Автоматическая защита и сигнализация

Холодильные машины рассчитаны (с известным запасом) на определенные условия эксплуатации. В ряде случаев условия эксплуатации не соответствуют расчетным (слишком высокая температура окружающей среды, прекращение или резкое уменьшение подачи воды или воздуха, охлаждающего конденсатор, чрезмерная загрузка оборудования, падение напряжения в сети и др.). Эти отклонения могут вызвать недопустимые изменения в работе машины и выход ее из строя. Приборы защиты в случае отклонения того или иного параметра за допустимый предел останавливают компрессор, насос и включают аварийную сигнализацию.

Малые холодильные машины обычно защищают от чрезмерно высокого давления нагнетания компрессора, от перегрева обмоток электродвигателя и короткого замыкания. Установки средней и большой производительности имеют еще защиту от влажного хода, замерзания рассола, нарушения системы смазки, перегрева цилиндров и подшипников компрессора.

Защита от опасного давления нагнетания. Фреоновые машины (Ф-12) обычно рассчитывают на температуру конденсации 50°С, которая соответствует избыточному давлению, равному 1,1 МПа, а аммиачные - на 40°С и давление 1,5 МПа. Приборы автоматической защиты - реле высокого давления РД_В настраивают так, чтобы они при давлении около 1,0 МПа изб отключали фреоновый (Ф-12) компрессор, а при давлении 1,4 МПа изб - аммиачный. На фреоновых машинах холодопроизводительностью 2300 Вт эта защита не обязательна.

Для машины холодопроизводительностью 12000 Вт и выше компрессор комплектуют кроме РД_В предохранительным клапаном, который открывается и перепускает пары на сторону всасывания, когда разность давлений нагнетания и всасывания достигнет 1,0 МПа для фреоновых компрессоров (Ф-12) и 1,6 МПа для аммиачных.

Аппараты на стороне высокого давления (фреоновые емкостью более 13 л и все аммиачные) имеют предохранительные клапаны, открывающиеся при 1,3 МПа (на Ф-12) или 1,8 МПа (на аммиаке).

Повышение давления в конденсаторе часто связано с временным прекращением подачи воды. Поэтому на водяной линии целесообразно устанавливать реле протока: при уменьшении прохода воды оно останавливает компрессор.

Защита от чрезмерного понижения давления всасывания. Снижение давления в испарителе ниже требуемого значения может привести к замерзанию рассола в трубках испарителя. Для защиты от низкого давления ставят РД_Н, которое настраивают так, чтобы оно отключало компрессор, когда давление всасывания станет примерно на 0,05 МПа ниже давления всасывания в момент выключения.

При охлаждении воды ставят защитное реле температуры, которое останавливает компрессор, когда температура воды, выходящей из испарителя, достигает 2°С. Если охлаждающая вода или рассол подается насосом, то при прекращении работы насоса следует обеспечить остановку компрессора (достигается электроблокировкой).

Защита обмотки двигателей от перегрева. Обмотка электродвигателя рассчитана на определенную (номинальную) силу тока. В ряде случаев (при повышении потребляемой мощности, заклинивании компрессора, уменьшении напряжения в сети и др.) сила тока значительно возрастает. При обрыве одной фазы у работающего двигателя сила тока возрастает примерно в 1,6-1,7 раза. При пуске двигателя на двух фазах сила тока возрастает в 4 раза (двигатель не включается и сильно греется).

Для защиты двигателей от перегрева применяют различные тепловые реле. Чувствительным элементом реле обычно служит биметаллическая пластина. Чем больше сила тока, тем больше выделяется тепла на сопротивлении, расположенном рядом с биметаллической пластиной. Поэтому с повышением силы тока время срабатывания реле уменьшается. Обычно реле рассчитывают так, чтобы превышение номинального тока на 35% вызывало отключение компрессора не более чем через 30 мин, а при ч етырехкратной перегрузке за 5-40 с.

Рис.82. Схемы включения приборов защиты:

а - в пусковой цепи; б - в цепи аварийного реле РА.

Включение приборов автоматической защиты. Приборы автоматической защиты могут иметь устройства, фиксирующие срабатывание (например, кнопка самовозврата у теплового реле магнитного пускателя и др.). Контакты таких приборов проще всего включать последовательно в цепь катушки магнитного пускателя (рис.82, а). В малых холодильных машинах в цепь катушки МП включают также приборы защиты и без фиксирующего устройства: тепловое реле в бытовых холодильниках, реле давления. Это значительно упрощает их обслуживание: когда параметр, по которому произошло отключение машины, возвращается в допустимые пределы, холодильная машина автоматически включается. Машины средней и большой производительности после аварийной остановки включаются механиком. Поэтому все приборы защиты, не имеющие фиксаторов, включают в цепь катушки аварийного реле Р_А (рис.82, б). Это схема обеспечивает необходимую фиксацию и сигнализацию об аварийной остановке. Для пуска машины после аварийной остановки необходимо нажать кнопку защиты КЗ (выполняющую роль кнопки самовозврата теплового реле). Ток пройдет с фазы через КЗ, катушку Р_А, приборы защиты, контакт реле времени РВ-1 и на другую фазу. Катушка Р_А получит питание и контактом Р_А-1 подготовит цепь для питания катушки МП. Контакт Р_А-2 обеспечит самопитание катушки Р_А, после того как отпустят КЗ. Когда компрессор начнет работать, масляный насос создаст давление и замкнет контакты реле контроля смазки РКС. Через 5-7 с реле времени разомкнет свой контакт РВ-1 и ток в цепи Р_А пойдет через контакты РКС.

Срабатывание любого прибора защиты разрывает цепь Р_А. Контакт Р_А-1 останавливает компрессор, а контакт Р_А-3 включает аварийную сигнализацию (лампочку Л и звонок Зв).

Приборы профилактической защиты (например, реле РД_вд, размыкающее свои контакты при недостаточном давлении воды, питающей конденсатор) включаются в цепь катушки МП, чтобы не вызывать механика, когда снова откроют подачу воды.

На крупных установках для упрощения эксплуатации каждый прибор защиты включают в цепь своего промежуточного реле 1P, 2P, 3Р и т. д. Контакты этих реле 1Р-1, 2Р-1, 3Р-1 и так далее включаются последовательно в цепь катушки Р_А, а вторые контакты 1Р-2, 2Р-2, 3Р-2 и так далее - на соответствующие лампочки, сигнализирующие, какой из приборов защиты вызвал аварийную остановку.