温过程进行了动态模拟。蒸发器后置时箱内温度分布不均匀,平均温度较低;蒸发器顶置时温度分布较均匀,平均温度较高;蒸发器部分顶置、部分后置时温度分布和平均温度介于两者之间。增加保温层厚度可使柜内温度降低,若保持温度不变,增加厚度可减少太阳能发电量。自提柜开门时间长对系统不利,消费者及快递员应尽量在20s内关门。另外,计算模型的准确性也通过实验进行了检验。最后分析了太阳能水果自提柜的经济性、节能性、环保性,它的初投资较高,年运行费用较低,在使用期限内的总费用高于常规生鲜自提柜。但是它的节能性和环保性优于常规生鲜自提柜。
【学位授予单位】：哈尔滨商业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM615
【图文】：

图１－３邋Ａｍａｚｏｎ储物柜逦

基于太阳能光伏制冷的水果自提柜设计及性能研究

图１－４邋Ｗａｌｍａｒｔ温控储物柜逡逑

示意图,蓄冷,冰箱,直流冰箱

逦阶段，有待进一步突破［５Ｃ）＿５１］。逡逑１．４．２国内太阳能册制冷技术的研究逡逑刘群生等人提出一种太阳能光伏直流冰箱并进行了分析。实验显示，冷藏室温在０？１０°Ｃ之间，冷冻室最低温度达到－１６°Ｃ，阴雨天气时，其可连续使用４ｄ，满足箱的工作要求。由于该系统完全不消耗电能，可用于缺电区域的冷冻冷藏。逡逑刘忠宝［５３］等人提出的基于光伏电池及相变蓄冷的直流冰箱模型如图１－５所示。该箱系统的实验数据表明，各箱室的温度能够满足冰箱的功能要求。在该系统与无蓄冷能的光伏直流冰箱和普通冰箱的对比实验中发现，该系统在冰箱开停比、压缩机开停数、停机温升时间上相对于后两者优势明显。逡逑蓄冷盒逦？－逦邋■邋■逦－逡逑＾逡逑

【参考文献】