Báo cáo tự động hóa trong máy nén lạnh

TRƯỜNG ĐH SPKT TPHCM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
BỘ MÔN CN NHIỆT ĐIỆN LẠNH

BÁO CÁO TỰ
ĐỘNG HÓA MÁY
NÉN LẠNH
LOGO


MỤC LỤC
 Mở đầu
 I.Giới thiệu sơ bộ về tự động hóa trong máy nén







lạnh.
II. Một số thiết bị thường dùng trong máy nén:
III. Các phương pháp khởi động máy nén
IV. Các mạch điện tự động chính trong máy nén lạnh.
V.Sử dụng công nghệ biến tần (inverter) trong điều
khiển máy nén lạnh
VI. Cơ cấu giảm tải điều chỉnh năng suất lạnh trong
máy nén
VII. kết luận

03/05/2012

Group 8

2


MỞ ĐẦU
Nếu so sánh hệ thống lạnh như một cơ thể sống thì máy nén chính
là quả tim của cơ thể sống ấy. Trong hệ thống lạnh, máy nén giữ
vai trò quan trọng với:
 Năng suất lạnh.
 Suất tiêu hao điện năng.
 Tuổi thọ.
Độ tin cậy và an toàn của hệ thống lạnh
Vì vậy, tự động hóa máy nén lạnh đóng vai trò quan trọng nhất đối
với tự động hóa hệ thống lạnh nói chung. Tự động hóa máy nén
lạnh chính là trang bị cho máy nén các dụng cụ mà nhờ các dụng
cụ đó máy nén có thể vận hành một cách tự động, chắc chắn, an
toàn với độ tin cậy cao mà không cần sự tham gia trực tiếp của
công nhân vận hành.


MỞ ĐẦU

Tự động hóa trong máy nén lạnh bao gồm:
Điều khiển tự động năng suất lạnh.
Điều khiển và bảo vệ động cơ máy nén.
Bảo vệ máy nén khỏi các chế độ làm việc nguy hiểm như áp suất đầu
đẩy quá cao, áp suất đầu hút quá thấp, hiệu áp suất dầu quá thấp, nhiệt
độ đầu đẩy quá cao, nhiệt độ dầu quá cao, lưu lượng khối lượng quá

cao, hiệu áp suất dầu quá nhỏ, dòng khởi động, tải khởi động quá lớn,
mất pha,không đối xứng pha,…
Báo hiệu chế độ dừng, làm việc đồng thời báo hiệu, báo động chế độ
làm việc bình thường hoặc sự cố.
Tuy nhiên, việc trang bị hệ thống tự động hóa cho máy nén cũng cần
được tình toán kĩ để đảm bảo hài hòa các lợi ích kinh tế.
3/05/2012

Group 8

4


I.Giới thiệu sơ bộ về tự động hóa trong máy nén lạnh.
Máy nén là thiết bị quan trọng nhất trong hệ thống lạnh, vì vậy
nó được bảo vệ rất nghiêm ngặt. Khi các điều kiện làm việc
không đạt yêu cầu, hệ thống bảo vệ tự động ngắt điện để dừng
máy. Cụ thể, máy nén được bảo vệ bởi các thiết bị sau:
I.1. Mạch khởi động, điều khiển.
I.2. Bảo vệ áp suất
- áp suất cao HP
- áp suất dầu OP
- áp suất thấp LP

3/05/2012

Group 8

5

I.Giới thiệu sơ bộ về tự động hóa trong máy nén lạnh
I.3. Bảo vệ quá dòng và quá nhiệt (OCR).
I.4. Bảo vệ khi các điều kiện giải nhiệt không tốt.
- Bảo vệ áp suất nước, lưu lượng nước .
- Bảo vệ khi bơm nước giải nhiệt dàn ngưng hoặc máy
nén ngừng hoạt động.
- Bảo vệ khi quạt dàn ngưng không làm việc.
- Bảo vệ khi quạt tháp giải nhiệt không làm việc

05/03/2012

Group 8

6


I.Giới thiệu sơ bộ về tự động hóa trong máy nén lạnh.
I.5. Bảo vệ khi một số thiết bị khác không làm việc
Trong một số mạch điện, máy nén sẽ tự động dừng khi một thiết
bị nào đó không làm việc, chẳng hạn như quạt dàn lạnh, mô tơ
cánh khuấy nước muối, bơm nước lạnh vv..

Cấp tự động:
Trong hệ thống lạnh nói chung và trong máy nén lạnh nói riêng
theo mức độ can thiệp của người vận hành máy đối với quá
trình làm việc của hệ thống, khả năng tự động được chia ra các
cấp sau:

3/05/2012

Group 8

7


I.Giới thiệu sơ bộ về tự động hóa trong máy nén lạnh
Cấp tự động 1: người vận hành thường xuyên theo dõi các
thông số làm việc, tự động điều chỉnh năng suất lạnh thủ
công. Sử dụng hệ thống báo hiệu và bảo vệ.
Cấp tự động 2: kiểm tra theo chu kỳ các thông số làm việc, tự
động điều năng suất lạnh, điều khiển từ xa do công nhân vận
hành thực hiện, hoặc điều khiển tự động, sử dụng hệ thống
báo hiệu và bảo vệ.
Cấp tự động 3: điều khiển tự động toàn bộ (đóng máy, cắt máy,
điểu chỉnh năng suất lạnh), người vận hành chỉ tiến hành các
lần xem xét định kỳ các thiết bị tự động xem chúng còn đảm
bảo các thông số kỹ thuật xuất xưởng hay không.

04/07/20

Group 8

8


II. Một số thiết bị thường dùng trong máy nén
1. Van điện từ
Được sử dụng cho máy tổ hợp
nhiều cụm khi cần ngừng

cung cấp môi chất lạnh cho
một dàn lạnh nào đó mà các
dàn khác vẫn hoạt động.
Đóng và mở van bằng cách đóng
và ngắt điện cấp cho cuộn dây
Vị trí lắp đặt :thường đặt sau
phin lọc van chặn và trước
van tiết lưu

3/5/2012

Group 8

9


II. Một số thiết bị thường dùng trong máy nén
2. Van một chiều
Trong hệ thống lạnh để bảo
vệ máy nén, bơm,…người ta
thường lắp phía đầu đẩy van
1 chiều.
V1C chỉ cho môi chất
chuyển động theo một chiều
nhất định. Đối với máy nén
V1C có công dụng:

3/05/2012

Group 8

10


2. Van một chiều

Tránh ngập lỏng khi
hệ thống lạnh ngừng
hoạt động hơi môi
chất còn lại trên
đường ống đẩy có thể
ngưng tụ lại và chảy
về đầu đảy máy nén
và khi máy nén hoạt
động có thể gây ngập
lỏng.


II. Một số thiết bị thường dùng trong máy nén
4. Van an toàn
Khi role áp suất cao không hoạt
động van an toàn sẽ hoạt
động.khi đó lò xo của van sẽ
bị nén lại, môi chất đi ra
ngoài,máy nén và hệ thống sẽ
được bảo vệ
Van an toàn được sử dụng cho
các tổ hợp thiết bị lạnh lớn,
được lắp đặt ở thiết bị ngưng
tụ, bình cao áp, đầu đẩy máy

nén

3/05/2012

1. Cửa vào, 2. Cửa ra, 3. Lò
xo, 4. Bu lông điều chỉnh , 5.
Mũ van.
Group 8

12


II. Một số thiết bị thường dùng trong máy nén
5. Rơ le áp suất thấp

Khi áp suất phía hút giảm quá mức cho phép thì relay áp suất thấp sẽ
tác động ngắt dòng điện cung cấp cho máy nén để bảo vệ máy
nén khỏi hư hỏng
Role áp suất thấp được lắp trên đường hút của máy nén

3/05/2012

Group 8

13



II. Một số thiết bị thường dùng trong máy nén
6. Role áp suất cao

Là thiết bị để tránh cho máy nén làm việc ở áp suất quá cao ở
phía đầu đẩy, trường hợp mất nước làm mát dàn ngưng,
hỏng hóc trục hay van chặn, role tác động ngừng máy nén
trước khi van an toàn hoạt động
Vị trí lắp đặt ở đầu đẩy máy nén

3/05/2012

Group 8

15



Trong thực, để thuận tiện người ta thường sử dụng dạng
tổ hợp gồm 2 relay LP và HP.

LP và HP hoạt động hoàn toàn độc lập với nhau, mỗi relay có ống nối lấy
tín hiệu riêng.
Cụm LP thường bố trí nằm phía trái, còn HP bố trí nằm phía phải. Có thể
phân biệt LP và HP theo giá trị nhiệt độ đặt trên các thang kẻ, tránh
nhầm lẫn.


II. Một số thiết bị thường dùng trong máy nén
7. Relay nhiệt bảo vệ quá dòng, quá nhiệt( OCR).

Relay nhiệt được sử dụng để bảo vệ quá dòng hoặc
quá nhiệt. Khi dòng điện quá lớn hoặc vì một lý do gì
đó nhiệt độ cuộn dây mô tơ quá cao. Relay nhiệt

ngắt mạch điện để bảo vệ mô tơ máy nén.
Relay nhiệt có thể đặt bên trong hoặc bên ngoài
máy nén. Trường hợp đặt bên ngoài rơ le nhằm bảo
vệ quá dòng thường được lắp đi kèm công tắc tơ. Một
số máy lạnh nhỏ có bố trí rơ le nhiệt bên trong ở
ngay đầu máy nén.

3/05/2012

Group 8

18


1- Dây nối, 2- Chụp nối; 3- Chốt tiếp điểm; 4- Đầu
cực 5- Tiếp điểm;
6- Cơ cấu lưỡng kim; 7- Điện trở; 8- Thân; 9- Vít


II. Một số thiết bị thường dùng trong máy nén
7. Thermostat
Thermostat là một thiết bị điều
khiển dùng để duy trì nhiệt độ
của phòng lạnh. Cấu tạo gồm
có một công tắc đổi hướng đơn
cực (12) duy trì mạch điện giữ
các tiếp điểm 1 và 2 khi nhiệt
độ bầu cảm biến tăng lên,
nghĩa là nhiệt độ phòng tăng.
Khi quay trục (1) theo chiều kim

đồng hồ thì sẽ tăng nhiệt độ
đóng và ngắt của Thermostat.
Khi quay trục vi sai (2) theo
chiều kim thì giảm vi sai giữa
nhiệt độ đóng và ngắt thiết bị.

3/05/2012

Group 8

20


III. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỞI ĐỘNG MÁY NÉN
I. Mạch điện khởi động máy nén 1 pha:
1. Sử dụng rơ le dòng điện:
Cấu tạo đơn giản nhưng hay tạo hồ quang tại tiếp điểm đóng
mở nên chỉ sử dụng cho máy nén nhỏ công suất nhỏ hơn ¾ HP

21


III. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỞI ĐỘNG MÁY NÉN
2. Sử dụng rơ le điện áp:
Đơn giản, gọn nhẹ, tiếp điểm làm việc với dòng điện nhỏ
nên tuổi thọ cao. Sử dụng cho động cơ lớn hơn 3/4HP. Cuộn dây
của ro le phải có điện thế để giữ tiếp điểm nên phải tiêu hao một
lượng điện năng sinh nhiệt vô ích

22

III. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỞI ĐỘNG MÁY NÉN
3. Sử dụng rơ le kiểu bán dẫn PTC:
Khi mới cấp điện cho động cơ máy nén thì dòng điện khởi động
rất lớn. Dòng điện này làm cho đĩa điện trở phát nhiệt nhanh và điện trở
của nó đột biến tăng lên, khi động cơ đã đạt 75% định mức thì điện trở
của role rất lớn làm ngắt mạch nối giữa cuộn dây S và R. Lúc này rơ le
đã hoàn thành một lần khởi động. Do quán tính nhiệt lớn cộng thêm có
dòng điện luôn chạy qua rơ le lúc động cơ hoạt động nên rơ le vẫn giữ
nguyên trạng thái này suốt quá trình MN làm việc. Do đặc điểm quán
tính nhiệt lớn nên sau thời gian 3 phút MN mới có thể khởi động lại
được

23


II. Mạch điện khởi động MN 3 pha:
- Do động cơ máy nén lạnh cần mô men khởi động lớn để khởi
động hệ thống trong điều kiện đầy tải
- Ở động cơ thường tải bằng 0 ở lúc bắt đầu khởi động, tải chỉ
tăng dần theo tốc độ động cơ. Ngược lại với hệ thống lạnh, khi tắt máy
nén thì tải trong hệ thống vẫn cao. Do đó, mô men khởi động của động
cơ máy nén lạnh lớn hơn 3,5 lần mô men làm việc, trong khi đó ở động
cơ thường chỉ đạt 2,5 lần mô men làm việc. Như vậy, ta phải sử dụng
một số biện pháp để khởi động máy nén

24

1. Mạch điện khởi động sao-tam giác:
Qua đồ thị trên ta nhận thấy khi khởi động chế độ sao thì mômen
khởi động giảm 3 lần so với khởi động trực tiếp. Dòng điện cũng giảm
3 lần, điện áp giảm 30,5 lần

25