Automatyka chłodnicza

Mateusz Rogoś

Michał Michalski

ESOiOO rok IV

Automatyzacja zapewnia nam niezmienność procesów

chłodniczych oraz obniża koszt eksploatacji.

• Sterowanie urządzeniem chłodniczym. Automatyczne uruchamianie i

zatrzymywanie sprężarki.

• Regulowanie temperatury chłodzonego ośrodka. Przez zatrzymanie

sprężarki i przez zmniejszenie lub zatrzymanie obiegu czynnika(zmianę
wydajności chłodniczej).

• Zabezpieczenie przed uszkodzeniem. Przerywanie pracy poszczególnych

urządzeń w razie osiągniecia niebezpiecznych wartości np. Ciśnienia.

• Sygnalizacja dźwiękowa lub świetlna. Informuje lub ostrzega o osiągnieciu

zadanej lub dopuszczalnej wielkości (np. Temperatury) lub włączeniu lub
wyłączeniu urządzeń chłodniczych oraz o zadziałaniu urządzeń
zabezpieczających (termostaty, presostaty).

• Samoczynny pomiar i zapis wartości mierzonych.

Zadania automatyzacji urządzeń
chłodniczych:

Automatyczny zawór rozprężny

Zasada działania:
Na membranę 2 stale działa z jednej strony nacisk sprężyny 1 oraz cis. Atmosferyczne.
Na drugą stronę membrany, gdy zawór jest otwarty, działa ciś. panujące w parowniku
oraz sprężyną 6.Gdy sprężarka zostaje uruchomiona, wówczas cis. W parowniku
spadnie na skutek odsysania, a tym samym spadnie ono również w komorze
automatycznego zaworu rozprężnego połączonej z parownikiem.

Pod wpływem nacisku sprężyny 1 i cis atmosferycznego membrana wygnie się w
stronę iglicy i przesunie ją popychaczem 3, otwierając drogę przepływu czynnika
chłodniczego. Zapomocą śruby 7 można regulować nacisk na iglice 5, że ilość
czynnika przepływającego przez dyszę będzie się równał ilości czynnika zasysanego
przez sprężarkę.
W tych warunkach w parowniku będzie się utrzymywało stale ciśnienie.
Gdyby cis. W parowniku wzrosło, to membrana została by odgięta w stronę
przeciwna od iglicy. Popychacz połączony z membrana przesunąłby się wiec z nią,
umożliwiając sprężynie 6 głębsze wprowadzenie iglicy do otworu 4. W ten sposób
zmniejszyłby się otwór przepływu. Wydajność dyszy zmaleje, a zatem cis. w
parowniku ulegnie obniżeniu.

Zawór ten utrzymuje stałe ciśnienie parowania, a zatem i stałą temperaturę
parowania.

Przykład przebiegu pracy automatycznego zaworu w miarę
upływu czasu.

A-Uruchomienie sprężarki.
B-Wtrysk czynnika.
C-Uzyskanie stałej temp. Sprężarka zostaje wyłączona.
A1-Ponowne uruchomienie sprężarki.

Zastosowanie:
Zawór ten może być stosowany w urządzeniach odznaczających się mała
obciążeniem cieplnym i mającym tylko jeden parownik. Nie należy go
stosować przy kilku parownikach połączonych równolegle, gdyż trudno
jest tak wyregulować oba zawory, aby dawały jednakowy spadek
ciśnienia.
Dobór temp parowania:
Ustawia się taką temperaturę parowania, aby żądana temperatura np.
Komory, została osiągnięta, gdy szron dojdzie do końca parownika. W
tym momencie powinno nastąpić wyłączenie sprężarki parownikowy
regulator temperatury (termostat).

Termostatyczny zawór rozprężny

1-membrana płaska
2-popychacz
3-dysza
4-iglica
5-sprezyna
6-śruba regulująca
7-czujnik
8-rurka włoskowata (kapilara)

Budowa:
Budowa jest bardzo zbliżona do automatycznego zaworu rozprężnego. Na membranę z
jednej strony działa cis. Parowania oraz nacisk sprężyny tak jak w AZR. Na drugą stronę
nie działa jednak cis. Atmosferyczne, lecz cis. Panujące w czujniku przymocowanym u
wylotu parownika i połączonym włoskowa rurka z przestrzenią nad membraną.

W termostatycznych zaworach rozprężnych o większej wydajności przepływu
zamiast iglicy stosuje się kulkę zamykająca otwór dyszy.

Działanie:
Do zaworu dopływa ciekły czynnik np. R12.Juz podczas przepływu przez dysze zaworu część cieczy odparowuje
obniżając temperaturę reszty cieczy. Na całej drodze przepływu przez parownik, aż do miejsca, do którego
dolatuje skrajna kropla czynnika, odbywa się odparowywanie. Ta część parownika jest wypełniona cieczą i parą
nasyconą, panuje tu wszędzie jednakowa temperatura parowania np. -13C ,której odpowiada cis parowania
(R12) 2 bar. Od miejsca odparowania skrajnej kropli czynnika następuje stopniowe przegrzanie pary. W miejscu
zamocowania czujnika panuje wiec temp wyższa np.-6C.W tym miejscu w rurze parownika nadal panuje cis 2
bar, lecz wewnątrz czujnika napełnionego tym samym czynnikiem R12 w stanie ciekłym przy temp -6C, panuje
cis nasycenia równe 2,52 bar. Membrana znajduje się pod wpływem różnicy ciśnień, które powoduje jej
wybrzuszenie ku dołowi i otwarcie przepływu przez dysze.
Jeżeli z jakiegoś powodu do parownika dopłynie więcej czynnika, to skrajna kropla doleci dalej w prawo. Temp i
cis w czujniku zmaleją i membrana wygnie się ku górze, a iglica przymknie przepływ.

Przegrzanie:
Termostatyczny zawór rozprężny jest sterowany przez dwie temperatury:
Temp na początku parowania, równą temperaturze parowania i temperaturą u
wylotu z parownika, równa temperaturze przegrzania pary.
Różnica temperatur przegrzania pary i parowania nazywa się przegrzaniem.

Regulowanie przegrzania w zaworze:
Dokonujemy tego za pomocą zaworu 6. Nie należy jednak przystępować do tej
czynności zbyt pochopnie. Obowiązuje bowiem zasada „nie zmieniać przegrzania
nastawionego przez wytwornie zaworu ”. Należy bardzo starannie ustalić
przyczynę niewłaściwej pracy urządzenia chłodniczego i dopiero gdy zachodzi
niewątpliwa konieczność zmiany przegrzania, można przystąpić do czynności
regulacyjnych.
Śruba jest bardzo czuła. Co ¼ obrotu należy odczekać aż urządzenie osiągnie
równowagę cieplna. ½ obrotu odpowiada zmianie przegrzania o 1,5-2 K, zależnie
od typu zaworu.

Dobór zaworu termostatycznego:
-zależy od spodziewanego maksymalnego obciążenia cieplnego parownika.
-wydajność zaworu powinna być równa wydajności parownika lub mniejsza od niej.
(jeśli wydajność jest większa niż wyd. parownika następuje „migotanie” zaworu tzn.
częste przymykanie i otwieranie. Usunąć tą wadę można zmieniając dysze na mniejsza i
regulując przegrzanie zaworu).

Zawory termostatyczne trzeba wyregulowac indywidualnie podczas rozruchu
urzadzenia chłodniczego.

Nieprawidłowe działanie i uszkodzenie termostatycznego zaworu rozprężnego:

Automatyczne regulowanie ciśnienia i temperatury

Presostaty są włącznikami prądu działającymi pod wpływem przyrostu lub spadku
ciśnienia.
Elementem posuwistym, potrzebnym do zwierania i rozwierania styków, jest
przeważnie membrana mieszkowa połączona z urządzeniem chłodniczym.
Wzrost ciśnienia powoduje przesuwanie się ruchomego denka mieszka w prawo, a
następnie przez układ dźwigni zwarcie styków uruchamiający silnik i sprężarkę.
Natomiast przy spadku ciśnienia denko mieszka przesuwa się w lewo i rozwiera styki.

Różnicę ciśnień włączania i wyłączania sprężarki przyjęto nazywać różnica łączeń.

Działanie termostatu, jest bardzo zbliżone do działania presostatu. Zasadniczą rożnicą
budowy jest to, że mieszek termostatu jest połączony kapilarą ze zbiornikiem
wypełnionym gazem lub cieczą i jej parą (tzw. Czujnikiem).

Pod wpływem zmiany temp środowiska, w którym czujnik został umieszczony,
następuje w nim zmiana cieśnienia, a zatem wystąpią ruchy mieszka przenoszone na
styki za pośrednictwem dźwigni w taki sam sposób, jak w presostacie.