BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚI NINH BÌNH GIÁO TRÌNH MÔN HỌC/MÔ ĐUN: TỰ ĐỘNG HÓA HỆ THỐNG LẠNH NGHÀNH/NGHỀ: KỸ THUẬT MÁY LẠNH & ĐHKK TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG NGHỀ (Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-TCGNB ngày tháng năm 2021 của Hiệu trưởng Trường cao đẳng Cơ giới Ninh Bình) Ninh Bın ̀ h 2021 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. LỜI GIỚI THIỆU Tự động hóa hệ thống lạnh là một trong những mô đun chuyên môn mang tính đặc trưng cao thuộc nghề Kỹ thuật máy lạnh và ĐHKK. Mô đun này có ý nghĩa quyết định đến việc tiếp thu kiến thức cũng như kỹ năng nghề nghiệp.
Giáo trình này được thiết kế theo mô đun thuộc hệ thống mô đun/ môn học của chương trình đào tạo nghề Kỹ thuật máy lạnh và ĐHKK ở cấp trình độ Cao đẳng nghề và được dùng làm giáo trình cho học viên trong các khóa đào tạo. Ngoài ra, tài liệu cũng có thể được sử dụng cho đào tạo ngắn hạn hoặc cho các công nhân kỹ thuật, các nhà quản lý và người sử dụng nhân lực tham khảo. Tự động hóa hệ thống lạnh là một việc quan trọng đòi hỏi những hiểu biết tổng quát về chuyên môn. Mô đun này giúp để hình thành kỹ năng vận hành, tính toán lựa chọn và lắp đặt các thiết bị tự động hóa cho hệ thống lạnh.
Mặc dù đã hết sức cố gắng, song sai sót là khó tránh. Tác giả rất mong nhận được các ý kiến phê bình, nhận xét của bạn đọc để giáo trình được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! Ninh Bình, ngày tháng năm 2021 Tham gia biên soạn 1. MỤC LỤC Trang Bài 1: Nhiệm vụ, sơ đồ, thuật ngữ, phân loại .Sơ đồ mạch điều chỉnh và các thuật ngữ cơ bản .Yêu cầu và nhiệm vụ .Một số đặc tính của sự điều chỉnh.
21 Bài 2: Tự động hóa máy nén lạnh. Điều chỉnh năng suất lạnh của máy nén pittông. Đóng ngắt máy nén “ ON –OFF ’’. Xả hơi nén về phía hút.
Vô hiệu hóa từng xilanh hoặc từng cụm xilanh. Thay đổi vòng quay trục khuỷu máy nén. Điều chỉnh năng suất lạnh các loại máy nén khác. Điều chỉnh năng suất lạnh máy nén trục vít.
Điều chỉnh năng suất lạnh máy nén turbin. Tự động bảo vệ máy nén lạnh.1 Giới thiệu chung. Các dạng bảo vệ máy nén pittông. Nguyên tắc cấu tạo hệ thống bảo vệ ( chuỗi an toàn ).
Bảo vệ máy nén trục vít. 57 Bài 3: Tự động hóa thiết bị ngưng tụ. Tự động hóa bình ngưng, giải nhiệt nước. Điều chỉnh dàn ngưng giải nhiệt gió.
68 Bài 4: Tự động hóa thiết bị bay hơi. Tự động cấp lỏng cho thiết bị bay hơi. 79 Bài 5: Tự động hóa máy lạnh và buồng lạnh. Máy làm lạnh chất tải lạnh.
Máy làm lạnh chất tải lạnh, môi chất sôi trong không gian giữa các ống, máy nén làm việc theo kiểu ON –OFF. Máy lạnh với bình bay hơi môi chất sôi trong ống , máy nén làm việc theo kiểu ON – OFF. Máy lạnh với bình bay hơi môi chất sôi trong ống, máy nén điều chỉnh năng suất lạnh theo kiểu ngắt cụm xilanh. Máy lạnh với bình bay hơi môi chất sôi trong ống và nhiều máy nén, điều chỉnh năng suất lạnh bằng cách đóng ngắt máy nén kết hợp đóng ngắt từng cụm xilanh.
Máy lạnh làm lạnh trực tiếp không khí trong buồng lạnh. Máy lạnh với một buồng lạnh. Máy lạnh với nhiều buồng lạnh xấp xỉ nhiệt độ. Máy lạnh với nhiều buồng lạnh khác nhiệt độ.
Điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm trong buồng lạnh. Điều chỉnh độ ẩm nhờ độ quá nhiệt nhiệt. Gia ẩm bằng phun ẩm. Điều chỉnh khí tươi trong buồng lạnh.
124 Bài 6: Sơ đồ tự động hệ thống lạnh. Ký hiệu đường ống theo chất lỏng chảy trong ống. Ký hiệu và ký hiệu chữ cái dung trong sơ đồ hệ thống lạnh. 162 CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: Tự động hóa hệ thống lạnh Mã mô đun: MĐ 24 Thời gian thực hiện mô đun: 60 giờ; (Lý thuyết: 38 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập:18 giờ; Kiểm tra: 4 giờ) I.
Vị trí tính chất của mô đun: - Vị trí: Mô đun Kỹ thuật lắp đặt điện học sau các mô đun/môn học: Điện kỹ thuật, Đo lường điện, Khí cụ điện, An toàn & tổ chức sản xuất, Vẽ kỹ thuật. - Tính chất: Là mô đun chuyên môn nghề. Mục tiêu mô đun: - Về kiến thức: - Hiểu được nguyên lý điều khiển, các thông số kỹ thuật và một số ứng dụng trong lĩnh vực điều khiển hệ thống lạnh; - Đọc được các thông số trạng thái làm việc của hệ thống; - Lập trình được một số bài toán đơn giản điều khiển một số thiết bị trong hệ thống lạnh; - Về kỹ năng: - Vận hành được và xử lý các sự cố trong hệ thống tự động điều khiển; - Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: - Tư duy, cẩn thận, nghiêm túc, thực hiện đúng quy trình; - Đảm bảo an toàn. Nội dung mô đun Bài 1: Nhiệm vụ, sơ đồ, thuật ngữ, phân loại Giới thiệu Bài học này giới thiệu tổng quát về các phương pháp điều chỉnh tự động, giới thiệu các sơ đồ, mạch điều khiển trong hệ thống lạnh.
Giúp người học có cái nhìn tổng quát về môn học Mục tiêu: - Hiểu đuợc các kiến thức cơ bản về tự động hóa hệ thống lạnh - Hiểu được các phương pháp điều chỉnh cơ bản - Cẩn thận, chính xác, an toàn - Yêu nghề, ham học hỏi. Nội dung chính: 1. Đại cương Tự động hóa hệ thống lạnh là trang bị cho hệ thống lạnh, các dụng cụ mà nhờ những dụng cụ đó có thể vận hành toàn bộ hệ thống lạnh hoặc từng phẩn thiết bị một cách tự động, chắc chắn, an toàn và với độ tin cậy cao mà không cần sự tham gia trực tiếp của công nhân vận hành. Càng ngày các thiết bị tự động hóa càng được phát triển và hoàn thiện, việc vận hành hệ thống lạnh bằng tay càng được thay thế bằng các hệ thống tự động hóa một phần hoặc toàn phầ n.
Các hệ thống lạnh cỡ nhỏ và trung thường được tự động hóa hoàn toàn, hoạt động tự động hàng tháng thậm chí hàng năm không cần công nhân vận hành. Các hệ thống lạnh lớn đều có trung tâm điều khiển, điều chın̉ h, báo hiệu và bảo vệ. Khi thiết kế một hệ thống lạnh bao giờ cũng phải thiết kế theo phụ tải lạnh lớn nhất ở chế độ vận hành không thuận lợi nhất như mức nhập hàng là cao nhất, tần số mở cửa buồ ng lạnh là lớn nhất, nhiệt độ bên ngoài là cao nhất, khí hậu khắ c nghiệt nhất. nên phần lớn thời gian trong năm hệ thố ng lạnh chỉ chạy với một phầ n tải.
Mặt khác, khi thiết kế hệ thống lạnh phầ n lớn các thiết bị được lựa chọn từ các sản phẩm đã được chế tạo sẵn, do đó sự phù hợp giữa các thiết bị trong hê ̣ thống máy nén chỉ ở mức độ nhất định, do đó các thiết bị tự động cần phải tạo ra sự hoạt động hài hoà giữa các thiết bị và đáp ứng nhu cầ u lạnh tương ứng với các điề u kiện vận hành do bên ngoài tác động vào như điều kiện thời tiết, xuất nhập hàng. Nói tóm lại, trong quá trình vận hành hệ thống lạnh, nhiệt độ của đối tượng cần làm lạnh thường bị biến động do tác động của những dòng nhiệt khác nhau từ bên ngoài vào hoậc ngay từ bên trong buồ ng lạnh. Giữ cho nhiệt độ này không đổi hay thay đổi trong phạm vi cho phép là một nhiệm vụ của điều chỉnh máy lạnh, Đôi khi việc điều khiển những quá trình công nghệ lạnh khác nhau lại phải làm thay đổi nhiệt độ, độ ẩm và đại lượng vật lý khác theo một chương trình nhất định. Hệ thống tự động có chức năng điều khiển toàn bộ sự làm việc của máy lạnh, duy trì được chế độ vận hành tối ưu và giảm tổn hao sản phẩ m trong phòng lạnh.
Bên cạnh việc duy trì tự động các thông số (nhiệt độ, áp suất, độ ẩm, lưu lượng,mức lỏng.) trong giới hạn đã cho, cũng cần bảo vệ hệ thống thiết bị tránh chế độ làm việc nguy hiểm. Đây chính là yêu cầ u bảo vệ của hệ thống tự động. Tự động hóa sự làm việc của hệ thống lạnh có ưu điếm so với điều chỉnh bằng tay là giữ ổn định liên tục chế độ làm việc hợp lý. Ưu điểm này kéo theo một loạt ưu điểm về tăng thời gian bảo quản, nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm tiêu hao điện năng, tăng tuổi thọ và độ tin cậy của máy và thiết bị, giảm chi phí nước làm mát, giảm chi phí vận hành và chi phí lạnh cho một đơn vị sản phẩm góp phần hạ giá thành sản phẩm.
Việc bảo vệ tự động cũng được thực hiện nhanh, nhậy, đảm bảo và tin cậy hơn thao tác của con người. Tuy vậy việc trang bị hệ thống tự động cũng chỉ hợp lý khi hạch toán kinh tế là có lợi hoặc do nhu cầu tự động hóa vì không thể điều khiển bằng tay do tính chính xác của quá trình, lý do khác cũng có thể là công nghệ đòi hỏi phải thực hiện trong môi trường độc hại hoặc dễ cháy nổ, nguy hiểm. Trong tất cả các quá trình tự động hóa điều khiển, điề u chỉnh, báo hiệu, báo động và bảo vệ thì quá trình tự động điều chỉnh là có ý nghĩa hơn cả. Sơ đồ mạch điều chỉnh và các thuật ngữ cơ bản Có nhiều sơ đồ mạch điều chỉnh khác nhau, ở đây chỉ giới thiệu mạch điều chỉnh thường sử dụng nhất trong hệ thống lạnh.
Trưởc hết cần định nghĩa một số khái niệm cơ bản. - Mạch điều chỉnh (Control loop) là một hệ thống bao gồ m nhiều phần tử nhằm mục đích điều chỉnh một đại lượng nào đó (nhiệt độ, áp suất, độ ẩm, mức lỏng hoặc lưu lượng trong hệ thống lạnh. Các phần tử có thể là phần tử cảm biến CB, phần từ so sánh SS, phẩn tử định trị ĐT, phần tử điề u chỉnh ĐC. - Mạch điều chỉnh kín (closed loop control) còn gọi là hệ thống điều chỉnh có tín hiệu phản hồi (feedback control system).