低温实验冷库数据采集和控制系统设计

　　1 概述

　　冷库是在低温条件下保藏货物的建筑群,包括库房、压缩机房、变电室、配电室等建筑物。冷库是以人工制冷的方法,对易腐食物进行冷加工和冷藏的建筑物,用以最大限度保持食品原有质量,供调节淡旺季、保障市场供应、执行进出口任务和长期贮存之用。

　　一般意义上,按使用库温要求分有:高温冷库、低温冷库、超低温冷库、冷藏冷库、速冻冷库[1]。冷库用途非常广泛,新鲜海产品保存、蔬菜水果保鲜和医疗卫生事业等都要用到低温冷库。尤其是新鲜海产品和新鲜蔬菜水果的保鲜与人们的日常生活息息相关。

　　如在草莓的保存中,新鲜草莓清洗后,先用0. 05%高锰酸钾水溶液漂洗30秒~60秒,再用清水漂洗后沥去水分。要求冻品成块状的一定要摆放平整、紧实;要求冻品呈粒状的摆放不必紧实,以防结成块状,不易分散。待贮藏的草莓先在-35e~-40e速冻库中进行速冻,然后称重包装,再置于-18e的低温冷库中贮藏。如果冷库温度过高则没有达到保鲜的效果,而低于要求温度则会冻坏草莓,同样会遭受损失[2]。

　　在全国各地,这样的低温冷库很多,甚至有很多温度在-30e以下的超常温度的超低温冷库。不管是什么用途,要实现人工手动控制冷库的温度是一件浪费人力物力的事情,在计算机自动控制技术空前发展的今天,将其用于冷库制冷系统已被人们所接受。

　　VB语言是一种高级编程语言且用途广泛,有很好的群众基础。所以采用VB语言为已建的低温实验冷库开发一套测控系统。

　　2 冷库系统概况

　　该冷库是一座实验小型低温冷库,冷库库体采用200mm厚的聚氨酯成型库板装配而成,库房内容积为27. 5m3。为了实现冷库及其制冷系统的多项实验研究目标,该冷库实现了宽温区运行,可以满足不同的实验用途[3]。为此配备了三套循环系统:高温级为一台压缩机的R22单级循环,中温级为单机双级的R22双级压缩循环,低温级为R23的复叠循环;同时库内配备两台冷风机,满足不同温度区间的出风要求,并对融霜方式进行研究。该冷库可根据要求实现0~-20e,-20~-40e以及-40e以下温度区间。系统图见图1。

　　系统左端为低温级,右端为单级和单机双级的高、中温级循环。当其进行单级或双级压缩制冷循环时,电磁阀28打开, 27、29、32关闭,制冷剂从压缩机处经油分离器、四通换向阀、冷凝器、中冷器和高温级冷风机,再经四通换向阀、气液分离器回到压缩机。进行复叠制冷循环时,电磁阀29、32打开, 26、28关闭,从而使冷凝蒸发器切换为双级压缩的蒸发器,同时为低温级的冷凝器。

　　该冷库中配备于双级压缩系统的冷风机,除其自带的电加热用于电热融霜外,系统还增加了热泵运行的热气融霜。进行热泵融霜时,打开电磁阀27、28,关闭29、32,制冷剂通过四通换向阀直接通向蒸发器,依次经贮液桶、中冷器、冷凝器,再通过四通换向阀回到压缩机。