冰箱性能试验工况控制系统设计

摘要 本文是利用欧姆龙温度控制器和湿度控制器通过电气控制来对冰箱性能试验间的试验工况进行智能化监测、控制和管理，以便于更好的检测餐车电冰箱的性能和质量，针对检修规程的要求运行的工况，以便更好的测出检修冰箱的性能。为车间推出更高质量的产品提供保障。

关键词 温度控制器；湿度调节器

中图分类号 TP273文献标识码 A文章编号 1673-9671-(2012)101-0161-01

我公司在检修冰箱方面以前一直都是采用蒸汽采暖的方式对冰箱试验间进行加热以满足冰箱试验的工况需要，但是蒸汽采暖无论是从节能、可控性、稳定性都有很多的弊病。

本人根据几年来对空调机组性能试验工况的工艺设计及实践和对冰箱性能试验工况要求的研究学习，设计实施了一套简单的餐车冰箱试验工况自动调节系统。目的是为了稳定试验工况，通过试验工况的稳定提高检修餐车冰箱的各种性能试验的准确性以确保产品质量。

根据《铁标TB/T 2041-97铁路餐车电冰箱型式及技术条件》和《TB 2042-97铁路餐车电冰箱试验方法》的要求，模拟冰箱试验的工况，为技术人员提供分析问题的稳定的工况依据，以提高出厂冰箱的产品质量。本论文即针对温湿度工况系统作主要的研究，从而建立起实验与实践的桥梁。

《TB 2042-97铁路餐车电冰箱试验方法》对冰箱试验的工况作了如下要求：

1）温度。①测试储藏温度时环境温度33℃～45℃；②测试能量消耗时环境温度35℃±1℃；③所有其他试验按试验要求的规定温度进行。

2）湿度。除非另有规定相对湿度应保持在45%～75%之间。

另外，根据25K型客车A4修规程8.2.1.2中第4项冰箱性能试验须符合电冰箱处于自动控制状态，箱内温度应能从（43±2）℃降至-5℃。这就说明为了满足该实验要求环境温度要在尽量短的时间内能够达到（43±2）℃。

1 实验室简介

本设计的实验室主要是一间54平米的房间，墙上安装两台轴流风机（对开式保温门），轴流风机是为了在试验后通过空气的快速流动来使试验间迅速降温以便于操作者能够节省等待时间。

试验间安装了两台18Kw的电加热器和一台3 Kw的电加湿器。

这套系统采用欧姆龙温度控制器、湿度控制器相结合的方法，对实验间内冰箱运行的温、湿度工况进行调节。使列车冰箱能够在稳定的工况下运行及完成相关数据的采集以及对实验工况的适时监测等。实验结束后可以通过打开实验室门和启动轴流风机迅速的把热量散发掉以节省等待时间。

2 实验硬件的设计

本设计是在厂房现有的条件下增加用两台管式电加热器和一台特制的电加湿器。

2.1 电加热器设计

电加热器采用1.5 mm厚钢板焊接的加热箱，为了提高加热管的散热效果，在箱体的后面装了三台小轴流风机，加热管与通风机之间用钢板隔开使得空气由通风机外进入电热器箱内通过加热管加热以后成型流出电热箱，以确保电加热管都能够充分的散热，通过轻微的空气流动实现整个房间的温度平衡，经过实际试验我们测定了一个小时左右的时间就可以将试验间的温度从25℃升高到35℃。应该说从时间上可以满足试验要求，利用蒸汽升温有着严重的缺点就是无法使试验工况稳定在规定的范围内，且每天的蒸汽费用也比较高。而利用电采暖可以有效的控制试验间内的温度，使得冰箱性能试验更加真实，更能够准确的测出冰箱的性能。

2.2 电加湿器设计

电加湿器就是根据温水箱的原理设计的，最开始选择的是在商场里面买的负离子加湿器，由于功率小、加上工作环境的原因最终没有采用，而且鉴于试验间的实际情况我们选择了自行制作加湿器的方案。首先在进入加湿器之前的管路上加了一个球阀以便于维修加湿器，用不锈钢浮球控制加湿器内的水量，水箱根据连通器的原理设计成冷水和热水两个水腔，浮球在冷水腔内控制液位并负责加湿器的缺水控制，水箱上面开了一条蒸汽出口，使得加热后的水蒸汽可以飘到外面给房间加湿。

3 电气系统设计

3.1 总开关的启、停控制

控制柜内设三个主空断，一个控制部分的空断，用来对两台加热器、一台加湿器和电气部分的控制，采用分路控制便于

维修。

3.2 温度调节控制设计

根据试验间内PT100温度传感器来检测试验间内的温度。控制柜内选用的是欧姆龙E5AZ型温度控制器，借鉴于列车空调电气原理中自动控制部分来设计的。启动电源后温度的调节主要靠温度控制器针对传感器传回的信号控制两个接触器的吸合与断开来启动或者停止电热器的工作从而达到自动调节试验间内的温度的目的。

通风机采用的是断电延时设计，这种设计主要是为了在电加热管停止加热的时候通风机必须海的运行及分钟以保证加热管迅速散热。

3.3 湿度调节控制设计

根据试验间内湿度传感器来检测试验间内的湿度。控制柜内选用的是AXDFGR型湿度控制器，也是借鉴于列车空调电气原理中自动控制部分来设计的。启动电源后湿度的调节主要靠湿度控制器针对传感器传回的信号控制接触器的吸合与断开来启动或者停止电加湿器的工作从而达到自动调节试验间内的湿度的目的。

3.4 试验完后的散热考虑

当试验结束以后，为了使操作者能够尽快地进行下一步作业，我们设计了两台轴流风机，通过合上空断使得通风机运转来将试验间内的空气流动使得试验间内的温度尽快地下降节省了等待的时间，使得整个试验增加了人性化的一面。

通过电气控制实现了对试验间内温、湿度的调节控制，使得冰箱性能试验更加真实、准确、精密、快捷、可靠。可以节省很多的时间、人力和能源。

工况调节系统流程图如下：

4 结束语

鉴于当时公司蒸汽采暖达不到试验的要求，设计初衷只是对温、湿度进行自动控制，本人做了工况控制系统的工作，而且实现了自动控制的方式，提高了冰箱试验工况系统的稳定性，通过稳定的工况提高了试验结果的真实可靠性从而确保检修冰箱的产品质量，自使用以来比以前有了很大改观。

为了减少操作者在试验过程中频繁的进出试验间确保工况的稳定，冰箱压缩机电流的检测、冰箱工作时间的测定、冰箱的冷却速度和冰箱的工作系数等工作因为后来笔者的工作调动，这些后续工作被中断，但是也为以后车间完善试验设备奠定了基础。

参考文献

[1]TB 2041-97铁路餐车电冰箱型式及技术条件[J].

[2]TB 2042-97铁路餐车电冰箱试验方法[J].

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