Автоматизация холодильной установки
Выбор технических средств – это подбор необходимой аппаратуры управления и защиты для осуществления автоматизации технологического процесса. От правильности выбора элементов схемы зависит не только долговечность установки и экономичность технологического процесса, но и здоровье, и жизнь обслуживающего персонала.
Для данной установки произведем подбор следующих средств автоматизации:
– автоматический выключатель;
– магнитные пускатели;
– тепловые реле;
– плавкие предохранители;
– терморегулятор;
– реле защиты;
– реле давления;
– трансформатор 220/12;
– переключатели;
– сигнальные лампы.
Электродвигатели поставляются в комплекте с установкой.
Таблица 1.2 – Технические данные электродвигателей установки.
|
Наименование машины |
Тип электродвигателя |
Рном, кВт |
N2, об/мин |
Iном, А |
КiIп |
|
Компрессор Вентилятор Насос |
4АХ100L2У3 4АХ71А4У3 4АХ71В2У3 |
4,5 0,6 1,7 |
1450 1500 3000 |
10 2 3 |
7,5 5,2 5,5 |
Номинальный ток установки будет равняться сумме номинальных токов отдельных агрегатов:
Iуст. ном. = Iдв. ном.1 + Iдв. ном.2 + Iдв. ном.3,
Где: Iуст. ном. – номинальный ток установки;
Iдв. ном.1-3 – номинальные токи электродвигателей.
Iуст. ном. = 10 + 2 + 3 = 15А.
Расчет технических средств автоматизации дает возможность точнее подобрать их по соответствующим параметрам. Это повысит эксплуатационную надежность, увеличит срок службы и обеспечит бесперебойность в работе.
Автоматический выключатель.
АВ предназначены для отсечения питания установки при возникновении аварийной ситуации. При выборе АВ должны соблюдается условия:
1) Uав. ном. ≥ Uс. ном.;
2) Iав. ном. ≥ Iуст. ном.;
3) Iт. ном. = Iэ. ном. ≥ Iуст. ном.,
Где: Uав. ном. – номинальное напряжение выключателя;
Uс. ном. – номинальное напряжение сети;
Iав. ном. – номинальный ток выключателя;
Iт. ном. – номинальный ток теплового разъединителя;
Iэ. ном. – номинальный ток электромагнитного разъединителя.
Поставленным условиям и техническим данным соответствует автоматический выключатель типа ВА-2004/30.
Проверка выбранного автоматического выключателя на срабатывание при пуске установки.
Пусковая сила тока установки:
Iпуск = Σ(КiIп ∙ Iдв. ном.1-3);
Iпуск = 7,5 ∙ 10 + 5,2 ∙ 2 + 5,3 ∙ 3 = 101,3А.
Сила расчетного тока срабатывания автоматического выключателя при пуске установки:
Iср. р = 1,25 ∙ Iпуск;
Iср. р = 1,25 ∙ 101,3 ≈ 126,6А.
Значения каталожного тока срабатывания:
Iср. к = 10 ∙ Iуст. ном.;
Iср. к = 10 ∙ 15 = 150А.
Значит, Iср. к ≥ Iср. р, поэтому автоматический выключатель при пуске установки не сработает.
Магнитные пускатели.
Магнитные пускатели предназначены для дистанционного управления подключением электродвигателей к сети. Пускатели защищают электрооборудование от самовольных срабатываний при исчезновении напряжения и работы при чрезмерном уменьшении напряжения, и так защищает электродвигатели от перегрузки при наличии теплового реле.
На данную установку необходимы два магнитных пускателя. Один из их (КМ1) подключает сразу два электродвигателя: вентилятор (М1) и компрессор (М2).
Суммарный ток будет равен:
Iдв. ном.1,2 = 10 + 2 = 12А.
Сила номинального тока пускателя КМ1:
Iном. п. ≥ Iдв. ном.; Iном. п. ≥ 12А;
Для двух электродвигателей подходит магнитный пускатель типа КМИ-11810; 18А, 220В.
Проверяем условия коммутации:
Iном. п. = Iпуск / 6;
Iпуск = Σ(КiIп ∙ Iдв. ном.1,2);
Iпуск = 7,5 ∙ 10 + 5,2 ∙ 2 = 85,4;
Iном. п. = 85,4 / 6 ≈ 14,2;
Iном. п ≥ Iдв. ном.1,2.
Условие нормальной коммутации выполняется.
Для электродвигателя МЗ необходим магнитный пускатель номинальным током 3А. Выбираем пускатель типа КМИ-10910; 9А, 220В. Т. к. Параметры выбранного магнитного пускателя в 3 раза превышают заданные, он однозначно будет соответствовать всем условиям коммутации.
Тепловые реле.
Тепловые реле предназначены для защиты электродвигателей от перегрузки, асимметрии фаз, затянутого пуска и заклинивания ротора. Выбранному магнитному пускателю КМИ-11810 соответствует реле типа РТИ-1316 с диапазоном установок реле 9,0-13,0А. Для магнитного пускателя КМИ-10910 подойдет реле типа РТИ-1308 с диапазоном установок реле 2,5-4,0А.
Плавкие предохранители.
Плавкие предохранители, предназначены для защиты электродвигателя от токов короткого замыкания. При выборе предохранителей должны соблюдается условия:
1) Uпр. ном. ≥ Uсети;
2) Iвст. ном. ≥ Iвст. рас.;
3) Iпр. ном. ≥ Iвст. ном..
Расчетный ток предохранителей, предназначенных для защиты цепи управления, невелик: не более 2А. Выбираем стандартный предохранитель для цепи управления типа ВПБ6-10 (2А/250В).
Терморегулятор.
Терморегулятор предназначен для автоматического регулирования температуры воды. Для расширения возможностей управления холодильной установкой рекомендовано использовать современный терморегулятор Autonics типа TC3YF. Основные характеристики терморегулятора Autonics TC3YF:
– размер: 72х36мм;
– автоматический/ручной режим размораживания;
– тип датчика: базовая комплектация – NTC (термистор), опционально – термосопротивление (Pt100 Ом);
– диапазон измерений: NTC: от -50.0 до +99.9°, CRTD: от -99.9 до +99.9°C;
– возможность задания задержек;
– возможность контроля выхода и защиты компрессора от ошибок.
Промежуточное реле защиты.
Реле защиты предназначено для отключения электродвигателей при возникновении аварийного режима. Для данной цепи управления подойдет реле промежуточное типа РЭК78⁄4, 3А АC 220В ІР40, ИЭК с четырьмя нормально замкнутыми контактами. Из них в схеме используются только три.
Реле давления.
Реле давления необходимо для отключения компрессора при достижении заданного давления в системе. Оно представляет собой датчик давления и прикрепленный к нему нормально замкнутый контакт. При достижении давления определенного уровня контакт размыкается, цепь катушки магнитного пускателя М1 разрывается, и компрессор отключается. Для данной схемы подходящим будет реле давления типа PM11-NC. Технические данные реле давления: диапазон настройки – 1-10бар; максимальное напряжение – 48В; максимальная сила тока – 0,5А; степень защиты – IP54; рабочая температура – -5°–120°С.
Трансформатор понижающий 220/12.
Трансформатор необходим в цепи управления для получения напряжения 12В для работы двух сигнальных ламп. Для данной цепи будет подходящим стандартный понижающий трансформатор типа ОСО-0,25 220/12. Технические данные трансформатора: номинальная мощность – 0,25кВА; U1=220;380В; U2=12;24;36;42;110В; КПД – не менее 0,85; масса – 4,0кг.
Переключатели.
Переключатели предназначены для переключения цепей вручную. В данном случае переключение осуществляется на ручной и автоматический режим. Т. к. параметры цепи управления не требуют завышенных норм на технические данные ручных переключателей, подходящим будет тумблер типа П2Т-1. Технические данные: номинальное напряжение – 250В; номинальный ток – 6А; количество контактных групп – 3; фиксация – есть; размеры – 33,5х19х60мм.
Также необходим переключатель работы водяного насоса – вкл./выкл. Наиболее подходящим буде тумблер типа МТ-1. Технические данные: рабочее напряжение – 250В; рабочий ток – 3; рабочая температура – -60–100°С; сопротивление контактов, не более Ом – 0,05; сопротивление изолятора, не менее МОм – 1000; количество контактных групп – 1; фиксация – есть.
Сигнальные лампы.
Сигнальные лампы предназначены для подачи световых сигналов, сообщающих обслуживающему персоналу информацию о режимах работы цепи. В данном случае необходимы две сигнальные лампы: красного и зеленого цвета. Зеленая лампа сигнализирует о подаче питания на холодильную установку; красная сообщает об аварийном отключении компрессора. Наиболее целесообразно в данном случае использовать стандартные современные лампы типа HB08F1 (красная) и HB08F2 (зеленая). Технические данные ламп: номинальное напряжение – 12В; мощность лампы – <1Вт; рабочая температура – -10°–55°С; яркость свечения: красная – 160lux, зеленая – 27lux; ресурс – 100000ч.
Таким образом, произведен выбор технических средств автоматизации холодильной установки МХУ-8С. Некоторые элементы выбирались стандартными, некоторые – с учетом современных достижений науки и техники.
