2.4. Регулирование термостатов

Термостатом называется устройство для поддержания температуры в отдельной камере. Чувствительным элементом термостата является термобаллон, который находится в камере, а сам прибор располагает­ся в тамбуре. Промежуточная связь состоит из капилляра, сильфона, рычагов, пружин, контактов и электрической цепи. Исполнительным механизмом может быть либо соленоидный вентиль (СВ) на испарителе данной камеры при многокамерной холодильной установке, либо магнит­ный пускатель компрессора (МПК) при одно- двухкамерной холодильной установке.

В многокамерной холодильной установке при достижении нижнего предела температуры в камере электрические контакты размыкаются, обесточивается электрическая цепь СВ и он закрывает доступ хлад­агента в данный испаритель. В однокамерной холодильной установке при аналогичной ситуации, разомкнутся контакты МПК, и компрессор остановится.

Исходной величиной для регулирования термостатов является нижний и верхний пределы температур в камере, которые обуславливают­ся режимом хранения продукта.

Основными характеристиками термостатов являются:

- диапазон, который определяется предельной величиной регулируемого параметра, представляет собой настройку ( Н ) и регулируется главной пружиной;

- дифференциал, который определяется разницей между верхним и ниж­ним пределами регулируемой температуры, представляет собой зону нечувствительности прибора и регулируется либо вспомогательной пружиной, либо изменением величины зазора между контактами.

Прежде чем начать настройку термостата, необходимо опреде­лить формулу его регулировки. Одни термостаты регулируются на раз­мыкание контактов - отечественные приборы, термостаты фирмы «Данфосс»; другие регулируются на замыкание контактов - термостаты «Ранко», прессостаты "Данфосс" серии МР.

Для изучения этого вопроса рассмотрим два наиболее характер­ных прибора. В качестве первого примера покажем регулировку термо­стата ТР - 5М, представленного на рис. 2.

Представим момент, когда контакты 9 термостата разомкнуты и соленоидный вентиль на данном испарителе закрыт, т.е. хладагент в испаритель не поступает. Температура в камере повышается, в резуль­тате чего давление в термобаллоне 1 увеличивается. Толкатель 2 да­вит на рычаг 3 и поворачивает его против часовой стрелки. Тяга замыкателя 4 движется вверх, в сторону замыкания контактов 9. Глав­ная пружина настройки 5 сжимается, сопротивляясь этому перемеще­нию. Пружина дифференциала 6 также препятствует этому перемещению, Контакты замкнутся, когда усилие замыкания контактов, эквивалент­ное верхнему пределу температуры в камере , превысит сум­марное усилие затяжки пружины настройки Р_н и пружины дифференциала P_q , т.е. > Р_н+ P_q .

В момент замыкания контактов противодействуют три усилия:

>

← Р_н

→ ‌‌

← Р_q

При замыкании контактов 9 в электрической цепи соленоидного вентиля пойдет ток и клапан откроется. В испарительную батарею поступит хладагент и температура в камере будет понижаться. Под действием пружины 5 рычаг 3 будет поворачиваться против часовой стрелки, увлекая тягу замыкателя 4 вниз в сторону размыкания кон­тактов 9. Этому перемещению способствует пружина дифференциала 6 до тех пор, пока хвостовик рычага с вырезом не остановится в стопор 8. Пружина б выведется из действия. Для дальнейшего перемещения тяги замыкателя вниз необходимо, чтобы усилие затяжки пружины настрой­ки Р_н превышало усилие размыкания контактов на толкатель 2, эквивалентное низшему пределу температуры в камере, т.е. Р_н > . В момент размыкания контактов противодействуют два усилия:

Р_н → ‌←

Основным регулируемым параметром является нижний предел темпера­туры в камере, который называется диапазоном настройки прибора. Дифференциал показывает, насколько должна повыситься температура, чтобы контакты термостата замкнулись, а соленоидный клапан открыл­ся. Это значит, что прибор регулируется на размыкание контактов, т.е. главной пружиной регулируется температура размыкания контактов, а пружиной дифференциала разница между температурами замыкания и размыкания контактов.

Формула регулировки этого прибора имеет выражение:

t_рк = t_min → H

t_зк = t_max = t_н + ∆t_q ,

где ∆t_q – разность температур, устанавливаемая при помощи пружин дифференциала. Словами это можно выразить так: температура размыкания контактов равна нижнему пределу температур в камере, ее величина устанавливается главной пружиной (настройка), а дифференциал показывает, на какую величину должна повыситься температура, чтобы контакты замкнулись.

Например: режим хранения продукта лежит в пределах - 10÷ -7 °С. Тогда пружина настройки устанавливается t_min = - 10 ^оС, а пружина дифференциала разность

∆t_q = t_max - t_min = -7 – (-10) = -3 ^оС.

В качестве другого примера рассмотрим термостат "Ранко" типа 0, представленный на рис. 3.

При повышении температуры в камере давление в термобаллоне 1 увеличивается и шток сильфона 13 давит на рычаг 3, уравновешенный главной пружиной диапазона 5 или как ее называют по другому - пружиной настройки. Вся подвижная система будет перемещаться вверх в сторону замыкания контактов замыкателя 4. Повышение температуры свидетельствует о том, что соленоидный вентиль на данном испарите­ле закрыт. Пружина дифференциала (6) растянута и под ее воздейст­вием вилочный рычаг 7 стремится переместиться вверх. Т.е. усилие пружины дифференциала помогает усилию от давления в термобаллоне перемещать подвижную систему вверх. Это будет продолжаться до тех пор, пока вилочный рычаг 7 не упрется в ограничитель 8. Для того, чтобы контакты 9 разомкнулись, необходимо чтобы усилие на рычаг 3, эквивалентное верхнему пределу температуры в холодильной камере превысило бы усилие затяжки пружины настройки 5. Дру­гими словами, в момент замыкания контактов противодействуют два усилия Р_н и и замыкания происходит тогда, когда наблюдается неравенство >Р_н . Замыкание контактов, т.е. включение исполнительных механизмов зависит от затяжки главной пружины. При понижении температуры в камере давление в термобаллоне P_t и усилие на толкатель 2 уменьшаются, и вся подвижная система перемещается вниз, а рычаг 3 поворачивается против часовой стрелки в сторону размыкания контактов. На рычаг снизу действует усилие и усилие пружины дифференциала P_q , а сверху усилие пружины Р_н . Размыкание контактов произойдет когда усилие пружины Р_н превы­сит сумму усилий P_t и Р_н , т.е. будет соблюдаться неравенство Р_н > P_t + P_q . Таким образом, основным регулируемым параметром является верхний предел температуры в камере, который регулирует­ся пружиной настройки, а дифференциал показывает, на какую величину следует понизить температуру в камере, чтобы контакты разомкнулись и соленоидный вентиль закрылся. Это значит, что прибор регу­лируется на замыкание контактов. При этом главной пружиной регули­руется температура замыкания контактов. Диапазон прибора; а пружиной дифференциала устанавливается разница между температурами за­мыкания и размыкания. Формула регулировки этого прибора такова:

t_рк = t_max → H (регулируется пружиной настройки Н);

t_зк = t_min = t_max - ∆t_q ,

В нашем примере главной пружиной настройки регулируется температуры - 7°С, а, пружиной дифференциала 3°С.