在能源与环境的双重压力下,我国正积极地向能源低碳化发展,降低煤、石油的使用率,提高清洁能源和新能源在能源消费结构中的地位。液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)作为最清洁的化石能源受到了人们的广泛青睐,并成功应用于多个领域。LNG冷藏车是以LNG为动力燃料,利用LNG气化过程的冷量为冷藏车厢供冷,它不仅减少了动力燃料的消耗,而且回收利用了LNG冷能,有明显的节能作用,同时清洁能源的使用大大降低了汽车尾气等污染物的排放,环保效益显著。因此,LNG冷能利用技术在汽车领域的发展受到了广大学者的关注。目前,LNG冷藏车冷能利用系统研究重点多在换热器的设计和系统整体结构的设计,尚未涉及系统动态调控策略和辐射制冷的内容。本文设计了一种基于载冷剂低温无相变换热的LNG冷藏车顶板辐射供冷系统,利用TRNSYS仿真软件建立了保温厢体模型和制冷系统模型,分析了各种因素对系统制冷性能的影响及其经济性优势,为系统的动态控制策略提供可靠依据。主要研究内容如下:(1)以一台4000mm×1900mm×1900mm的冷藏车为研究对象,对保温厢体进行了制冷冷负荷计算,分析了LNG可回收冷量用于冷藏车制冷系统的可行性,结果表明:制冷系统完全可以满足冷藏车保温厢体制冷冷负荷的需求。在此基础上,设计了一套LNG冷藏车顶板辐射供冷系统,该系统主要利用辐射和对流两种方式进行换热,达到制冷目的;旁通结构的设计,实现了系统的动态控制,保证保温厢体温度的稳定性。选择适用于低温换热的KF-K1载冷剂和结构简单的套管式换热器。(2)利用TRNSYS仿真软件建立了保温厢体模型和制冷系统模型,并模拟了该系统在不同工况下的运行情况,分析了LNG流量、载冷剂流量、室外温度、顶板温度与系统制冷量及车厢空气温度的关系,得出冷藏车以60~80km/h的经济时速运行时,可提供1.56~2.17kW的冷量,均能满足冷藏车在海口地区运输草莓所需的冷量。(3)通过定量分析LNG流量与室外温度的变化关系,得到了LNG冷藏车顶板辐射供冷系统的动态控制策略,保证了冷藏车厢供冷的连续性及稳定性。(4)比较了相同功率的冷藏车使用蒸气压缩式制冷机组和利用LNG冷能的顶板辐射制冷机组的经济性,证明了LNG冷藏车及其制冷系统在其运行过程中,比机械冷藏车节省的总运行费用22.84万元,回收期是0.18年,具有显著的经济优势。本文通过对LNG冷藏车顶板辐射供冷系统在不同工况下的制冷量进行理论及仿真分析,得出了各因素对系统制冷量的影响规律,确定了该系统的动态调控策略及其具有的经济优势。该系统的研发符合我国低碳化可持续发展的政策,具有广阔的发展前景和较强的推广意义。