Reglementarea și controlul instalațiilor frigorifice
Echilibru în sistemul frigorific
La proiectarea unui sistem frigorific, trebuie luat în considerare faptul că elementele care îl compun, compresorul, condensatorul și evaporatorul, interacționează continuu unul cu celălalt. Această interacțiune va duce automat la o situație de echilibru, astfel încât cantitatea de Kg/h care vaporizează va fi egală cu cantitatea de kg/h pe care o transferă compresorul, pentru o anumită temperatură de condensare.
Dacă evaporatorul și compresorul nu au aceeași capacitate corespunzătoare condițiilor de proiectare, punctul de echilibru va apărea în alte condiții decât cele așteptate.
Evaporatorul (care manipulează lichidul saturat) își mărește efectul de răcire prin scăderea temperaturii de evaporare (menținând o anumită temperatură de condensare). Cu toate acestea, compresorul își mărește capacitatea de răcire pe măsură ce crește temperatura de evaporare. Cu toate acestea, pentru condiții date, capacitățile de răcire ale evaporatorului și ale compresorului se echilibrează într-un punct în care ambele au aceeași putere. Acest punct de echilibru poate fi determinat după cum urmează. În primul rând, și pentru o anumită temperatură de condensare, curbele sunt construite conform datelor din catalog:
1) puterea evaporatorului = f (temperatura de evaporare)
2) puterea compresorului = f (temperatura de evaporare)
Prin variația temperaturii de condensare, punctul de echilibru va varia, astfel încât atunci când această temperatură crește, puterea sistemului de refrigerare scade.
La rezolvarea unei anumite instalații frigorifice, determinarea acestor curbe va indica dacă punctul de echilibru este mai mult sau mai puțin departe de condițiile noastre de proiectare.
Funcționarea ciclică a sistemului de refrigerare
Automatismele utilizate pentru a cicla un sistem frigorific, asigurându-i buna funcționare, sunt de două tipuri principale:
1) controale termostatice și
2) comenzi de presiune.
Sisteme de control automat
Aceste sisteme sunt compuse din: (1) traductor (element primar), (2) detector de erori sau regulator și (3) element de comandă final sau actuator. Traductorul este un convertor de semnal de la o formă la alta (de exemplu, primește temperatura și îl transmite sub formă de presiune). Nu confundați între senzor și traductor: senzorul, care face parte din traductor, este elementul care captează semnalul; traductorul este elementul care îndeplinește funcția explicată mai sus. Regulatorul compară valoarea de referință cu cea detectată de traductor și comunică aceste informații elementului de control final, printr-o ieșire cu putere suficientă. Servomotorul încearcă să corecteze eroarea detectată la măsurarea variabilei controlate, modificând poziția unei supape, activând sau oprind un motor etc.
Într-un sistem de control aveți reglarea diferențială și reglarea punctului de setare. reglare diferențială indică intervalul de variație al variabilei controlate. set point este valoarea variabilei controlate, pe care vrem să o avem. Sistemul automat de control trebuie să aducă sistemul frigorific la acel punct setat. De exemplu, punctul de referință ar putea fi temperatura de fermentație a unui must alb în vinificație și setarea diferențială ar putea fi setată astfel încât temperatura de fermentare să nu varieze cu mai mult de ± 0,5 ° C. Automatismele pot realiza buna funcționare a sistemului de refrigerare în alte condiții decât cele de echilibru, oferindu-i astfel o anumită flexibilitate.
Sistemele de control termostatic utilizează elemente sensibile la temperatură ca senzori, cum ar fi (1) folie bimetalică, (2) sondă cu tijă și tub, (3) și sondă cu burduf sau sondă cu bec, tub capilar și burduf. Tabla bimetalică este realizată din două metale cu coeficienți de expansiune diferiți. O modificare a temperaturii determină o curbură a foii. Această mișcare este detectată de regulator. Sonda cu tijă și tub se bazează pe faptul că tubul are un coeficient de expansiune mai mare decât tulpina, cu care o modificare a temperaturii determină o mișcare a tijei. Sondele cu burduf conțin un fluid (lichid, vapori sau gaz) care se extinde sau se contractă cu modificările de temperatură, determinând mișcarea burdufului. Când senzorul trebuie să fie departe de burduf, se folosește un capilar care conectează burduful.
Elementele primare din sistemele de control al presiunii sunt constituite în principal dintr-o burduf sau o diafragmă. Variațiile de presiune, transmise printr-un capilar, provoacă alungirea burdufului sau flexia diafragmei.
În sistemele de control mecanic, o modificare a variabilei controlate (presiune, temperatură) se reflectă în mișcarea pârghiilor, care pot deschide sau închide un comutator, pot varia rezistența prin intermediul unui potențiometru sau pot acționa o supapă care modifică presiunea în un actuator pneumatic.
Ciclarea sistemului
Sistemele de control al presiunii, ciclul compresorului, sunt de înaltă presiune și de joasă presiune. Controlul de înaltă presiune este un control de siguranță și se conectează la linia de descărcare a compresorului. Deconectează compresorul atunci când presiunea pe partea înaltă este prea mare.
Comenzile la presiune scăzută sunt utilizate atât în controalele de siguranță, cât și în controlul temperaturii. Întrerup circuitul (compresorul se oprește) atunci când presiunea pe partea inferioară este sub o anumită limită. Acestea pornesc motorul compresorului atunci când presiunea pe partea inferioară este normală.
Deoarece vaporii de agent frigorific suferă o cădere de presiune în timp ce circulă prin conducta de aspirație, presiunea la intrarea compresorului este, în general, cu 0,14-0,21 kg/cm2 mai mică decât presiunea din evaporator. Acest lucru trebuie luat în considerare la reglarea comutatorului de joasă presiune (doar presiunea de deconectare, dar nu de conectare).
Deoarece controlul presiunii scăzute reglează sau controlează temperatura evaporatorului mai mult decât temperatura camerei, este un control ideal al temperaturii pentru aplicațiile care necesită cicluri de oprire pentru a efectua dezghețarea (dezghețarea). Acest lucru este foarte potrivit mai ales pentru instalațiile „la distanță”, unde compresorul este situat departe de evaporator.