Bài giảng Tự động hóa hệ thống lạnh do ThS. Nguyễn Duy Tuệ thực hiện. Nội dung bài giảng gồm bài 1 mở đầu, bài 2 một số khí cụ điện trong kỹ thuật lạnh, bài 3 các phương pháp khởi động máy nén, bài 4 tự động hóa thiết bị bay hơi và bài 5 tự động hóa thiết bị ngưng tụ.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Bài giảng Tự động hóa hệ thống lạnh - ThS. Nguyễn Duy Tuệ
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC VĂN LANG
KHOA KỸ THUẬT NHIỆT LẠNH
BÀI GIẢNG MÔN HỌC
TỰ ĐỘNG HÓA HỆ THỐNG
LẠNH
GIẢNG VIÊN : ThS. NGUYỄN DUY TUỆ
- TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Tự động hóa hệ thống lạnh – Nguyễn Đức Lợi
2. Tự động điều khiển các quá trình Nhiệt Lạnh – TS.
Trịnh Văn Dũng ( chủ biên )
3. Hand book of Air Conditioning and Refrigerant –
Shan.K.Wang
4. Control systems and Application for HVACR –
Thomas J.Horan
2
- CHƯƠNG I : MỞ ĐẦU
I. ĐẠI CƯƠNG:
Tự động hóa hệ thống lạnh là trang bị cho hệ thống lạnh, các
dụng cụ mà nhờ những dụng cụ đó hệ thống có thể vận hành
hoặc từng phần thiết bị một cách tự động, chắc chắn, an toàn với
độ tin cậy con mà không cần sự tham gia trực tiếp của công nhân
vận hành
VD: Điều khiển nhiệt độ, áp suất, độ ẩm, dòng điện, khói….
II. Sơ đồ mạch điều khiển và một số thuật ngữ:
2.1 Vòng điều khiển ( Control loop ):
Là hệ thống bao gồm nhiều phần tử với mục đích điều khiển
một đại lượng nào đó ( nhiệt độ, áp suất, độ ẩm.. ). Gồm các phần
tử như: sensor, bộ điều khiển, cơ cấu chấp hành, tác nhân được
điều khiển, đại lượng nhiễu…
3
- Sensor cảm nhận tín hiệu của biến điều khiển và đưa về bộ
điều khiển
Bộ điều khiển nhận tín hiệu phản hồi từ sensor và tính toán sai
số so với điểm cài đặt và suất ra tín hiệu để điều khiển cơ cấu
chấp hành ( van, bướm gió.. )
Cơ cấu chấp hành nhận tín hiệu từ bộ điều khiển để điều khiên
tác nhân cần điều khiển ( đối tượng cần điều chỉnh )
Gồm 2 loại: Vòng điều khiển hở và kín
+ Vòng điều khiển hở :
Là vòng điều khiển không có tín hiệu phản hồi. Mạch điều khiển
hở phải dự báo được đại lượng bên ngoài( external variable ) sẽ tác
động lên hệ thống thế nào.
4
- VD: Van tiết lưu tay. Căn cứ vào nhiệt độ ngoài bể đá và các đại
lượng khác như nhiệt độ, lượng đá thu hoạch, sự bám tuyết..
Người ta dự đoán năng suất lạnh để chỉnh van tiết lưu
VD: Cảm biến nhiệt độ ngoài trời
5
- Vòng điều khiển hở có thể dùng để bảo vệ hệ thống. Khi đó nó
xuất tín hiệu On hay Off để đóng ngắt tác nhân cần điều khiển.
Hoặc dùng trong việc điều chỉnh thời gian đóng mở máy.
+ Vòng điều khiển kín ( Close loop ):
Có tín hiệu phản hồi sự thay đổi của biến điều khiển ( control
variable ) về bộ điều khiển
6
- Ví dụ: Buồng lạnh điều khiển nhiệt độ bằng van điện từ kết hợp
với ro le nhiệt độ buồng
7
- Ví dụ: Điều khiển hệ thống điều hòa không khí
8
- 2.2 Nguồn năng lượng điều khiển ( Energy Source ):
Hệ điều khiển bằng điện – điện tử: Nếu phần tử cảm biến và
truyền tín hiệu đi là các bán dẫn, hệ được gọi là điện – điện tử
hay gọi tắt là điện tử. Cần lưu ý là ngay cả hệ điện tử thì nguồn
năng lượng cung cấp vẫn là điện.
Hệ điều khiển bằng khí nén ( Pneumatic ): Ở đây khí nén là nguồn
năng lượng để cung cấp cho bộ điều khiển để tạo ra lực tác dụng
vào phần tử bị điều khiển ( van.. )
Hệ điều khiển tự cung cấp năng lượng: Năng lượng cần tạo ra
lực mở van không cần lấy từ bên ngoài mà lấy từ chính tác nhân bị
điều khiển
9
- Ví dụ: Khi van cần mở ra thì van SV mở ra cho phép dòng môi chất
có as cao tác động vào power piston, để đóng van thì van điện từ
đóng nhưng 1 van điện từ khác thông vào đường ống hút MN sẽ
mở ra, nhờ vào lò xo sẽ đẩy power piston lên.
10
- Ví dụ: Nếu đường gas áp suất cao được ngắt thì lò xo làm mở van.
Nếu cần đóng van thì gas áp suất cao sẽ tác động piston làm đóng
van.
11
- Khi cần xả đá thì van V3 mở ra, van điện từ mở
12
- Ví dụ: Hệ thống điều khiển bằng khí nén
13
- 2.3 Bộ điều khiển:
Bộ điều khiển sẽ đánh giá sự hoạt động của quá trình và xuất
tín hiệu để điều khiển cơ cấu chấp hành, qua đó sẽ điều tiết tác
nhân điều khiển . Ta sẽ có một số kiểu điều khiển như sau:
+ Điều khiển OnOff ( điều khiển 2 vị trí ):
Phương pháp điều khiển này điều khiển theo giá trị lớn nhất
hay nhỏ nhất được yêu cầu. Như vậy, tín hiệu ngõ ra của bộ điều
khiển không liên tục và không đạt được chính xác nhiệt độ yêu
cầu. Do đó nên sử dụng trong hệ thống nhỏ hay dùng trong việc
bảo vệ thiết bị.
Ví dụ : Để điều chỉnh nhiệt độ không khí trong phòng, máy
điều hòa cửa sổ thực hiện như sau :
+ Nhiệt độ đặt trong phòng là 22 độ C
+ Khi nhiệt độ trong phòng xuống 21 độC máy sẽ dừng chạy.
+ Khi nhiệt độ lên 23 độC thì máy bắt đầu chạy lại. 14
-
15
- + Điều khiển 2 vị trí có thời gian trễ :
Do sự đáp ứng của bộ điều khiển không kịp thời do có sai số hoạt
động. Sai số hoạt động này do thời gian trễ. Thời gian trễ do cảm
biến, do truyền tín hiệu, do thiết bị vận chuyển ( nước lạnh vào
dàn FCU, gió lạnh.. ), do cần thời gian để trao đổi nhiệt nên việc
điều khiển kém chính xác. Do đó người ta gắn thêm một điện trở
nhỏ vào đầu cảm biến.
VD: Lắp thêm điện trở trong quá trình on của quá trình sưởi ấm
và off trong quá trình làm lạnh
16
- Sai số hệ thống thực:
17
- + Điều khiển theo bước:
Thường được sử dụng cho hệ thống lớn có nhiều máy. Phương
pháp này có ưu điểm hạn chế được sự sai lệch lớn công suất
giữa các kỳ. Nhưng việc điều khiển nhiệt độ cũng không chính
xác
Phương pháp điều khiển bước là thay đổi công suất theo từng
bước, tránh công suất thay đổi quá đột ngột. Hệ điều hòa có
điều khiển bước phải có nhiều tổ máy. Trong hệ thống này bộ
điều khiển căn cứ vào tín hiệu của biến điều khiển sẽ tác động
lên các rơ le hay công tắc và làm thay đổi công suất thiết bị ra
theo từng bước hay giai đoạn.
Ta nghiên cứu một ví dụ: Thiết bị điều khiển công số một hệ
thống điều hòa gồm 3 cụm máy chiller.
Biến điều khiển là nhiệt độ của nước lạnh vào máy tnv.
Giá trị định trước là tnv = 8oC 18
- * Khi nhiệt độ tăng : Khi nước về tnv = 8,5oC chỉ có tổ máy I làm
việc. Nếu nhiệt độ tiếp tục tăng đến 9oC thì tổ máy II khởi
động và làm việc cùng tổ I. Nếu nhiệt độ tăng đến 9,5oC thì tổ
máy thứ III khởi động làm việc.
* Khi nhiệt độ giảm : Khi nhiệt độ giảm xuống 7,5 oC thì tổ máy
thứ III ngừng hoạt động. Nếu tiếp tục giảm xuống 7oC thì tổ
máy II dừng tiếp. Nếu xuống 6,5oC thì dừng thêm tổ I.
19
- Ta nghiên cứu đồ thị thay đổi nhiệt độ và phụ tải:
Ta có nhận xét là đồ thị công suất thay đổi từng bậc, tránh hiện
tượng xung (thay đổi đột ngột).
Các máy làm việc như sau :
+ Máy I : Làm việc trong khoảng khi nhiệt độ tăng lên 8,5oC và
dừng khi nhiệt độ giảm xuống 6,5oC. Như vậy máy I làm việc
trong khoảng thời gian dài nhất.
+ Máy II: làm việc trong khoảng khi nhiệt độ tăng lên tới 9oC
và dừng khi nhiệt độ giảm xuống 7oC.
+ Máy III: Làm việc khi nhiệt độ tăng lên 9,5oC và dừng khi
nhiệt giảm xuống 7,5oC
20
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
