冷庫制冷系統(tǒng)及其自動化研究進展分析

任志峰 劉建成

摘 ?要：冷庫可以存儲肉類和果蔬等物質，主要是利用人工制冷方式延長物品保質期。近些年我國不斷擴大冷庫的使用范圍，同時不斷增大了冷庫規(guī)模，因此增加了電能消耗量，在系統(tǒng)設計階段需要合理選擇設備，利用科學的設計方式引入自動化技術，提高冷庫制冷系統(tǒng)的節(jié)能性。本文分析了冷庫制冷系統(tǒng)機器自動化，促進冷庫自控發(fā)展。

關鍵詞：冷庫;制冷系統(tǒng);自動化

人們的生活水平不斷提高，為了延長保存視頻，同時保障食品的品質，因此突出了冷庫的作用。冷庫制冷控制質量直接關系到食品貯藏的質量，因此需要提升冷庫制冷系統(tǒng)的合理性。為了保障冷庫制冷系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，需要加大力度控制工作參數(shù)。如果外部環(huán)境條件和系統(tǒng)負荷發(fā)生變化，冷庫制冷系統(tǒng)可以利用控制動作滿足制冷系統(tǒng)的要求，在各種運行工況下，保障冷庫制冷系統(tǒng)的工作效率和經(jīng)濟性。

一、概述冷庫制冷系統(tǒng)設計

（一）設備選型

1.制冷壓縮機：在冷凍儲存物品的過程中，計算機運行負荷為2300KW，在冷藏存儲物品的過程中，設置負荷為500KW，冷藏室的主體為單機螺桿壓縮機組，可以根據(jù)冷庫的規(guī)模確定機組數(shù)量。設置冷凝溫度為35℃左右，設置蒸發(fā)溫度在-33℃以下。充分符合冷負荷要求。在冷藏物品的過程中需要開啟螺桿壓縮機組，同時設置冷凝溫度為35℃左右，設置蒸發(fā)溫度為-8℃，充分負荷冷負荷要求。【1】

2.冷凝器：在冷庫制冷系統(tǒng)運行過程中，冷凝器負責熱交換工作，冷凝器類型包括水冷式和冷卻式以及蒸發(fā)式暗中類型，利用蒸發(fā)式冷凝器，可以提高排熱性能，并且在實際運行階段需水量比較少，同時具有很強節(jié)能性，因此在冷庫制冷系統(tǒng)中普及利用。選型階段，工作人員需要結合冷庫制冷系統(tǒng)冷凝熱負荷要求，合理修正之后充分滿足系統(tǒng)運行需求，再合理計算風扇耗電量，選擇的冷凝器要具備較低的電量消耗量。

3.氨泵和低壓循環(huán)貯液桶：在低壓系統(tǒng)設計過程中，需要合理選型氨泵和低壓液桶。氨泵主要包括高低兩個區(qū)域，低區(qū)負責一二層，高區(qū)負責以上的層數(shù)。在設置低壓通的過程中，需要滿足蒸汽溫度多樣化需求。在冷藏物品的過程中，需要單獨設置不同的冷庫，保障設備可以獨立運行，如果在運行階段發(fā)生故障，其它冷庫也可以穩(wěn)定運行，更加方便的開展維護和管理工作。【2】

（二）設計方案

設計氨機房制冷系統(tǒng)的過程中，在冷庫附屬樓中建設氨機房，選擇的制冷壓縮機是雙列式，同時需要在冷藏間和冷凍間引入制冷壓縮機，要注意在自動控制室的附近設置一臺制冷壓縮機，為后續(xù)工作提供便利性。在布置機頭的過程中，需要在機組中間通道中布置排氣閥門，在通道上方布置排氣管，保障布置方式的緊湊性，因此縮擴大建筑空間。在平臺上安裝低壓循環(huán)貯液桶，相對物品冷卻式，在氨泵下放布置立式低壓通。此外在冷庫穿堂位置設置供液回氣調節(jié)站，也可以在設備平臺安裝調節(jié)站，通過集合供液調節(jié)站之后，可以發(fā)揮出供液和回氣等功能，在氨泵中流出液體，再經(jīng)過供液集管，可以蒸發(fā)液體，混合氣體和液體形成流體，經(jīng)過回氣集管之后最后向低壓通進氣口輸入。

在熱氨沖霜階段，利用油分離器收集液體，并且向沖霜冷間中輸送液體，將回氣閥門閉合之后進入到高溫環(huán)境中，加熱處理氨氣之后再通過冷間的融霜處理，最終釋放液體，通過集管之后進入到低壓貯液桶當中。對比傳統(tǒng)的設計模式，利用這種設計可以避免發(fā)生管路閉塞的問題，可以有效減低低溫回氣的壓力，提升冷庫制冷系統(tǒng)的運行效率。【3】

二、冷庫制冷系統(tǒng)的應用

我國很多冷庫在控制階段蛀牙是利用手動控制方式，自動化程度比較低，通過相關研究，在相同溫度環(huán)境中，對比手動控制冷庫，利用全自動冷庫有效節(jié)省電能消耗量，同時課可以更加精確的控制溫度和濕度，保障冷藏、冷凍食品的質量。因此提高冷庫制冷系統(tǒng)自控水平，并且完善冷庫運行，可以優(yōu)化冷庫冷藏的效果，同時有利于降低能源消耗量。當前冷庫自動控制系統(tǒng)主要包括控制層和監(jiān)控層和設備層。

（一）設備層

通過利用先進的軟件，有利于提僧冷庫制冷系統(tǒng)的自控能力，此外需要安裝硬件設施，通過傳輸軟件工作命令，不僅可以采集相關信息，還可以控制冷庫的溫濕度。在自動化冷庫中安裝溫度傳感器和壓力傳感器等，有利于提升冷庫制冷系統(tǒng)自動化水平。在冷庫制冷系統(tǒng)運行階段，利用溫度傳感器自動化采集相關數(shù)值，并且對比設定值，向監(jiān)控層傳輸對比信息，冷庫制冷系統(tǒng)可以智能化的調節(jié)供液閥和回氣閥等，延時開停冷風機的順序，因此調控自控冷庫的溫度。冷風機蒸發(fā)器具有自動化除霜作用，在實際工作中，利用程序提前設定除霜時間和除霜周期，根據(jù)設定值可以自動化關停熱氨閥和供液電磁閥以及回氣電磁閥等。工作人員需要實時監(jiān)測冷藏庫的二氧化碳濃度，因此可以在冷庫中安裝二氧化碳傳感器。通過安裝數(shù)字溫度傳感器，可以即時輸出有關溫度的數(shù)值，保障冷庫運行的自動化。針對大型冷庫，可以龍數(shù)字式溫濕度傳感器，可以多點監(jiān)測溫濕度數(shù)據(jù)，并且向上位機傳輸采集到的數(shù)據(jù)，總之在冷庫中利用傳感器監(jiān)測控制，可以保障系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性。例如在漁船冷庫中利用各種傳感器，可以全面的采集溫度和和壓力等數(shù)值，再聯(lián)合利用船只控制系統(tǒng)，方便船員自動化控制冷庫運行。【4】

（二）控制層

針對傳統(tǒng)的冷庫控制工作，主要是利用邏輯電路和繼電器等，自動化技術不斷發(fā)展，在冷庫自動化控制中利用現(xiàn)場工業(yè)總線PLC。對比傳統(tǒng)的控制方式，這種方式減少了接線數(shù)量，同時可以節(jié)省系統(tǒng)空間，同時可以提高整體工作效率。在系統(tǒng)運行階段，可以利用存儲器編寫程序，同時可以準確的運算順序和邏輯等，通過連接誒控制元件和機器，可以模擬傳輸數(shù)字信息，有效控制不同機械生產(chǎn)。在小型冷庫中利用PLC系統(tǒng)，顯著降低了整體損耗，同時可以實現(xiàn)無人值守的目標，實現(xiàn)系統(tǒng)運行的自動化。

（三）監(jiān)控層

監(jiān)控層是冷庫制冷系統(tǒng)核心部分，通過結合PLC系統(tǒng)和人機交互界面，可以共同傳遞信號，控制人員利用人機界面可以實時觀察設備運行情況，同時自動化生成報表，全面記錄各種數(shù)據(jù)信息。在信息時代，數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)挖掘發(fā)揮著重要的作用，在冷庫制冷系統(tǒng)運行過程中，監(jiān)控層負責采集數(shù)據(jù)，利用人機界面可以直觀的展示設備運行信息，方便技術人員總結工作規(guī)律，有效解決制冷設備的問題，提高故障診斷的便利性，也可以順利升級改造系統(tǒng)設備，進一步提高冷庫制冷系統(tǒng)的運行效率，同時可以降低用電量，節(jié)省能量消耗量。【5】

結束語：

當前在各行業(yè)中，制冷能耗占據(jù)較大的比例，再加上我國能源越來越緊張，在冷庫建造階段需要考慮節(jié)能需求。當前很多冷庫利用壓縮式制冷裝置，在制冷系統(tǒng)中需要合理選擇壓縮機和壓縮方式，因此實現(xiàn)冷庫節(jié)能效果。在冷庫未來發(fā)展過程中，為了實現(xiàn)冷庫高效性和節(jié)能性，需要逐漸實現(xiàn)冷庫控制完全自動化，綜合利用互聯(lián)網(wǎng)計劃書和人工智能技術等，實現(xiàn)冷庫的完全智能化。

參考文獻

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[2] 李坤，李俊明，馬進，王斌，孫建軍.大型冷庫中不同制冷系統(tǒng)能效對比的理論分析[J].冷藏技術，2020，43（04）：19-24.

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