小型冷库连续融霜的研究

发布时间：2017-06-10 08:20

  本文关键词：小型冷库连续融霜的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：制冷系统在运行时,当冷却设备进口处的湿空气温度低于相应压力下对应的饱和温度时,就会在冷表面结霜。结霜会使蒸发器的换热效率下降,制冷性能变差,因此必须将霜层去除。本文通过对目前几种常见的除霜方式进行比较后发现,由于热气连续融霜是利用热气的显热和潜热来进行除霜,具有明显的优势。连续融霜是制冷时两台蒸发器都进行制冷工作,融霜时一台用作蒸发器,需要融霜的作为冷凝器,两者交替工作,制冷蒸发器在一定程度上弥补了融霜蒸发器带来的热负荷,能够保证库内温度波动尽可能的小。因此本文所研究的热气连续除霜具有一定的实际价值。本文从理论上分析了霜的形成机理,几种常见的霜的理论模型,结霜后对制冷系统的影响。随着霜层的增厚,通过蒸发器前后端的风静压差会随之增大,基于压差理论,同时结合时间因素,提出了本文的除霜方法—时间压差联合智能控制。在负荷计算的基础上设计并制造了两个蒸发面积都为7.5m2冷风机作为实验中的冷却设备,完成了实验台的搭建工作。对整个实验台的电控进行了设计,以昆仑通泰MCGS为运行平台,三菱PLC为下位机,采用Modbus—RTU为通讯协议,以485和422为通讯方式,将各采集模块4AI4AO、PD3065-T、PD3065-PT100有序连接在一起,通过变频器能够实时控制压缩机的转动频率。结合控制系统对机组完成了查漏,保压,冲氟,调试运转等工作,保证了实验设备的正常运转,使实验操作简单易行。本文以变负荷作为理论指导,当低频除霜时,除霜时间长,频率特别低时融霜蒸发器出口温度较低,导致霜层不完全除尽。当高频除霜时,除霜时间短,会导致库温波动比较大,理论分析存在着最佳除霜频率。通过选取了50Hz和45Hz这两个融霜负荷作为研究对象,分别在库温-18℃和库温-12℃的工况下,通过实验,研究变负荷对除霜的影响作用。实验研究表明:热气融霜系统适用于冷藏库,且具有较高的融霜效率。在库温为-18℃时,45Hz除霜时,库温波动值比50Hz除霜减小1℃。在库温为-12℃时,45Hz除霜时,库温波动值比50Hz除霜时库温波动值减小0.7℃。通过实验数据,分析结霜对机组运行系统参数的影响,得出有关开始除霜和结束除霜的主要判据。融霜的控制时间与风压差的设定,回气管的温升密切相关。
【关键词】：冷库 连续融霜 MCGS 自动控制
【学位授予单位】：天津商业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB657.1
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 研究的背景10
• 1.2 除霜国内外发展现状10-14
• 1.2.1 结霜机理的研究10-11
• 1.2.2 融霜方法的研究11-12
• 1.2.3 除霜控制方法的研究12-14
• 1.3 本文研究的研究思路14
• 1.4 本章小结14-15
• 第二章 结霜理论分析及除霜依据15-25
• 2.1 结霜理论分析15-17
• 2.1.1 霜的形成过程15
• 2.1.2 霜层的结构15-17
• 2.2 霜的物性参数17-19
• 2.2.1 霜层密度17-18
• 2.2.2 霜的导热系数18-19
• 2.3 影响结霜因素19-21
• 2.3.1 蒸发器结构对结霜的影响19-20
• 2.3.2 外界环境对蒸发器结霜的影响20-21
• 2.4 结霜对换热器性能的影响21-24
• 2.4.1 结霜对传热系数的影响21-23
• 2.4.2 结霜对换热效率的影响23
• 2.4.3 结霜对蒸发器前后压降的影响23-24
• 2.5 本章小结24-25
• 第三章 连续融霜系统的设计与实验台搭建25-40
• 3.1 连续融霜实验的原理25-26
• 3.2 库房耗冷量的计算26-29
• 3.3 冷库制冷负荷的计算29-30
• 3.4 制冷系统机器设备的选型计算30-32
• 3.4.1 制冷压缩机30
• 3.4.2 节流阀的选型30-31
• 3.4.3 管径的计算31-32
• 3.5 连续融霜蒸发器的设计计算32-39
• 3.5.1 冷风机的结构设计32-33
• 3.5.2 连续融霜蒸发器传热计算33-36
• 3.5.3 制冷剂流动过程压降36-38
• 3.5.4 空气流动阻力38-39
• 3.5.5 冷风机参数39
• 3.6 实验台搭建39-40
• 第四章 连续融霜控制系统的设计40-63
• 4.1 PLC—可编程控制逻辑器40-42
• 4.1.1 PLC的特点40
• 4.1.2 PLC的基本结构40-41
• 4.1.3 PLC工作原理41
• 4.1.4 PLC的选型41-42
• 4.2 MCGS组态软件42-43
• 4.2.1 MCGS软件软件构成42-43
• 4.2.2 MCGS 组态软件的功能和特点43
• 4.2.3 MCGS实时数据库43
• 4.3 变频器43-47
• 4.3.1 变频调速原理43-45
• 4.3.2 变频器选型45-47
• 4.4 采集模块47-49
• 4.4.1 温度采集模块PD3065—T47-48
• 4.4.2 温度采集模块PT-10048-49
• 4.5 其他设备49-50
• 4.6 Modbus通讯协议50-51
• 4.6.1 Moudbus协议通讯格式50
• 4.6.2 Modbus通讯协议的特点50-51
• 4.6.3 控制系统各设备之间的通讯协议51
• 4.7 控制系统电路图设计51
• 4.8 连续融霜MCGS的自动控制设计51-62
• 4.8.1 系统要求51-52
• 4.8.2 工程建立52
• 4.8.3 制作动画监控画面52-53
• 4.8.4 实时数据库的建立53-54
• 4.8.5 设备窗口连接54-55
• 4.8.6 编写控制流程55-58
• 4.8.7 脚本函数的编写58-62
• 4.9 本章小结62-63
• 第五章 连续融霜的研究与分析63-85
• 5.1 热电偶的标定与布置63-64
• 5.1.1 热电偶的标定63
• 5.1.2 温度测点的布置63-64
• 5.2 漏冷实验64-65
• 5.3 最佳除霜频率存在性证明65-68
• 5.4 结霜实验68-69
• 5.4.1 冷库降温过程68
• 5.4.2 库温维持阶段68-69
• 5.5 库温为-18℃的连续融霜实验69-75
• 5.6 库温-18℃，冷库温度回升实验与融霜时间的分析75-78
• 5.7 库温为-12℃连续融霜的实验78-81
• 5.8 库温-12℃，冷库温度回升实验与融霜时间的分析81-83
• 5.9 融霜退出点策略的制定83-84
• 5.10 本章小结84-85
• 第六章 结论与展望85-87
• 6.1 总结85
• 6.2 展望85-87
• 参考文献87-90
• 附录 190-91
• 附录 291-92
• 附录 392-93
• 致谢93-94

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