一种低温型恒温恒湿冷库机组控制系统的制作方法

1.本发明涉及一种低温型恒温恒湿冷库机组控制系统，属于冷库机组控制系统。


背景技术：

2.冷库主要用于食品，药品，机械，电子产品的冷冻加工及冷藏，它通过人工制冷，使室内保持一定的低温；随着经济的发展冷藏库的建设越来越多，冷库除霜技术不断的完善，并提高换热效率，除霜技术和制冷技术的优劣直接影响到设备的制冷能力、食品质量等。科研人员和企业不断技术进步从提高制冷装置的传热效率、保证其高效运行、投资少、节能的等方面对冷库进行了不断的改进。
3.目前，常规的低温型恒温恒湿冷库系统由：冷库室内空气循环系统、低温制冷机组系统、转轮除湿机组系统组成；有如下问题：1）转轮除湿机组系统较复杂，体积大，风管较多，需占用较多的机房面积；2）转轮除湿机组的辅热需求大，电加热管的能耗高，需消耗大量的能耗；3）制冷除霜及转轮除湿机组的辅热均采用电加热管，且长时间运行容易因线路老化引起火灾，有较大的安全隐患；4）转轮除湿机组要备用系统的话，投资成本成倍增加；5）转轮除湿机组主耗材较贵，订货周期长，保养难度大，保养时间久。


技术实现要素：

4.本发明解决现有技术中冷库制冷除湿系统和冷库机组使用寿命不足、零部件易损坏且不易维修、防火安全系数较低的问题，设计了本发明的低温型恒温恒湿冷库机组，通过将室内多余水分在表冷器表面凝结成霜，再通过热水除霜最终实现将室内多余水分带出室内、控制室内的湿度的目的。通过热泵取代电加热，简化冷库中的零部件，将更多的控温部件设置到室外提高的冷库内的防火等级及安全性，方便于维修，并且控温的部件采用加热换热器和表冷器，其具有结构简单、使用寿命长的特点，从而能够提升整体冷库机组的使用寿命。通过对制冷室外机进行余热回收，提高了本发明在运行过程中的能效比，降低用户的运行成本。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种低温型恒温恒湿冷库机组控制系统,包括：空气循环系统，该空气循环系统包括有设置于冷库室内的空气管道，空气管道的进风口和出风口均连通冷库的室内空间，该空气管道分为表冷段、加热段和风机段，表冷段用于空气降温，加热段位于表冷段的出风侧并用于空气加热控温，在风机段内设置有用于空气循环的风机；制冷系统，所述制冷系统包括表冷器、冷媒管路和室外机，表冷器设置于表冷段中并用于空气降温，室外机设置于冷库室外并用于散热，冷媒管路连接于室外机与表冷器之间并用于两者之间的换热。
6.乙二醇加热系统，所述乙二醇加热系统包括加热换热管、加热介质箱、加热输入管路和加热返回管路；加热输入管路和加热返回管路连接于加热换热管与加热介质箱之间；
在加热输入管路上先后设置有余热换热器、空气能热泵和加热比例积分阀；加热换热管设置于加热段内并用于空气加热；余热换热器设置于室外机内用于余热回收，空气能热泵用于加热输入管路的加热；除霜系统，所述除霜系统包括除霜喷淋器、除霜介质箱、除霜进水管路和除霜回水管路；除霜进水管路和除霜回水管路连接于除霜换热管与除霜介质箱之间；在除霜进水管路上先后设置有除霜换热器和除霜比例积分阀；除霜换热管与加热输入管路相连并用于除霜进水管路内的介质加热；除霜喷淋器设置于表冷段内并用于对表冷器表面进行喷淋除霜；温湿度传感系统，包括室内温湿度探头、表冷段温度探头、加热段温度探头、加热水温传感器和除霜水温传感器；表冷段温度探头设置于表冷器上；加热段温度探头设置于加热换热器出风侧；加热水温传感器设置于加热介质箱内；除霜水温传感器设置于除霜进水管路上；plc控制系统，所述plc控制系统分别电连接温湿度传感系统并反馈控制空气循环系统、制冷系统、乙二醇加热系统 和除霜系统。
7.可选的，在加热输入管路上还设置有余热控制阀和加热循环泵，余热控制阀连接在余热换热器的进水侧，加热循环泵连接在加热介质箱的出水侧，plc控制系统连接并控制该余热控制阀和加热循环泵。
8.可选的, 除霜换热器包括有吸热通道和放热通道，所述放热通道的两端分别连接到加热输入管路和加热返回管路上，所述吸热通道的两端分别连接到除霜回水管路和除霜进水管路上。
9.可选的, 放热通道的进水侧通过除霜介质控温阀连接到加热输入管路上；plc控制系统连接并控制该除霜介质控温阀的打开程度。
10.可选的,在除霜介质箱的出口处设置有除霜循环泵，plc控制系统连接并控制该除霜循环泵的启停。
11.可选的, 所述plc控制系统分别电连接室内温湿度探头、表冷段温度探头、加热段温度探头、加热水温传感器和除霜水温传感器、加热器防泄漏保护开关和空气循环系统防泄漏保护开关并反馈控制室内循环风机（13）、室外机（23）、加热循环泵（32）、空气能热泵（36）、加热比例积分阀和除霜介质加热比例积分阀。
12.可选的, 表冷器的除霜时间通过plc设定定时控制；到达除霜时间后，plc控制系统开启除霜循环泵（44）和打开除霜比例积分阀（41），对表冷器进行除霜，plc控制系统设置双cpu，当主用cup故障时，系统会自动切换至备用cpu，保障系统正常运行；plc控制系统设置双电源，当主用电源断电时，控制系统会自动切换至备用电源供电，保障系统正常运行。
13.可选的, 所述冷库机组控制系统包括有两个以上的空气循环系统，每个空气循环系统均设置有一个制冷系统；乙二醇加热系统具有两个余热换热器和两个空气能热泵；两个余热换热器分别设置在两个制冷系统的室外机处，且两个余热换热器相互并列；两个空气能热泵相互并列且置于冷库室外。
14.可选的, 乙二醇加热系统的余热换热器、空气能热泵、加热比例积分阀和加热介质箱均设置于冷库室外；除霜系统的除霜换热器、除霜介质箱和除霜比例积分阀及除霜介质控温阀均设置在冷库室外。
15.可选的,该冷库机组控制系统还包括有设备保护系统，该设备保护系统包括有加热器水位探头、空气通道水位探头和室外机高低压保护开关；在加热段的正下方设置有子防水托盘，加热器水位探头设置该子防水托盘内；在空气管道的下方设置有总防水托盘，空气通道水位探头设置于该总防水托盘内；任意一个液位超出设定值时，室内循环系统会停止运行，并通过plc控制系统发出报警信号，提醒相关人员检修；室外机高低压保护开关设置在室外机（23）内，当检测到室外机的压缩机运行出现高压或者低压时，室外机（23）会停止运行，并通过plc控制系统发出报警信号，提醒相关人员检修。
16.本发明的有益效果为：1、本方案中通过让空气中多余的水分在表冷器表面凝结的除湿方式，取代了现有技术中采用转轮除湿机除湿的方式，通过让空气中多余的水分在表冷器表面凝结的除湿方式，取代了现有技术中采用转轮除湿机除湿的方式，解决现有技术中冷库制冷除湿系统和冷库机组使用寿命不足、零部件易损坏且不易维修的问题，通过简化冷库中的零部件，将更多的控温部件设置到室外，从而方便于维修，并且由于位于冷库内用于控温的部件采用加热换热管和表冷器，其具有结构简单、使用寿命长的特点，从而能够提升整体冷库机组的使用寿命；2、本方案中的加热热源均为增压加热的方式，而不直接使用电热的方式，并且热量的流转均采用换热器结构，不仅能够充分的对余热和空气热能进行利用，提高冷库的能效并降低用户的运行费用，还能够避免电加热器这类易损件在冷库系统中的使用，避免因电加热器件的故障对冷库系统使用寿命和使用可靠性的影响并提高了冷库的防火安全系数；3、本方案中的除霜换热器能够将乙二醇加热系统中的热量换热直接换热到除霜系统中，并且不增加其他多余的热源，从而进一步避免电加热器的使用，并且在表冷段中，直接使用介质喷淋的方式进行除霜；4、本方案中不采用对水箱内的水进行加热的方式，而采用空气热能泵这种实时加热的方式能够有效的避免了热能储存过程中的遗散，从而充分利用保证热量的充分利用，同时增加控温的实时性，其乙二醇加热系统可以通过空气能热泵的功率调节水的温度；此外，本方案也不采用电加热器直接加热空气管道中的加热段，避免加热器这类电器电路造成的火灾，同时也避免温差频繁变化对加热器这类易损元件的伤害。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为低温型恒温恒湿冷库机组管路结构图；图2为低温型恒温恒湿冷库机组连接细节结构图；图3为冷库机组管路系统增加备用设备后的管路图；图4为空气管道中的两个防水托盘的位置结构图。
19.附图标记：1
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空气循环系统，11
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表冷段，12
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加热段，13
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风机段，14
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空气管道，15
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子防水托盘,16
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总防水托盘，2
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制冷系统，21
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表冷器，22
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冷媒管路，23
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室外机，3
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乙二醇加热系统，31
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加热介质箱，32
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加热循环泵，33
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余热控制阀，34
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加热输入管路，35
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余热换热器，36
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空气能热泵，37
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加热比例积分阀，38
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加热返回管路，39
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加热换热管，4
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除霜系统，41
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除霜比例积分阀，42
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除霜喷淋器，43
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除霜介质箱，44
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除霜循环泵，45
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除霜换热器，46
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除霜回水管路，47
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除霜介质控温阀。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.实施例1如附图1
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4所示，本实施例设计了一种低温型恒温恒湿冷库机组控制系统，包括空气循环系统1、乙二醇加热系统3、制冷系统2、除霜系统4、温湿度传感系统和plc控制系统。
22.空气循环系统1包括有空气管道14和冷库的室内空间，该空气管道14设置于冷库室内，且其进风口和出风口均连通冷库的室内空间；沿空气的输送方向，该空气管道14可以分为表冷段11、加热段12和风机段13，表冷段11用于空气降温，加热段12位于表冷段11的出风侧并用于空气加热控温，在风机段13内设置有用于空气循环的风机。
23.制冷系统2包括表冷器21、冷媒管路22和室外机23，表冷器21设置于表冷段11中并用于空气降温，室外机23设置于冷库室外并用于散热，冷媒管路22连接于室外机23与表冷器21之间并用于两者之间的换热。
24.乙二醇加热系统3包括加热换热管39、加热介质箱31、加热输入管路34和加热返回管路38；加热换热管39设置于加热段12内并用于空气加热；加热输入管路34连接于加热介质箱31与加热换热管39之间，在加热输入管路34上先后连接有加热循环泵32、余热控制阀33、余热换热器35、空气能热泵36、空气能热泵36和加热比例积分阀37。加热返回管路38连接于加热介质箱31与加热换热管39之间并用于回水。空气能热泵36用于水的加热，加热循环泵32用于水的循环；余热换热器35设置于室外机23内并用于回收室外机23的余热，余热控制阀33连接在余热换热器35的进水侧，加热循环泵32连接在加热介质箱31的出水侧。乙二醇加热系统3中的介质可以为浓度为25%的乙二醇。
25.除霜系统4包括除霜喷淋器42、除霜介质箱43、除霜进水管路和除霜回水管路46；除霜进水管路和除霜回水管路46连接于除霜换热管与除霜介质箱43之间；在除霜进水管路上先后设置有除霜循环泵44、除霜换热器45和除霜比例积分阀41；除霜换热管与加热输入管路34相连并用于除霜进水管路内的介质加热；除霜喷淋器42设置于表冷段11处，并用于对表冷器21表面进行喷淋除霜。
26.除霜换热器45包括有吸热通道和放热通道，所述放热通道的两端分别连接到加热输入管路34和加热返回管路38上，所述吸热通道的两端分别连接到除霜回水管路46和除霜进水管路上；放热通道的进水侧通过除霜介质控温阀47连接到加热输入管路34上；plc控制系统连接并控制该除霜介质控温阀47的打开程度。
27.在除霜介质箱43的出口处设置有除霜循环泵44，plc控制系统连接并控制该除霜
循环泵44的启停。
28.温湿度传感系统，包括室内温湿度探头、出风侧温湿度探头、第一水温传感器和第二水温传感器；室内温湿度探头设置于冷库室内并用于检测冷库室内温湿度；出风侧温湿度探头设置于风机段13内且位于风机的出风侧，该；出风侧温湿度探头用于检测空气管道14的送风温湿度；第一水温传感器设置于加热比例积分阀37的进水侧用于检测该加热比例积分阀37的进水温度；第二水温传感器设置于除霜比例积分阀41的进水侧用于检测该加热除霜比例积分阀41的进水温度。
29.plc控制系统分别电连接室内温湿度探头、表冷段温度探头、加热段温度探头、加热水温传感器和除霜水温传感器、加热器防泄漏保护开关和空气循环系统防泄漏保护开关并反馈控制室内循环风机（13）、室外机（23）、加热循环泵（32）、空气能热泵（36）、加热比例积分阀和除霜介质加热比例积分阀；表冷器的除霜时间通过plc设定定时控制；到达除霜时间后，plc控制系统开启除霜循环泵（44）和打开除霜比例积分阀（41），对表冷器进行除霜，plc控制系统设置双cpu，当主用cup故障时，系统会自动切换至备用cpu，保障系统正常运行；plc控制系统设置双电源，当主用电源断电时，控制系统会自动切换至备用电源供电，保障系统正常运行。
30.plc控制系统通信连接后端控制台，所述后端控制台能够向plc控制系统发送参数设置指令。
31.参数设置指令包括时间设置指令和温度控制指令；温度控制指令包括送风温湿度、除霜温度、室内温湿度和加热温度；plc控制系统根据温度控制指令控制热比例积分阀、除霜比例积分阀41或除霜介质控温阀47的开度；时间设置指令包括定时动作、计时或延时动作等指令。
32.实施例2如图2
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4所示，在实施例1的结构基础上，一种低温型恒温恒湿冷库机组控制系统，包括有两个以上的空气循环系统1，每个空气循环系统1均设置有一个制冷系统2；乙二醇加热系统3设置有两个并列的加热循环泵32，两个并列的余热换热器35，两个余热换热器35分别设置在两个制冷系统2的室外机23处；两个并列的空气能热泵36置于冷库室外。除霜系统4采用两个并列的除霜循环泵44，除霜系统4的除霜换热器45、除霜介质箱43和除霜比例积分阀41及除霜介质控温阀47均设置在冷库室外。两个余热换热器35和两个空气能热泵36分别并列的方式，提高了设备的容错率，并且由于换热器均具有换热速度的上限，此时和循环泵均具有运行上限，因此可以另一个换热器达到上限，并利用另一个作为温湿度调节的主要参数，从而降低非电加热的冷库机组的温度控制难度。
33.该冷库机组控制系统还包括有设备保护系统，该设备保护系统包括有加热器水位探头、空气通道水位探头和室外机高低压保护开关；在加热段的正下方设置有子防水托盘15，加热器水位探头设置该子防水托盘15内；在空气管道的下方设置有总防水托盘16，空气通道水位探头设置于该总防水托盘16内；任意一个液位超出设定值时，室内循环系统会停止运行，并通过plc控制系统发出报警信号，提醒相关人员检修；室外机高低压保护开关设置在室外机（23）内，当检测到室外机的压缩机运行出现高压或者低压时，室外机（23）会停止运行，并通过plc控制系统发出报警信号，提醒相关人员检修。
34.上述实施例仅仅是为了清楚的说明所做的举例，而并非对实施方式的限定；对于
所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围内。