冷库制冷系统及其自动化研究进展分析

任志峰 刘建成

摘  要：冷库可以存储肉类和果蔬等物质，主要是利用人工制冷方式延长物品保质期。近些年我国不断扩大冷库的使用范围，同时不断增大了冷库规模，因此增加了电能消耗量，在系统设计阶段需要合理选择设备，利用科学的设计方式引入自动化技术，提高冷库制冷系统的节能性。本文分析了冷库制冷系统机器自动化，促进冷库自控发展。

关键词：冷库;制冷系统;自动化

人们的生活水平不断提高，为了延长保存视频，同时保障食品的品质，因此突出了冷库的作用。冷库制冷控制质量直接关系到食品贮藏的质量，因此需要提升冷库制冷系统的合理性。为了保障冷库制冷系统运行的稳定性，需要加大力度控制工作参数。如果外部环境条件和系统负荷发生变化，冷库制冷系统可以利用控制动作满足制冷系统的要求，在各种运行工况下，保障冷库制冷系统的工作效率和经济性。

一、概述冷库制冷系统设计

（一）设备选型

1.制冷压缩机：在冷冻储存物品的过程中，计算机运行负荷为2300KW，在冷藏存储物品的过程中，设置负荷为500KW，冷藏室的主体为单机螺杆压缩机组，可以根据冷库的规模确定机组数量。设置冷凝温度为35℃左右，设置蒸发温度在-33℃以下。充分符合冷负荷要求。在冷藏物品的过程中需要开启螺杆压缩机组，同时设置冷凝温度为35℃左右，设置蒸发温度为-8℃，充分负荷冷负荷要求。【1】

2.冷凝器：在冷库制冷系统运行过程中，冷凝器负责热交换工作，冷凝器类型包括水冷式和冷却式以及蒸发式暗中类型，利用蒸发式冷凝器，可以提高排热性能，并且在实际运行阶段需水量比较少，同时具有很强节能性，因此在冷库制冷系统中普及利用。选型阶段，工作人员需要结合冷库制冷系统冷凝热负荷要求，合理修正之后充分满足系统运行需求，再合理计算风扇耗电量，选择的冷凝器要具备较低的电量消耗量。

3.氨泵和低压循环贮液桶：在低压系统设计过程中，需要合理选型氨泵和低压液桶。氨泵主要包括高低两个区域，低区负责一二层，高区负责以上的层数。在设置低压通的过程中，需要满足蒸汽温度多样化需求。在冷藏物品的过程中，需要单独设置不同的冷库，保障设备可以独立运行，如果在运行阶段发生故障，其它冷库也可以稳定运行，更加方便的开展维护和管理工作。【2】

（二）设计方案

设计氨机房制冷系统的过程中，在冷库附属楼中建设氨机房，选择的制冷压缩机是双列式，同时需要在冷藏间和冷冻间引入制冷压缩机，要注意在自动控制室的附近设置一台制冷压缩机，为后续工作提供便利性。在布置机头的过程中，需要在机组中间通道中布置排气阀门，在通道上方布置排气管，保障布置方式的紧凑性，因此缩扩大建筑空间。在平台上安装低压循环贮液桶，相对物品冷却式，在氨泵下放布置立式低压通。此外在冷库穿堂位置设置供液回气调节站，也可以在设备平台安装调节站，通过集合供液调节站之后，可以发挥出供液和回气等功能，在氨泵中流出液体，再经过供液集管，可以蒸发液体，混合气体和液体形成流体，经过回气集管之后最后向低压通进气口输入。

在热氨冲霜阶段，利用油分离器收集液体，并且向冲霜冷间中输送液体，将回气阀门闭合之后进入到高温环境中，加热处理氨气之后再通过冷间的融霜处理，最终释放液体，通过集管之后进入到低压贮液桶当中。对比传统的设计模式，利用这种设计可以避免发生管路闭塞的问题，可以有效减低低温回气的压力，提升冷库制冷系统的运行效率。【3】

二、冷库制冷系统的应用

我國很多冷库在控制阶段蛀牙是利用手动控制方式，自动化程度比较低，通过相关研究，在相同温度环境中，对比手动控制冷库，利用全自动冷库有效节省电能消耗量，同时课可以更加精确的控制温度和湿度，保障冷藏、冷冻食品的质量。因此提高冷库制冷系统自控水平，并且完善冷库运行，可以优化冷库冷藏的效果，同时有利于降低能源消耗量。当前冷库自动控制系统主要包括控制层和监控层和设备层。

（一）设备层

通过利用先进的软件，有利于提僧冷库制冷系统的自控能力，此外需要安装硬件设施，通过传输软件工作命令，不仅可以采集相关信息，还可以控制冷库的温湿度。在自动化冷库中安装温度传感器和压力传感器等，有利于提升冷库制冷系统自动化水平。在冷库制冷系统运行阶段，利用温度传感器自动化采集相关数值，并且对比设定值，向监控层传输对比信息，冷库制冷系统可以智能化的调节供液阀和回气阀等，延时开停冷风机的顺序，因此调控自控冷库的温度。冷风机蒸发器具有自动化除霜作用，在实际工作中，利用程序提前设定除霜时间和除霜周期，根据设定值可以自动化关停热氨阀和供液电磁阀以及回气电磁阀等。工作人员需要实时监测冷藏库的二氧化碳浓度，因此可以在冷库中安装二氧化碳传感器。通过安装数字温度传感器，可以即时输出有关温度的数值，保障冷库运行的自动化。针对大型冷库，可以龙数字式温湿度传感器，可以多点监测温湿度数据，并且向上位机传输采集到的数据，总之在冷库中利用传感器监测控制，可以保障系统运行的安全性和稳定性。例如在渔船冷库中利用各种传感器，可以全面的采集温度和和压力等数值，再联合利用船只控制系统，方便船员自动化控制冷库运行。【4】

（二）控制层

针对传统的冷库控制工作，主要是利用逻辑电路和继电器等，自动化技术不断发展，在冷库自动化控制中利用现场工业总线PLC。对比传统的控制方式，这种方式减少了接线数量，同时可以节省系统空间，同时可以提高整体工作效率。在系统运行阶段，可以利用存储器编写程序，同时可以准确的运算顺序和逻辑等，通过连接诶控制元件和机器，可以模拟传输数字信息，有效控制不同机械生产。在小型冷库中利用PLC系统，显著降低了整体损耗，同时可以实现无人值守的目标，实现系统运行的自动化。

（三）监控层

监控层是冷库制冷系统核心部分，通过结合PLC系统和人机交互界面，可以共同传递信号，控制人员利用人机界面可以实时观察设备运行情况，同时自动化生成报表，全面记录各种数据信息。在信息时代，数据存储和数据挖掘发挥着重要的作用，在冷库制冷系统运行过程中，监控层负责采集数据，利用人机界面可以直观的展示设备运行信息，方便技术人员总结工作规律，有效解决制冷设备的问题，提高故障诊断的便利性，也可以顺利升级改造系统设备，进一步提高冷库制冷系统的运行效率，同时可以降低用电量，节省能量消耗量。【5】

结束语：

当前在各行业中，制冷能耗占据较大的比例，再加上我国能源越来越紧张，在冷库建造阶段需要考虑节能需求。当前很多冷库利用压缩式制冷装置，在制冷系统中需要合理选择压缩机和压缩方式，因此实现冷库节能效果。在冷库未来发展过程中，为了实现冷库高效性和节能性，需要逐渐实现冷库控制完全自动化，综合利用互联网计划书和人工智能技术等，实现冷库的完全智能化。

参考文献

[1] 李泽宇，许永睿，陈宏铠.太阳能复合制冷系统用于冷库的热力经济分析[J].华南理工大学学报（自然科学版），2020，48（12）：27-33+81.

[2] 李坤，李俊明，马进，王斌，孙建军.大型冷库中不同制冷系统能效对比的理论分析[J].冷藏技术，2020，43（04）：19-24.

[3] 林爱钦.建筑暖通空调工程中制冷系统管道的施工技术研究[J].江西建材，2020（11）：118-119.

[4] 王文.冷库制冷设备维修与维护工作要点及对策分析[J].机电信息，2020（17）：83+85.

[5] 孙小红，徐世举，苏德前.冷库制冷系统垂直上升回汽管液塞形成及消除[J].福建工程学院学报，2019，17（06）：550-554.