Типовые схемы автоматизации холодильных установок провизионных камер.

Провизионные холодильные уста­новки имеют высокую степень авто­матизации, которая объединяет ра­боту различных приборов автома­тики. Особенности автоматизации определяются типом компрессора и способом изменения его холодопроизводительности, конструктив­ным исполнением испарителя и кон­денсатора.

Установка с раздельными контурами охлаждения: контуром охлаждения провизионных камер с плюсовыми температурами и кон­туром охлаждения с минусовыми температурами хранения (рис. 5.36.).

Каждая группа помещений обслуживается отдельным компрессором со всем необходимым оборудованием и контрольно-измерительными при­борами. Предусмотрены перемычки, соединяющие нагнетательные и вса­сывающие магистрали и обеспечи­вающие работу всей холодильной установки от одного из двух ком­прессоров либо от резервного (на схеме не показан). Появление по­добных типов установок обычно связано с увеличением числа провизионных камер (до восьми) и дает воз­можность настраивать на оптималь­ный режим работы каждого кон­тура, а следовательно, повышать эффективность функционирования всей установки.

Работой компрессора управля­ют два реле низкого давления, регулирующие давление на всасывании компрессора. РНД1 осу­ществляет «пуск-остановку» ком­прессоров KM1, KM2, РНД2 — изменяет его холодопроизводительность путем отключения цилиндра или группы цилиндров. Пары хладаген­та, от которых масло отводится в маслоотделителе МО, нагнетаются в конденсатор КД. На трубопроводе подвода охлаж­дающей воды установлен водорегулятор ВР, который поддерживает постоянное давление конденсации, изменяя расход забортной воды через конденсатор в зависимости от ее температуры. Жидкий хлад­агент, пройдя открытый соленоидный вентиль СВ, дросселируется в ТРВ и кипит в испарителе И, отбирая теплоту из охлаждаемой камеры. Образующиеся пары хладагента с перегревом, обусловленным на­стройкой ТРВ, поступают во всасы­вающую магистраль компрессора. Если одна из камер, входя­щих в данный контур охлаждения, имеет значительно более высокую температуру, чем другие, на выходе из нее устанавливают регулятор давления кипения «до себя» Р_ГД.

Рис. 5.36. Принципиальная схема автоматизированной холодильной установки провизионных камер с раздельными контурами охлаждения.

Его назначение — поднять давление кипения в испа­рителе и снизить температурный напор между тем­пературой воздуха в камере и тем­пературой кипения хладагента. Уменьшение температурного напора улучшает качество хранения про­дуктов, замедляет образование сне­говой шубы и упрощает схему холодильной установки. По достиже­нии в камере заданной темпе­ратуры реле температуры РТ даст импульс на закрытие соленоидного вентиля и подача хладагента в эту камеру прекратится. Общее количество паров, поступающих во вса­сывающую магистраль компрессора из всех испа­рителей, уменьшится, и давление на всасывании начнет снижаться быстрее. Когда оно пони­зится до р_выкл, реле низкого давле­ния РНД2 даст импульс на отклю­чение цилиндра (или группы цилинд­ров) компрессора, что снизит его холодопроизводительность. Наконец, когда в последней камере тем­пература понизится до заданной и ее соленоидный вентиль закроется, давление всасывания резко снизится до р_1выкл и реле РНД1 остановит компрессор. Как видно, в этой схе­ме компрессор останавливается при закрытии соленоидного вентиля по­следней провизионной камере.

Имеются варианты автоматиза­ции, в которых провизионные камеры с наибо­лее низкими температурами не имеют реле температур и соленоидных вентилей. Их охлаждение прекра­щается после остановки компрес­сора, управляемого реле низкого давления, настроенного на определенное давление всасывания.

После прекращения подачи хлад­агента в испаритель И температура в нем начнет постепенно повышаться и когда достигнет заданной, реле температуры откроет соленоидный вентиль СВ, пропуская хладагент к ТРВ. Одновременно с ростом тем­пературы в камере будет повы­шаться давление в испарителе и после открытия соленоидного вен­тиля СВ реле РНД1 включит ком­прессор (если он был остановлен).Вновь начнется процесс охлажде­ния. Таким образом, эта схема автоматизации организует пуск ком­прессора при включении любой камеры. В данной схеме предусмотрена защита по высокому давлению на­гнетания и низкому давлению вса­сывания (с помощью сдвоенного реле давления РД), по понижению давления в смазочной системе (уста­новкой РКС) и разгрузка компрес­сора при его пуске путем отжима пластин всасывающих клапанов.

Пуск компрессоров при включе­нии камеры можно осуществить также и от реле температуры про­визионных камер 1—5 (рис. 5.37 ).

Рис. 5.37. Принципиальная схема автоматизированной холодильной установки с регулятором производительности

В этой схеме реле температуры последней отключающейся камеры одновременно закрывает свой соле­ноидный вентиль и останавливает компрессор, а реле температуры РТ первой включающейся камеры пу­скает компрессор и открывает соот­ветствующий соленоидный вентиль СВ. Подобная работа холодильной установки имеет характерные осо­бенности. В процессе работы по мере достижения заданных темпе­ратурных режимов хранения испа­рители провизионных камерах от­ключаются, и в оставшихся испари­телях падение давления будет более быстрым, пока не достигнет значения настройки реле низкого давления. Ком­прессор остановится, несмотря на то, что в части камер заданный температурный режим еще не до­стигнут. Если оставшиеся камеры имеют испарители с небольшой охлаждающей поверхностью, то ком­прессор в дальнейшем будет работать короткими циклами.

В связи с этим в схеме преду­смотрен пропорциональный регуля­тор холодопроизводительности ПРП (рис. 5.38 ) , который при достижении заданной температуры кипения частично пере­пускает пары хладагента из на­гнетательной магистрали во всасы­вающую, уменьшая холодопроизво­дительность компрессора. В этом случае давление кипения остается постоянным, но теряется работа, затрачиваемая на сжатие перепускаемой части пара.

Рис. 5.38 . Регулятор производительности типа KVC фирмы «Данфосс».

1 – защитный колпачок; 2 – прокладка; 3 – регулировочный винт; 4 – пружина; 5 – корпус; 6 – сильфон; 7 – тарелка клапана; 8 – седло; 9 – демпфирующее устройство.

Степень открытия регулятора зависит только от выходного давления за счет установки уравновешивающего сильфона 6, эффективная площадь которого соответствует площади седла регулятора. На тарелку клапана 7 сверху действует давление сжатых паров и усилие пружины 4, а снизу – давление всасывания. При значительной тепловой нагрузке испарителей давление всасывание высокое и клапан 7 закрыт, а компрессор нагнетает весь сжатый пар в конденсатор. При снижении тепловой нагрузки давление всасывания понижается и под действием пружины 4 тарелка клапана приоткрывается, обеспечивая перепуск части сжатого пара во всасывающий трубопровод.

Продол­жительная работа компрессора в подобном режиме приведет к увели­чению перегрева пара до 40—50 °С, что вызовет недопустимый рост температуры нагнетания.

Для понижения температуры нагнетания в этом случае после конденсатора устанавливается специальный ТРВ₀, который при повышении тем­пературы нагнетания выше заданной приоткрывается, перепуская и дрос­селируя часть жидкого хладагента во всасывающую магистраль ком­прессора, тем самым снижая пере­грев пара и температуру нагнета­ния.

Вопросы для самоконтроля по главе 5.

1. Из каких элементов состоит система автоматического регулирования? 2. Что назы­вается регулированием? 3. Почему необхо­димо регулировать температуру воздуха в охлаждаемом помещении? 4. При каких условиях температура воздуха в помещении будет постоянной? 5. Какими способами регулируется температура воздуха в охлаж­даемом помещении? 6. Что такое зона не­чувствительности реле температуры? 7. Мо­жет ли реле температуры работать без зоны нечувствительности? 8. Как определить задание температуры термореле? 9. С какой целью регулируют заполнение испарителя жидким хладагентом? 10. По каким пока­зателям оценивают заполнение испарителя жидким агентом? 11. Как отразится на за­полнении испарителя жидким хладагентом: а) повышение тепловой нагрузки; б) пони­жение тепловой нагрузки? 12. Какой пере­грев будет при переполнении испарителя жидким хладагентом? 13. В каких испари­телях степень заполнения регулируется по уровню и почему? 14. С какой целью регу­лируется температура кипения хладагента? 15. При каком условии температура кипе­ния хладагента будет постоянной? 16. Ка­кими способами регулируется температура кипения хладагента? 17. Как выбирается диапазон нечувствительности реле низкого давления? 18. Как определить задание прессо-стата? 19. С какой целью устанавливается регулятор давления «до себя»? 20. Чем отличается ТРВ в внешним уравниванием давления от ТРВ с внутренним уравниваем давления? 21. Для чего устанавливаются распределители жидкости? 22. В чем преимущество электронных ТРВ? 23. Для чего нужен водорегулирующий вентиль? 24. По каким параметрам проводится защита ходильной установки? 25. Принцип работы реле контроля смазки. 26. Каковы особенности работы холодиль­ной установки при пуске компрессора от реле температуры провизионных камерах? 27. Какова роль пропорционального регуля­тора производительности? 28. Назовите при­знаки правильности настройки реле низкого давления ступеней компрессора. 29. Каково назначение экономайзера, испарителя оттаи­вания, обратного клапана на нагнетательной линии холодильной машины?

Литература по главе 5.

1. Быстрый выбор автоматических регуляторов, компрессоров и компрессорно-конденсаторных агрегатов. Каталог. Danfoss. 2009.- 234 с.

2. Ладин Н.В., Абдульманов Х.А., Лалаев Г.Г. Судовые рефрижераторные установки. Учебник. Москва, Транспорт, 1993.-246 с.

3. Ужанский В. С. Автоматизация холодильных машин и установок. Учебное пособие для вузов по специальности "Холодильные и компрессорные машины и установки" Легкая и пищевая промышленность, 1982 г. – 304 с.

4. Устройства автоматики и управления холодильных установок и систем кондиционирования воздуха. Danfoss, т.1, т. 2. 2006.

5. Швецов Г. М., Ладин Н. В. Судовые холодильные установки: Учебник для
вузов. - М.: Транспорт, 1986. - 232 с.