Пиши Дома Нужные Работы

Обратная связь

Регулирование температуры воздуха

В охлаждаемом помещении

Основная задача автоматизации установки - обеспечить заданный температурный режим в охлаждаемых помещениях. На рис. 6.2 приведены схемы системы автоматического регулирования температуры в объекте охлаждения. Температура воздуха tоб в охлаждаемом помещении будет постоянной, если отводимый от него тепловой поток будет равен подводимому тепловому потоку (рис. 6.2, а). Изменение подводимого теплового потока приведет к изменению температуры воздуха в помещении. Автоматический регулятор, в качестве которого используется реле температуры РТ (см. рис. 6.2, а, б), чувствительным элементом ЧЭ замеряет температуру tоб в охлаждаемом помещении К1 (объекте регулирования) и сравнивает ее с tзад. При возрастании разности |tоб - tзад| больше заданной реле температуры РТ выдает управляющий сигнал х на регулирующий орган для изменения отвода теплоты. Теплота из помещения при непосредственной системе охлаждения отводится в испаритель И за счет кипения хладагента. Поэтому регулирующий орган меняет холодопроизводительность испарителя И, реагируя на сигнал регулятора и восстанавливая заданное значение температуры воздуха в охлаждаемом помещении.

Рассмотрим работу САР температуры в охлаждаемом помещении К2 с соленоидным вентилем СВ, установленным на входе в испаритель И. СВ в зависимости от сигнала реле температуры РТ открывает или прекращает поступление хладагента в аппарат.

 

 

 

Пусть в начальный период времени соленоидный вентиль находится в закрытом состоянии, перекрывая подачу хладагента в испаритель. Тогда температура в помещении начнет постепенно повышаться и в момент времени τ1 достигнет значения tвкл (рис. 6.3,6). В соответствии со своей характеристикой (рис. 6.3, а) реле температуры подает сигнал Ia=1 на открытие соленоидного вентиля (рис. 6.3, б) и хладагент поступает в испаритель. Через некоторое время температура в помещении начнет плавно снижаться и в момент τ2 достигнет значения tвыкл. Реле температуры подаст сигнал на закрытие соленоидного вентиля, вновь перекрывая подачу хладагента в испаритель. Температура в помещении после некоторого дополнительного понижения, связанного с выкипанием жидкого хладагента, снова начнет повышаться и процесс повторится.



Подобные САР используются при регулировании температуры воздуха в рефрижераторных трюмах судов флота рыбной промышленности с воздушными системами охлаждения, а также в провизионных кладовых холодильных установок.

В провизионных кладовых с плюсовыми температурами хранения широкое распространение получила САР (см. рис. 6.2, б, левое помещение, К1). В дополнение к соленоидному вентилю СВ она оснащена встроенным в испаритель вентилем и вентилятором ЭВ.

При достижении заданной температуры tоб реле температуры РТ одновременно с соленоидным вентилем СВ включает в работу и вентилятор ЭВ. Известно, что интенсивность теплообмена испарителя И во время работы вентилятора в 3-4 раза выше, чем при неработающем. Поэтому при подаче в испаритель жидкого хладагента он начинает работать, с максимальной эффективностью отводя теплоту из помещения. Напротив, при достижении нижней границы температурного режима хранения РТ выключает СВ и вентилятор ЭВ, работа которого не требуется при отключенном испарителе И.

В рассмотренных способах регулирования температуры воздуха в помещениях регулирующие органы (соленоидные вентили СВ и венти-пяторы ЭВ) работают циклично по принципу "включено - выключено" (так называемое двухпозиционное регулирование). Значение регулируемой температуры tоб поддерживается лишь в некоторых пределах, определяемых характеристикой реле температуры РТ. Когда регулируемый параметр находится в этой зоне, регулятор не реагирует на ее изменения.

 

Разность между тeмпepaтypaми включения и выключения называется зоной нечувствительности (другое название - дифференциал) реле температуры РТ. Зона нечувствительности может задаваться специальным настроечным органом, предусмотренным в РТ. Увеличение зоны нечувствительности приведет к более длительному пребыванию регулируемой величины в ней и к более редкому реагированию регулятора РТ и регулирующего органа на изменение температуры во временми. Однако это увеличение вызовет более сильные колебания температур в охлаждаемом помещении, что отразится на качестве и сроке хранения груза. Узкая зона нечувствительности положительно сказывается на качество регулирования но может привести к частым включениям реле и вентиляторов.

Зона нечувствительности, как правило, выбирается исходя из рекомендаций по технологии хранения перевозимого груза.

Процессы регулирования температуры tоб в охлаждаемом помещении при рассольной системе охлаждения не отличаются от рассмотренных выше, однако принципиальная схема систем автоматического регулирования на рис. 6.4 имеет свои особенности.

Теплота из помещений К1………..Кn отводится рассолом через рассольные батареи РБ, обдуваемые вентиляторами. Насос Н обеспечивает циркуляцию рассола в рассольной системе.

При понижении температуры t до заданного значения термостат РТ подает сигнал на открытие соленоидного вентиля СВ. Соленоидный вентиль СВ устанавливают, как правило, не на рассольной, а на вспомогательной системе (например, воздушной системе). Открываясь, СВ пропускает управляющий воздух к трехходовому клапану Кл1, который перепускает рассол, минуя рассольную батарею РБ. При повышении температуры tоб в рефрижераторном трюме K1 термостат РТ через соленоидный вентиль СВ вновь изменит положение трехходового клапана Кл1, открывая питание рассольной батарее РБ. Характеристики процессов регулирования будут в этом случае аналогичны предыдущим.

 

Рассмотрим конструкции некоторых реле температур РТ. Большое распространение на судах отечественной постройки получили реле температуры типа ТР (ТР-5М, ТР-1Б, ТР-2Б, ТР-1К и др.).

Реле температуры типа ТР-1Б (рис. 6.5, а). Чувствительным элементом реле служит термобаллон 17, который через капиллярную трубку 1 подсоединен к входному штуцеру сильфона 2 и образует термосистему. Принцип действия приборов основан на использовании зависимости давления в термосистеме от регулируемой температуры.

Реле температуры выполняются в двух вариантах: с паровой и адсорбционной термосистемами. В первом случае термосистема заполняется фреоном; во втором термобаллон - активированным углем, остальная часть - углекислым газом. Изменение температуры сказывается на поглотительной способности угля: с повышением температуры она уменьшается, отчего давление в термосистеме возрастает, я наоборот. Паровая система обладает существенным недостатком: высокая текучесть фреона может привести к утечке агента из термосистемы и выхода термореле из строя. Поэтому термосистема с твердым наполнителем более надежна. Реле температуры с твердым наполнителем можно размещать непосредственно в помещении и вне его. Баллон термосистемы, заполненной хладагентом, должен быть холоднее на 1-2°С, чем остальная часть термореле. Это требование налагает ограничение на установку термореле в паровой термосистеме.

 

 

 

Изменение давления передается на сильфон 2. На элемент сравнения - рычаг 4 - снизу действует усилие, развиваемое сильфоном, а сверху - усилие пружины уставки 10, задаваемое винтом 11. При повышении температуры в охлаждаемом помещении, а следовательно, и давления в термосистеме сильфон 2, преодолевая усилие пружины уставки 10, сжимается и шток 3 поворачивает рычаг 4 и его вертикальное плечо по часовой стрелке до захвата рычага 5. Дальнейшее движение рычага 4 прекратится. Реле не будет реагировать на продолжающееся повышение температуры воздуха в помещении до тех пор, пока усилие, развиваемое сильфоном, не превысит суммарную силу от пружин 10 и 6 (последняя работает на растяжение). Чем больше затяг пружины нечувствительности, тем дольше вся система будет находиться в неподвижности.

Когда усилие от давления в термосистеме превысит силу от действия пружин 6 и 10, вертикальное плечо рычага 4, а вместе с ним и пружина 13 начнут поворачиваться по часовой стрелке. До тех пор, пока ось пружины 13 находится левее ос поводка 14, она силой натяжении будет создавать момент, приложенный по часовой стрелке к поводку и удерживающий подвижной контакт 15 в левом положении. При переходе верхнего контакта пружины 13 через ось поводка направление момента силы изменится на противоположное, поводок повернется вокруг своей оси и резко перебросит переключающую вилку 1 и контакт 15 вправо. Контакты 1 и 16 замкнутся, включая соленоидный вентиль или вентилятор. В охлаждаемом помещении начнет понижаться температура воздух, а следовательно, и давление в термостате. Рычажная система под воздействием суммарной силы от пружин 6 и 10 станет поворачиваться в обратном направлении. Когда правый конец рычага 5 коснется упора и дальнейший поворот рычага 4 против часовой стрелки прекратится, действие пружины зоны нечувствительности закончится. Реле не будет реагировать на последующие изменения температуры до тех пор, пока сила, развиваемая давлением в термосистеме на рычаг не станет меньше усилия, действующего на этот рычаг со стороны пружины уставки 10. Когда температура достигнет заданного значения дальнейший поворот рычага 4 вызовет прохождение верхнего конца пружины через ось поводка 14.

Направление приложенного к ному момента силы снова изменится n;i противоположное. Поводок 14 повернется, размыкая контакты микропереключателя. Соленоидный вентиль (вентилятор) выключится.

Характеристика реле и положение контактов показаны на рис. 6.5. 6. Реле температуры имеет два органа настройки (см. рис. 6.5, а): винт 11. воздействующий на затяг пружины уставки 10 и задающий уровень уставки, а также винт 7, задающий зону нечувствительности реле растяжением пружины 6. Нечувствительность реле температуры - это зона, в которой прибор не реагирует на изменение температуры. Ширина зоны

∆= tвкл- tвыкл

Уставка прибора - это уровень температуры, относительно которого действует зона нечувствительности. В зависимости от конструкции прибора уставка может задавать как температуру включения, так и температуру выключения реле.

Правило определения температуры уставки: если пружина (или другое устройство) нечувствительности действует при повышении температуры, значит уставка - это минимальная температура регулирования, т. е. /"ыкл (рис. 6.6, а). Наоборот, если пружина зоны нечувствительности включается в работу при понижении температуры, значит уставка - это максимальная температура регулирования, т. е. tвыкл (рис. 6.6, б).

Таким образом, зная заданную температуру охлаждаемого помещения tзад, направление и усилие действия пружины зоны нечувствительности, легко найти значение температуры уставки: tуст =tзад± ∆/2; здесь знак "минус" означает, что пружина нечувствительности работает при повышении температуры, знак "плюс" при понижении температуры.

Пример. В провизионной кладовой температура хранения мороженого мяса -18 °С должна поддерживаться в пределах ±1°С. Настроить реле температуры типа ТР-1Б на параметры. Итак, tзад= -18 °С; \/2=1 °С.

Так как у этого типа реле пружина нечувствительности 6 (см. рис. 6.5, а) включается в действие при повышении температуры, значит, температура уставки минимальна: tуст=tвыкл=tзад-∆/2= -18°-1° = -19°С.

Вращением винта 11 на шкале уставки 9 устанавливается температура - 19°С. Затем вращением винта 7 на шкале зоны нечувствительности 8 задается 2 °С.

Прибор настроен на заданный температурный режим. Температура включения будет равна: tвкл= tвыкл+∆ = ( -19) + 2= -17°С.

Реле типа ТР-2Б отличается от ТР-1Б переключающим устройством. У ТР-1Б повышение температуры вызывает размыкание контактов, у ТР-2Б - замыкание. Реле ТР-5М имеет переключатель с тремя выводами.

На судах зарубежной постройки широко применяются реле температуры типа RT датской фирмы "Данфосс" (рис. 6.7, а).

При повышении температуры среды давление в термосистеме возрастает, сильфон сжимается и шток 11, преодолевая усилие пружины уставки 6, вместе с муфтой 4 перемещается вверх. Перемещение штока на расстояние, большее d, вызовет под действием муфты 4 поворот пластинчатой пружины 9 по часовой стрелке. После того, как ось пружины 9 пройдет через ось поводка подвижного контакта 13 (рис. 6.7, б), направление момента силы, удерживающего подвижной контакт в нижнем положении, изменится на противоположное. Поводок резко перекинется и замкнет контакты 12 и 13, подавая управляющий сигнал.

При снижении температуры регулируемой среды и падении давления в термосистеме под действием пружины уставки 6 происходит движение штока11 вниз. После того как выберется зазор d, на пружину 9 начнет действовать втулка 5. Пружина, поворачиваясь против часовой стрелки, при заданной температуре выключения разомкнет контакты 12 и 13.

Как видно из принципа работы, когда пружина 9 находится между неподвижной втулкой 5 и подвижной муфтой 4, колебания температуры не вызывают работу контактного устройства.

Зона нечувствительности ∆ зависит от расстояния d, которое устанавливается поворотом муфты 4. Ее вращение в пределах одного оборота ограничивается упорами 10, принадлежащими муфте и неподвижно закрепленной на штоке 11 шайбе 2. Для исключения самопроизвольного проворачивания муфты 4 предусмотрена удерживающая пружина 3.

При повышении температуры сначала выбирается зазор d, что связано с дополнительным сжатием пружины уставки 6, а затем вступает в работу переключающее устройство. Поскольку устройство нечувствительности включается в работу при росте температуры, уставка есть минимальное значение регулируемой температуры, т. е. температуры выключения.

Тогда температура включения, при которой замкнутся контакты реле

tвкл =tвыкл +∆

 

Зная заданную температуру в охлаждаемом помещении tзад и допустимые пределы ее регулирования ∆/2, нетрудно настроить реле температуры. Для этого вращением маховичка настройки 8 перемещают упор 7, изменяющий затяг пружины 6, до тех пор, пока указатель не покажет требуемое значение уставки.

Задавая зазор d вращением муфты 4, устанавливают по ее шкале необходимую зону нечувствительности. Цена деления шкалы муфты находится как разность максимального и минимального значений зоны нечувствительности (указанной на приборе), деленной на 10.

Например, диапазон настройки нечувствительности 1,0-3,0 °С. Тогда цена одного деления на шкале муфты = (3,0-1,0)/10 = 0,2°С. Если зона нечувствительности 2 °С, то шкалу муфты нужно установить на делении

(2-1)/0,2 = 5.

В качестве регулирующих органов в системах автоматического регулирования температуры воздуха в охлаждаемых помещениях широко применяются отечественные соленоидные вентили непрямого дейсвия типа СВМ-15 (рис. 6.8).

Основной клапан 1 закреплен на разделительной мембране 6, в которой предусмотрено калиброванное отверстие диаметром 1 мм, соединяющее надмембранную полость с входной магистралью. Помимо основного клапана, вентиль снабжен управляющим клапаном 5, закрепленным на сердечнике 4 электромагнита и служащим для закрытия и открытия центрального отверстия в основном клапане.

При обесточенном вентиле сердечник 4 под действием пружины 2 и собственной массы перекрывает клапаном 5 центральное отверстие в основном клапане, давление в надмембранной полости становится равным давлению на входе, и основной клапан прижимается к седлу с усилием, пропорциональным разности давлений до и после вентиля.

При включении катушки 3 сердечник 4 поднимается и управляющий клапан 5 открывает центральное отверстие в основном клапане 1. Давление в надмембранной полости падает до давления выхода. Основной клапан 1 под действием перепада давлений на входе в вентиль и в надмембранной полости, а также усилия, перемещающего сердечник, поднимается вверх и пропускает жидкий хладагент к испарителю. Принудительное открытие клапана осуществляется винтом 7.

 






ТОП 5 статей:
Экономическая сущность инвестиций - Экономическая сущность инвестиций – долгосрочные вложения экономических ресурсов сроком более 1 года для получения прибыли путем...
Тема: Федеральный закон от 26.07.2006 N 135-ФЗ - На основании изучения ФЗ № 135, дайте максимально короткое определение следующих понятий с указанием статей и пунктов закона...
Сущность, функции и виды управления в телекоммуникациях - Цели достигаются с помощью различных принципов, функций и методов социально-экономического менеджмента...
Схема построения базисных индексов - Индекс (лат. INDEX – указатель, показатель) - относительная величина, показывающая, во сколько раз уровень изучаемого явления...
Тема 11. Международное космическое право - Правовой режим космического пространства и небесных тел. Принципы деятельности государств по исследованию...



©2015- 2019 pdnr.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.