4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Автоматизация холодильных машин и установок

Автоматизация холодильных установок

Автоматизация производственных процессов является важнейшим условием технического прогресса любой отрасли промышленности.

Цель автоматизации холодильных установок — замена ручного труда, точное поддержание заданных параметров, предотвращение аварий, увеличение срока службы оборудования, сокращение затрат, повышение культуры производства.

Эксплуатация автоматизированных холодильных установок обходится дешевле, так как отпадает необходимость в части обслуживающего персонала, занятого ручными операциями по пуску, регулированию и остановке холодильного оборудования, визуальному наблюдению за работой машин и аппаратов.

Устройства автоматизации могут выполнять как отдельные операции: контроль, сигнализация, включение и выключение исполнительных механизмов, так и совокупность этих операций: автоматическая защита и регулирование.

Любая операция, осуществляемая машинистом современных холодильных установок, поддается автоматизации. Однако не все операции целесообразно автоматизировать.

Автоматизация процессов регулирования и защиты необходима в тех случаях, когда эти процессы требуют затрат ручного труда и когда машинист не может обеспечить точное регулирование и надежную защиту. Очень важно также автоматизировать работы во вредных и взрывоопасных помещениях.

Абсорбционные и пароэжекторные холодильные машины ввиду отсутствия движущихся механизмов (кроме насосов) легче поддаются полной автоматизации, чем крупные компрессионные, которые требуют непрерывного наблюдения и квалифицированного обслуживания.

Крупные и средние холодильные установки снабжают частичной автоматизацией, при которой автоматически регулируется лишь часть процессов. Чаще такие холодильные установки работают на полуавтоматическом режиме, при котором остановка машины происходит автоматически, а пуск вручную.

Основными частями любой автоматической системы являются: измерительный (чувствительный) элемент, или датчик, воспринимающий изменение регулируемой величины; регулирующий орган, изменяющий по сигналу измерительного элемента подачу вещества или энергии в регулируемый объект, и передаточное устройство, соединяющее датчик с исполнительным механизмом. Измерительный элемент снабжен обычно приспособлением для настройки на заданное значение регулируемой величины.

Приборы автоматического управления должны включать или выключать компрессоры и насосы при изменениях нагрузки. Компрессорами управляют с помощью реле температуры, останавливающих компрессоры при понижении температуры рассола или давления в испарителях ниже заданного предела и включающих их при повышении температуры в испарителе. Иногда холодильные машины включают с помощью реле времени, которому задают время включения компрессора.

Приборы автоматического регулирования предназначены для поддержания заданных параметров работы холодильной установки: температуры, давления, уровня. Благодаря плавному регулированию холодопроизводительности можно поддерживать заданную температуру хладоносителя при понижении тепловой нагрузки. Достигается оно следующими путями:
установкой регуляторов давления «до себя», поддерживающих постоянное давление в испарителях и дросселирующих пары перед компрессором;
установкой регуляторов давления «после себя», перепускающих часть паров из нагнетательной линии во всасывающую. За счет этого часть паров, которая могла бы поступить в компрессор из испарителя, отсекается и холодопроизводительность установки падает;
подключением дополнительного вредного пространства в поршневом компрессоре, уменьшающего отсос паров хладагента из испарителя.

Регулирование подачи хладагента в испаритель преследует две цели: обеспечение безопасной работы компрессора, путем защиты его от гидравлического удара и уменьшение или увеличение холодопроизводительности установки.

Автоматическая сигнализация оповещает о изменениях режима, которые могут повлечь за собой срабатывание элементов автоматической защиты, и извещает о включении и выключении машин, магнитных вентилей, задвижек и приборов. Примером сигнального прибора служит дистанционный указатель уровня ДУ, соединяемый с исполнительными механизмами — соленоидными вентилями или звуковыми сигнальными устройствами — ревунами.

Автоматическая защита позволяет избегать опасных для холодильной машины последствий чрезмерного повышения давления нагнетания, понижения давления и температуры испарения, нарушений режима работы смазочных устройств и т. д.

Для защиты установок от аварийного режима в схемах автоматизации предусматривают приборы, отключающие холодильные агрегаты при резких нарушениях режима работы.

Вынос вторичных показаний приборов контроля и измерения (термометров, манометров, расходомеров, указателей уровня) на центральный щит, где расположена и регулирующая станция, позволяет управлять работой холодильной установки централизованно. Часть измерений записывают самопишущие приборы (термометры, манометры).

Комплексная автоматизация холодильной установки состоит в оснащении ее устройствами автоматического управления, регулирования и защиты, а также средствами контроля и сигнализации, обеспечивающими исправную работу этих устройств.

Контрольные вопросы
1. Что дает автоматизация холодильных установок?

2. Назовите основные элементы автоматизации.

3. Из каких элементов состоит система автоматического регулирования?

4. Расскажите об устройстве ТРВ,
170
5. Объясните конструкцию и принцип работы соленоидного вентиля.

6. Как работают мембранные пневматические клапаны?

7. Назовите способы регулирования холодопроизводительности.

8. Расскажите о работе реле давления.

9. Расскажите об устройстве РУКЦ.

10. Что вы знаете о водорегулирующем вентиле?

11. Перечислите способы защиты компрессора от опасности гидравлического удара.

12. Объясните устройство и принцип работы дистанционного указателя уровня.

13. Какие виды автоматической сигнализации вы знаете?

14. Проследите работу приборов автоматизации в схеме двухступенчатой холодильной установки.

15. Расскажите об особенностях автоматизации холодильных турбоагрегатов.

16. Расскажите о схемах автоматизации отдельных узлов аммиачных холодильных установок.

Системы автоматизации холодильных машин

Система автоматизации представляет собой последовательное объединение при помощи трубопроводов всех элементов холодильной установки, обеспечивающее точное поддержание заданной температуры охлаждения, непрерывный контроль и защиту машины от аварий, а также надежность эксплуатации холодильного оборудования. В системе должна быть предусмотрена возможность простой регулировки температуры и экономичной эксплуатации установки. Схему системы автоматизации выбирают в зависимости от холодопроизводительности и назначения установки.

Применяют системы автоматизации холодильных машин с регулированием производительности посредством отжатия электромагнитных клапанов, а также включения и выключения холодильных агрегатов. На транспорте наиболее распространены системы автоматики, устроенные по второму принципу.

Устройство системы автоматического регулирования фреоновой машины обусловливается типом компрессора, испарителя и конденсатора, способом изменения холодопроизводительности, а также числом ступеней сжатия или каскадов охлаждения.

Характерная особенность автоматизации аммиачных холодильных установок – повышенные требования в отношении безопасности эксплуатации вследствие высокой токсичности аммиака, его взрывоопасности, а также опасности разрушения компрессоров от гидравлических ударов.

В вагонах рефрижераторного подвижного состава, вагонах-ресторанах, в пассажирских вагонах с кондиционированием воздуха для охлаждения шкафов и небольших камер краткосрочного хранения продуктов применяют следующие автоматизированные фреоновые холодильные агрегаты:

  • компрессор-двигатель;
  • компрессор-конденсатор;
  • испаритель-регулирующая станция;
  • испаритель-конденсатор;
  • компрессор-конденсатор-испаритель.

Компрессоры этих агрегатов обычно вертикальные или V-образные, многоцилиндровые блок-картерные, с воздушным охлаждением цилиндров. Существуют также герметичные агрегаты, в которых компрессор вместе с электродвигателем помещен в герметичный кожух. К таким агрегатам относятся установки домашних холодильников.

Рис. 1 – Схема холодильника «ЗИЛ» Москва

Холодильник «ЗИЛ-Москва» оборудован компрессором (7) (рис. 1) с электродвигателем (5), конденсатором (1), испарителем (2), термостатом (5), капиллярной трубкой (4), фильтром (5), пусковым и силовым реле. Компрессор имеет штуцер (6) для зарядки хладоном-12. Работа агрегата регулируется с помощью термостата, который автоматически поддерживает заданную температуру в холодильном шкафу. Включение электродвигателя осуществляется пусковым реле, в одном корпусе с которым смонтировано тепловое реле, защищающее двигатель от перегрузки.

Вагоны-рестораны оборудованы фреоновыми установками ФРУ и ФАК для охлаждения холодильных шкафов и камер. Схема фреоновой ротационной установки (ФРУ) показана на (рис. 2), а установки с поршневым компрессором – на рисунке 3.

Рис. 2 – Схема фреоновой ротационной холодильной установки: 1 – испаритель; 2 – терморегулирующий вентиль; 3 – жидкостная линия; 4 – предохранители; 5 – всасывающая линия; 6 – реле давления; 7 – арматурный щиток; 8 – выключатели; 9 – штепсельная розетка; 10 – магнитный пускатель; 11 – нагнетательный вентиль; 12 – газовый фильтр; 13 – ротационный компрессор; 14 – воздушный конденсатор; 15 – электродвигатель; 16 – всасывающий патрубок; 17 – обратный клапан; 18 – фильтр для жидкости; 19 – ресивер; 20 и 21 – запорные вентили ресивера

Рис. 3 – Схема фреоновой холодильной машины ИФ-50: 1 – испарительная батарея; 2 – терморегулирующий вентиль; 3 – магнитный пускатель; 4 – чувствительный патрон терморегулирующего вентиля; 5 – теплообменник; 6 – реле давления; 7 – компрессорно-конденсаторный агрегат

Холодильное оборудование цельнометаллического вагона-ресторана состоит из трех автоматических компрессорно-конденсаторных агрегатов типа ФАК-0,9ВР, снабженных приводом от электродвигателей постоянного тока ПНФ-5 напряжением 50 В. Каждый агрегат охлаждает два ящика или шкафа, оборудованных испарительными батареями и аккумуляционными плитами. В вагоне имеется три подвагонных ящика для хранения рыбы, мяса и напитков. В раздаточном отделении установлен шкаф для хранения кондитерских изделий; холодильный шкаф, который размещен на кухне, служит для хранения гастрономических продуктов; рядом с ним расположен шкаф для холодных блюд.

В холодильных установках вагонов-ресторанов используются две системы охлаждения – с непосредственным кипением хладагента и аккумуляционная. Для охлаждения подвагонных ящиков и шкафов применены трубчатые испарители из медных труб с плоскими латунными ребрами, а также испарители из медных труб сечением 12×1 мм с ребрами из тонкой латунной ленты. В подвагонном ящике для напитков и шкафу для кондитерских изделий установлены аккумуляционные плиты. Они представляют собой сварные баки из нержавеющей стали, внутри которых размещены трубчатые пластинчатые испарители. Межтрубное пространство внутри баков залито водой, которая замерзает во время работы установки и аккумулирует холод.

Все ящики и шкафы оборудованы терморегулирующими вентилями. Цикличность работы холодильных агрегатов обеспечивает реле давления РД-1, которое автоматически воздействует на пусковую аппаратуру электродвигателей.

Рис. 4 – Схемы автоматизированных поршневых холодильных установок с несколькими охлаждаемыми объектами: а – при двухпозиционном регулировании; б – при обслуживании двух камер; в – при регулировании температуры с помощью терморегуляторов; 1 – компрессор; 2 – ресивер; 3 – конденсатор; 4 – испаритель; 5 – терморегулирующие вентили; 6 – реле давления; 7 – магнитный пускатель; 8 – электродвигатель; 9 – автоматический дроссель давления; 10 – обратный клапан; 11 – промежуточное реле; 12 – соленоидный вентиль; 13 – терморегулятор; 14 – водорегулирующий вентиль

Типовые схемы автоматизации компрессионных поршневых холодильных установок с несколькими охлаждаемыми объектами могут быть выполнены в различных вариантах. Схема автоматизации при двухпозиционном регулировании в одном или двух испарителях с одинаковой температурой охлаждения воздуха камеры (рис. 4, а) предусматривает применение реле температуры испарителя, камеры или реле низкого давления компрессора. При обслуживании одной холодильной машиной двух камер с различными температурами (рис. 4, б) используют автоматический дроссель давления (9) (АДД). Схема регулирования температуры с помощью терморегуляторов показана на рисунке 4, в.

Цели автоматизации холодильных установок

Цели и степени автоматизации холодильной установки

Главным условием технического развития любой отрасли промышленности является автоматизация производственных процессов, т.е. комплекс технических мероприятий, полностью или частично исключающих участие человека в определенном этапе производственного процесса.

Главными целями автоматизации холодильных установок являются:

  • механизация производственного процесса;
  • точное поддержание заданных параметров работы оборудования;
  • предотвращение поломки оборудования;
  • повышение срока службы холодильного оборудования;
  • сокращение персонала и уменьшение затрат на оплату труда;
  • обеспечение безопасной работы персонала.

Любая операция, производимая машинистом современных холодильных машин, поддается автоматизации, но это не значит, что необходимо автоматизировать все процессы. Автоматика для холодильного оборудования необходима только в тех случаях, когда для выполнения операций вообще не требуется квалификации исполнителя или когда исполнитель не сможет добиться необходимой точности регулирования. Также необходимо в обязательном порядке автоматизировать все процессы, проходящие во взрывоопасных и вредных для здоровья человека условиях.

По степени автоматизации холодильное оборудование можно условно разделить на три группы:

  1. 1. Холодильное оборудование с ручным управлением – все функции управления и контроля холодильной системы выполняет персонал.
  2. 2. В частично автоматизированном холодильном оборудовании некоторые процессы автоматизированы, но оборудование должно работать при постоянном присутствии персонала; в таких машинах чаще всего пуск происходит вручную, а остановка автоматизирована.
  3. 3. Полностью автоматизированное холодильное оборудование не требует постоянного присутствия обслуживающего персонала, но не отменяет необходимости периодических осмотров и проведения технического обслуживания по установленному регламенту. В основном полностью автоматизированными бывают пароэжекторные и абсорбционные холодильные агрегаты из-за отсутствия в них движущихся механизмов.

Разновидности систем автоматизации холодильных установок

Система автоматизации – это совокупность объекта автоматизации и автоматических устройств, благодаря которым возможно управлять работой холодильных систем без участия обслуживающего персонала.

Виды систем автоматизации:

Разомкнутые системы – применяются редко, делятся на виды:

  • разомкнутая система автоматизации с прямой связью, в которой слежение идет по косвенному параметру (например, в системах вентиляции по температуре наружного воздуха);
  • разомкнутая система автоматизации с обратной связью, которая выполняет только информационные функции (измерение, сигнализация).

Замкнутые системы, принцип работы которых заключается в определении отклонения фактической величины регулирующего параметра от заданной. Именно такие системы автоматизации применяются для контроля работы холодильной установки . Виды замкнутых систем автоматизации:

  • системы автоматического регулирования, т.е. те, которые поддерживают параметры на заданном уровне;
  • системы автоматической защиты, т.е. те, которые автоматически выключают оборудование, когда его нормальная работа нарушается.

Основные части и приборы системы автоматизации холодильной установки

Основные части системы автоматизации холодильной установки:

  • измерительный (чувствительный) элемент, снабженный приспособлением для настройки управления холодильными параметрами на заданное значение;
  • датчик, который регистрирует изменение регулируемой величины;
  • холодильный щит управления, т.е. регулирующий орган, который по сигналу измерительного элемента изменяет подачу сигнала или энергии в регулируемый объект;
  • передаточное устройство, которое соединяет датчик с передаточным механизмом.

Щит управления холодильным агрегатом и устройствами автоматизации холодильной установки

Основным элементом, который контролирует приборы систем автоматизации холодильной установки, является щит управления холодильным агрегатом. На щите управления размещены устройства автоматического управления, регулирования и защиты, а также средства сигнализации, благодаря которым обеспечивается нормальное функционирование холодильной системы.

Приборы автоматического управления, размещенные на щите управления холодильным агрегатом, регулируют работу насосов и компрессоров при изменении нагрузки. При понижении температуры хладагента, а также при понижении давления в испарителях ниже предельного значения компрессоры автоматически останавливаются; при повышении температуры в испарителе компрессоры автоматически включаются. Иногда для автоматического управления компрессорами используется реле времени, которое программируют на определенное время включения агрегатов.

С помощью приборов автоматического регулирования на щите управления поддерживаются на оптимальном уровне ключевые параметры работы холодильной установки – температура и давление. При понижении тепловой нагрузки температура хладоносителя поддерживается на заданном уровне благодаря плавному автоматическому регулированию холодопроизводительности установки, которое может осуществляться такими путями:

  1. 1) дросселированием паров хладагента перед компрессором, в результате чего понижается давление;
  2. 2) перепуском части паров из нагнетательной линии во всасывающую;
  3. 3) увеличением мертвого пространства в поршневом компрессоре, в результате чего снижается отсос паров хладагента из испарителя.

С помощью приборов автоматического регулирования, которые изменяют подачу хладагента в испаритель, также обеспечивается безопасная работа компрессора и его защита от гидравлического удара.

Автоматическая сигнализация применяется для извещения оператора холодильной установки об изменении режима функционирования оборудования, которое может вызвать срабатывание автоматической защиты. Также автоматическая сигнализация звуковым сигналом извещает оператора о включении и выключении оборудования, арматуры и приборов.

Автоматическая защита холодильного оборудования позволяет избежать опасных последствий нарушения нормальных параметров работы холодильных машин. При резких изменениях параметров функционирования (сильном увеличении давления нагнетания, снижении давления и температуры испарения, несоблюдении режима работы смазочной системы, проверка холодильной системыи других ситуациях) специально предназначенные приборы отключают холодильные установки, предотвращая их поломку.

Автоматизация холодильной установки (стр. 1 из 5)

1 Описание технологического процесса ………………………………………….

1.1 Автоматизация холодильных компрессорных станций………………………….

1.2 Анализ возмущающих воздействий объекта автоматизации………………….

2 Разработка функциональной схемы холодильной установки…………………….

2.1 Методика разработки схемы………………………………………………………

2.2 Функциональная схема автоматизации холодильного модуля……………….. .

2.3 Работа узлов функциональной схемы автоматизации холодильного модуля….

2.3.1 Узел автоматической защиты компрессоров…………………………………..

2.3.2 Узел автоматического включения резервного водяного насоса………………

2.3.3 Узел оттаивания воздухоохладителей…………………………………………..

3 Выбор технических средств холодильной установки……………….

3.1 Выбор и обоснование выбора приборов и средств автоматизации……………..

Автоматизированные системы управления и регулирования являются неотъемлемой частью технологического оснащения современного производства, способствуют повышению и качества продукции и улучшают экономические показатели производства за счет выбора и поддержания оптимальных технологических режимов.

Автоматизация освобождает человека от необходимости непосредственного управления механизмами. В автоматизированном процессе производства роль человека сводится к наладке, регулировке, обслуживании средств автоматизации и наблюдению за их действием. Если автоматизация облегчает физический труд человека, то автоматизация имеет цель облегчить так же и умственный труд. Эксплуатация средств автоматизации требует от обслуживающего персонала высокой техники квалификации.

По уровню автоматизации компрессорные холодильные установки занимает одно из ведущих мест среди других отраслей промышленности. Холодильные установки характеризуются непрерывностью протекающих в них процессов. При этом выработка холода в любой момент времени должна соответствовать потреблению (нагрузке). Почти все операции на холодильных установках механизированы, а переходные процессы в них развиваются сравнительно быстро. Этим объясняется высокое развитие автоматизации в охладительной технике.

Автоматизация параметров дает значительные преимущества:

— обеспечивает уменьшение численности рабочего персонала, т. е. повышение производительности его труда,

— приводит к изменению характера труда обслуживающего персонала,

— увеличивает точность поддержания параметров вырабатываемого холода,

— повышает безопасность труда и надежность работы оборудования,

Цель автоматизации холодильных машин и установок — это повышения экономической эффективности их работы и обеспечение безопасности людей (в первую очередь обслуживающего персонала).

Экономическая эффективность работы холодильной машины обеспечивается уменьшением эксплуатационных расходов и сокращением затрат на ремонт оборудования.

Автоматизация уменьшает количество обслуживающего персонала и обеспечивает работу машины в оптимальном режиме.

Безопасность работы холодильного оборудования обеспечивается применением автоматических устройств, защищающих оборудование от опасных режимов работы.

По степени автоматизации холодильные машины и установки делятся на 3 группы:

1 Холодильное оборудование с ручным управлением.

2 Частично автоматизированное холодильное оборудование.

3 Полностью автоматизированное холодильное оборудование.

Оборудование с ручным управлением и частично автоматизированные машины работают с постоянным присутствием обслуживающего персонала.

Полностью автоматизированное оборудование не требует постоянного присутствия обслуживающего персонала, но не исключает необходимости периодических контрольных осмотров и проверок по установленному регламенту.

Автоматизированная холодильная установка должна содержать одну или несколько систем автоматизации, каждая из которых выполняет определенные функции. Кроме того, существуют устройства объединяющие (синхронизирующие) работу этих систем.

Система автоматизации — это совокупность объекта автоматизации и автоматических устройств, позволяющих управлять работой автоматизации без участия обслуживающего персонала.

Объектом курсового проекта является холодильная установка в комплексе, отдельные ее элементы.

Целью данного курсового проекта является описание технологического процесса холодильного оборудования, разработка функциональной схемы данной установки и выбор технических средств автоматизации.

1 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

1.1 Автоматизация холодильных компрессорных станций

Искусственный холод находит широкое применение в пищевой промышленности, в частности при консервировании скоропортящихся продуктов. При охлаждении обеспечивается высокое качество хранимых и выпускаемых продуктов.

Искусственное охлаждение может осуществляться периодически и непрерывно. Периодическое охлаждение происходит при плавлении льда либо при сублимации твердого диоксида углерода (сухого льда). Этот способ охлаждения обладает большим недостатком, так как в процессе плавления и сублимации хладагент теряет свои охлаждающие свойства; при длительном хранении продуктов трудно обеспечить определенную температуру и влажность воздуха в холодильной камере.

В пищевой промышленности широко распространено непрерывное охлаждение с применением холодильных установок, где хладагент — сжиженный газ (аммиак, фреон и др.) — совершает круговой процесс, при котором он после осуществления холодильного эффекта восстанавливает свое первоначальное состояние.

Применяемые хладагенты кипят при определенном давлении, зависящем от температуры. Следовательно, изменяя давление в сосуде, можно изменять температуру хладагента, а следовательно, и температуру в холодильной камере. Компрессор / всасывает пары аммиака из испарителя II, сжимает их и через маслоотделитель III нагнетает в конденсатор IV. В конденсаторе пары аммиака конденсируются за счет охлаждающей воды, и жидкий аммиак из конденсатора, охлажденный в линейном ресивере V, через регулирующий вентиль VI поступает в испаритель II, где, испаряясь, охлаждает промежуточный хладоно-ситель (рассол, ледяную воду), нагнетаемый к потребителям холода насосом VII.

Регулирующий вентиль VI служит для дросселирования жидкого аммиака, температура которого при этом снижается. Система автоматизации предусматривает автоматическое управление работой компрессора и противоаварийные защиты. Командой на автоматический пуск компрессора служит повышение температуры рассола (ледяной воды) на выходе из испарителя. Для управления температурой используется регулятор температуры типа, датчик которого устанавливается на трубопроводе выхода рассола (ледяной воды)

При работе компрессора в автоматическом режиме функционируют следующие противоаварийные защиты: от понижения разности давлений масла в системе смазки и картере — применяется датчик-реле разности давлений ; от понижения давления всасывания и повышения давления нагнетания — применяется датчик-реле давления; от повышения температуры нагнетания — применяется датчик-реле температуры; от отсутствия протока воды через охлаждающие рубашки — применяется реле протока; от аварийного повышения уровня жидкого аммиака в испарителе — применяется полупроводниковое реле уровня.

При пуске компрессора в автоматическом режиме открывается вентиль с электромагнитным приводом на подаче воды в охлаждающие рубашки и закрывается вентиль на байпасе.

Автоматическое регулирование уровня жидкого аммиака в испарителе осуществляется полупроводниковыми реле уровня, управляющим вентилем с электромагнитным приводом, установленным на подаче жидкого аммиака в испаритель.

Контроль верхнего и нижнего уровней жидкого аммиака в линейном ресивере осуществляется полупроводниковыми реле уровня.

Контроль давления рассола в нагнетательном трубопроводе осуществляется датчиком-реле давления.

Дистанционный контроль температуры воздуха, аммиака, рассола, воды в контрольных точках холодильной установки осуществляется термопреобразователями.

Аппаратура контроля, управления и сигнализации остального технологического оборудования размещена в панелях щита управления.

1.2 Анализ возмущающих воздействий объекта автоматизации

В данной схеме предусмотрены контроль, регулирование, управления и сигнализация параметров технологического процесса.

Контроль верхнего и нижнего уровней жидкого аммиака в линейном ресивере, в котором контролируется уровень от которого зависит наполнение ресивера.

Также контролю подлежит температура воздуха в холодильной установке от которой зависит охлаждение и количество вырабатываемого холода.

Контроль давления холодного рассола в нагнетательном трубопроводе, который зависит от нагнетания насосом, насос воздействуя на холодный рассол изменяет его подачу.

Также контролируется температура холодной воды поступающей из бассейна в конденсатор которая необходима для конденсирования (охлаждения) паров аммиака.

На выходе из конденсатора контролируется температура жидкого аммиака, который поступает в линейный ресивер.

Регулирующий вентиль VI установленный на трубопроводе служит для дросселирования жидкого аммиака, за счет чего температура при этом снижается.

Повышение температура рассола (ледяной воды) на выходе из испарителя управляет работой компрессора и служит командой на автоматический пуск компрессора.

Цели автоматизации холодильных установок

Цели и степени автоматизации холодильной установки

Главным условием технического развития любой отрасли промышленности является автоматизация производственных процессов, т.е. комплекс технических мероприятий, полностью или частично исключающих участие человека в определенном этапе производственного процесса.

Главными целями автоматизации холодильных установок являются:

  • механизация производственного процесса;
  • точное поддержание заданных параметров работы оборудования;
  • предотвращение поломки оборудования;
  • повышение срока службы холодильного оборудования;
  • сокращение персонала и уменьшение затрат на оплату труда;
  • обеспечение безопасной работы персонала.

Любая операция, производимая машинистом современных холодильных машин, поддается автоматизации, но это не значит, что необходимо автоматизировать все процессы. Автоматика для холодильного оборудования необходима только в тех случаях, когда для выполнения операций вообще не требуется квалификации исполнителя или когда исполнитель не сможет добиться необходимой точности регулирования. Также необходимо в обязательном порядке автоматизировать все процессы, проходящие во взрывоопасных и вредных для здоровья человека условиях.

По степени автоматизации холодильное оборудование можно условно разделить на три группы:

  1. 1. Холодильное оборудование с ручным управлением – все функции управления и контроля холодильной системы выполняет персонал.
  2. 2. В частично автоматизированном холодильном оборудовании некоторые процессы автоматизированы, но оборудование должно работать при постоянном присутствии персонала; в таких машинах чаще всего пуск происходит вручную, а остановка автоматизирована.
  3. 3. Полностью автоматизированное холодильное оборудование не требует постоянного присутствия обслуживающего персонала, но не отменяет необходимости периодических осмотров и проведения технического обслуживания по установленному регламенту. В основном полностью автоматизированными бывают пароэжекторные и абсорбционные холодильные агрегаты из-за отсутствия в них движущихся механизмов.

Разновидности систем автоматизации холодильных установок

Система автоматизации – это совокупность объекта автоматизации и автоматических устройств, благодаря которым возможно управлять работой холодильных систем без участия обслуживающего персонала.

Виды систем автоматизации:

Разомкнутые системы – применяются редко, делятся на виды:

  • разомкнутая система автоматизации с прямой связью, в которой слежение идет по косвенному параметру (например, в системах вентиляции по температуре наружного воздуха);
  • разомкнутая система автоматизации с обратной связью, которая выполняет только информационные функции (измерение, сигнализация).

Замкнутые системы, принцип работы которых заключается в определении отклонения фактической величины регулирующего параметра от заданной. Именно такие системы автоматизации применяются для контроля работы холодильной установки . Виды замкнутых систем автоматизации:

  • системы автоматического регулирования, т.е. те, которые поддерживают параметры на заданном уровне;
  • системы автоматической защиты, т.е. те, которые автоматически выключают оборудование, когда его нормальная работа нарушается.

Основные части и приборы системы автоматизации холодильной установки

Основные части системы автоматизации холодильной установки:

  • измерительный (чувствительный) элемент, снабженный приспособлением для настройки управления холодильными параметрами на заданное значение;
  • датчик, который регистрирует изменение регулируемой величины;
  • холодильный щит управления, т.е. регулирующий орган, который по сигналу измерительного элемента изменяет подачу сигнала или энергии в регулируемый объект;
  • передаточное устройство, которое соединяет датчик с передаточным механизмом.

Щит управления холодильным агрегатом и устройствами автоматизации холодильной установки

Основным элементом, который контролирует приборы систем автоматизации холодильной установки, является щит управления холодильным агрегатом. На щите управления размещены устройства автоматического управления, регулирования и защиты, а также средства сигнализации, благодаря которым обеспечивается нормальное функционирование холодильной системы.

Приборы автоматического управления, размещенные на щите управления холодильным агрегатом, регулируют работу насосов и компрессоров при изменении нагрузки. При понижении температуры хладагента, а также при понижении давления в испарителях ниже предельного значения компрессоры автоматически останавливаются; при повышении температуры в испарителе компрессоры автоматически включаются. Иногда для автоматического управления компрессорами используется реле времени, которое программируют на определенное время включения агрегатов.

С помощью приборов автоматического регулирования на щите управления поддерживаются на оптимальном уровне ключевые параметры работы холодильной установки – температура и давление. При понижении тепловой нагрузки температура хладоносителя поддерживается на заданном уровне благодаря плавному автоматическому регулированию холодопроизводительности установки, которое может осуществляться такими путями:

  1. 1) дросселированием паров хладагента перед компрессором, в результате чего понижается давление;
  2. 2) перепуском части паров из нагнетательной линии во всасывающую;
  3. 3) увеличением мертвого пространства в поршневом компрессоре, в результате чего снижается отсос паров хладагента из испарителя.

С помощью приборов автоматического регулирования, которые изменяют подачу хладагента в испаритель, также обеспечивается безопасная работа компрессора и его защита от гидравлического удара.

Автоматическая сигнализация применяется для извещения оператора холодильной установки об изменении режима функционирования оборудования, которое может вызвать срабатывание автоматической защиты. Также автоматическая сигнализация звуковым сигналом извещает оператора о включении и выключении оборудования, арматуры и приборов.

Автоматическая защита холодильного оборудования позволяет избежать опасных последствий нарушения нормальных параметров работы холодильных машин. При резких изменениях параметров функционирования (сильном увеличении давления нагнетания, снижении давления и температуры испарения, несоблюдении режима работы смазочной системы, проверка холодильной системыи других ситуациях) специально предназначенные приборы отключают холодильные установки, предотвращая их поломку.

Обзор устройств современных систем автоматизации управления холодильных машин

Рубрика: 5. Энергетика

Дата публикации: 16.10.2018

Статья просмотрена: 136 раз

Библиографическое описание:

Галка Г. А., Гриценко А. Е., Колодько С. А. Обзор устройств современных систем автоматизации управления холодильных машин [Текст] // Технические науки: теория и практика: материалы IV Междунар. науч. конф. (г. Казань, ноябрь 2018 г.). — Казань: Молодой ученый, 2018. — С. 22-25. — URL https://moluch.ru/conf/tech/archive/312/14563/ (дата обращения: 14.11.2019).

Автоматизированные системы управления и диспетчеризации являются неотъемлемой частью технологического оснащения современного производства, способствуют повышению качества продукции и улучшают экономические показатели за счет выбора и поддержания оптимальных режимов работы оборудования.

Автоматизация освобождает человека от необходимости непосредственного управления механизмами. В автоматизированном процессе производства роль человека сводится к наладке, регулировке, обслуживании средств автоматизации и наблюдению за их действием. Если автоматизация облегчает физический труд человека, то она имеет цель облегчить так же и умственный труд.

Автоматизация уменьшает количество обслуживающего персонала и обеспечивает работу машины в оптимальном режиме.

Обзор систем автоматизации иих преимущества перед механическими способами регулирования

Системы автоматизации делятся:

– по предназначению оборудования: бытовые холодильники, коммерческие холодильные установки, промышленные холодильные установки и системы поддержания микроклимата;

– по степени автоматизации: с ручным управлением, полуавтоматическое управление и полностью автоматизированные [1].

Бытовые холодильники (морозильники) имеют следующие виды управления:

– механический термостат-прибор для поддержания постоянной температуры в охлаждаемом объеме. Работает по принципу прерывания электроснабжения на источник производства холода (компрессор, нагреватель, источник питания)

Рис. 1. Внешний вид бытового термостата К-59L

– электронный термостат так же, как и механический выполняет функцию разрыва цепи питания при наборе температуры. Отличие заключается в более точном контроле температуры и более высокой надёжности.

Рис. 2. Внешний вид электронного термостата

– электронная плата управления является наиболее интеллектуальным органом управления бытовыми холодильниками. Имеет расширенные функции управления, контроля, самодиагностики и оповещения об авариях и отказах элементов.

Рис. 3. Внешний вид платы управления холодильником

Описанные выше системы управления в настоящее время одинаково используются в бытовой холодильной технике, но отличия в качестве выполняемых функций очевидны:

– механический термостат на показатели работы влияют качество и количество заправляемого холодильного агента в термобаллон, плотность его монтажа к испарителю. Недостатком является большой дифференциал между размыканием и замыканием контактов термостата. В результате в объеме холодильника температура может изменяться от установленной на 5–8 градусов Цельсия [2].

– в электронном термостате устранены недостатки механического. Рабочий элемент (термопару) достаточно поместить в объем камеры охлаждения.

– электронная плата к преимуществам электронного термостата добавляет функции управления не только компрессором, но и ТЭНами оттайки, вентилятором испарителя, соленоидным клапаном питания морозильной камеры. Так же, в случае неисправности какого-либо элемента или нарушения штатной работы всей системы, выводит на экран сообщение об аварии в виде цифрового кода, мигающих светодиодов и т. п.

Коммерческие ипромышленные холодильные установки имеют следующие виды управления:

– механическое реле давления — принцип действия основан на работе мембраны, которая непосредственно связана с газовой средой холодильной установки и поджата регулировочной пружиной. При изменении давления за пределы установки мембрана преодолевает действие пружины и размыкает электрические контакты, тем самым прекращая работу установки.

Рис. 4. Внешний вид реле давления типа КР

С помощью реле давления возможно и достаточно управлять холодильными установками небольшой мощности до нескольких кВт. Принцип действия основан на включении и выключении компрессора установки по реле низкого давления. Испаритель (и температура в нем) в данном случае, регулируются механическим дросселирующим устройством (ТРВ -терморегулирующий вентиль). Недостатком в данной системе является низкая точность поддержания температуры.

– контроллер управления холодильной установкой — устройство управления и контроля всех процессов в холодильной установке [3].

Рис. 5. Внешний вид контроллера

Контроллеры позволяют адаптивно с высокой точностью управлять процессом охлаждения, работой компрессоров, вентиляторов конденсаторов в многокомпрессорных установках и электронными регулирующими вентилями, позволяя поддерживать температуру с точностью до 1 0 С.

– системы мониторинга и удаленного доступа. Выполняют функции организации диспетчерского управления, контроля и оптимизации работы холодильного оборудования (магазинов, супермаркетов) и систем кондиционирования воздуха (зданий, музеев, торгово-развлекательных центров).

Рис. 6. Внешний вид систем мониторинга и диспетчерского контроля

Данная система объединяет в себе все выше описанные системы управления холодильными установками и представляет всю информацию в обобщённом, удобном для восприятия виде. Также позволяет проводить статистический анализ работы в виде таблиц, графиков [4].

В заключение можно сделать вывод, что в настоящее время стремительного развития цифровых технологий системы холодоснабжения, также подвержены изменениям в сторону автоматизации всех процессов, начиная с работы самой холодильной установки (для повышения эффективности и уменьшения энергозатрат на производство 1кВт холода) и заканчивая контролем качества продукта в этих установках (системы контроля качества ХАССП и т. п.). Данные изменения повышают интеллектуальную сложность оборудования и соответственно требования к квалификации обслуживающего персонала. Работники должны уже обладать навыками программирования, настройки необходимых алгоритмов работы оборудования, а системы управления уже сами подстроят оптимальный режим работы холодильной системы. При этом стоит не забывать, что без знаний в области процессов производства холода и кондиционирования воздуха не возможна правильная отладка работы холодильного оборудования.

  1. Бабакин Б. С. Альтернативные хладагенты и сервис на их основе: справочное руководство / Б. С. Бабакин, В. И. Стефанчук, Е. Е. Ковтунов — Москва: Колос, 2000. — 160 с.
  2. Практическое руководство по ремонту холодильных установок с конденсаторами воздушного охлаждения П. Котзлаогланиан. Перевод с французского В. Б. Сапожникова Техническая редакция В. И. Велюханова, Издательство Московского университетаЗАО «ОСТРОВ» 1999– 631 с.
  3. Пособие для ремонтника. Справочное руководство по монтажу, эксплуатации, обслуживанию и ремонту современного оборудования холодильных установок и систем кондиционирования. Патрик Котзаогланиан Перевод АНОО «Учебный центр «Остров»» Москва 2007г.-826 с.
  4. Доссат, Рой Дж. Основы холодильной техники:учебник / Рой Дж. Доссат — Москва: Легкая и пищевая промышленность,1984. — 520 с.

Похожие статьи

Термодинамическое исследование работы холодильной.

В связи с проблемой глобального потепления, а также с постоянным ростом цен на энергоносители проблемой экономии невозобновляемых энергетических ресурсов актуален вопрос снижения эксплуатационных затрат при работе холодильных установок.

Проектирование системы управления термокамерой для.

Спроектирована система управления термокамерой на базе доступных по цене и обладающих достаточным функционалом элементов.

Целью данной работы было выполнить проектирование системы управления термокамерой для испытания электронных изделий.

Анализ систем жидкостного охлаждения электронной аппаратуры

Принцип действия системы воздушного охлаждения заключается в том, что тепло с нагревающегося элемента электронной аппаратуры передается напрямую на установленный радиатор, а уже после рассеивается в окружающее пространство. Как было выше указано.

Автоматизированные системы управления техническим.

Автоматизированные системы управления техническим обслуживанием и ремонтом оборудования.

− отсутствует системный подход при определении видов оборудования, для которых целесообразно перейти с календарного регламента ТОиР на ремонт по наработке и.

Разработка систем автоматизированного управления режимами.

Основной смысл использования регулируемого электропривода и систем автоматизированного управления (САУ) в насосных установках заключается в том, чтобы привести в соответствие режим работы насосов с режимом работы водопроводной или.

Принцип работы и устройство автомобильного кондиционера

Принцип работы бытовой холодильной машины. Холодильная машина предназначена для отвода тепловой энергии от охлаждаемого тела.

Принцип работы системы курсовой устойчивости автомобиля. Описание теоретической модели бытовой холодильной машины.

Центробежный фреоновый компрессор для системы.

На кафедре «Холодильная и компрессорная техника и технология» была разработана перспективная конструкция центробежного компрессора. Рис. 4.Общий вид компрессора. Спроектированный центробежный компрессор представляет собой одноступенчатую машину.

Повышение эффективности и энергосбережения в холодильных.

В химической промышленности Республики широко используется холодильные и криогенные системы. В этих системах большую часть

Холодопроизводительность и электрическая мощность компрессора представлены на рис. 2 и рис.3 в виде зависимостей и . Для выявления.

Расчет основных эксплуатационных параметров холодильной.

Рассчитывается и подбирается холодильная установка для рефрижератора, строится p-i диаграмма для камеры фургона. Рис. 2. Расчет цикла ХМ в рефрижераторе на p-i диаграмме для камеры. Определяется удельная массовая холодопроизводительность , Дж/кг холодильной.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector