Л. Р. №16

Дослідження схеми автоматичного керування холодильної установки

Мета роботи: Дослідити роботу схеми керування холодильної установки

Правила техніки безпеки: Відповідно до інструкції

Зміст та послідовність виконання завдання

1.           Ознайомитися з обладнанням робочого місця і розділом "Загальні теоретичні відомості.”

2.                 Ознайомитися з призначенням, будовою обладнання  холодильної установки.

3.           Ознайомитися з роботою принципової електричної схеми обладнання холодильної установки.

   4.     Ознайомитися з призначенням, будовою та налаштуванням терморегулятора РТУ - 16 / D

5.           Скласти схему, яка вказана на рисунку 3

6.           Після перевірки схеми викладачем подати напругу.

7.           Провести програмування  терморегулятора на задану температуру.

8.           Провести дослідження схеми автоматизованого обладнання холодильної установки.

9.           Оформити звіт по лабораторній роботі.

10.           Після закінчення роботи навести порядок на робочому місці.

Після виконання завдань студент повинен знати:

1. Призначення, будову та розміщення обладнання холодильної установки.

2. Роботу принципової  електричної схеми керування  обладнання холодильної установки.

3. Призначення та налаштування  терморегулятора.

Після виконання завдань студент повинен уміти:

1. Складати принципову електричну схему керування автоматизованого обладнання холодильної установки.

2. Проводити налагодження терморегулятора на задану температуру.

3. Знаходити несправності в роботі принципової електричної схеми керування автоматизованого обладнання холодильної установки

Завдання для звіту

1.                 У звіті повинно бути найменування роботи, мета, короткі відомості з розділу: "Загальні теоретичні відомості”.

2.                 Принципова електрична схема керування автоматизованого обладнання холодильної установки.

3.                 Функціонально – технологічна  схема обладнання холодильної установки.

4.                 Скласти специфікацію на ТЗА.

5.                 Висновок.

ЗАГАЛЬНІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Охолодження сільськогосподарських продуктів і збереження їх при низькій температурі дозволяють зберегти їхні природні якості і вітаміни в них, сповільнюють життєві процеси і зменшують втрати, збільшують терміни схоронності живильних властивостей молока, м'яса, риби, овочів, фруктів і т.п. Продукти зберігають при температурах від —2 до +2°С (в залежності від виду продукту) при відносній вологості 80...95%. У сільському господарстві холод одержують як безмашинним способом (льодовики, льодосоляне охолодження), так і за допомогою спеціальних холодильних машин. При машинному охолоджень теплота від охолоджуваного середовища приділяється в зовнішнє навколишнє простір за допомогою низькокипячих холодильних агентів ( фреон чи аміак). Температура кипіння фреону різних марок дорівнює —30...-—40°С, а аміаку —33,4°С.

Для створення штучного холоду застосовують різні холодильні машини і установки: МХУ-8С, МХУ-12, АВ-30, ХМФ, ХМАВ, ХМАУ, резервуари-охолодники ТОМ-2А, МКА-2000Л-2А та ін.

Дія холодильної установки базується на тому, що під час переходу фреону з рідкого стану в пароподібний тепло поглинається із зовнішнього середовища, а при конденсації — виділяється.

Холодильна установка складається з холодильного агрегату і бака-акумулятора для води з зануреним випарником (рис. 1). Утворена внаслідок кипіння у випарнику  пара фреону надходить до теплообмінника, з якого потрапляє у компресор. Там вона стискається і її температура підвищується до 60—70°С. З компресора пара надходить до конденсатора  і конденсується, віддаючи тепло. Після цього рідкий фреон через ресивер , фільтр - осушник , теплообмінник  і терморегулювальний вентиль  надходить у випарник . Малий отвір регулювального вентиля створює опір рухові фреону, що зменшує його тиск, і він набуває здатності кипіти при низькій температурі. Під час кипіння у випарнику фреон відбирає тепло води, яка його оточує, і в пароподібному стані надходить знову в компресор. Потім процес повторюється.

Комплектний пристрій керування холодильною установкою (рис 2.) містить автоматичний вимикач, магнітний пускач та  терморегулятор РТУ - 16 / D. Температура  вимірюється за допомогою датчика температури, що розміщується в холодильній камері, і приєднується до цифрового терморегулятора.

Рисунок 1. Технологічна схема холодильної установки.

Рисунок 2. Комплектний пристрій для керування обігрівом: 1  - автоматичний вимикач; 2 – магнітний пускач; 3 - терморегулятор РТУ - 16 / D.

Принципова електрична схема керування холодильною установкою показана на рисунку 3.

Рисунок 3. Принципова електрична схема пристрою для керування холодильною установкою.

В принциповій електричній схемі керування холодильною установкою передбачено тільки автоматичне керування. Здійснюється воно за допомогою терморегулятора Р. Живлення 220В поступає на нього через автоматичний вимикач QF. До виводів 6, 7, 8 терморегулятора підключений датчик температури ВК, який знаходиться в місці підтримання температури в холодильній камері. На терморегуляторі виставлено дві температури максимальна, при якій вмикається,  за допомогою магнітного пускача КМ1, електродвигуни М1 приводу компресора і М2 приводу вентилятора повітряного конденсатора  та мінімальна, при якій вимикається охолодження. При температурі вище заданої максимальної замикається  нормально розімкнений контакт 3, 4, що приводить до подача напруги на  котушку магнітного пускача КМ1, а він силовими контактами електродвигуни М1  та М2. При охолоджені до температури, яка відповідає мінімальній, цей контакт розмикається і напруга на котушку магнітного пускача не подається, що призведе до вимикання електродвигунів. Наступне вмикання електродвигунів відбудеться, коли температура підвищиться вище максимального  значення, що виставлена на терморегуляторі Р.

Терморегулятор РТУ - 16 / D

Терморегулятор РТУ - 16 / D проводить вимірювання температури і постійно утримує температуру робочого середовища шляхом управління підключеними нагрівальними або охолоджувальними агрегатами. Є можливість змінити режим роботи (« нагрів » або «охолодження »). Прилад має 1 канал двохпозиційного регулювання ( включено , виключено) , тобто , при досягненні заданого користувачем верхнього порогу регулювання Твп - відключає навантаження , при зниженні до заданого нижнього Т_НП - підключає (при установці режиму на нагрів) , і, відповідно відключає навантаження , коли температура опускається до Т_НП , включає , коли піднімається до Твп (при установці режиму на охолодження).

Рисунок 4. Зовнішній вигляд терморегулятора РТУ - 16 / D

Технічна характеристики :

- Межі регулювання температур: від -50 до +125 º С;

- Діапазон вимірювання  температур: від -50 до +125 º С;

- Комутуєма здатність реле : 16А/250В ;

- Напруга живлення: ~ 220В;

- Датчик температури: зовнішній цифровий DS18B20 (довжина кабелю ~ 2м) ;

- Дискретність : 1 º С (-50…-10); 0,1 º С (-9,9…+99,9); 1 º С (+100…+125);

- Кількість розрядів цифрового індикатора : 3 ;

- Висота цифр світодіодного індикатора : 10мм ;

- Споживана потужність не більше: 3Вт;

- Температура навколишнього середовища: від +5 º С до +50 º С;

- Степінь захисту: ІР20

- Розмір терморегулятора : 90x52x65мм .

Функціональні можливості

• індикація поточної температури датчика на світлодіодному індикаторі ;

• збереження параметрів при відключенні живлення в незалежній пам'яті ;

• світлодіодний індикатор подачі напруги на підключене навантаження ;

• релейний вихід з перекидним контактом .

Налаштування

Дня нормальної роботи приладу необхідно встановити дві величини :

Твп - температуру верхньої межі регулювання ,

Тнв - температуру нижньої межі регулювання .

Неможливо встановити Твп нижче встановленого значення Т_НП і навпаки , значення Т_НП вище встановленого Твп . При необхідності виставити значення Твп нижче встановленого значення Т_НП , спочатку необхідно зменшити значення Т_НП до заданого , після цього зменшувати значення Твп до заданого . Аналогічно, при необхідності виставити значення Т_НП вище встановленого значення Твп , спочатку необхідно збільшить значення Твп до заданого , після цього збільшувати значення Т_НП до заданого .

Установка верхньої межі .

Натисніть кнопку ▲ протягом щонайменше 5 сек. Миготлива розрядна точка сигналізує про те , що активний режим редагування значення . Кнопками ▲ або ▼ встановіть потрібне значення . Через 3сек після останнього натискання дані записуються в пам'ять терморегулятора , на індикаторі висвітиться поточна температура на датчику.

Установка нижньої межі .

Натисніть кнопку Т і утримуйте не менше 5 сек. Миготлива розрядна точка сигналізує про те , що активний режим редагування значення . Кнопками ▲ або ▼ встановіть потрібне значення . Через 3сек після останнього натискання дані записуються в пам'ять терморегулятора , на індикаторі висвітиться поточна температура на датчику.

Меню додаткових функцій.

Утримуйте обидві кнопки не менше 10 сек. Для входу в меню, кнопки відпустити , при індикації відповідного пункту меню ( пункти міняються по колу) . Змінити значення можна при допомозі кнопок ▲ або ▼.

F1 : вибір логіки роботи .

• [- Н -] - « нагрів » ;

• [ -О -] - «охолодження ».

F2: вибір дискретності індикації .

• [- 0,1 ] індикація і установка меж регулювання ( в діапазоні - 9,9 ° С ... + 99,9 ° С) здійснюється з кроком 0,1 ° С;

• [- 0 -] індикація і установка меж регулювання здійснюється з кроком 1 ° С.

F3 : калібрування показань температури .

• межі зміни ± 2,0 ° С від базового значення ( при дискретності 0,1 ° С);

• межі зміни ± 4 ° С від базового значення ( при дискретності 1 ° С).

Після введення температурних установок терморегулятор почне роботу в заданому режимі.

« Нагрів » : при досягненні температури Твп відбудеться відключення реле, при охолодженні до температури Т_НП реле знову включиться . ( Якщо при первісному включенні поточна температура на датчику буде більше встановленого Т_НП і менше встановленого Твп , реле буде вимкнено до тих пір , поки температура не опуститься до Т_НП , при якій реле включиться ) .

« Охолодження » : при досягненні температури Т_НП відбудеться відключення реле , при нагріванні до температури Твп реле знову включиться . ( Якщо при первісному включенні поточна температура на датчику буде більше встановленого Т_НП і менше встановленого Твп , реле буде вимкнено до тих пір , поки температура не підніметься до Твп , при якій реле включиться ) .

Таким чином терморегулятор буде підтримувати температуру об'єкта в установленому температурному діапазоні.

Термодатчик D18-4 в термоусадці

Датчик температури з підвищеною швидкістю реакції на зміну температури за рахунок відсутності пластикової оболонки.

Для захисту від вологості ці датчики проходять обробку в два шари спеціальним лаком

Матеріал DS18B20

Не допускається занурення датчика ( DS18В20 в термоусадній трубці) з з'єднувальним кабелем в рідкі середовища без додаткової герметизації. Герметизація повинна бути виконана зі ступенем захисту не менше IP68 (згідно ГОСТ 14254 - пилонепроникний ; повна водонепроникність ) .

Загальні  застереження для терморегулятора РТУ - 16 / D

• Не рекомендується встановлювати різницю температур , при якій відбувається часте спрацьовування реле ( з частотою 1 раз хвилину). Часті спрацювання призводить до перегріву і зносу контактів реле , що може стати причиною " злипання реле " - реле не відключить навантаження.

• Не рекомендується навантажувати реле струмом понад 80 % від вказаного максимального значення. При необхідності , використовуйте контактор (магнітний пускач , проміжне реле).

Установка

• Прилад призначений для встановлення всередині приміщень. Нормальна робота гарантується при температурі навколишнього середовища в діапазоні від +5 ° С до +50 ° С і відносній вологості від 30 до 80%. При установці в приміщеннях з підвищеною вологістю (ванна кімната , кухня , туалет , басейн , сауна і т.д.) , прибор необхідно захистити від впливу пилу і вологи з степеню захисту не менше IP54 (згідно ГОСТ 14254 - пилозахищеного ; захист від бризок , падаючих в будь-якому напрямку).

• Для захисту від коротких замикань і перевантажень в колі необхідно встановлювати автоматичний вимикач ( АВ). Усталюється в розрив фазного проводу. Номінал не повинен перевищувати максимальний струм навантаження приладу .

• Для захисту людини від ураження струмом витоку в ланцюг встановлюється пристрій захисного відключення ( УЗО) .

• Для захисту від перенапруг, викликаних розрядами блискавок використовуються грозозахисні розрядники .

• Переріз проводів, що підключаються повинні відповідати величині електричного струму, споживаного навантаженням.