一种防止发酵罐降温结冰的温控系统的制作方法

1.本发明涉及一种温控系统，具体为一种防止发酵罐降温结冰的温控系统，属于啤酒酿造技术领域。


背景技术：

2.啤酒发酵是在一定的温度下进行的，发酵过程中酵母代谢会产生大量的热量使发酵液温度上升，这时需要开启制冷系统，将多余的热量带走，从而保持发酵液温度恒定，当发酵液温度达到发酵温度时，制冷系统要停止工作，否则温度会降得过低，也不利于发酵。
3.啤酒发酵有几个温度段，最简单的一种是在20℃左右发酵，发酵结束后，要将发酵液温度降至2
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3℃冷贮，当发酵液从20℃向2
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3℃降温时，由于制冷机连续工作，缠绕在内壁外侧的铜管温度会达到
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5℃以下，传感器感知的温度是罐体直径三分之一点位置的温度，该点的温度与罐壁的温度有较大的温差，正是由于这个温差的存在，才形成了温度梯度，通过热的对流传递，使罐中心部位的发酵液温度逐步降下来。啤酒的冰点约在
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1.5℃，当发酵液感知的温度在5℃以上时，靠近罐壁那部分发酵液的温度也会在
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1.5℃以上，这时不会有任何问题，当发酵液感知温度到5℃以下时，罐壁部分的发酵液温度可能已经达到
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1.5℃，由于热的对流传递是需要时间的，靠近罐壁部分的发酵液不能及时将冷量传递出去，而铜管还在持续传递冷量，这时，这部分的发酵液温度会继续下降，当温度低于
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1.5℃时，就会结冰。这种局部过冷结冰的现象是现有技术存在的一个明显缺陷。


技术实现要素：

4.本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种防止发酵罐降温结冰的温控系统。
5.本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一一种防止发酵罐降温结冰的温控系统，包括：控制面板，控制面板用于人机交互，通过控制面板对控制模块进行操控，进而对其他组件进行操控；控制模块，控制模块包括四个plc组件，控制模块用于接收处理温度检测组件的数据，并进行处理，控制模块同时控制制冷组件的工作；温度检测组件，温度检测组件包括多个温度传感器，温度传感器用于采集发酵罐的外壁温度；制冷组件，制冷组件包括制冷继电器和压缩机，制冷继电器用于压缩机和控制模块的连接，压缩机用于发酵罐的内部制冷；发酵罐，发酵罐用于酿造啤酒。
6.优选的，所述控制面板正面的一侧设置有停机指示灯，所述停机指示灯的下方设置有制冷指示灯，所述制冷指示灯的下方设置有制热指示灯，所述制热指示灯的一侧设置有锁定指示灯，所述控制面板正面的另一侧设置有上调按键，所述上调按键的下方设置有
功能设定按键，所述功能设定按键的下方设置有下调按键，所述上调按键的一侧设置有解锁按键，所述解锁按键的下方设置有冷热转换按键，所述冷热转换按键的下方设置有剩余时间按键，所述解锁按键的一侧设置有低温限制指示灯，所述低温限制指示灯的上方设置有设定温度指示灯，所述低温限制指示灯的下方设置有高温限制指示灯，所述高温限制指示灯的下方设置有运行时间指示灯，所述运行时间指示灯的下方设置有停止时间指示灯，所述停止时间指示灯的下方设置有回差温度指示灯，所述设定温度指示灯的一侧设置有现时温度显示屏，所述高温限制指示灯的一侧设置有设定温度显示屏。
7.优选的，s1：控制模块读取温度传感器的数据，判断温度是否小于等于五摄氏度；若是，进一步判断温度是否小于等于设定温度；若否，制冷继电器继续接通，空压机继续向发酵罐内部制冷，然后继续读取温度传感器的数据，判断温度是否小于等于五摄氏度；s2：控制模块进一步判断温度是否小于等于设定温度；若是，断开制冷继电器，压缩机停止制冷；若否，进一步判断温度是否已达到过设定温度。
8.优选的，s3：控制模块进一步判断温度是否已达到过设定温度；若是，则进一步判断现时温度是否大于等于设定温度与回差温度的和；若否，则进一步判断温度是否第一次进入五摄氏度。
9.优选的，s31：控制模块进一步判断现时温度是否大于等于设定温度与回差温度的和；若是，则进一步判断延时时间是否达到；若否，则重新判断现时温度是否大于等于设定温度与回差温度的和s311：控制模块进一步判断延时时间是否达到；若是，控制模块接通制冷继电器，空压机继续制冷；若否，则重新判断延时时间是否达到。
10.优选的，s32：控制模块判断温度是否第一次进入五摄氏度；若是，控制模块断开制冷继电器，清除第一次进入五摄氏度标志，进一步判断是否延时九十分钟；若否，控制模块进一步判断制冷继电器是否接通；s321：控制模块进一步判断制冷继电器是否接通；若是，控制模块进一步判断是否延时六十分钟；若否，控制模块进一步判断是否延时九十分钟；s322：控制模块判断是否延时六十分钟；若是，控制模块停止制冷继电器，压缩机停止制冷，进一步判断是否延时九十分钟；若否，则重新判断是否延时六十分钟。
11.优选的，s33：控制模块判断是否延时九十分钟；若是，控制模块接通制冷继电器，压缩机重新工作；若否，则重新判断是否延时九十分钟。
12.优选的，s0：在发酵罐内部的发酵液显示温度五摄氏度之前，控制模块通过温度传
感器采集发酵罐内部的发酵液温度，判断温度是否大于等于高温上限；若是，启动制冷继电器，对发酵罐进行降温，然后进一步判断温度是否小于等于高温下限；若否，则进一步判断制冷继电器是否开启；s01：控制模块判断制冷继电器是否开启；若是，则进一步判断温度是否小于等于高温下限；若否，则进一步判断温度是否小于等于低温上限；s02：控制模块判断温度是否小于等于高温下限；若是，断开制冷继电器；若否，继续制冷，重新判断温度是否小于等于高温下限。
13.优选的，s011：控制模块判断温度是否小于等于低温上限；若是，启动加热器，对发酵罐进行加热，然后进一步判断温度是否大于等于低温下限；若否，进一步判断是否启动加热器；s012：控制模块判断是否启动加热器；若是，则进一步判断温度是否大于等于低温下限；若否，则重新判断温度是否小于等于低温上限；s013：控制模块判断温度是否大于等于低温下限；若是，关闭加热器，停止加热；若否，重新判断温度是否大于等于低温下限。
14.本发明的有益效果是：其一、本发明当发酵液温度降低至五摄氏度以后，控制模块给制冷继电器和压缩机发出指令，停止运行九十分钟，然后再自动开启六十分钟，随后按这个时间“停止－运行－停止－运行
……”
不断循环下去，直至温度达到二到三摄氏度，在这个过程中，运行六十分钟后靠罐壁的那部分发酵液温度降低，这时空压机停止运行，罐中心发酵液与罐壁部分发酵液进行热传递，经过九十分钟的平衡，罐中心发酵液与罐壁部分发酵液温度基本相等，再开启制冷机拉温，就不会出现局部过冷的现象，因而也就不会发酵液结冰的现象。
15.其二、本发明利用控制面板和控制模块进行交互，通过控制面板对控制模块内部的控制模块程序的运行作出实时监控，方便对发酵罐的内部情况作出检测，进而提高发酵罐的发酵效率。
附图说明
16.图1为本发明工作模块图结构示意图；图2为本发明整体工作流程编程逻辑流程图；图3为现有温控系统编程逻辑流程图；图4为本发明控制面板结构示意图。
17.图中：1、停机指示灯；2、制冷指示灯；3、制热指示灯；4、锁定指示灯；5、现时温度显示屏；6、设定温度显示屏；7、设定温度指示灯；8、低温限制指示灯；9、高温限制指示灯；10、运行时间指示灯；11、停止时间指示灯；12、回差温度指示灯；13、解锁按键；14、上调按键；
15、冷热转换按键；16、功能设定按键；17、下调按键；18、剩余时间按键。
具体实施方式
18.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。
19.请参阅图1
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4所示，一种防止发酵罐降温结冰的温控系统，包括：控制面板，控制面板用于人机交互，通过控制面板对控制模块进行操控，进而对其他组件进行操控；控制模块，控制模块包括四个plc组件，控制模块用于接收处理温度检测组件的数据，并进行处理，控制模块同时控制制冷组件的工作；温度检测组件，温度检测组件包括多个温度传感器，温度传感器用于采集发酵罐的外壁温度；制冷组件，制冷组件包括制冷继电器和压缩机，制冷继电器用于压缩机和控制模块的连接，压缩机用于发酵罐的内部制冷；发酵罐，发酵罐用于酿造啤酒。
20.作为本发明的一种技术优化方案，s0：在发酵罐内部的发酵液显示温度五摄氏度之前，控制模块通过温度传感器采集发酵罐内部的发酵液温度，判断温度是否大于等于高温上限；若是，启动制冷继电器，对发酵罐进行降温，然后进一步判断温度是否小于等于高温下限；若否，则进一步判断制冷继电器是否开启；s01：控制模块判断制冷继电器是否开启；若是，则进一步判断温度是否小于等于高温下限；若否，则进一步判断温度是否小于等于低温上限；s02：控制模块判断温度是否小于等于高温下限；若是，断开制冷继电器；若否，继续制冷，重新判断温度是否小于等于高温下限。
21.作为本发明的一种技术优化方案，s011：控制模块判断温度是否小于等于低温上限；若是，启动加热器，对发酵罐进行加热，然后进一步判断温度是否大于等于低温下限；若否，进一步判断是否启动加热器；s012：控制模块判断是否启动加热器；若是，则进一步判断温度是否大于等于低温下限；若否，则重新判断温度是否小于等于低温上限；s013：控制模块判断温度是否大于等于低温下限；若是，关闭加热器，停止加热；
若否，重新判断温度是否大于等于低温下限。
22.作为本发明的一种技术优化方案，s1：控制模块读取温度传感器的数据，判断温度是否小于等于五摄氏度；若是，进一步判断温度是否小于等于设定温度；若否，制冷继电器继续接通，空压机继续向发酵罐内部制冷，然后继续读取温度传感器的数据，判断温度是否小于等于五摄氏度；s2：控制模块进一步判断温度是否小于等于设定温度；若是，断开制冷继电器，压缩机停止制冷；若否，进一步判断温度是否已达到过设定温度。
23.作为本发明的一种技术优化方案，s3：控制模块进一步判断温度是否已达到过设定温度；若是，则进一步判断现时温度是否大于等于设定温度与回差温度的和；若否，则进一步判断温度是否第一次进入五摄氏度。
24.s31：控制模块进一步判断现时温度是否大于等于设定温度与回差温度的和；若是，则进一步判断延时时间是否达到；若否，则重新判断现时温度是否大于等于设定温度与回差温度的和s311：控制模块进一步判断延时时间是否达到；若是，控制模块接通制冷继电器，空压机继续制冷；若否，则重新判断延时时间是否达到。
25.作为本发明的一种技术优化方案，s32：控制模块判断温度是否第一次进入五摄氏度；若是，控制模块断开制冷继电器，清除第一次进入五摄氏度标志，进一步判断是否延时九十分钟；若否，控制模块进一步判断制冷继电器是否接通；s321：控制模块进一步判断制冷继电器是否接通；若是，控制模块进一步判断是否延时六十分钟；若否，控制模块进一步判断是否延时九十分钟；s322：控制模块判断是否延时六十分钟；若是，控制模块停止制冷继电器，压缩机停止制冷，进一步判断是否延时九十分钟；若否，则重新判断是否延时六十分钟。
26.作为本发明的一种技术优化方案，s33：控制模块判断是否延时九十分钟；若是，控制模块接通制冷继电器，压缩机重新工作；若否，则重新判断是否延时九十分钟。
27.作为本发明的一种技术优化方案，所述控制面板正面的一侧设置有停机指示灯1，所述停机指示灯1的下方设置有制冷指示灯2，所述制冷指示灯2的下方设置有制热指示灯3，所述制热指示灯3的一侧设置有锁定指示灯4，所述控制面板正面的另一侧设置有上调按键14，所述上调按键14的下方设置有功能设定按键16，所述功能设定按键16的下方设置有下调按键17，所述上调按键14的一侧设置有解锁按键13，所述解锁按键13的下方设置有冷
热转换按键15，所述冷热转换按键15的下方设置有剩余时间按键18，所述解锁按键13的一侧设置有低温限制指示灯8，所述低温限制指示灯8的上方设置有设定温度指示灯7，所述低温限制指示灯8的下方设置有高温限制指示灯9，所述高温限制指示灯9的下方设置有运行时间指示灯10，所述运行时间指示灯10的下方设置有停止时间指示灯11，所述停止时间指示灯11的下方设置有回差温度指示灯12，所述设定温度指示灯7的一侧设置有现时温度显示屏5，所述高温限制指示灯9的一侧设置有设定温度显示屏6。
28.作为本发明的一种技术优化方案，控制面板正面的指示灯和按键均设置有文字标识，在发酵罐内部的发酵液显示温度降低至五摄氏度之前，其降温方式与现有技术一样（参照图3和步骤s0），当发酵液温度降低至五摄氏度以后，控制模块给制冷继电器和压缩机发出指令，停止运行九十分钟，然后再自动开启六十分钟，随后按这个时间“停止－运行－停止－运行
……”
不断循环下去，直至温度达到二到三摄氏度（参照图2和步骤s1至s3）。
29.本发明在使用时请参照图1至图4；操作步骤一：按住“解锁按键13”键三十秒，锁定指示灯4熄灭，解除锁定状态，同时伴随蜂鸣响声；操作步骤二；按住“功能设定按键16”六秒以上至设定温度指示灯7亮起；操作步骤三；点按“功能设定按键16”，切换至低温限制指示灯8亮起；操作步骤四；点按“上调按键14”键或“下调按键17”将低温限制值调至0.0；操作步骤五；点按“功能设定16”键，切换至回差温度指示灯12亮起；操作步骤六；点按“上调按键14”键或“下调按键17”将低温限制值调至1.0；操作步骤七；点按“功能设定按键16”键，切换至设定温度指示灯7亮起；操作步骤八；点按“上调按键14”键或“下调按键17”将温度调至需要的发酵温度，如二十摄氏度；操作步骤九发酵结束后，重复上述操作步骤一至吧，将设定温度设置为二摄氏度即可。
30.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。