Обзор устройств современных систем автоматизации управления холодильных машин



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 1⁰С.

– 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.

Литература:

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.