烟叶醇化库无线远程除湿系统的设计及分析

郭春雷 赵文涛 云杰 仇锦 王龙柱 张鑫

摘  要：为解决烟叶醇化库除湿系统缺乏设备状态的检测及反馈控制，有线系统存在磷化氢熏蒸杀虫严重腐蚀电线、布线复杂等问题，设计了一种烟叶醇化库无线远程除湿系统，该系统主要由移动除湿机、无线数据发送及接收终端、上位机及应用程序等构成，管理系统采用B/S架构。为了分析干球温度、相对湿度对除湿系统的影响，建立了系统理论循环热力计算模型，得出干球温度为25℃时，系统性能系数随相对湿度的减小陡然下降，相对湿度由85%变为55%时，系统性能系数减小25.04%;相对湿度为60%时，系统性能系数随干球温度的增加缓慢下降，干球温度由10℃变为40℃，系统性能系数减小5.35%。

关键词：无线;除湿;温湿度;性能系数;烟叶醇化库

中图分类号：TS441         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）34-0067-03

Abstract： In order to solve the problem that the dehumidification system of tobacco mellow storehouse lacks the detection and feedback control of equipment status， the wired system has the problems of phosphine fumigation， serious corrosion of wires， complex wiring and so on. A wireless remote dehumidification system of tobacco mellow storehouse is designed. The system is mainly composed of mobile dehumidifier， wireless data sending and receiving terminal， upper computer and application program. The management system adopts B/S architecture. In order to analyze the influence of dry bulb temperature and relative humidity on the dehumidification system， the theoretical cycle thermodynamic calculation model of the system is established. When the dry bulb temperature is 25 ℃， the performance coefficient of the dehumidification system decreases sharply with the decrease of relative humidity. When the relative humidity changes from 85% to 55%， cop decreases by 25.04%; when the relative humidity is 60%， the performance coefficient of the dehumidification system decreases with the change of the dry bulb temperature The dry bulb temperature changed from 10 ℃ to 40 ℃， cop decreased by 5.35%.

Keywords： wireless; dehumidification; temperature and humidity; coefficient of performance; tobacco aging storehouse

环境温湿度与仓储食品的醇化品质及细菌霉变变化息息相关[1]，因传统系统扩展性差、布线复杂，无线系统在各行业得到快速发展[2-3]，烟草行业无线系统近年也开始应用[4-5]，但只限于溫湿度的无线远程检测。传统烟叶醇化库除湿系统除湿机数量多、分布零散，除湿机是否工作、有无故障等信息需要大量人工进行排查确认;为解决烟叶醇化库除湿系统缺乏设备状态的检测及反馈控制，设计了一种烟叶醇化库无线远程除湿系统，以期减少人工并掌控数据，并避免磷化氢熏蒸杀虫腐蚀电线。

1 系统设计

1.1 系统架构

烟叶醇化库无线远程除湿系统主要由160台移动除湿机、工业级无线数据发送终端、无线数据接收终端、上位计算机（含服务、应用程序）等构成，系统用户管理系统采用B/S架构。系统架构图如图1所示。

除湿机和无线数据发送终端通过485通讯接口连接，无线数据发送终端安装在除湿机上与除湿机集成，如图2，由除湿机提供12V，1.25A电源;无线数据终端具备增益天线，传输距离可达12公里，楼内可透传10层;无线数据接收终端通过串口和上位机连接，从无线数据发送终端接收数据，形成无线网络。终端采用点对点双向通讯技术，分别布置于每台除湿机，楼宇顶部及上位机处，完成无线通讯，无需架设网关及交换机。

1.2 无线远程检测及控制

除湿机通过485通讯接口、Profibus通讯协议将数据传输到上位机，用户能在上位机上读取所有的160台移动立式除湿机的相关信息，包括烟叶醇化库的干球温度、相对湿度，除湿机的运行状态、故障信息等;并且能对所有接入系统的除湿机设备进行远程控制。系统在上位机设置所有接入系统的除湿机的控制策略、湿度报警阈值范围、除湿机的故障报警。系统通过Web程序，可以随时查看烟叶醇化库相对湿度报表、除湿机运行/停止状态。

2 系统理论循环热力计算模型

2.1 系统理论循环流程

除湿系统采用单级压缩，系统相应压焓图如图3所示。制冷剂R407c在系统不断进行循环，湿空气中的水分不断凝结，从而达到除湿的目的。

2.2 系统理论循环热力计算模型

系统理论循环模型假定如下：制冷剂与除湿前空气传热温差即蒸发器传热温差取10℃，过程4-1按照理论等压蒸发过程考虑，制冷剂按无过热度考虑;过程1-2按理论等熵效率0.7考虑;制冷剂与除湿后空气传热温差即冷凝器传热温差取14℃，过程2-3按照理论等压冷凝过程考虑，制冷剂按无过冷度考虑;过程3-4按照理论绝热等焓过程考虑。

系统理论循环热力计算模型如下：

3 结果与讨论

3.1 系统优点

烟叶醇化库无线远程除湿系统不仅可以无线远程检测烟叶醇化库的温湿度，而且无线远程检测所有除湿机的运行状态、故障信息，同时根据控制策略进行远程自动、手动控制，大大减少了人工，同时掌控数据信息。

最为普遍的熏蒸杀虫为磷化氢熏蒸殺虫，磷化氢对金属有剧烈腐蚀性。移动除湿机可以在烟叶醇化库熏蒸杀虫时移出库外，避免腐蚀设备，烟叶醇化库无线远程除湿系统成功避免了磷化氢熏蒸杀虫严重腐蚀电线问题。

3.2 相对湿度对除湿系统性能系数的影响

干球温度为25℃的湿空气，在不同相对湿度下，除湿系统性能系数随相对湿度变化如图4所示，除湿系统性能系数随相对湿度的减小陡然下降，相对湿度由85%变为55%时，除湿系统性能系数减小25.04%，由此可见，相对湿度对除湿系统性能系数的影响较大。

3.3 干球温度对除湿系统性能系数的影响

相对湿度为60%的湿空气，在不同干球温度下，除湿系统性能系数随干球温度变化如图5所示，除湿系统性能系数随干球温度的增加缓慢下降，干球温度由10℃变为40℃，除湿系统性能系数减小5.35%，由此可见，干球温度对除湿系统性能系数的影响较小。

4 结束语

设计了一种烟叶醇化库无线远程除湿系统，该系统主要由移动除湿机、无线数据发送及接收终端、上位机及应用程序等构成，管理系统采用B/S架构，得到以下结论。

（1）新系统解决了烟叶醇化库除湿系统缺乏设备状态的检测及反馈控制，从而减少人工并掌控数据;同时成功避免了磷化氢熏蒸杀虫严重腐蚀电线、布线复杂等问题。

（2）建立了烟叶醇化库无线远程除湿系统理论循环热力计算模型，分析了干球温度、相对湿度对除湿系统的影响。

参考文献：

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[3]马静.基于Zigbee无线网络智能家居系统的设计与实现[J].科技创新与应用，2017（04）：34-35.

[4]张宏祥.卷烟生产过程无线温湿度监测系统的设计与实现[D].重庆：重庆大学，2017.

[5]曲豪，朱晓珺，刘国颖.基于ZigBee无线通信的烤房控制仪的设计与实现[J].电子测量技术，2019，42（05）：99-103.