CN207422772U - 冷库温控系统及其装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型创造涉及对冷库的温度控制，尤其涉及一种冷库温控系统及其装置，通过在冷库各处布置多个温度传感器来采集各处温度，中央处理单元根据冷库各处的温度变化情况来控制执行部件，从而控制制冷设备的启动/停止，使制冷设备连续不断的向冷库按需供冷，确保库内温度波动度极低；使用时仅需将冷库温控装置安装到冷库中并与冷库原有的制冷设备建立电气关系即可，整体结构简单，成本低，效果明显，易于推广应用。

Description

冷库温控系统及其装置

技术领域

本发明创造涉及对冷库的温度控制，尤其涉及一种冷库温控系统及其装置。

背景技术

传统的冷库温控系统均为开关量控制方案，即在库温比设定温度高出1℃时，制冷系统工作，库温比设定温度低出1℃时，制冷系统关闭。考虑到冷库存在热惯性等实际情况，库内温度的实际温度波动都大于±1℃，这些都对贮藏食品的品质有较大影响。

2013年新修订的《国家储备冻肉储存冷库资质条件》中对冷库温度波动具有明确要求：应保证冷库库温稳定性，库内空气温度应保持在-18℃以下，昼夜库内空气温度波动幅度不超过1℃，冻肉进出库的库温波动幅度不超过4℃，只有达到上述标准的冷库，才有资质承储中央储备肉。

冰温贮藏保鲜技术起源于日本，与冷却贮藏、冷冻贮藏以及气调贮藏相比具有明显的优势，但是对冷库温度控制要求很高的精度，日本冰温协会规定冰温库的温度波动范围在±0.5℃以内，日本的冰温库在库体方面做了一些改进，主要采用夹套技术，结构较为复杂，冷库空间利用率低，成本高。

发明内容

本发明创造的目的是使库温波动小。

为此，本发明创造提出以下技术方案：

提供一种冷库温控装置，包括中央处理单元和分布在冷库各处的多个温度传感器，每个温度传感器采集其所在位置的温度数据给中央处理单元，还包括用于控制冷库中制冷设备启动的执行部件，执行部件串接在制冷设备的供电线上，中央处理单元根据所收到的温度数据来控制执行部件启动/停止制冷设备。

优选地，冷库温控装置还包括温度巡检仪，每个温度传感器均连接到温度巡检仪上，温度巡检仪将各个温度数据集中后发送给中央处理单元。

优选地，每个温度传感器与温度巡检仪之间设有继电器。

优选地，所述中央处理单元内置有用于将温度巡检仪发来的温度数据转换成数字量的模拟量输入模块。

优选地，所述执行部件是电磁阀，中央处理单元控制电磁阀的闭合/断开。

优选地，还包括人机交互装置，该人机交互装置与中央处理单元PLC电连接。

优选地，所述人机交互装置是触摸屏。

还提供冷库温控系统，包括如上述的冷库温控装置和多台制冷设备， 冷库温控装置控制各台制冷设备运行。

优选地，每台制冷设备均设有压缩机，冷库温控装置控制压缩机的启停。

优选地，每台制冷设备均设有蒸发器和电子膨胀阀，蒸发器的管内的温度传感器和压力传感器分别采集相应数据给冷库温控装置，冷库温控装置根据这些数据输出相应的开度控制信号给电子膨胀阀。

还提供设于冷库温控装置内的计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：

根据冷库各处的温度变化情况来调整制冷设备的运行台数；对每台运行中的制冷设备，根据制冷设备中蒸发器的实际过热度SH_evaporator的变化来设定对应的电子膨胀阀的开度O_evaporator，若蒸发器的实际蒸发压力F_evaporator小于预设的目标蒸发压力F_target则确定该设定有效，否则把开度O_evaporator设定为零。

优选地，对冷库各处的温度求均值以获得平均库温T_average，通过平均库温T_average的变化来反映冷库各处的温度变化情况。

优选地，在制冷设备允许运行的范围内，若平均库温T_average高于最大允许值则增加制冷设备的运行台数，若平均库温T_average低于最小允许值则减少制冷设备的运行台数。

优选地，在电子膨胀阀的开度O_evaporator的允许范围内，若实际过热度SH_evaporator高于最大允许值则增大电子膨胀阀的开度O_evaporator，若实际过热度SH_evaporator低于最小允许值则减少电子膨胀阀的开度O_evaporator。

优选地，目标蒸发压力F_target的值是由蒸发器的预设传热温差计算得出。

优选地，所述计算的过程是用蒸发器的加热温度减去预设传热温差从而计算出蒸发器的目标蒸汽温度T_target，并查表得知目标蒸汽温度T_target所对应的目标蒸发压力F_target。

有益效果：

本发明创造的冷库温控装置，通过在冷库各处布置多个温度传感器来采集各处温度，中央处理单元根据冷库各处的温度变化情况来控制执行部件，从而控制制冷设备的启动/停止，使制冷设备连续不断的向冷库按需供冷，确保库内温度波动度极低；使用时仅需将冷库温控装置安装到冷库中并与冷库原有的制冷设备建立电气关系即可，整体结构简单，成本低，效果明显，易于推广应用。

附图说明

利用附图对本发明创造作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明创造的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是冷库温控系统的结构示意图。

图中：1——冷库温控装置；11——温度传感器；12——温度巡检仪；13——中央处理单元；14——电磁阀；2——制冷设备。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明创造作进一步描述。

按照图1，在冷库内部空间根据需求合理布置一定数量的温度传感器11，将每个温度传感器11均通过继电器连接到温度巡检仪12上，每个温度传感器11通过其前端的温度探头来采集温度数据给温度巡检仪12，由温度巡检仪12实现自动巡检。温度巡检仪12依次显示每个温度传感器11采集到的数据，然后将这些温度数据集中传输到由PLC构成的中央处理单元13的模拟量输入模块中，其中该PLC是西门子S7-200系列的。模拟量输入模块将温度数据转换成数字量后再给中央处理单元13进行逻辑处理，中央处理单元13根据处理结果来对冷库制冷系统中的多台制冷设备2进行相应控制，其中每台制冷设备2具有压缩机、电子膨胀阀和未在图1中示出的蒸发器，制冷设备2开启则压缩机开启，制冷设备2关闭则压缩机关闭。

具体地，中央处理单元13事先编制有程序，该程序被运行时实现下面要作详细说明的本发明的方法。

首先在步骤S1中，中央处理单元13事先设好冷库的温度允许范围T_min～T_max、压缩机允许运行的台数范围S_min～S_max、电子膨胀阀的开度范围O_min～O_max和过热度范围SH_min～SH_max ,然后才进行自动调温。在步骤S2中，中央处理单元13用来自各个温度传感器11的温度数据计算出冷库的平均库温T_average。接着，执行步骤S3以实现库温调节。在步骤S3中，若中央处理单元13察觉平均库温T_average高于温度T_max且压缩机的运行台数S_evaporator尚未多于S_max，则增加压缩机的运行台数S_evaporator，否则无动作。同样在步骤S3中，若中央处理单元13察觉平均库温T_average低于温度T_min且压缩机的运行台数S_evaporator尚未少于S_min，则减少压缩机的运行台数S_evaporator，否则无动作。值得注意的是：之所以要把压缩机的实时运行台数控制在允许范围内，是为了保障冷库的基本供冷，在冷库大门被突然打开时也能保障冷库内存储品的基本温度，如此就不会像传统压缩机的开停式调温一样，有温度骤变的风险。

接着，执行步骤S4以实现防止湿压缩现象发生，提高制冷效率。在步骤S4中，中央处理单元13从蒸发器的管体内部的温度传感器处获取实际蒸汽温度T_evaporator，同样中央处理单元13还从蒸发器的管体内部的压力传感器处获取实际蒸发压力F_evaporator，并查表获知实际蒸发压力F_evaporator所对应的饱和蒸汽温度T_saturated，将实际蒸汽温度T_evaporator减去饱和蒸汽温度T_saturated从而计算出实际过热度SH_evaporator。获得过热度SH_evaporator后，在步骤S5中，若中央处理单元13察觉实际过热度SH_evaporator高于SH_max且电子膨胀阀的开度O_evaporator尚未高于O_max，则增大电子膨胀阀的开度O_evaporator，否则无动作。同样在步骤S5中，若中央处理单元13察觉实际过热度SH_evaporator低于SH_min且电子膨胀阀的开度O_evaporator尚未低于O_min，则减少电子膨胀阀的开度O_evaporator，否则无动作。

开度O_evaporator确定后，还需通过步骤S6来进行最终校验，校验通过才能输出开度O_evaporator，从而保障制冷设备2安全。在步骤S6中，只有在实际蒸发压力F_evaporator小于目标蒸发压力F_target，中央处理单元13才会确定电子膨胀阀的开度O_evaporator有效并输出至电子膨胀阀的驱动器中；若实际蒸发压力F_evaporator不小于目标蒸发压力F_target，说明蒸发器中的制冷液过多，此时不宜再继续给蒸发器加液，以免蒸发器在机械运转时发生液击，因此中央处理单元13直接令电子膨胀阀的开度O_evaporator输出为零。其中，目标蒸发压力F_target的获知过程如下：在蒸发器中，由于蒸发压力固定时，液体的沸点（即蒸汽温度）是固定的，因此加热液体的温度与沸点之差（即传热温差）也就得出了，因而可以通过反向思维，事先设定需要的传热温差，然后实时的加热液体的温度减去传热温差，即可知道应该要使蒸发器达到的蒸汽温度（简称目标蒸汽温度T_target），从而得知为达到目标蒸汽温度T_target所应对蒸发器施加的压力（目标蒸发压力F_target）。

参见图1，在每台压缩机的供电线上串接入电磁阀14，电磁阀14的控制端连接至中央处理单元13。中央处理单元13确定压缩机的运行台数S_evaporator后，通过输出数字量给电磁阀14，使电磁阀14闭合/断开，从而使相应的压缩机得电/失电，实现压缩机的启动控制。压缩机被启动后，中央处理单元13通过其模拟量输出模块输出电流信号给相应的电子膨胀阀的驱动器，其中电流信号的大小由开度O_evaporator决定。电子膨胀阀的驱动器再根据电流信号的大小来调整其输出的脉冲数，从而控制电子膨胀阀内部的步进电机正转/反转的步数，达到控制电子膨胀阀开度的目的。

冷库中还设有一个型号是施耐德HMIGTO5310的触摸屏，该触摸屏与中央处理单元13电连接，从而实现人机交互。

需要说明的是，也可采用数字量传感器来采集温度，数字量信号经继电器后被传输至温度巡检仪12中，最后到达中央处理单元13。在模拟量输出模块与电子膨胀阀的驱动器之间也可设置电磁阀14。控制压缩机启动的执行部件也不限于电磁阀14。控制压缩机启动的执行部件也不限于电磁阀14，还可以是其他电控开关。

当然，工作人员也可将冷库温控装置1的工作方式从自动变成手动，并根据实际需求调整压缩机的运行台数S_evaporator。

本发明创造通过实时获取冷库各处的温度变化情况，据此用模拟量方式来实时调整制冷设备2的运行台数，使制冷设备2连续不断的向冷库按需供冷，从而确保库内温度波动度极低，且对每台运行中的制冷设备2，在蒸发器的实际蒸发压力F_evaporator小于预设的目标蒸发压力F_target的条件下，通过精准控制其电子膨胀阀的开度O_evaporator，避免湿压缩现象的发生，从而保护制冷设备2、改善制冷效率。使用时仅需将冷库温控装置1安装到冷库中并与冷库原有的制冷设备2建立电气关系即可，整体结构简单，成本低，效果明显，易于推广应用。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明创造的技术方案，而非对本发明创造保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明创造作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明创造的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明创造技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.冷库温控装置，其特征是包括中央处理单元和分布在冷库各处的多个温度传感器，每个温度传感器采集其所在位置的温度数据给中央处理单元，

还包括用于控制冷库中制冷设备启动的执行部件，执行部件串接在制冷设备的供电线上，中央处理单元根据所收到的温度数据来控制执行部件启动/停止制冷设备。

2.根据权利要求1所述的冷库温控装置，其特征是：还包括温度巡检仪，每个温度传感器均连接到温度巡检仪上，温度巡检仪将各个温度数据集中后发送给中央处理单元。

3.根据权利要求2所述的冷库温控装置，其特征是：每个温度传感器与温度巡检仪之间设有继电器。

4.根据权利要求2所述的冷库温控装置，其特征是：所述中央处理单元内置有用于将温度巡检仪发来的温度数据转换成数字量的模拟量输入模块。

5.根据权利要求1所述的冷库温控装置，其特征是：所述执行部件是电磁阀。

6.根据权利要求1所述的冷库温控装置，其特征是：还包括人机交互装置，该人机交互装置与中央处理单元PLC电连接。

7.根据权利要求6所述的冷库温控装置，其特征是：所述人机交互装置是触摸屏。

8.冷库温控系统，包括如权利要求1-7任一项所述的冷库温控装置和多台制冷设备，冷库温控装置控制各台制冷设备运行。

9.根据权利要求8所述的冷库温控系统，其特征是：每台制冷设备均设有压缩机，冷库温控装置控制压缩机的启停。

10.根据权利要求8或9所述的冷库温控系统，其特征是：每台制冷设备均设有蒸发器和电子膨胀阀，蒸发器的管内的温度传感器和压力传感器分别采集相应数据给冷库温控装置，冷库温控装置根据这些数据输出相应的开度控制信号给电子膨胀阀。