Các mạch điện bảo vệ trong hệ thống lạnh

Hầu hết các mạch bảo vệ áp suất dầu OP, áp suất cao HP, áp suất nước WP của các hệ thống lạnh đều được thiết kế để ngắt điện cuộn dây (AX) trên mạch điều khiển chạy máy nén. Khi cuộn dây (AX) mất điện các cuộn dây khởi động từ mô tơ máy nén sẽ mất điện theo và máy nén ngừng chạy.

Khi xảy ra bất cứ sự cố nào nêu trên thì cuộn (AX) sẽ ngay lập tức mất điện và máy nén sẽ ngừng hoạt động, đồng thời các đèn báo hiệu sự cố sáng để người vận hành có thể nhanh chóng biết được sự cố đã xảy ra, đồng thời chuông báo sự cố reo lên.

Dưới đây chúng tôi xin giới thiệu nguyên tắc làm việc của các mạch điện điều khiển nêu trên.
Mạch bảo vệ áp suất dầu

Khi hiệu áp suất dầu và áp suất trong cacte máy nén giảm xuống quá thấp, tiếp điểm mạch điện trở đóng, dòng điện đi qua điện trở và đốt nóng cơ cấu lưỡng kim. Khi nhiệt độ cơ cấu lưỡng kim đủ lớn, do giãn nở nhiệt nên cơ cấu lưỡng kim bị uốn cong làm hở tiếp điểm (Timer switch), mạch điện nối với rơ le áp suất OP mất điện. Khi hệ thống đang hoạt động bình thường cơ cấu lưỡng kim của rơ le áp suất dầu đóng, cuộn dây rơ le trung gian (OP) mắc nối tiếp với nó có điện. Mạch điện cuộn (OPX) và đèn không có điện do tiếp điểm thường đóng OP và thường mở OPX đang ở trạng thái hở.

– Khi áp suất dầu nhỏ hơn giá trị định sẵn, dòng điện đi qua điện trở sấy của rơ le và bắt đầu đốt nóng cơ cấu lưỡng kim, khi cơ cấu lưỡng kim nhả ra cuộn dây rơ le trung gian (OP) mắc nối tiếp với nó mất điện, kéo theo các tiếp điểm thường đóng OP đóng lại, cuộn dây rơ le trung gian (OPX) và đèn (L2) có điện. Cuộn dây (OPX) có điện kéo theo tất cả các tiếp điểm thường đóng của nó nhả ra, cuộn dây (AX) trên mạch khởi động máy nén mất điện và tác động dừng máy nén.

Thông thường khi sự cố xảy ra, các mạch điện sự cố sẽ tự duy trì, chỉ sau khi xử lý xong sự cố và nhấn nút RESET mới có thể khởi động lại máy nén. Mạch điện cuộn sự cố (OPX) cũng tự duy trì thông qua tiếp điểm thường đóng của nó ở trên sơ đồ. Nếu không có mạch này thì sẽ rất nguy hiểm, vì người vận hành có thể chạy lại máy ngay mà không để ý là đang có cố áp suất dầu.

Trên mạch áp suất dầu, người ta sử dụng tiếp điểm thường mở của cuộn dây rơ le trung gian AX như là điều kiện để mạch áp suất dầu có hiệu lực. Mạch sự cố của cuộn (OPX) chỉ có hiệu lực khi cuộn (AX) có điện tức khi máy nén đang hoạt động mà mất áp suất dầu. Trường hợp khi khởi động máy, do bơm dầu chưa hoạt động nên hiệu áp suất sẽ bằng 0, nhưng nhờ cuộn (AX) chưa có điện nên mạch sự cố áp suất dầu chưa có hiệu lực và máy vẫn có thể khởi động được.

Một điểm trong cấu tạo của rơ le áp suất dầu cũng cần lưu ý là khi hiệu áp suất giảm, rơ le không tác động dừng máy ngay mà phải thông qua điện trở đốt nóng cơ cấu lưỡng kim, cơ cấu lưỡng kim giãn nở nhiệt mới dừng máy. Có nghĩa rằng, hiệu áp suất phải thực sự giảm và giảm trong một thời gian nhất định. Điều này có ý nghĩa rất quan trọng vì trong quá trình làm việc, do sự dao động hoặc do có lẫn các bọt khí hiệu áp suất có thể giảm tức thời. Đây không phải là sự cố mà chỉ là những tác động mang tính nhất thời.

Trường hợp rơ le áp suất không có điện trở sấy và cơ cấu lưỡng kim như trên, cần phải sử dụng rơ le thời gian để đếm thời gian giảm hiệu áp suất. Chỉ khi hiệu áp suất giảm trong một khoảng thời gian nhất định (thường là 10 giây) thì mới tác động dừng máy nén.
Mạch giảm tải

Mạch giảm tải được sử dụng để giảm tải trong các trường hợp sau:

Khi mới khởi động đang chạy theo sơ đồ sao Y, do dòng khởi động rất lớn nên bắt buộc giảm tải.

Khi vận hành do phụ tải lớn, người vận hành muốn giảm tải bằng tay.

Lúc chạy bình thường (chế độ tam giác delta) nhưng áp suất hút quá thấp, hệ thống hoạt động không hiệu qủa nên máy chuyển sang chế độ giảm tải.

Khi giảm tải, cuộn dây van điện từ (SV) có điện và mở thông đường dầu tác động lên cơ cấu giảm tải của máy nén để giảm tải.

Công tắc xoay COS trên sơ đồ điều khiển cho phép lựa chọn chế độ giảm tải bằng tay MANUAL (ngay lập tức), chế độ giảm tải tự động AUTO hoặc ngắt mạch giảm tải OFF.

Trong quá trình khởi động khi đang chạy theo sơ đồ sao Y thì máy nén luôn luôn giảm tải vì lúc này cuộn dây khởi động từ (MS) đang có điện, tiếp điểm thường mở của nó trên mạch giảm tải đóng và cuộn (SV) có điện.

Khi ở chế độ tự động AUTO, chỉ khi áp suất hút nhỏ hơn giá trị đặt trước thì sẽ giảm tải.

Ngoài ra ở thời điểm bất kỳ nào cũng có thể giảm tải máy nén được khi xoay công tắc COS sang vị trí MANUAL.

Khi máy nén đang ở chế độ giảm tải, đèn (L3) sẽ sáng báo hiệu hệ thống đang chạy chế độ giảm tải.

: Mạch điện điều khiển hệ thống lạnh

Mạch bảo vệ áp suất cao

Khi hệ thống hoạt động bình thường, tiếp điểm của rơ le áp suất cao HP mở, đèn (L4) và cuộn (HPX) không có điện.

Khi áp suất phía đẩy của máy nén vượt quá giá trị đặt trước khoảng 18,5 kG/cm2, tiếp điểm rơ le áp suất cao HP đóng (UP-ON), cuộn dây rơ le trung gian (HPX) có điện và đèn (L4) sáng báo hiệu sự cố. Lúc này các tiếp điểm thường đóng HPX nhả ra. Trên mạch khởi động cuộn (AX) mất điện và tác động dừng máy nén.

Rơ le sự cố (HPX) cũng tự duy trì điện cho nó thông qua các tiếp điểm thường đóng RES và tiếp điểm thường mở HPX.

Chỉ sau khi khắc phục xong sự cố và nhấn nút RESET thì cuộn (HPX) mới mất điện.

Mạch bảo vệ quá dòng

OCR biểu thị cơ cấu lưỡng kim của rơ le nhiệt. Ở nhiệt độ bình thường cơ cấu lưỡng kim đóng tiếp điểm mạch điện cho các công tắc tơ máy nén và cuộn (AX). Lúc này hệ thống có thể khởi động làm việc.

Khi dòng điện chạy qua môtơ quá lớn, máy nén nóng cơ cấu lưỡng kim của rơ le nhiệt nhả ra và mạch điện khởi động mất điện, cơ cấu lưỡng kim nhảy sang phía mạch đèn (L1), đèn (L1) sáng báo hiệu sự cố quá dòng.

Khi xảy ra sự cố quá dòng, phải đợi cho cơ cấu lưỡng kim nguội và nhảy trở về vị trí bình thường, thì mới có thể khởi động lại được.

Mạch bảo vệ quá dòng, không phục hồi qua nút RESET như các mạch sự cố áp suất khác.

Mạch điều khiển và bảo vệ bơm, quạt giải nhiệt. Mạch điện có tác dụng điều khiển chạy các bơm, quạt giải nhiệt dàn ngưng và bảo vệ máy nén khi áp suất nước thấp.

Mạch bảo vệ áp suất nước và quá dòng bơm, quạt giải nhiệt

* Điều khiển chạy các bơm và quạt

Để chạy các bơm và quạt giải nhiệt có thể thực hiện theo hai chế độ:

– Chế độ bằng tay : Bật công tắc COS sang vị trí MAN , nếu không có sự cố áp suất nước và sự cố quá dòng của các bơm quạt (tiếp điểm WPX và OCR đóng) các cuộn dây khởi động từ của các bơm, quạt có điện và đóng điện cho mô tơ các bơm, quạt.

– Chế độ tự động : Bật công tắc COS sang vị trí AUT. Ở chế độ tự động bơm quạt sẽ khởi động cùng với máy nén. Sau khi nhấn nút START trên mạch khởi động nếu không có bất cứ sự cố nào thì cuộn (AX) có điện, đồng thời đóng tiếp điểm AX cấp điện cho các cuộn dây của các khởi động từ (MCP1), (MCP2), (MCCF1) và (MCCF2) của bơm, quạt giải nhiệt và bơm, quạt hoạt động.

Khi một trong các thiết bị bơm giải nhiệt máy nén, bơm và quạt giải nhiệt dàn ngưng không làm việc thì cuộn (MCX) mất điện, mạch khởi động máy nén mất điện và ngừng máy nén.

* Bảo vệ quá dòng bơm, quạt giải nhiệt

Khi một trong 4 thiết bị gồm bơm giải nhiệt máy nén, bơm giải nhiệt và các quạt giải nhiệt dàn ngưng bị quá dòng, rơ le nhiệt nhảy khỏi vị trí thường đóng và đóng mạch điện cuộn dây rơ le trung gian (AUX) và đèn (L5) sáng báo sự cố. Cuộn dây sự cố (AUX) đóng mạch chuông báo hiệu sự cố (hình 10- ), đồng thời cuộn dây của rơ le trung gian (MCX) mất điện. Tiếp điểm thường mở của nó trên mạch khởi động nhả ra, cuộn (AX) mất điện và máy dừng ngay lập tức.

Mạch bảo vệ áp suất nước

Trong hệ thống này có 02 bơm: Bơm giải nhiệt dàn ngưng và bơm giải nhiệt máy nén, vì thế tương ứng sẽ có 02 rơ le áp suất nước WP1 và WP2 bảo vệ.

Khi đang hoạt động bình thường, tiếp điểm của các rơ le áp suất nước mở, cuộn dây rơ le thời gian T2 không có điện.

Khi xảy ra sự cố mất áp suất nước của một trong hai bơm thì cuộn dây rơ le thời gian (T2) có điện và bắt đầu đếm thời gian. Nếu sự cố kéo dài quá thời gian đặt (10 giây) tiếp điểm T2 đóng, cuộn (WPX) có điện và đèn (L6) sáng báo hiệu sự cố. Cuộn (WPX) tự duy trì nhờ tiếp điển thường đóng của nó và tiếp điểm RES.

Đồng thời với báo hiệu sự cố tiếp điểm thường đóng của WPX trên mạch khởi động nhả ra, cuộn (AX) mất điện và máy dừng.

Rơ le thời gian T2 rất quan trọng, nó có tác dụng điều khiển dừng máy khi áp suất nước thực sự giảm trong một thời gian nhất định, mà không tác dụng tức thời. Tránh trường hợp dừng máy do giảm áp suất tức thời khi có các bọt khí trong dòng nước hoặc dao động bất thường khác.

Sau sự cố áp suất nước, muốn khởi động lại hệ thống, phải nhấn nút RESET mới có thể khởi động lại máy nén.
Mạch cấp dịch và điều khiển quạt dàn lạnh

, Mạch cấp dịch, bảo vệ quá dòng quạt dàn lạnh và báo chạy dàn lạnh. Trên mạch này van điện từ (SV) là van điện từ điều khiển cấp dịch cho dàn lạnh. Thermostat (Th) điều khiển nhiệt độ phòng lạnh, khi nhiệt độ đạt thì không cấp dịch cho dàn lạnh nữa, các tiếp điểm XD1 và XD2 là liên quan tới mạch xả băng. Khi xả băng có những giai đoạn phải khống chế dừng cấp dịch hoặc dừng không cho quạt hoạt động tránh bắn nước tung toé trong kho lạnh.

Mạch cấp dịch dàn lạnh : Mạch điện sẽ tác động ngừng cấp dịch cho dàn lạnh trong các trường hợp sau đây :

+ Trong giai đoạn hút dịch của quá trình xả băng (cuộn XD1 có điện và tiếp điểm thường đóng XD1 mở)

+ Khi nhiệt độ phòng đạt yêu cầu : Tiếp điểm thermostat (Th) ngắt.

+ Người vận hành có thể ngừng cấp dịch dàn lạnh bất cứ lúc nào khi xoay công tắc COS1 về vị trí OFF

Có 02 chế độ cấp dịch :

– Chế độ tự động : Bật công tắc COS1 sang vị trí AUT. Ở chế độ này việc cấp dịch chỉ dừng khi xả băng hoặc khi nhiệt độ phòng đạt yêu cầu. Khi hệ thống dừng, mạch cấp dịch đóng.

– Chế độ bằng tay: Bật công tắc COS1 sang vị trí MAN. Ở chế độ cấp dịch bằng tay việc cấp dịch có thể thực hiện ngay cả khi máy nén đang ngừng hoạt động miễn là nhiệt độ phòng không quá thấp và không phải trong giai đoạn rút dịch của quá trình xả băng

Khi hệ thống đang cấp dịch thì đèn L8 sẽ sáng báo hiệu đang thực hiện cấp dịch.

Mạch điều khiển quạt dàn lạnh.

Mạch điện này có các dụng điều khiển cấp điện cho các bơm, quạt giải nhiệt và bảo vệ các thiết bị đó khi quá dòng.

* Điều khiển chạy quạt :

Khi khởi động hệ thống, cuộn dây của rơ le trung gian (AX) có điện, tiếp điểm thường mở AX của nó đóng mạch cung cấp điện cho các cuộn dây của khởi động từ (MCF1) và (MCF2) của các quạt giải nhiệt và mô tơ quạt có điện và bắt đầu làm việc.

Thông qua công tắc COS2 có thể lựa chọn chế độ chạy quat là tự động AUT hoặc bằng tay MAN và có thể dừng quạt khi xoay về vị trí OFF. Tuy nhiên dù ở chế độ nào thì khi đang xả băng (cuộn XD2 có điện) thì quạt cũng phải dừng.

* Bảo vệ quá dòng

Khi xảy ra sự cố quá dòng của một trong 2 quạt thì tiếp điểm rơ le nhiệt nhảy và đèn (L9) sáng báo hiệu sự cố.

Lúc này các cuộn dây của khởi động từ (MCF1 hoặc MCF2 ) tương ứng sẽ mất điện, trên mạch điện bảo vệ áp suất nước, cuộn (MCX) mất điện và kéo theo cuộn (AX) trên mạch khởi động mất điện và dừng máy.
Mạch xả băng ba giai đoạn

Khi băng bám nhiều trên dàn lạnh, hiệu quả trao đổi nhiệt giảm, mô tơ quạt có thể bị quá tải và cháy. Vậy thì lúc nào cần xả băng cho dàn lạnh ? Trong quá trình làm việc, việc phải vào trong các buồng lạnh là bất đắc dĩ và cần hạn chế, mặt khác bên trong buồng lạnh khi đang hoạt động cũng rất khó quan sát, kiểm tra mức độ bám băng. Hơn nữa nhiều dàn lạnh có vỏ bao che khá kín bên ngoài nên cũng rất khó xác định mức độ bám băng.

Vì vậy, xác định mức độ bám băng dàn lạnh gián tiếp thông qua dòng điện mô tơ quạt. Khi băng bám nhiều, đường gió tuần hoàn trong dàn lạnh bị thu hẹp, trở lực tăng lên và dòng điện mô tơ tăng theo. Đối với người vận hành có kinh nhiệm, khi dòng điện mô tơ tăng đến một giá trị nào đó so với dòng chạy bình thường thì biết cần phải tiến hành xả băng. Một số hệ thống lạnh do MYCOM lắp đặt tại Việt Nam người ta đánh dấu vị trí cần xả băng trên ampekế của quạt dàn lạnh.

Quá trình xả băng thực hiện qua 3 giai đoạn và hoạt động hoàn toàn tự động. Thời gian thực hiện một giai đoạn được đặt sẵn thông qua rơ le thời gian TD1, TD2 và TD3. Quá trình làm việc thực tế có thể điều chỉnh lại thời gian cho phù hợp.

Tiến hành xả băng như sau:

– Nhấn nút START để bắt đầu quá trình xả băng.

– Khi cần dừng xả băng nhấn nút STOP1

Sau khi nhấn nút START quá trình xả băng thực hiện theo các giai đoạn sau :

Mạch điện xả băng

– Giai đoạn 1: Rút dịch khỏi dàn lạnh

Thực hiện trong khoảng 5 phút, thời gian này được khống chế bằng rơ le thời gian (TD1).

Sau khi nhấn nút START trên mạch xả băng, cuộn dây rơ le trung gian (XD1) có điện, tiếp điểm thường mở XD1 của nó đóng, rơ le trung gian tự duy trì điện cho nó và rơ le thời gian TD1 có điện. Rơ le thời gian TD1 bắt đầu đếm thời gian. Trong lúc này tiếp điểm thường đóng XD1 của nó trên mạch cấp dịch dàn lạnh nhả ra, van điện từ (SV) mất điện và ngừng cấp dịch cho dàn lạnh, hệ thống lạnh vẫn chạy nên hút dịch ra khỏi dàn lạnh.

Nếu trong thời gian 5 phút mà vẫn chưa hút kiệt gas trong dàn lạnh (Ph = -50CmHg) thì phải tăng thời gian đặt ở (TD1).

– Giai đoạn 2: Giai đoạn xả băng

Sau thời gian đã định (5 phút), rơ le thời gian TD1 điều khiển đóng tiếp điểm TD1 nối nối tiếp với rơ le trung gian (XD2). Rơ le trung gian (XD2) và rơ le thời gian (TD2) có điện. Rơ le thời gian TD2 bắt đầu đếm thời gian. Trong thời gian này, tiếp điểm thường mở của XD2 trên mạch bơm xả băng đóng, bơm xả băng hoạt động và thực hiện bơm nước xả băng.

Trong lúc xả băng rơ le trung gian XD2 điều khiển dừng các quạt dàn lạnh để nước không bắn tung toé trong buồng lạnh, đồng thời ngắt điện vào rơ le thời gian TD1.

Rơ le trung gan (XD2) cũng tự duy trì điện thông qua tiếp điểm thường mở của nó ở trên mạch xả băng.

– Giai đoạn 3: Giai đoạn làm khô dàn lạnh

Sau thời gian xả băng (15 phút), rơ le thời gian (TD2) điều khiển đóng tiếp điểm TD2 trên mạch làm làm khô dàn lạnh, cuộn (XD3) và rơ le thời gian TD3 có điện. Rơ le thời gian TD3 bắt đầu đếm thời gian làm khô dàn lạnh.

Trong giai đoạn này bơm xả băng ngừng chạy và các quạt dàn lạnh làm việc. Một điểm cần lưu ý là trong suốt thời gian xả băng, cuộn (XD1) luôn luôn có điện.

Sau thời gian làm khô rơ le thời gian (TD3) ngắt điện cuộn (XD1) thông qua tiếp điểm thường đóng TD3 và cuộn dây rơ le trung gian (XD3) mất điện theo. Quá trình xả băng kết thúc.

Ghi chú:

– Trong quá trình vận hành xả băng, nếu phát hiện sau một thời gian ngắn hơn qui định băng ở dàn lạnh đã được xả tan hết, lúc đó có thể dừng xả băng để giảm tổn thất nhiệt, không cần duy trì đúng thời gian qui định, nhờ nút STOP2 có thể chuyển ngay sang giai đoạn 3.

– Có thể ngừng hoàn toàn quá trình xả băng bất cứ lúc nào thông qua nút nhấn STOP1

– Các tiếp điểm XD2 và XD3 nối nối tiếp với rơ le thời gian (TD1) nhằm ngắt điện vào nó khi đang ở giai đoạn 2 và 3.

– Tiếp điểm thường đóng XD3 nối nối tiếp với cuộn dây rơ le trung gian (XD2) có tác dụng ngắt điện cuộn khi chuyển sang giai đoạn 3.

– Tiếp điểm XD1 trên mạch làm ráo dùng ngắt điện cho cuộn (XD3) và rơ le thời gian TD3 khi kết thúc xả băng.
Mạch chuông báo động sự cố

Mạch chuông báo sự cố

Khi xả ra các sự cố áp suất hoặc quá dòng mạch điện của chuông BZ có điện và chuông reo báo sự cố.

Khi đó, người vận hành phải nhất nút BELL STOP để ngừng tiếng chuông. Lúc đó cuộn dây của rơ le trung gian (BZX) có điện và tiếp điểm thường đóng của nó nhả ra, ngắt điện của chuông (BZ)

Sau khi khắc phục các sự cố xong, nhấn nút RESET, điện đi qua cuộn dây của rơ le trung gian (RES), tất cả các tiếp điểm thường đóng RES của nó trên các mạch sự cố sẽ nhả ra, làm mất điện mạch báo sự cố và hệ thống có thể bắt đầu khởi động.