Системи автоматизації холодильних машин Автоматизація холодильних машин Система керування холодильними установками

Автоматизація холодильних установок передбачає оснащення їх автоматичними пристроями(приладами та засобами автоматизації), за допомогою яких забезпечуються безпечна роботата проведення виробничого процесуабо окремих операцій без безпосередньої участі обслуговуючого персоналу або з його частковою участю.

Об'єкти автоматизації спільно з автоматичними пристроями утворюють системи автоматизації з різними функціями: контролю, сигналізації, захисту, регулювання та управління. Автоматизація підвищує економічну ефективністьроботи холодильних установок, оскільки зменшується чисельність обслуговуючого персоналу, знижується витрата електроенергії, води та інших матеріалів, збільшується термін служби установок внаслідок підтримки автоматичними пристроями оптимального режиму роботи. Автоматизація вимагає капітальних витрат, тому проводити її треба, виходячи з результатів техніко-економічного аналізу.

Холодильне встановлення можна автоматизувати частково, повністю або комплексно.

Часткова автоматизаціяпередбачає обов'язковий для всіх холодильних установок автоматичний захист, а також контроль, сигналізацію та нерідко керування. Обслуговуючий персонал регулює основні параметри (температура та вологість повітря в камерах, температура кипіння та конденсації холодильного агента тощо) при відхиленні їх від заданих значень та порушенні роботи обладнання, про що інформують системи контролю та сигналізації, а деякі допоміжні періодичні процеси ( відтавання інею з поверхні охолоджуючих приладів, видалення олії із системи) виконуються вручну.

Повна автоматизаціяохоплює всі процеси, пов'язані з підтриманням необхідних параметрів в приміщеннях, що охолоджуються, і елементах холодильної установки. Обслуговуючий персонал може бути лише періодично. Повністю автоматизують невеликі за потужністю холодильні установки, безвідмовні та довговічні.

Для великих промислових холодильних установок характерніша комплексна автоматизація(автоматичний контроль, сигналізація, захист).

Автоматичний контроль забезпечує дистанційний вимір, інколи ж і запис параметрів, визначальних режим роботи устаткування.

Автоматична сигналізація – сповіщення за допомогою звукового або світлового сигналу про досягнення заданих величин, тих чи інших параметрів, увімкнення або вимкнення елементів, холодильної установки. Автоматичну сигналізаціюпідрозділяють на технологічну, попереджувальну та аварійну.

Технологічна сигналізація - світлова, інформує про роботу компресорів, насосів, вентиляторів, наявність напруги в електричних ланцюгах.

Попереджувальна сигналізація на захисних, циркуляційних ресиверах повідомляє, що величина контрольованого параметра наближається до гранично допустимого значення.

Аварійна сигналізація світловим та звуковим сигналами повідомляє про те, що спрацював автоматичний захист.

Автоматичний захист, що забезпечує безпеку обслуговуючого персоналу, є обов'язковим для будь-якого виробництва. Вона запобігає виникненню аварійних ситуацій, виключаючи окремі елементиабо установку в цілому, коли контрольований параметр досягає максимально допустимого значення.

Надійний захисту разі виникнення небезпечної ситуаціїповинна забезпечувати систему автоматичного захисту (САЗ). У найпростішому варіанті САЗ складається з датчика-реле (реле захисту), що контролює величину параметра і виробляє сигнал при досягненні її граничного значення, і пристрою, що перетворює сигнал реле захисту сигнал зупинки, який направляється в систему управління.

На холодильних установках великої потужності САЗ виконують так, щоб після спрацьовування реле захисту автоматичний пуск елемента, що відмовив без усунення причини, що викликала зупинку, був неможливий. На невеликих холодильних установках, наприклад на підприємствах торгівлі, де аварія не може призвести до тяжких наслідків, немає постійного обслуговування, об'єкт включається автоматично, якщо величина контролірусмоге параметра повертається в допустиму область.

Найбільша кількістьвидів захисту мають компресори, оскільки за досвідом експлуатації 75% усіх аварій на холодильних установках трапляються саме з ними.

Кількість параметрів, контрольованих САЗ, залежить від типу, потужності компресора та виду холодильного агента.

Види захисту компресорів:

від неприпустимого підвищення тиску нагнітання - запобігає порушенню щільності з'єднань або руйнування елементів;

неприпустимого зниження тиску всмоктування - запобігає підвищенню навантаження на сальник компресора, спінювання масла в картері, замерзання охолоджувача у випарнику (релі високого та низького тиску, Оснащують практично всі компресори);

зменшення різниці тисків (до і після насоса) в масляній системі - запобігає аварійному зносу деталей, що труться, і заклинювання механізму руху компресора, реле різниці тисків контролює різницю тисків на стороні нагнітання і всмоктування масляного насоса;

неприпустимого підвищення температури нагнітання - запобігає порушенню режиму змащення циліндра і аварійне зношування деталей, що труться;

підвищення температури обмоток вбудованого електродвигуна герметичних та безсальникових хладонових компресорів - запобігає перегріву обмоток, заклинювання ротора та роботу на двох фазах;

гідравлічного удару (попадання рідкого холодильного агента в порожнину стиснення) – запобігає серйозній аварії поршневого компресора: порушення густини, а іноді і руйнування.

Види захисту інших елементів холодильної установки:

від замерзання холодоносія - запобігає розриву труб випарника;

переповнення лінійного ресивера - оберігає від зниження ефективності конденсатора внаслідок заповнення частини його обсягу рідким холодильним агентом;

випорожнення лінійного ресивера - запобігає прориву газу високого тискув випарну системута небезпека гідравлічного удару.

Запобігання аварійної ситуаціїзабезпечує захист від неприпустимої концентрації аміаку в приміщенні, що може спричинити пожежу та вибух. Концентрація аміаку (максимум 1,5 г/м 3 або 0,021 % за обсягом) у повітрі контролюється газоаналізатором.

Сторінка 4 з 5

Система автоматизаціїє послідовним об'єднанням за допомогою трубопроводів всіх елементів холодильної установки, що забезпечує точну підтримку заданої температури охолодження, безперервний контроль і захист машини від аварій, а також надійність експлуатації. холодильного обладнання. У системі має бути передбачена можливість простого регулювання температури та економічної експлуатації установки. Схему системи автоматизації вибирають залежно від холодопродуктивності та призначення установки.

Застосовують системи автоматизації холодильних машин з регулюванням продуктивності за допомогою відтискання електромагнітних клапанів, а також включення та вимикання холодильних агрегатів. На транспорті найпоширеніші системи автоматики, влаштовані за другим принципом.

Пристрій системи автоматичного регулювання фреонової машини визначається типом компресора, випарника і конденсатора, способом зміни холодопродуктивності, а також числом ступенів стиснення або каскадів охолодження.

Характерна особливість автоматизації аміачних холодильних установок- підвищені вимоги щодо безпеки експлуатації через високу токсичність аміаку, його вибухонебезпечність, а також небезпеку руйнування компресорів від гідравлічних ударів.

У вагонах рефрижераторного рухомого складу, вагонах-ресторанах, у пасажирських вагонах з кондиціюванням повітря для охолодження шаф та невеликих камер короткострокового зберігання продуктів застосовують такі автоматизовані фреонові холодильні агрегати:

• компресор-двигун;
• компресор-конденсатор;
• випарник-регулююча станція;
• випарник-конденсатор;
• компресор-конденсатор-випарник.

Компресори цих агрегатів зазвичай вертикальні або V-подібні, багатоциліндрові блок-картерні, з повітряним охолодженням циліндрів. Існують також герметичні агрегати, в яких компресор разом із електродвигуном поміщений у герметичний кожух. До таких агрегатів відносяться установки домашніх холодильників.

Мал. 1 - Схема холодильника "ЗІЛ" Москва

Холодильник «ЗІЛ-Москва» обладнаний компресором (7) (рис. 1) з електродвигуном (5), конденсатором (1), випарником (2), термостатом (5), капілярною трубкою (4), фільтром (5), пусковим та силове реле. Компресор має штуцер (6) для заряджання хладоном-12. Робота агрегату регулюється за допомогою термостату, який автоматично підтримує задану температуруу холодильній шафі. Включення електродвигуна здійснюється пусковим реле, в одному корпусі з яким змонтовано теплове реле, що захищає двигун від навантаження.

Вагони-ресторани обладнані фреоновими установками ФРУ та ФАК для охолодження холодильних шаф та камер. Схема фреонової ротаційної установки (ФРУ) показана на (рис. 2), а установки з поршневим компресором – на малюнку 3.

Мал. 2 – Схема фреонової ротаційної холодильної установки: 1 – випарник; 2 - терморегулюючий вентиль; 3 – рідинна лінія; 4 – запобіжники; 5 - всмоктувальна лінія; 6 – реле тиску; 7 – арматурний щиток; 8 – вимикачі; 9 – штепсельна розетка; 10 - магнітний пускач; 11 – нагнітальний вентиль; 12 – газовий фільтр; 13 – ротаційний компресор; 14 - повітряний конденсатор; 15 – електродвигун; 16 - всмоктувальний патрубок; 17 - Зворотній клапан; 18 – фільтр для рідини; 19 – ресивер; 20 та 21 - запірні вентиліресивера

Мал. 3 – Схема фреонової холодильної машини ІФ-50: 1 – випарна батарея; 2 - терморегулюючий вентиль; 3 – магнітний пускач; 4 - чутливий патрон терморегулюючого вентиля; 5 – теплообмінник; 6 – реле тиску; 7 - компресорно-конденсаторний агрегат

Холодильне обладнання суцільнометалевого вагона-ресторану складається з трьох автоматичних компресорно-конденсаторних агрегатів типу ФАК-0,9ВР, з приводом від електродвигунів. постійного струмуПНФ-5 напругою 50 В. Кожен агрегат охолоджує два ящики або шафи, обладнаних випарними батареями та акумуляційними плитами. У вагоні є три підвагінні ящики для зберігання риби, м'яса та напоїв. У роздавальному відділенні встановлена ​​шафа для зберігання кондитерських виробів; холодильна шафа, який розміщений на кухні служить для зберігання гастрономічних продуктів; поряд з ним розташована шафа для холодних страв.

У холодильних установках вагонів-ресторанів використовуються дві системи охолодження- з безпосереднім кипінням холодоагенту та акумуляційна. Для охолодження підвагонних ящиків і шаф застосовані трубчасті випарники мідних трубз плоскими латунними ребрами, а також випарники з мідних труб перетином 12×1 мм з ребрами тонкої латунної стрічки. У підвагонній скриньці для напоїв та шафі для кондитерських виробів встановлені акумуляційні плити. Вони являють собою зварні баки з нержавіючої сталі, всередині яких розміщені трубчасті пластинчасті випарники Міжтрубний простір усередині баків залитий водою, яка замерзає під час роботи установки та акумулює холод.

Всі ящики та шафи обладнані терморегулюючими вентилями. Циклічність роботи холодильних агрегатів забезпечує реле тиску РД-1, який автоматично впливає на пускову апаратуру електродвигунів.

Мал. 4 - Схеми автоматизованих поршневих холодильних установок з декількома об'єктами, що охолоджуються: а - при двопозиційному регулюванні; б – при обслуговуванні двох камер; в – при регулюванні температури за допомогою терморегуляторів; 1 – компресор; 2 – ресивер; 3 – конденсатор; 4 – випарник; 5 - терморегулюючі вентилі; 6 – реле тиску; 7 – магнітний пускач; 8 – електродвигун; 9 – автоматичний дросель тиску; 10 - зворотний клапан; 11 - проміжне реле; 12 - соленоїдний вентиль; 13 – терморегулятор; 14 - водорегулюючий вентиль

Типові схеми автоматизації компресійних поршневих холодильних установок з декількома об'єктами, що охолоджуються, можуть бути виконані в різних варіантах. Схема автоматизації при двопозиційному регулюваннів одному або двох випарниках з однаковою температурою охолодження повітря камери (рис. 4 а) передбачає застосування реле температури випарника, камери або реле низького тиску компресора. При обслуговуванні однією холодильною машиною двох камер з різними температурами (рис. 4 б) використовують автоматичний дросель тиску (9) (АДД). Схема регулювання температури з допомогою терморегуляторів показано малюнку 4, в.

ВІД НЕБЕЗПЕЧНИХ РЕЖИМІВ

У процесі роботи холодильних машин та установок через відмови окремих вузлів або агрегатів, а також через порушення в системах енерго- та водопостачання можуть виникати небезпечні режими: підвищення тиску та температури, рівня рідини в окремих апаратах або вузлах машин, припинення мастила труться. пара, відсутність води, що охолоджує, і т.д. Якщо не буде вжито своєчасних заходів, можуть бути пошкоджені або зруйновані компресори, теплообмінні апарати або інші елементи установки. При цьому виникає серйозна небезпека для здоров'я та життя обслуговуючого персоналу.

Захист холодильних машин та установок включає цілий комплекс технічних та організаційних заходів, що забезпечують їх безпечну експлуатацію. У цьому розділі будуть розглянуті лише ті, які виконуються на основі автоматичних приладів та пристроїв.

СПОСОБИ ЗАХИСТУ

До способів захисту відносять зупинку машини або всієї установки, включення аварійних пристроїв, випуск робочої речовини в атмосферу або перепуск інших апаратів.

Зупинка машини чи всієї установки.Цей спосіб здійснюється за допомогою системи автоматичного захисту (САЗ), яка складається з первинних пристроїв - датчиків-реле захисту (або просто реле захисту) та електричної схеми, що перетворює сигнали від реле захисту на сигнал зупинки. Цей сигнал передається у схему автоматичного керування.

Реле захисту сприймають контрольовані технологічні величини та при досягненні ними гранично допустимих значеньвиробляють аварійний сигнал Ці прилади мають найчастіше релейні двопозиційні характеристики. Число датчиків-реле, що входять до САЗ, визначається мінімально необхідною кількістюконтрольованих величин.

Електрична схемавиконується в одному з трьох варіантів, відповідно до чого САЗ бувають одноразової дії, з повторним включенням та комбінованими.

САЗ одноразової діїздійснює зупинку машини або установки при спрацюванні будь-якого реле захисту та унеможливлює автоматичний пуск до втручання обслуговуючого персоналу. Цей тип САЗ поширений переважно на великих та середніх машинах. Якщо установка працює без безперервного обслуговування і обладнання не має резерву, що автоматично включається, то САЗ доповнюється спеціальною сигналізацією для екстреного виклику персоналу.

САЗ із повторним включеннямзупиняє машину при спрацьовуванні реле захисту та не перешкоджає її автоматичному включенню при поверненні реле у нормальний стан. Її застосовують головним чином малих установках торгового типу, де прагнуть спрощення схеми автоматики.

У комбінованих САЗчастина реле захисту, що контролюють найбільш небезпечні параметри, включають до електричної схеми одноразової дії, а частина з менш небезпечними параметрами - до схеми з повторним включенням. Це дозволяє, не вдаючись до допомоги персоналу, знову автоматично пускати машину, якщо це не пов'язане з небезпекою аварії.

Насправді зустрічається також різновид захисту, звана блокуванням. Її відмінність полягає в тому, що сигнал одержують не від реле захисту, а від елемента схеми контролю або керування іншим агрегатом або вузлом установки (наприклад, насосом, вентилятором тощо). Блокування виключає запуск або роботу машини при невиконанні заданого порядку запуску контрольованих агрегатів. Зазвичай блокування виконують за схемою повторним включенням.

Увімкнення аварійних пристроїв.Цей спосіб здійснюється також САЗ.

До аварійних пристроїв відносять:

Попереджувальну сигналізацію про небезпечні режими, яку застосовують на особливо великих установках з безперервним обслуговуванням, щоб уникнути зупинки машини;

Аварійну сигналізацію, що інформує персонал про спрацювання захисту, а також розшифровує конкретну причину аварійного спрацьовування;

Аварійну вентиляцію, що включається при підвищенні місцевої або загальної концентрації повітря повітря і пожежонебезпечних, а також токсичних робочих речовин (наприклад, аміаку).

Випуск робочої речовини в атмосферу або перепуск інших апаратів.Цей спосіб здійснюється спеціальними запобіжними пристроями ( запобіжними клапанами, запобіжними пластинами, плавкими пробками та ін), що не входять до САЗ. Їхнє призначення - запобігти руйнуванню або вибуху судин та апаратів при підвищенні тиску внаслідок несправності установки, а також у разі пожежі. Вибір запобіжних пристроївта правила їх використання визначаються нормативними документамивідповідно до правил безпеки та експлуатації судин, що працюють під тиском.

ПОБУДУВАННЯ СИСТЕМ ЗАХИСТУ

Системи захисту різняться залежно від типу холодильної установки, її розмірів, прийнятого способу експлуатації та ін. При побудові всіх САЗ необхідно враховувати загальні принципи, що забезпечують найбільшою мірою безпеку роботи. Як приклад розглядається принципова схема САЗ компресійної холодильної установки, що складається з компресора Км з електродвигуном Д, теплообмінних апаратів та та допоміжних пристроїв ВУ - насосів, вентиляторів та ін. (Мал. 7.1). Схема представлена ​​в загальному виглядібез вказівок конкретних величин та параметрів, що піддаються контролю.

Мал. 7.1. Принципова схемаСАЗ

Слід зазначити, що САЗ призначена для зупинки компресора при досягненні одним із параметрів гранично допустимого значення.

САЗ має десять каналів захисту. Канали 1-8 працюють від відповідних реле захисту, які сприймають технологічні параметри. Канали 9 та 10 забезпечують блокування компресора та допоміжних пристроїв.

В систему входить ключ, за допомогою якого при необхідності (при пробах та обкатках) можна вимкнути частину захисних реле та ланцюгів блокування (2, 3, 5, 6, 8, 9, 10). Не підлягають вимкненню захисту, які повинні функціонувати в будь-якому режимі роботи установки.

Електрична схема САЗ складається із двох частин. Перша частина, яку включені канали 2, 5, 9 і 10, працює за способом з повторним включенням, а друга з іншими каналами забезпечує захист, що працює за принципом одноразової дії, і контролює найбільш відповідальні параметри. Досягши ними гранично допустимих значень САЗ зупиняє компресор. Наступний запуск його можливий лише після втручання персоналу, який користується спеціальною кнопкою введення в роботу захисту.

Сигнали від електричної схеми САЗ подаються до схеми автоматичного управління АУ. Ці сигнали зупиняють двигун компресора незалежно від сигналів оперативного керування ЗУ.

Крім основної функції САЗ - аварійної зупинки компресора, вона виконує і допоміжні операції: включення необхідних аварійних пристроїв, а також світловий та звукової сигналізації. Розшифровує сигналізація захисту з повторним включенням діє тільки до тих пір, поки контрольований параметр не увійшов у нормальні межі. Сигналізація захисту одноразової дії залишається увімкненою після спрацьовування до натискання кнопки введення в роботу незалежно від фактичного стану контрольованого параметра. Така схема як би «запам'ятовує» спрацювання захисту і інформує персонал протягом необмеженого часу.

Подана схема може розглядатися лише як приклад побудови САЗ. Конкретні системи можуть відрізнятися від неї кількістю каналів і способами їх включення.

Основною вимогою до САЗ є висока надійністьяка досягається застосуванням високонадійних реле захисту та елементів електричних схем, резервуванням реле та інших елементів захисту в особливо відповідальних випадках, зменшенням кількості елементів, що послідовно включаються до САЗ, використанням найбільш безпечних варіантів електричних схем, організацією профілактичних перевірок та ремонтів у процесі експлуатації.

Застосування високонадійних реле захисту та елементів електричних схем - найбільш простий і природний шлях, так як за інших рівних умов використання більш надійних елементів дозволяє створити надійнішу систему. Слід лише пам'ятати, що з експлуатації реле та інші елементи САЗ мають дуже малу циклічну напрацювання (мале число спрацьовувань). Тому при оцінці надійності до уваги слід приймати не циклічну довговічність і циклічне напрацювання на відмову, а інші показники, що характеризують здатність елементів зберігати готовність до спрацьовування (наприклад, напрацювання на відмову за часом). При цьому за відмову приймають будь-яке порушення здатності елемента до спрацьовування.

Резервування є паралельне включення двох або більше однорідних і спільно працюючих елементів, що виконують однакові функції. Вихід із ладу одного з них не порушує працездатності системи загалом. Резервування використовують у особливо небезпечних випадках, коли раптова відмова САЗ може призвести до серйозних наслідків. До таких випадків відносять, наприклад, захист від потрапляння рідкого аміаку поршневий компресор. Для цього на судинах перед компресором встановлюють основні та резервні реле рівня.

На спрощеній схемі (рис. 7.2) показаний відділник рідкого аміаку ОЖ, встановлений між випарником та компресором Км. При нормальній роботі рідкий аміак у відділнику рідини відсутній. При викиді рідини з випарника вона накопичується у відділнику рідкого аміаку, і якщо її рівень досягає допустимої межі, спрацьовують реле захистів РЗ 1 і РЗ 2 (на схемі показані їх первинні перетворювачі). Обидва реле постійно включені в роботу і виконують ту саму функцію. Таке резервування значно підвищує надійність, тому що ймовірність одночасної відмови обох реле вкрай мала.

Зменшення числа елементів, що послідовно включаються до САЗ, є одним із способів підвищення надійності електричних схем САЗ. Найбільш надійна система, В якій реле захисту пов'язані безпосередньо з пускачем двигуна компресора без проміжних елементів. Однак таку схему застосовують лише на найменших установках. На великих установках доводиться використовувати проміжні реле, що зменшує надійність. Тому кількість послідовних проміжних елементів, що входять у ланцюг аварійного відключення компресора, має бути мінімальною.

Мал. 7.2. Спрощена схема відокремлювача рідини з резервуванням реле захисту

від вологого ходу компресора

При використанні найбільш безпечних електричних схем забезпечується зупинка компресора у разі відмов у САЗ. Найбільш характерною відмовою електричного ланцюгає обрив (зникнення напруги або струму), що може мати місце при фізичному обриві проводів, підгорянні контактів, виході з ладу радіоелектронних елементів (діодів, транзисторів, резисторів та ін.), Порушення в роботі джерел електроживлення. Для того щоб зазначені відмови сигналізувалися як аварійні, необхідно, щоб у ланцюгах захисту при нормальному станіциркулював струм, а сигнал аварійної зупинки відповідав його припинення. Отже, найбезпечнішою є електрична схема захисту на нормально замкнутих контактах чи інших елементах.

Так, у схемі (рис. 7.3) контакти реле захисту РЗ 1 РЗ 2 і РЗ 3 замкнуті, якщо контрольовані величини знаходяться в нормальних межах, і розімкнуті при досягненні гранично допустимих значень. Ці контакти послідовно включені в ланцюг обмотки електромагнітного реле РА, яке при спрацьовуванні захисту відключає обмотку магнітного пускача (на схемі не показаний) і зупиняє компресор.

Мал. 7.3. Електрична схема захисту на нормально замкнутих контактах

Коли всі контакти реле захисту замкнуті, ланцюг електромагнітного реле можна ввести в роботу короткочасним натисканням кнопки КВН. При цьому через обмотку електромагнітного реле потече струм, це спрацює реле і замкне свій контакт РА. Після відпускання кнопки ланцюг залишається під струмом. Достатньо одному з реле захисту розімкнути контакт, як електромагнітне реле відпустить і його контакт розімкнеться. Повторне включення буде можливе лише після натискання кнопки. Це схема одноразової дії. У схемі з повторним включенням контакт РА та кнопка не потрібні.

Організація профілактичних перевірок та ремонтів у процесі експлуатації відіграє вирішальну роль у забезпеченні безпечної роботи установок. Ці заходи, якщо вони виконуються через необхідні проміжки часу, практично унеможливлюють небезпечні ситуації, пов'язані з раптовими відмовими в саз.

Для організації профілактичних перевірок необхідно, щоб САЗ постачали пристрої та пристрої, що дозволяють по можливості в повному обсязіперевіряти працездатність захисту. При цьому бажано, щоб перевірка не викликала виведення установки за допустимі режими. Так, у схемі (див. рис. 7.2) перевірити роботу реле захисту можна без наповнення відокремлювача рідини.

При нормальній роботі вентилі 1 і 2 відкриті, а вентиль 3 закритий. Первинні перетворювачі реле захисту РЗ 1 та РЗ 2 підключені до судини.

Для перевірки закривають вентиль 2 і відкривають вентиль 3 . З трубопроводу рідина подається безпосередньо в камери поплавця реле рівня і заповнює їх. Якщо реле справні, вони, спрацьовуючи, видають відповідні сигнали.

Після цього вентиль 3 закривають, а вентиль 2 відкривають. Рідина стікає в посудину, що свідчить про відсутність забруднення сполучного патрубка.

У процесі експлуатації має діяти графік профілактичних перевірок, періодичність яких має бути обрана з урахуванням фактичних показниківнадійність.

СКЛАД САЗ

Кількість параметрів, контрольованих за допомогою САЗ, залежить від виду обладнання, його розмірів та продуктивності, виду холодоагенту та ін. Зазвичай кількість захистів збільшується зі збільшенням розмірів обладнання. Складніші САЗ зазвичай застосовують на аміачних установках.

У табл. 7.1 наведено рекомендований перелік контрольованих параметрів для найпоширеніших видів холодильного обладнання. Для деяких видів обладнання пропонується кілька варіантів набору захисту, які вибираються, виходячи з конкретних умов. Так, для герметичних компресорів можна використати два варіанти. Варіант із вбудованими пристроями для захисту від підвищення температури обмоток електродвигунів є кращим, тому що при тому числі приладів забезпечується захист від більшої кількості несправностей.

У табл. 7.1 не увійшли компресори побутових холодильників та кондиціонерів.

Деякі із захистів, що входять до складу САЗ, не обов'язково вводити в схему одноразової дії, при необхідності допускається вмикати їх у схему з повторним включенням.

На особливо великих установках з гвинтовими та відцентровими компресорами доцільно застосовувати попереджувальну сигналізацію. При досягненні параметрів гранично допустимих значень вмикається попереджувальна сигналізація. Компресор зупиняється лише у тому випадку, коли через заданий проміжок часу параметр не увійде до нормальних меж. Параметри, що допускають увімкнення через попереджувальну сигналізацію, також зазначені в табл. 7.1. При цьому слід звернути увагу на надійність пристрою тимчасової затримки та в разі потреби вжити відповідних заходів, наприклад резервування.

Таблиця 7.1

Устаткування

Тиск

Температура

Рівень рідини

Осьовий зсув валу

Галузь застосування

кипіння (температура)

всмоктування

нагнітання

нагнітання

олії

олії редуктора

обмоток електродвигуна

підшипників

вихідного теплоносія

Компресор поршневий герметичний

+* +*

+* +* +* +*

+

Хладонові компресори малих холодильних установок (торгове обладнання, кондиціонери та ін.)

Компресор поршневий безсальниковий

+ + + + + +*

+ + + + + +*

+ + + +

+

+ +

Хладонові компресори середньої продуктивності Хладонові компресори великої продуктивності Хладонові компресори малих холодильних установок

Компресор поршневий відкритий

+ +

+ +

+ +

+

Хладонові та аміачні компресори середньої продуктивності Те ж, великої продуктивності

Закінчення табл. 7.1

Устаткування

Тиск

Перепад тиску в маслосистемі

Температура

Рівень рідини

Осьовий зсув валу

Галузь застосування

кипіння (температура)

всмоктування

нагнітання

нагнітання

олії

олії редуктора

обмоток електродвигуна

підшипників

вихідного теплоносія

Агрегат компресорний гвинтовий

+**

+

+

+**

Агрегат компресорний центорожний

+**

+

+

+**

+**

+**

+**

+

Аміачні та хладонові агрегати

Аміачний кожухотрубний випарник

+***

Без обмеження

Випарник хладоновий з міжтрубним кипінням

+***

Те саме

Випарник хладоновий із внутрішньотрубним кипінням

+***

»

Віддільник рідини, ресивер циркуляційний

+

»

Примітка. Зірочка (*) означає, що передбачається захист:

* Допускається включення за схемою із повторним включенням.

** Дозволяється зупинка компресора після увімкнення попереджувальної сигналізації.

*** Допускається включення через попереджувальну сигналізацію.

АВТОМАТИЗАЦІЯ СИСТЕМ

КОНДИЦІОНУВАННЯ ПОВІТРЯ

Подібна інформація.

Головною умовою технічного розвитку галузі промисловості є автоматизація виробничих процесів, тобто. комплекс технічних заходів, що повністю або частково виключають участь людини в певному етапі виробничого процесу.

Головними цілями автоматизації холодильних установокє:

• механізація виробничого процесу;
• точну підтримку заданих параметрів роботи устаткування;
• запобігання поломці обладнання;
• підвищення терміну служби холодильного обладнання;
• скорочення персоналу та зменшення витрат на оплату праці;
• забезпечення безпечної роботи персоналу.

Будь-яка операція, яку виробляє машиніст сучасних холодильних машин, піддається автоматизації, але це не означає, що необхідно автоматизувати всі процеси. Автоматика для холодильного обладнаннянеобхідна лише у випадках, коли виконання операцій взагалі не потрібно кваліфікації виконавця чи коли виконавець зможе домогтися необхідної точності регулювання. Також необхідно в обов'язковому порядку автоматизувати всі процеси, що проходять у вибухонебезпечних та шкідливих для здоров'я людини умовах.

За ступенем автоматизації холодильне обладнання можна умовно поділити на три групи:

1. 1. Холодильне обладнання з ручним керуванням– всі функції управління та контролю холодильної системивиконує персонал.
2. 2. У частково автоматизованому холодильному устаткуванні деякі процеси автоматизовані, але устаткування має працювати за постійної присутності персоналу; у таких машинах найчастіше пуск відбувається вручну, а зупинка автоматизована.
3. 3. Повністю автоматизоване холодильне обладнання не вимагає постійної присутності обслуговуючого персоналу, але не скасовує потреби періодичних оглядівта проведення технічне обслуговуванняза встановленим регламентом. В основному повністю автоматизованими бувають пароежекторні і абсорбційні холодильні агрегати через відсутність у них механізмів, що рухаються.

Різновиди систем автоматизації холодильних установок

Система автоматизації – це сукупність об'єкта автоматизації та автоматичних пристроїв, завдяки яким можна керувати роботою холодильних систем без участі обслуговуючого персоналу.

Види систем автоматизації:

Розімкнуті системи - застосовуються рідко, діляться на види:

• розімкнена система автоматизації з прямим зв'язком, у якій стеження йде за непрямим параметром (наприклад, в системах вентиляції за температурою зовнішнього повітря);
• розімкнена система автоматизації з зворотним зв'язком, яка виконує лише інформаційні функції (вимірювання, сигналізація).

Замкнуті системи, принцип яких полягає у визначенні відхилення фактичної величини регулюючого параметра від заданої. Саме такі системи автоматизації застосовуються дляконтролюроботи холодильної установки. Види замкнутих системавтоматизації:

• системи автоматичного регулювання, тобто. ті, що підтримують параметри на заданому рівні;
• системи автоматичного захисту, тобто. ті, які автоматично вимикають обладнання, коли його нормальна роботапорушується.

Основні частини та прилади системи автоматизації холодильної установки

Основні частини системи автоматизації холодильної установки:

• вимірювальний (чутливий) елемент, з пристроєм для налаштування управління холодильнимипараметрами на задане значення;
• датчик, який реєструє зміну регульованої величини;
• холодильний щит управління, тобто. регулюючий орган, який за сигналом вимірювального елементазмінює подачу сигналу або енергії в об'єкт, що регулюється;
• передавальний пристрій, який з'єднує датчик із передавальним механізмом.

Щит управління холодильним агрегатом та пристроями автоматизації холодильної установки

Основним елементом, що контролює прилади систем автоматизації холодильної установки, є щит керування холодильним агрегатом . На щиті керування розміщені пристрої автоматичного керування, регулювання та захисту, а також засоби сигналізації, завдяки яким забезпечується нормальне функціонуванняхолодильної системи.

Прилади автоматичного керування, розміщені на щиті керування холодильним агрегатом, регулюють роботу насосів та компресорів при зміні навантаження. При зниженні температури холодоагенту, а також при зниженні тиску у випарниках нижче за граничне значення компресори автоматично зупиняються; при підвищенні температури у випарнику компресори автоматично вмикаються. Іноді для автоматичного керування компресорами використовується реле часу, що програмують на певний час включення агрегатів.

За допомогою приладів автоматичного регулювання на щиті керування підтримуються на оптимальному рівніключові параметри роботи холодильної установки – температура та тиск. При зниженні теплового навантаження температура холодоносія підтримується на заданому рівні завдяки плавному автоматичному регулюванню холодопродуктивності установки, яке може здійснюватися такими шляхами:

1. 1) дроселюванням парів холодоагенту перед компресором, внаслідок чого знижується тиск;
2. 2) перепуском частини парів з нагнітальної лінії у всмоктувальну;
3. 3) збільшенням мертвого простору в поршневому компресорі, внаслідок чого знижується відсмоктування парів холодоагенту з випарника.

За допомогою приладів автоматичного регулювання, які змінюють подачу холодоагенту у випарник, також забезпечується безпечна робота компресора та захист від гідравлічного удару.

Автоматична сигналізація застосовується для сповіщення оператора холодильної установки про зміну режиму функціонування обладнання, що може спричинити спрацювання автоматичного захисту. Також автоматична сигналізація звуковим сигналом сповіщає оператора про включення та вимкнення обладнання, арматури та приладів.

Автоматичний захист холодильного обладнання дозволяє уникнути небезпечних наслідківпорушення нормальних параметрів роботи холодильних машин При різких змінах параметрів функціонування (сильне збільшення тиску нагнітання, зниження тиску і температури випаровування, недотримання режиму роботи мастильної системи, перевірка холодильної системита інших ситуаціях) спеціально призначені прилади відключають холодильні установки, запобігаючи їх поломці.

p align="justify"> Автоматизація холодильних установок передбачає оснащення їх автоматичними пристроями (приладами та засобами автоматизації), за допомогою яких забезпечуються безпечна робота і проведення виробничого процесу або окремих операцій без безпосередньої участі обслуговуючого персоналу або з частковим його участю.

Об'єкти автоматизації спільно з автоматичними пристроями утворюють системи автоматизації з різними функціями: контролю, сигналізації, захисту, регулювання та управління. Автоматизація підвищує економічну ефективність роботи холодильних установок, оскільки зменшується чисельність обслуговуючого персоналу, знижується витрата електроенергії, води та інших матеріалів, збільшується термін служби установок внаслідок підтримки автоматичними пристроями оптимального режиму роботи. Автоматизація вимагає капітальних витрат, тому проводити її треба, виходячи з результатів техніко-економічного аналізу.

Холодильне встановлення можна автоматизувати частково, повністю або комплексно.

Часткова автоматизаціяпередбачає обов'язковий для всіх холодильних установок автоматичний захист, а також контроль, сигналізацію та нерідко керування. Обслуговуючий персонал регулює основні параметри (температуру та вологість повітря в камерах, температуру кипіння та конденсації холодильного агента тощо) при відхиленні їх від заданих значень та порушенні роботи обладнання, про що інформують системи контролю та сигналізації, а деякі допоміжні періодичні процеси ( відтавання інею з поверхні охолоджуючих приладів, видалення олії із системи) виконуються вручну.

Повна автоматизаціяохоплює всі процеси, пов'язані з підтриманням необхідних параметрів в приміщеннях, що охолоджуються, і елементах холодильної установки. Обслуговуючий персонал може бути лише періодично. Повністю автоматизують невеликі за потужністю холодильні установки, безвідмовні та довговічні.

Для великих промислових холодильних установок характерніша комплексна автоматизаціяавтоматичний контроль, сигналізація, захист).

Автоматичний контроль забезпечує дистанційний вимір, інколи ж і запис параметрів, визначальних режим роботи устаткування.

Автоматична сигналізація - сповіщення за допомогою звукового та світлового сигналу про досягнення заданих величин, тих чи інших параметрів, включення або вимкнення елементів холодильної установки. Автоматичну сигналізацію поділяють на технологічну, запобіжну та аварійну.

Технологічна сигналізація – світлова, інформує про роботу компресорів, наявність напруги в електричних ланцюгах.

Попереджувальна сигналізація на захисних, циркуляційних ресиверах повідомляє, що величина контрольованого параметра наближається до гранично допустимого значення.

Аварійна сигналізація світловим та звуковим сигналами повідомляє про те, що спрацював автоматичний захист.

Автоматичний захист, що забезпечує безпеку обслуговуючого персоналу, є обов'язковим для будь-якого виробництва. Вона запобігає виникненню аварійних ситуацій, виключаючи окремі елементи або установку в цілому, коли контрольований параметр досягає гранично допустимого значення.

Надійний захист у разі виникнення небезпечної ситуації має забезпечувати система автоматичного захисту (САЗ). У найпростішому варіанті САЗ складається з датчика-реле (реле захисту), що контролює величину параметра і виробляє сигнал при досягненні її граничного значення, і пристрою, що перетворює сигнал реле захисту сигнал зупинки, який направляється в систему управління.

На холодильних установках великої потужності САЗ виконують так, щоб після спрацьовування реле захисту автоматичний пуск елемента, що відмовив без усунення причини, що викликала зупинку, був неможливий. На невеликих холодильних установках, наприклад, на підприємствах торгівлі, де аварія не може призвести до тяжких наслідків, немає постійного обслуговування, об'єкт включається автоматично, якщо величина контрольованого параметра повертається в допустиму область.

Найбільше видів захисту мають компресори, оскільки з досвіду експлуатації 75% всіх аварій на холодильних установках відбувається саме з ними.

Кількість параметрів, контрольованих САЗ, залежить від типу потужності компресора та виду холодильного агента.

Види захисту компресорів:

Від неприпустимого підвищення тиску нагнітання - запобігає порушенню щільності сполук або руйнування елементів;

Неприпустимого зниження тиску всмоктування - запобігає підвищенню навантаження на сальник компресора, спінювання масла в картері, замерзання охолоджувача у випарнику (релі високого та низького тиску, оснащують практично всі компресори);

Зменшення різниці тисків (до і після насоса) в масляній системі - запобігає аварійному зносу деталей, що труться, і заклинювання механізму руху компресора, реле різниці тисків контролює різницю тисків на стороні нагнітання і всмоктування масляного насоса;

Неприпустимого підвищення температури нагнітання -запобігає порушенню режиму змащення циліндра і аварійне зношування деталей, що труться;

Підвищення температури обмоток вбудованого електродвигуна герметичних та безсальникових хладонових компресорів - запобігає перегріву обмоток, заклиненню ротора та роботі на двох фазах;

Гідравлічного удару (попадання рідкого холодильного агента в порожнину стиснення) – запобігає серйозній аварії поршневого компресора: порушення щільності, а іноді й руйнування.

Види захисту інших елементів холодильної установки:

• - від замерзання холодоносія - запобігає розриву труб випарника;
• - переповнення лінійного ресивера - запобігає зниженню ефективності конденсатора в результаті заповнення частини його об'єму рідким холодильним агентом;
• - випорожнення лінійного ресивера - запобігає прориву газу високого тиску у випарну систему та небезпеку гідравлічного удару.

Запобігання аварійній ситуації забезпечує захист від неприпустимої концентрації аміаку в приміщенні, що може спричинити пожежу та вибух. Концентрація аміаку (максимум 1,5 г/м.куб., або 0,021% за обсягом) у повітрі контролюється газоаналізатором.