冷庫制冷系統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模，因此增加了電能消耗量，在系統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，提高冷庫制冷系統的節能性。本文分析了冷庫制冷系統機器自動化，促進冷庫自控發展。

關鍵詞：冷庫;制冷系統;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的合理性。為了保障冷庫制冷系統運行的穩定性，需要加大力度控制工作參數。如果外部環境條件和系統負荷發生變化，冷庫制冷系統可以利用控制動作滿足制冷系統的要求，在各種運行工況下，保障冷庫制冷系統的工作效率和經濟性。

一、概述冷庫制冷系統設計

（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，可以根據冷庫的規模確定機組數量。設置冷凝溫度為35℃左右，設置蒸發溫度在-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式暗中類型，利用蒸發式冷凝器，可以提高排熱性能，并且在實際運行階段需水量比較少，同時具有很強節能性，因此在冷庫制冷系統中普及利用。選型階段，工作人員需要結合冷庫制冷系統冷凝熱負荷要求，合理修正之后充分滿足系統運行需求，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.氨泵和低壓循環貯液桶：在低壓系統設計過程中，需要合理選型氨泵和低壓液桶。氨泵主要包括高低兩個區域，低區負責一二層，高區負責以上的層數。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，如果在運行階段發生故障，其它冷庫也可以穩定運行，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站，也可以在設備平臺安裝調節站，通過集合供液調節站之后，可以發揮出供液和回氣等功能，在氨泵中流出液體，再經過供液集管，可以蒸發液體，混合氣體和液體形成流體，經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。對比傳統的設計模式，利用這種設計可以避免發生管路閉塞的問題，可以有效減低低溫回氣的壓力，提升冷庫制冷系統的運行效率。【3】

二、冷庫制冷系統的應用

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，在相同溫度環境中，對比手動控制冷庫，利用全自動冷庫有效節省電能消耗量，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自控水平，并且完善冷庫運行，可以優化冷庫冷藏的效果，同時有利于降低能源消耗量。當前冷庫自動控制系統主要包括控制層和監控層和設備層。

（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自動化水平。在冷庫制冷系統運行階段，利用溫度傳感器自動化采集相關數值，并且對比設定值，向監控層傳輸對比信息，冷庫制冷系統可以智能化的調節供液閥和回氣閥等，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。通過安裝數字溫度傳感器，可以即時輸出有關溫度的數值，保障冷庫運行的自動化。針對大型冷庫，可以龍數字式溫濕度傳感器，可以多點監測溫濕度數據，并且向上位機傳輸采集到的數據，總之在冷庫中利用傳感器監測控制，可以保障系統運行的安全性和穩定性。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值，再聯合利用船只控制系統，方便船員自動化控制冷庫運行。【4】

（二）控制層

針對傳統的冷庫控制工作，主要是利用邏輯電路和繼電器等，自動化技術不斷發展，在冷庫自動化控制中利用現場工業總線PLC。對比傳統的控制方式，這種方式減少了接線數量，同時可以節省系統空間，同時可以提高整體工作效率。在系統運行階段，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，可以模擬傳輸數字信息，有效控制不同機械生產。在小型冷庫中利用PLC系統，顯著降低了整體損耗，同時可以實現無人值守的目標，實現系統運行的自動化。

（三）監控層

監控層是冷庫制冷系統核心部分，通過結合PLC系統和人機交互界面，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，全面記錄各種數據信息。在信息時代，數據存儲和數據挖掘發揮著重要的作用，在冷庫制冷系統運行過程中，監控層負責采集數據，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設備，進一步提高冷庫制冷系統的運行效率，同時可以降低用電量，節省能量消耗量。【5】

結束語：

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

參考文獻

[1] 李澤宇，許永睿，陳宏鎧.太陽能復合制冷系統用于冷庫的熱力經濟分析[J].華南理工大學學報（自然科學版），2020，48（12）：27-33+81.

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

[3] 林愛欽.建筑暖通空調工程中制冷系統管道的施工技術研究[J].江西建材，2020（11）：118-119.

[4] 王文.冷庫制冷設備維修與維護工作要點及對策分析[J].機電信息，2020（17）：83+85.

[5] 孫小紅，徐世舉，蘇德前.冷庫制冷系統垂直上升回汽管液塞形成及消除[J].福建工程學院學報，2019，17（06）：550-554.