Приборы автоматики холодильных машин.

Эти приборы предназначены для автоматического поддержания заданного температурного режима в камере и режима работы холодильной машины, контроля и регистрации регулируемых величин, обеспечения сигнализации о достижении заданных параметров, защиты от аварий. В зависимости от назначения различают приборы автоматического регулирования, контроля, управления, сигнализации и защиты.

Для автоматического регулирования в холодильной машине температуры и влажности воздуха, давления конденсации, производительности компрессора, заполнения испарителя жидким хладоном служат приборы автоматического регулирования контролируемых величин.

Приборы автоматического управления обеспечивают включение и выключение машины или отдельных ее элементов.

Приборы автоматического контроля измеряют температуру, давление, расход хладона и теплоносителя.

Приборы автоматической защиты и сигнализации выключают машину при опасных режимах и подают световой или звуковой сигнал обслуживающему персоналу.

Количество приборов автоматики в холодильных машинах зависит от их назначения, системы охлаждения и холодопроизводительности . это могут быть приборы для регулирования подачи воды в конденсатор, реле контроля смазки компрессора, соленоидные вентили, приборы для оттаивания снеговой шубы с поверхности испарителя, приборы защиты электродвигателя от перегрузок и короткого замыкания и др.

Терморегулирующие вентили. Они предназначены для регулирования количества жидкого холодильного агента поступающего в испаритель. Завышенной количество холодильного агента приводит к повышению температуры кипения, при этом компрессор начинает работать в режиме влажного хода, что может привести к гидравлическому удару и выходу его из работы. При недостаточном поступлении хладона в испаритель температура кипения понижается и, соответственно, холодопроизводительность машины падает.

Терморегулирующий вентиль (ТРВ) поддерживает в испарителе количество холодильного агента на заданном (расчетном) уровне. Наибольшее распространение получили ТРВ мембранного типа. На рисунке 1 представлен общий вид мембранного терморегулирующего вентиля. Вентиль устанавливается на входном штуцере испарителя таким образом, чтобы его чувствительный патрон плотно прижимался металлическими скобами к всасывающему трубопроводу на расстоянии  70 см от входа из испарителя.

Чувствительный патрон, капиллярная трубка и пространство под мембраной заполнены фреоном 12. При работе компрессора давление паров в испарителе постепенно снижается, при этом температура паров хладона на выходе из испарителя становится выше температуры кипения агента в испарителе на 3…10 ⁰С. Такое повышение температуры паров агента на выходе из испарителя называют температурой перегрева. Это повышение температуры улавливает чувствительный патрон, в результате чего холодильный агент в нем расширяется, а давление становится выше, чем в испарителе. Избыточное давление по капиллярной трубке передается мембране; мембрана прогибается и давит на штоки, которые опускают иглу клапана, пропуская жидкий холодильный агент в испаритель, при этом в последнем повышается давление и температура кипения. По достижении холодильным агентом нормального уровня температуры перегрева паров на выходе из испарителя уменьшается, и клапан закрывается, подачи агента в испаритель прекращается до следующего повышения температуры перегрева. Таким образом, работа ТРВ основана на изменении температуры перегрева паров холодильного агента, поэтому ТРВ иногда называют регулятором перегрева. Кроме того, в ТРВ происходит процесс дросселирования жидкого холодильного агента от давления конденсации до давления кипения с соответствующим понижением температуры.

Рис. 1Мембранный терморегулирующий вентиль

1 – крышка; 2 – мембрана; 3 – корпус; 4 – фильтр; 5 – штуцер; 6 – шток; 7 – пружина; 8 – клапан; 9 – седло; 10 – толкатель; 11 – капиллярная трубка; 12 – термобаллон

ТРВ выпускаются с различными проходными сечениями клапана в зависимости от холодопроизводительности машины, при этом производительность вентиля указывают цифрами. Например, ТРВ –0,5; ТРВ –1,0, где 0,5 и 1,0 — холодопроизводительность машины в кВт.

Реле давления служит для защиты компрессора от чрезмерного понижения давления в линии всасывания и повышения его в линии нагнетания.

В холодильных машинах с открытыми компрессорами применяются реле давления типа РД – 1 и РД –1 –01.

На рисунке 2 представлена схема реле давления РД –1.

Реле давления РД –1 является прибором комбинированного типа. Он состоит из двух основных узлов: реле низкого давления (прессостат) и реле высокого давления — маноконтроллере. Оба реле смонтированы в общем корпусе. Оба реле смонтированы в общем корпусе. Оба реле имеют датчики в виде сильфонов со штоками. Сильфоны заключены в герметичные кожухи со штуцерами. Кожухи установлены на внешней стороне общего корпуса. С помощью штоков оба сильфона через передаточные механизмы могут воздействовать на одни и те же электрические контакты. Оба датчика через штуцеры на кожухах соединяются монтажными трубками: прессостат со штуцером — на всасывающем вентиле компрессора, а маноконтроллер — на нагнетательном.

Рис. 2 Реле давления; РД-1

1 – кожух сильфона; 2 – сильфон прессостата; 3 – пружина сильфона; 4 – шток; 5 – двуплечный рычаг; 6 – тыга; 7 – пружина прессостата; 8 – рамка; 9 – пластина дифференциала; 10 – плоская пружина; 11 – токонесущая пластина; 12 – главный и вспомогательный контакты; 13 – постоянный магнит; 14 – кожух сильфона маноконтроллера; 15 – сильфон; 16 – шток; 17 – Т-образный рычаг; 18 – пружина маноконтроллера; 19 – ударник; 20 – перекидная пружина; П – регулировочный винт прессостата; Д – винт дифференциала; М – регулировочная гайка маноконтроллера

Таким образом полости кожухов, в которых установлены сильфоны, всегда испытывают соответствующее давление.

Принципы работы. При повышении в испарителе давления паров холодильного агента сильфон прессостата сжимается, а его шток нажимает на малое плечо двуплечего рычага и поворачивает рычаг по часовой стрелке вокруг неподвижной оси. Преодолевая сопротивление пружины, рычаг спускается вниз, увлекая за собой тягу дифференциала. Верхний конец тяги, перемещаясь в прорези пластины дифференциала, нажимает на подвижную планку, в результате чего рамка с токонесущей пластиной опускается и контакты замыкаются, при этом электродвигатель включается и компрессор начинает отсасывать пары холодильного агента. Давление паров в испарителе при этом понижается и одновременно уменьшается давление на сильфон прессостата. Когда давление на сильфон станет меньше усилия пружины, рычаг повернется против часовой стрелки, переместит тягу вверх и разомкнет контакты — электродвигатель остановится и компрессор остановится. Таким образом, прессостат регулирует холодопроизводительность компрессора и, соответственно, поддерживает заданную температуру в охлаждаемой камере. С помощью регулировочного винта “П” настраивают пресостат на давление выключения. Давления включения регулируется винтом “Д”. Диапазон регулирования давления выключения: 0,03…0,35 МПа; давления включения: 0,04…0,15 МПа.

Маноконтроллер в составе РД – 1 выполняет функцию защиты холодильной установки от аварий. При повышении давления на нагнетательной стороне машины выше 1,2 МПа (12 кгс/см²) маноконтроллер резким поворотом кулачка разрывает контакты, обесточивая при этом электродвигатель.

Реле давления РД – 1 – 01 применяется в мелких фреоновых холодильных машинах и выполняет только функции прессостата и является защитой только всасывающей линии от чрезмерного низкого давления.

Реле РД – 2 –03 выполняет функции только маноконтроллера, т.е. контролирует давление на нагнетательной стороне машины.

Реле температуры АРТ – 2 предназначено для автоматического регулирования температуры в торговых холодильных машинах с герметичными компрессорами. Оно применяется также в бытовых холодильниках. На рисунке 3 показана схема такого реле.

Капиллярная трубка термочувствительного элемента прижата к поверхности испарителя. Контакты прибора включены последовательно в электрическую цепь, питающую электродвигатель компрессора. При повышении температуры поверхности испарителя в чувствительном элементе (термобаллоне) повышается давление паров холодильного агента и сильфон, расширяясь и преодолевая сопротивление пружины, поднимает свободный конец рычага-шайбы и тягу, которая нажимает на винт и поворачивает рычаг вокруг оси. При этом перекидная пружина смещается, пластинка резко опускается вниз, нажимает на стойке с двумя неподвижными контактами и замыкает неподвижные. От неподвижных контактов через корпус прибора выведены клеммы для включения в электрическую цепь.

При понижении температуры поверхности испарителя давления в термобаллоне понижается, пружина перемещает дно сильфона вниз, при этом механизм прибора срабатывает в обратном направлении и контакты размыкаются. Настройку прибора проверяют термометром.

1 –капиллярная трубка - термобаллон; 2 – сильфон; 3 – упор на сильфоне; 4 – рычаг-шайба; 5 – пружина рычага шайбы; 6–регулировочная пружина прибора; 7 – регулировочный шток; 8 – регулировочный винт; 9 – тяга; 10 – неподвижная скоба; 11 – винт дифференциала; 12 – рычаг; 13 – стержень и скоба непрерывной работы; 14 – серьга; 15 – поводок; 16 – рукоятка; 17 – перекидная пружина; 18 – кольцевая пластина; 19 – текстолитовая планка; 20 – электроконтакты подвижные; 21 – электроконтакты неподвижные

Рис. 3. Реле температуры АРТ – 2

Тепловой реле РТГК – 1 предназначено для защиты герметичных компрессоров от аварий. На рисунке 4. показана схема теплового реле.

1 – корпус; 2 – биметаллическая пластина; 3 - контакты

Рис. 5. Тепловое реле РТГК-1

Реле состоит из цилиндрического корпуса, внутри которого в центре жестко установлена биметаллическая мембрана, представляющая собой часть сферичной поверхности. К концам мембраны припаяны контакты. Концы мембраны прижаты к проходным контактам реле, последовательно включенным в цепь управления катушкой магнитного пускателя. Реле устанавливается на кожухе компрессора с помощью болтов. При утечке фреона или засорение фильтров может прекратиться поступление паров агента в кожух компрессора, а, следовательно, и охлаждение обмоток статора электродвигателя, а затем и кожуха компрессора. При достижении температуры кожуха 85…95 ⁰С мембрана реле прогнется и разомкнет контакты, предохраняя тем самым электродвигатель и компрессор от выхода из строя.