仓房空调控温智能化控制管理系统应用试验*

卢全祥 林 涛 许国川 李 卓

(中央储备粮泉州直属库有限公司 362800)

空调控温储粮技术利用物理方式控制储粮环境温度，延缓粮食品质劣变，提高储粮经济效益，是世界公认的绿色储粮技术。在储粮期间，粮堆表层粮温受外界气温影响最大，在仓房隔热保温措施得当的情况下，合理控制仓温是影响储粮品质的重要因素。但当前国内仓房空调控温基本采用时控器和接触器相结合的方式进行控制，功能单一，通常只具备简单的定时通断功能。空调使用过程中发生设备过流、过电压时大部分仅依赖于空调自身的保护系统，而对于空调漏水、制冷下降等故障发生时没有相应预警报警功能。另外因储粮仓房的特殊性，空调运行时基本无人值守，当空调发生自燃、漏水现象时，往往无法在第一时间发现，易造成储粮霉变隐患或者火灾事故。

中央储备粮泉州直属库有限公司针对民用空调存在的诸多安全问题，对原有空调设备进行升级改造，开发了仓房空调控温智能化控制管理系统，通过软硬件结合，利用传感器、无线传控等技术，实现了空调漏水、自燃、制冷失效等问题的实时报警、断电和远程终端操作功能。

1 材料

1.1 试验仓房基本情况

安装4栋8廒间空调控温智能控制管理仓，储粮总规模4.08万吨，具体情况见表1。

表1 空调控温智能控制管理仓基本情况表

仓号仓房规格(m)储粮数量(t)品种(t)空调控温情况00142×30×65758.3小麦4台制冷5000W三菱工业机00242×30×64198.2稻谷4台制冷5000W三菱工业机00342×30×65722.6小麦4台制冷5000W三菱工业机00442×30×65188.2小麦4台制冷5000W三菱工业机00542×30×65971.6小麦4台制冷5000W三菱工业机00642×30×65778.0小麦4台制冷5000W三菱工业机00742×30×65869.4小麦4台制冷5000W三菱工业机00842×30×65795.4小麦4台制冷5000W三菱工业机

1.2 仓房历年空调控温情况

度夏期间，空调控温从6月中旬开始至9月中下旬结束。空调开启关闭采用时控器控制，开启时间为夜间23:00至次日7:00，空调设定温度在20℃～22℃。新粮第一年度夏期间空调控温时间相对较长，进入正常保管后从第二年开始逐年减少。

2 空调智能化控制管理系统组成

本方案是基于传感器系统的智能空调，通过不同传感器对仓房空调控温状况进行监测，经系统内部运算与调试模块的协同作用，结合自主报警体系，实现空调控温智能化管理。

它的主要组成有：空调自身保护系统，空调门卫报警系统，PC端软件操作系统。单仓布置图如图1。

图1 空调智能化控制管理系统

3 软件设计和功能

3.1 操作界面功能布局

软件操作界面上按厫间实际情况标注窗户、通风口、空调、轴流风机窗户的位置和数量。操作界面上的相关显示条或控制按钮可帮助用户方便查看报警信息、历史数据或实时数据曲线、报表、用户权限等。

3.2 参数设定

通过粮情监测系统记录的仓内温湿度数据，在程序里设定空调的开启、关闭温度值，同时在程序中设定一个死区范围(范围值开放，可根据需要修改)，避免温度传感器自身波动引起的空调频繁开关机。程序设定空调间歇开启的最短时间，在满足开启需要的同时，也避免损伤电机。间歇时间开放至操作界面，可随时调整，也可在测试完毕后在程序中固定。

空调除具备远程起停控制功能外，还具备远程调整设定空调温度、风量参数、超温告警、短信报警等功能。短信报警信息包含仓号、空调位置、简要故障信息等内容，如图2所示。

4 系统自身保护功能

4.1 烟雾传感器

在空调上部空间安装1个烟感探测器(消防专用)，实时监测烟雾情况，并将烟雾传感器状态信号接入控制系统，进行联锁控制。当发生报警时，系统能自动切断空调电源，同时将空调所属仓房和位置信息通过短信发送到值班员手机上。烟感传感器能识别粉尘和烟雾信号，不会因粉尘引起误操作。

4.2 电缆测温设备

在空调电气进线接线处附近安装电缆测温设备，此处作为空调火灾常见引燃点，实时监测温度变化情况。报警温度值可以手动调整，当温度达到报警设定值时，切断空调电源，并将空调所属仓房和位置信息通过短信发送到值班员手上。

4.3 水浸传感器

空调接水托盘上安装水浸传感器，传感器连接线缆沿接水托盘壁铺设，高度在安装时可调节，既满足一定的接水量，又具备报警提示功能。当积水到监测水位时，系统报警，同时将空调所属仓房和位置信息通过短信发送到值班员手上，提醒相关人员尽快处理。

4.4 温度传感器

空调出风口处安装温度传感器，实时检测送风温度。结合空调控制器设定的送风温度值，进行比较。温度差别明显时，可以判定空调制冷效果下降，需要补充氟利昂。可在上位机上弹出报警信息，并将故障空调所在仓、位置等信息通过短信发送到相关人员的手机上。也可将报警信息传至门卫室声光报警器报警。

4.5 空调系统门卫报警

在门卫增加一个小的控制箱，内置控制主机及一个声光报警器，采用原有光纤网络(如果采用原光纤，可能需要新增光电转换器)，连接至库区整个控制网络，采集空调重要报警信号发出声光报警，与短信报警同步进行。

5 远程能耗采集分析

在仓房空调控温智能化控制管理系统的基础上，为进一步实现空调控温能耗数据的科学、集中管理，我公司设计开发了远程能耗采集分析系统，该系统由无线数据采集器、数据集中器、服务器和通信网络组成，有专门的数据分析平台，该系统通过能耗采集卡对智能电表的数据进行读取，不仅可以远程查看各个仓房空调控温不同时段的用电量，还可以分类、分项统计库区所有电能耗，包括单仓能耗、粮库能耗、制氮能耗、办公能耗等。

6 初步应用效果

中央储备粮泉州直属库有限公司在本库001～008号仓各安装4台智能化空调，经使用反馈效果良好。

6.1 传感器反馈试验

测试8个仓厫所有传感器分别在烟雾、漏水、制冷失效的情况下的反馈情况，经试验，所有传感器均达到要求，全部实时报警。

6.2 空调自主运行情况

8个仓厫空调控温时间均设定11:30～14:30,23:00～7:00，设定温度为22℃，空调运行情况如表2。

表2 试验仓房空调运行情况

仓号平均仓温(℃)累计运行时间(h)故障次数(次)故障原因报警次数(次)00122.62402漏水1次;制冷失效1次200222.93603漏水2次;制冷失效1次300323.02401制冷失效1次100422.73602漏水2次200522.82401漏水1次100622.93603漏水1次;制冷失效2次300722.92401制冷失效1次000822.512000

由表2可知，一是空调智能化控制管理系统对于空调自主运行情况下所发生的突发故障报警率是100%；二是空调控温期间所发生的故障原因基本为空调漏水和制冷失效两种；三是空调智能化控制管理系统控温效果良好。

7 拓展与思考

除了本套系统所解决的问题外，在粮食保管过程中，由于熏蒸、进出仓扬尘等因素对空调设备的电子元件、传感器等存在严重危害，尤其是磷化氢气体对空调铜制部位的腐蚀，使设备陷入瘫痪，无法发挥作用。泉州库目前所采用的解决方法是用传统的双薄膜密闭空调，同时在熏蒸期间，在薄膜内放置活性炭以吸附磷化氢气体，并且用导管沿空调排水管联通薄膜内与仓外空间，以期降低薄膜内磷化氢浓度，防止空调的腐蚀。虽然效果良好，但耗时耗力，整体操作复杂，未根本性解决问题。

由于内外机一体化，粮仓专用空调是目前解决此类问题的最佳措施，中储粮福建分公司近年来开始逐步推广应用，但专用空调相对传统民用空调能效比偏低，前期投入较大，且传统民用空调控温储粮在南方地区应用广泛，技术成熟，升级专用空调的成本较高，因此未来可以在仓房空调控温智能化控制管理系统的基础上，提升空调内机防熏蒸腐蚀和粉尘性能，实现空调控温更好地应用。

8 结束语

仓房空调控温智能化控制管理系统经实践考察取得了良好的效果，与我公司智能化通风、智能化气调、智能安防、智能出入库形成整体，推进了智能化粮库的建设。本套系统的投入使用，有效地解决了控温储粮期间无人看守的安全隐患、制冷失效、操作不灵活等问题，但空调控温智能化控制管理系统还需进一步推广和更长的时间来验证它的实用性和经济性。