8. 4. automatizarea unor procese și circuite tipice …vaporizatoarelor de pe întregul circuit de...

4. Automatizarea unor procese și circuite tipice din instalațiile frigorifice (pg. 277)

8. 4. Automatizarea unor procese și circuite tipice din instalațiile frigorifice (pg. 277)

1.38 4.1. Automatizarea alimentării cu agent frigorific a vaporizatoarelor La pct.1.3.2.4. s-au prezentat pe scurt sistemele de alimentare cu agent frigorific a

vaporizatoarelor, utilizate în instalațiile frigorifice. în continuare se va prezenta modul de automatizare a acestora.

1.1.61 4.1.1. Sistemul de alimentare fără recircularea agentului frigorific Pentru automatizarea acestui sistem de alimentare a vaporizatoarelor se utilizează:

• robinete de laminare termostatice (în aplicații industriale și comerciale). • robinete de laminare termoelectrice (în instalații de pompă de căldură și în instalații de

condiționare a aerului), • robinete de laminare presostatice (în unele instalații frige industriale) și • tuburi capilare (în instalații frigorifice de mică capacitate: comerciale sau casnice).

Aceste aspecte privind construcția și modul de funcționare ale robinetelor de laminare termostatice sunt redate la punctul 3.3.4.1 Utilizarea robinetului de laminare termostatic conduce, în esență, la menținerea automată a unei anumite supraîncălziri a vaporilor de agent frigorific la ieșirea din vaporizator (v.§.2.3.5). Deoarece capacitatea unui robinet de laminare termostatic depinde în principal de diferența dintre presiunea din amonte și cea din aval de robinet, la instalațiile frigorifice într-o treaptă, pentru o corectă funcționare a acestuia este necesar ca presiunea de condensare să se mențină la o aceeași valoare tot timpul anului. În consecință, la instalațiile frigorifice la care presiunea de condensare poate prezenta variații importante în timp, se prevede reglarea automată a presiunii de condensare (v.§.2.3.4). Pentru a se asigura o bună funcționare a robinetului de laminare termostatic și deci o bună alimentare cu agent a vaporizatorului este necesar de asemenea să se prevină apariția de vapori de agent pe conducta de lichid către robinetul de laminare. în acest sens este necesară subrăcirea agentului frigorific lichid și o bună izolare termică a conductei către robinetul de laminare. Subrăcirea agentului lichid se realizează, în cazul instalațiilor frigorifice cu freoni sau înlocuitori ai acestora, prin schimb intern de căldură, cu ajutorul vaporilor de agent care ies din vaporizator. Subrăcirea agentului lichid trebuie să fie cu atât mai mare cu cât căderile de presiune pe conductele de lichid și diferențele de cote dintre robinetul de laminare și rezervorul de agent lichid sunt mai mari. În fig.4.1 sunt prezentate trei scheme tipice de automatizare a alimentării cu agent frigorific a vaporizatoarelor fără recirculare.

120

4.1. Automatizarea alimentării cu agent frigorific a vaporizatoarelor

Fig.4.1. Schema de automatizare a alimentării vaporizatoarelor fără recircularea agentului frigorific:

a - cu robinet de laminare termostatic pentru freoni sau înlocuitori ecologici ai acestora; b - cu robinet de laminare termostatic pentru amoniac; c - cu robinet termoelectric pentru freoni sau înlocuitori ecologici ai

acestora; 1, 8 - robinete de laminare temostatice; 2 - distribuitor de lichid; 3, 9, 16 - vaporizatoare; 4, 11, 19 - rezervoare de lichid; 5, 12, 21 - regulatoare de presiune de condensare; 6, 13, 20 - condensatoare răcite cu apă; 7, 18 - schimbătoare de căldură lichid-vapori; 10 - subrăcitor de lichid răcit cu apă: 14 - bimetal; 15 - regulator de

presiune; 22 - robinet de laminare termoelectric; 23 - sursă de tensiune scăzută.

Primele două scheme sunt prevăzute cu robinete de laminare termostatice cu egalizare exterioară 1 și 8. în cazul instalației cu freoni sau înlocuitori ecologici ai acestora, alimentarea cu lichid a vaporizatorului se face printr-un distribuitor de lichid 2. În acest caz, robinetul de laminare termostatic trebuie să fie cu egalizare externă. Menținerea presiunii de condensare la o valoare prescrisă se realizează cu ajutorul regulatoarelor de presiune 5 ș respectiv 12 care comandă robinetele de pe conducta de apă de răcire. Subrăcirea agentului frigorific lichid se face prin schimb intern de căldură în schimbătorul de căldură 7, iar în cazul instalației cu amoniac, cu apă în schimbătorul de căldură 10. În cea de a treia schemă (fig. 4.1, c) se utilizează un robinet de laminare termo-electric 22, care utilizează termistorul 17, plasat în conducta de aspirație a vaporilor de agent frigorific. Creșterea temperaturii vaporilor de agent care ies din vaporizatorul 16, conduce la scăderea rezistenței termistorului 17 și Ia creșterea curentului electric către bimetalul 14. în consecință, crește gradul de deschidere a robinetului de laminare, termo-electric. în acest fel, termo-robinetul de laminare menține supraîncălzirea vaporilor de agent la o valoare constantă. Dacă în serie cu robinetul de laminare este montat un regulator de presiune 15, pentru a menține presiunea între anumite limite, sistemul va menține constantă presiunea și deci temperatura de vaporizare.

121


În cazul instalațiilor cu agenți halogenați sau înlocuitori ecologici ai acestora, cu vaporizatoarele formate din mai multe baterii, legarea între baterii se realizează în serie așa cum rezultă din fig. 4.2. Această soluție în care ultima baterie este alimentată pe sus, permite scurgerea uleiului spre compresor.

Fig. 4.2. Scheme de legare în serie a mai multor baterii de vaporizatoare cu freoni sau înlocuitori ecologici ai

acestora, alimentate prin robinet de laminare termostatic: a - baterii dispuse în plan orizontal; b - baterii suprapuse; 1, 3 - robinete de laminare termostatice; 2, 4 -

baterii finale alimentate pe sus.

1.1.62 4.1.2. Sistemele de alimentate cu recircularea agentului frigorific 1.1.62.1 4.1.2.1. Vaporizatoare alimentate prin gravitație și termosifon

Automatizarea acestui sistem de alimentare constă în reglarea nivelului de agent frigorific lichid în separatorul de lichid (v.§.2.3.6). Aceasta se poate realiza atât pentru instalațiile cu comprimare mecanică de vapori cu agenți halogenați sau înlocuitori ecologici ai acestora, cât și pentru cele cu amoniac, prin utilizarea unui regulator bipozițional de nivel sau a unui regulator de nivel cu acțiune continuă. În ambele cazuri de instalații este necesară o subrăcire a agentului frigorific lichid astfel încât să se evite starea bifazică a agentului înaintea robinetului de laminare. În fig. 4.3., spre exemplificare, sunt redate schemele de automatizare a alimentării cu agent a vaporizatorului cu auto-recirculare utilizând regulatorul bipozițional de nivel (fig.4.3, a) și respectiv regulatorul de nivel cu acțiune continuă (fig.4.3, b). În primul caz, instalația frigorifică, fiind cu agent halogenat sau înlocuitori ecologici ai acestuia, subrăcirea se realizează în schimbătorul de căldură 7 prin schimb intern de căldură, pe seama vaporilor reci de agent aspirați de compresor. Regulatorul bipozițional de nivel 3 comandă robinetul electromagnetic 1. Traductorul regulatorului de nivel poate fi cu flotor sau termostatic (v. §.2 3.6). Pentru o funcționare corectă a buclei de reglare a nivelului, nivelul de lucru în separatorul de lichid se alege astfel încât numărul de deschideri și de încrederi ale robinetului electromagnetic 1 să fie cât mai mic pentru a mări fiabilitatea acestuia. În acest scop nivelul de lucru se fixează pe corpul separatorului de lichid și nu pe trompa acestuia.

Fig. 4.3. Schema de automatizare a alimentării cu agent frigorific a vaporizatoarelor cu auto-recirculare:

a - cu regulator bipozițional de nivel; b - cu regulator de nivel cu acțiune continua; 1 - robinet electromagnetic; 2 - robinet de laminare manual 3,11 - regulatoare de nivel; 4, 12 - separatoare de

122

4.1. Automatizarea alimentării cu agent frigorific a vaporizatoarelor

lichid; 6, 13 - vaporizatoare; 6 - conducta de scurgere ulei; 7 - schimbător de căldură vapori; 8 - aspirație compresor, 9 - subrăcitor răcit cu apă; 10 - robinet de laminare comandat de regulator

Conducta 6 asigură scurgerea uleiului din separatorul de lichid pentru a fi antrenat prin conducta 8 către compresor. Priza pentru conducta de scurgere a uleiului se fixează pe separatorul de lichid

• la nivelul de lucru, în cazul agenților frigorifici mai puțin miscibili cu uleiul (de exemplu R22 sau înlocuitori ai acestuia) sau

• sub nivelul de lucru în cazul agenților foarte miscibili cu uleiul (de exemplu R12 sau înlocuitori ai acestuia).

În cazul instalațiilor frigorifice cu amoniac, subrăcirea se realizează o ajutorul apei de răcire, în schimbătorul de căldură 9, așa cum rezultă fig. 4.3,b. Regulatorul de nivel 11 este cu acțiune continuă. El poate fi regulator cu flotor de joasă presiune cu acțiune directă sau indirectă sau regulator de nivel termostatic (v. și pct.3.3.4.2). Și în acest caz nivelul de lucru al regulatorului nu se fixează în trompa separatorului ci în corpul acestuia, asigurându-se astfel o fiabilitate mai marea robinetului de reglare. În ambele scheme de automatizare se prevede câte un releu de nivel maxim, cu rol de protecție. La atingerea nivelului maxim periculos, releul de nivel semnalizează acustic și luminos și eventual comandă oprirea compresoarelor.

1.1.62.2 4.1.2.2. Vaporizatoare alimentate prin circulație forțată a agentului frigorific lichid

Alimentarea vaporizatoarelor cu circulație forțată a agentului frigorific lichid de joasă presiune prezintă avantaje nete sub aspect constructiv și funcțional în raport cu alimentarea fără recircularea agentului sau cu alimentarea prin auto-recirculare (v. pct. 1.3.2.4 ). Și din punct de vedere al automatizării, sistemele de alimentare cu circulație forțată prezintă, în cazul instalațiilor industriale cu mulți consumatori de frig, avantaje în sensul reducerii numărului necesar de elemente de automatizare. În acest caz, automatizarea alimentării cu lichid a tuturor vaporizatoarelor de pe întregul circuit de joasă presiune a unei instalații frigorifice se realizează cu elementele de automatizare aferente unui singur separator-acumulator. Dacă s-ar utiliza alimentarea prin robinete de laminare termostatice sau prin auto-recirculare, fiecare vaporizator sau aproape fiecare vaporizator ar necesita dispozitive individuale de automatizare a alimentării cu lichid (v.§.4.1.1 și pct. 4.2.1.1). Circulația forțată a agentului de joasă presiune se poate realiza fie continuu, în care caz se folosesc pompe mecanice sau ejectoare fie discontinuu, prin recipienți de pompaj. Circulația forțată cu pompe mecanice. Circulația forțată a agentului frigorific de joasă presiune este realizată în acest caz prin pompe mecanice acționate electric: pompe centrifuge cu canale laterale, pompe cu piston, pompe cu roți dințate. Automatizarea acestui tip de alimentare (v. fig.4.4) cuprinde în principal o buclă de reglare a nivelului de lichid în separator-acumulator și o buclă de reglare a presiunii diferențiale dintre refularea pompei și partea de vapori din separator-acumulator.

123


Fig. 4.4. Schema de automatizare a alimentării vaporizatoarelor cu pompe acționate electric:

1, 3, 15, 17 - robinete electromagnetice; 2, 10 - robinete principale; 3, 12, 14, 16 - robinete de laminare; 4 - regulator de nivel; 6 - separator acumulator, 6, 9 - presostate diferențiale; 7, 8 - robinete de reținere; 18 -

aspirație compresoare; 19 - agent frigorific lichid.

Reglarea nivelului în separator-acumulatorul 5 se realizează cu ajutorul regulatorului bipozițional 4. Acesta comandă robinetul electromagnetic 1 care pilotează robinetul principal 2. Protecția împotriva umplerii periculoase cu lichid, cât și a golirii excesive, se asigură cu releele de alarmă pentru nivelul superior respectiv inferior. Pentru menținerea unei diferențe constante de presiune între refularea pompei și partea de vapori a separator-acumulatorului, între aceste două puncte se montează robinetul principal 10, pilotat de regulatorul pilot de diferență de presiune 11. Prin acest reglaj se asigură o diferență constantă de presiune la fiecare vaporizator, între punctul dinaintea robinetelor de laminare 12, 14, 16 și ieșirea din vaporizator, indiferent de sarcina frigorifică a celorlalte vaporizatoare. Astfel, la sarcini frigorifice mari, debitul agentului frigorific prin vaporizator este mai mare, deoarece, în ciclul de reglare bipozițională a temperaturii aerului din spațiile răcite, termostatele de ambianță țin acționate robinetele electromagnetice 13, 15 sau 17, un interval de timp mai mare Datorită caracteristicii externe scăzătoare a pompei, diferența de presiune tinde să scadă în acest caz, regulatorul pilot de diferență de presiune 11 comandă micșorarea debitului recirculat prin robinetul principal 10, astfel încât variația poziției punctului de funcționare pe caracteristica externă a pompei să fie neglijabilă. Cele două pompe, P1 și rezerva P2, sunt montate la un nivel suficient scăzut în raport cu nivelul lichidului din separator-acumulatorul 5, pentru a micșora pericolul apariției cavitației și fierberea lichidului la aspirația în ele. Pompele sunt prevăzute cu câte un presostat diferențial, 6 și respectiv 9, cu prize de presiune în conducta de refulare și cea de aspirație ale fiecărei pompe.

124

4.1. Automatizarea alimentării cu agent frigorific a vaporizatoarelor Presostatele diferențiale 6 și 9 au rolul de protecție împotriva apariției cavitației. Aceste presostate realizează simultan și funcția de comandă. Robinetele de reținere 7 și 8, montate pe conductele de refulare ai pompelor, au rolul de a împiedica reîntoarcerea lichidului în separator acumulator prin pompa care eventual nu funcționează. Agentul frigorific lichid refulat de pompe parcurge traseul de conducte până la fiecare vaporizator, este laminat în robinetele de laminare 12, 14, 16 ale vaporizatoarelor, iar reîntoarcerea amestecului bifazic în separator-acumulator se face pe seama depresiunii create de compresoare. Robinetele 12, 14 și 16 sunt reglate manual, la pornirea instalatei pentru echilibrarea presiunilor pe vaporizatoare, ținând cont de căderile de presiune pe conducte. Schema electrică de comandă a pompelor (fig. 4.5) este realizată astfel încât la defectarea unei pompe, cealaltă să intre automat în funcțiune.

Fig. 4.5. Schema electrică a circuitelor de comandă a pompelor de agent frigorific lichid de joasă presiune (v. și fig.4.4): M - regim manual; A - regim automat; R - regim de rezervă; a - h - contacte; SA - sirenă de alarmă.

În cazul regimului manual M, butoanele de pornire BP1, BP2 și de oprire BO1, BO2 vor comanda independent contactoarele C1 și C2, aferente motoarelor electrice ale pompelor P1 respectiv P2. Presupunând comutatorul K1, pe poziția A (automat), iar comutatorul K, pe poziția R (rezervă), dacă cel puțin un contact din circuitul logic "SAU" este închis, contactorul C1 este acționat pe traseul: fază-circuit "SAU" - contactul 1RT - contactul a al comutatorului K1 - contactorul C1 - nul, iar pompa P1 pornește. Concomitent este pusă sub tensiune bobina releului temporizat RT prin următorul circuit: fază - circuitul "SAU" - contactul presostatului diferențial PD1 - contactul d al comutatorului K1 - nul. Dacă pompa P1 este în stare de funcționare, atunci într-o perioadă de timp mai mică decât temporizarea releului RT, se stabilește diferența de presiune necesară între

125


refularea și aspirația pompei P1, contactul presostatului PD1 se deschide și se întrerupe alimentarea bobinei releului RT în această situație pompa P1 funcționează, iar P2 este rezervă. Dacă dintr-o cauză oarecare pompa P1 se defectează, iar diferența de presiune scade sub valoarea necesară, contactul PD1 se închide și releul RT va fi pus sub tensiune pe circuitul amintit mai sus. După terminarea temporizării, releul RT deschide contactul 1RT, oprind astfel alimentarea contactorului C1. Pompa P1 se oprește, contactul 2RT se închide și prin contactul f al comutatorului K2 se alimentează contactorul C2 care pornește pompa de rezervă P2. Releele RT1 și RT2 au temporizarea la acționare mai mare decât timpul necesar stabilirii presiunii diferențiale nominale la pornirea pompelor respective. Multe dintre instalațiile frigorifice industriale sunt prevăzute cu pompe de agent de joasă presiune, de construcție ermetică. în acest caz schema de a pompării agentului frigorific cuprinde câteva aspecte caracteristice (v. §.5.2.2). Recircularea periodică cu recipienți de pompaj. Pentru alimentarea vaporizatoarelor prin recircularea agentului lichid de joasă presiune cu ajutorul recipienților de pompaj, se utilizează energia de presiune din instalația frigorifică. În fig.4.6 este redată o schemă perfecționată de automatizare a sistemului de alimentare cu lichid a vaporizatoarelor utilizând doi recipienți de pompaj. Concepția schemei de automatizare aparține firmei Danfoss.

Fig. 4.6. Schemă de automatizare a alimentării cu doi recipienți de pompaj a vaporizatoarelor:

1, 6 - recipienți de pompaj; 2, 3, 4, 5 - robinete de reținere; 7, 8, 24, 26, 31, 32 - releele de nivel; 9, 11, 13, 16, 18, 22, 28, 30 - robinete principale; 10, 12, 14, 15, 17, 19, 21, 27, 29 - robinete electromagnetice; 20 -

separator-acumulator; 23 - robinet de laminare; 25 - regulator de nivel; α - conductă de aspirație către compresoarele de joasă presiune;

β - conducta de retur bifazic de la vaporizatoare; γ- conducta de lichid de la rezervoare; δ - vapori din conducta de refulare a compresoarelor de înaltă presiune; ε - conductă de la rezervorul de lichid; ψ -

conducta de agent lichid către vaporizatoare.

Cei doi recipienți de pompaj 1 și 6 funcționează în contratimp: când robinetele principale 9 și 28 sunt închise, robinetele 11 și 30 sunt deschise, agentul frigorific lichid din recipientul 6 este pompat prin robinetul de reținere 4 către vaporizatoare, în timp ce recipientul 1 este alimentat cu lichid din separator-acumulatorul 20.

126

4.1. Automatizarea alimentării cu agent frigorific a vaporizatoarelor Presiunea necesară pompării este menținută la valoare constantă cu ajutorul recipientului de presiune aval 18. Presiunea poate fi preluată fie de la refularea compresoarelor de înaltă presiune prin intermediul robinetului principat 16 (dacă nivelul din separator-acumulatorul 20 este la valoarea sa superioară de lucru, nivel reglat de către regulatorul 25), fie de la rezervorul de lichid intermediul robinetului principal 13. La egalizarea presiunilor din recipientul de pompaj și separator-acumulator, ca urmare a deschiderii robinetului principal 30 sau 9, recipientul de pompaj 1, respectiv 6, se încarcă cu lichid din separator-acumulator prin gravitație. Acest fapt necesita o diferență de nivel corespunzătoare. În acest scop, recipienții de pompaj se montează în sala de mașini, pe pardoseală, în timp ce separator-cumulatorul 20 se montează, de exemplu, pe acoperiș. Alimentarea cu lichid a separator-acumulatorului 20 se face prin robinetul principal 22, pilotat de robinetul electromagnetic 21 care este comandat de regulatorul de nivel 25, lichidul fiind apoi laminat în robinetul 23. Releele de nivel 24 și 26 asigură protecția și avertizarea la atingerea nivelului superior, respectiv inferior. Odată recipientul de pompaj 1 fiind umplut cu lichid iar 6 golit de lichid, releele de nivel 7, 8, 32 și 31 comandă inversarea pozițiilor robinetelor electromagnetice 10, 12, 27 și 29 care pilotează robinetele principale 9, 11, 28 și 30 în așa fel încât recipienții 6 și 1 devin plin respectiv gol. Este necesar de subliniat faptul că robinetele principale 9 și 30 sunt cu servo-piston acționat prin presiune, deschizând atunci când piloții electromagnetici 10 și 29 sunt deschiși, în timp ce robinetele principale 11, 28, 13, 16 și 22 sunt cu servo-piston acționat prin depresiune, deschizând atunci când piloții electromagnetici 12, 27, 15, 17 și 21 sunt deschiși. Robinetul principal 13 prezintă o particularitate: el este prevăzut cu doua robinete electromagnetice pilot, 14 și 15, în scopul de a fi menținut închis prin presiunea de sub servo-piston tot timpul cât robinetul principal 16 este deschis chiar dacă presiunea din aval de 13 devine mai mare decât cea din amonte. Pentru ca robinetele principale cât și robinetele de reținere prevăzute în schemă să funcționeze corect este necesar să se acorde o atenție deosebită la evitarea impurităților din instalație, precum și la alegerea uleiului de ungere. Sistemul de alimentare cu lichid a vaporizatoarelor prin utilizarea recipienților de pompaj, deși necesită o atenție sporită în proiectare și montaj oferă în schimb, avantaje din punct de vedere al exploatării ș întreținerii în raport cu sistemul de alimentare cu pompe mecanice Recircularea prin ejector. La sistemul de alimentare cu agent frigorific lichid de joasă presiune prin utilizarea ejecției, energia necesară pompăm este furnizată de lichidul de înaltă presiune.

127


Fig. 4.7. Schemă de automatizare în căzut alimentarii cu ejector a vaporizatoarelor

1 - separator-acumulator; 2 - robinet de laminare; 3, 6 - robinete electromagnetice;4 - rezervor de lichid; 5 - schimbător de căldură internă; 7 - ejector;

α - retur bifazic de la vaporizatoare; β - agent lichid către vaporizatoare.

În fig.4.7 este prezentată o schemă de automatizare a funcționarii sistemului de pompare a lichidului de joasă presiune cu ajutorul ejectorului 7. Lichidul de la rezervorul 4, după trecerea prin schimbătorul de căldură intern 5 (utilizat în cazul agenților halogenați sau înlocuitori ai acestora) circulă prin robinetul electromagnetic 6, după care, o parte trece prin robinetul electromagnetic 3 și robinetul de laminare 2 alimentând separatorul-acumulator 1, iar o altă parte circulă prin ejectorul 7 unde se destinde, ejectând lichid din trompa separatorului-acumulator. Robinetul electromagnetic 6 are rolul de a închide legătura dintre circuitul de înaltă presiune a instalației și cea de joasă presiune în momentul opririi funcționării acesteia, în scopul evităm egalizării presiunilor prin ejector. Reglarea nivelului de lichid în 1 se realizează cu ajutorul unui regulator electronic de nivel care comandă robinetul electromagnetic 3. Separator acumulatorul este prevăzut cu releu de nivel care semnalizează atingerea nivelului maxim de lichid. Sistemul de alimentare a vaporizatoarelor prin ejectoare se pretează la instalațiile frigorifice cu variații relativ mici de sarcină frigorifică și cu un număr redus de vaporizatoare.

1.39 4.2. Automatizarea decongelării suprafețelor de răcire a aerului în instalațiile frigorifice

1.1.63 4.2.1. Aspecte generale Pe suprafețele de răcire a aerului (elemente de răcire cu convecție naturală sau răcitoare de aer cu convecție forțată, cu agent frigorific sau cu agent intermediar) a căror temperatură scade sub 0 °C și sub temperatura punctului de rouă a aerului, depunerea de umiditate din aer în timpul răcirii are loc sub formă de zăpadă. Îndepărtarea stratului de zăpadă depusă este o necesitate, deoarece acesta determină o scădere a puterii frigorifice a răcitorului de aer atât prin rezistența termică suplimentară introdusă, cât și prin creșterea rezistențe aerodinamice la curgerea aerului în răcitor, fapt care conduce implicit la scăderea debitului de aer. De obicei, îndepărtarea zăpezii se face prin topirea acesteia. În acest scop se utilizează căldură transmisă pe partea agentului de răcire (decongelarea cu elemente de încălzire electrice montate la interiori țevilor) sau de partea aerului (decongelarea cu apă, cu aer

128

4.2. Automatizarea decongelării suprafețelor de răcire a aerului în instalațiile frigorifice din spațiul răcit, cu elemente de încălzire electrice montate în exteriorul țevilor). În instalațiile frigorifice industriale, de cele mai multe ori, decongelarea automată este declanșată, pentru fiecare unitate de răcire a aerului, la momente fixate pe un dispozitiv electric de programare, care poate fi un programator cu ax cu came, un ceas electric, o baterie de relee temporizate ș.a. Este recomandabil ca dispozitivul electric de programare și comandă utilizat să dispună și de autonomie de funcționare pentru ca programele de decongelare să nu fie decalate datorită unei întreruperi întâmplătoare a curentului de alimentare. Uneori se folosesc dispozitive cu celulă fotoelectrică, dispozitive electronice sau termostate care detectează direct grosimea stratului de zăpadă format și comandă începutul decongelării la atingerea unei grosimi maxime admise. Odată comandată declanșarea decongelării prin dispozitivul electric de programare, aceasta se poate derula în două moduri diferite: a) comandată secvențial fără a primi nici un fel de informații despre terminarea operațiilor anterioare sau despre funcționarea organelor comandate; b) comandată secvențial cu recepționarea de informații asupra desfășurării fiecărei operații; nu se declanșează operația următoare decât după ce precedenta s-a efectuat corect și total. În ambele cazuri, secvențele operației de decongelare sunt, în cazul general, următoarele:

• oprirea ventilației, • izolarea răcitorului pe circuitul de agent și eventual pe circuitul aerului, • punerea în funcțiune a sursei de căldură necesară topirii zăpezii, • evacuarea apei de la decongelare, • repunerea pe circuitul de agent a răcitorului în vederea congelării eventualelor picături de

apă rămase, evitându-se astfel antrenarea lor în spațiul răcit • repunerea răcitorului pe circuitul de aer, pornirea ventilației.

În funcție de concepția schemei de decongelare automate, față de secvențele de mai sus pot apărea unele noi, cum ar fi de exemplu unele temporizări între fazele decongelării sau unele secvențe pot fi excluse. Pentru ca primele picături de apă provenite de la decongelare să nu înghețe la contactul cu tava de scurgere, aceasta se izolează termic și/sau se prevede cu un sistem de încălzire. Conductele de evacuare a condensului se pot prevedea cu robinete electromagnetice sau electrice, pentru a se evita pătrunderea (urmată de condensarea și înghețarea) umidității din aerul exterior spațiului respectiv. Izolarea acestora și încălzirea cu rezistențe electrice înfășurate (10... 15 W/m) este soluția cea mai eficace pentru evitarea blocării cu gheață. Pentru a se evita formarea ceții, este indicat ca în timpul decongelării, răcitorul de aer să se izoleze de camera frigorifică în care este montat. Această izolare se poate realiza cu ajutorul unor voleți automați funcționând motorizat, prin gravitație sau cu bară de tensiune. Datorită condițiilor de temperaturi sub 0 °C în care funcționează, voleții sunt prevăzuți cu o posibilitate de încălzire, evitându-se blocarea lor cu gheață.

1.1.64 4.2.2. Decongelarea cu vapori calzi de agent frigorific În cazul instalațiilor frigorifice cu comprimare mecanică de vapori decongelarea cu vapori calzi de agent frigorific este cea mai utilizată metodă decongelare. Încălzirea suprafeței de răcire a aerului și topirea zăpezii în timpul decongelării cu vapori calzi de agent se realizează în principal pe baza condensării vaporilor de agent care cedează astfel căldura lor latentă de condensare. În funcție

• de sistemul de alimentare cu agent frigorific a vaporizatoarelor,

129


• de numărul de vaporizatoare și de spații răcite, • de mărimea capacității frigorifice a instalației, • de mărimea suprafeței de transfer termic a răcitorului de aer, • de nivelul temperaturii aerului din spațiul răcit

și de alte particularități ale instalației frigorifice, există diverse scheme de realizare a decongelării automate cu vapori calzi de agent. În toate cazurile, prin decongelarea cu vapori calzi de agent frigorific, se realizează un ciclu de pompă de căldură în care căldura produsă este folosită la topirea zăpezii formate pe vaporizator. Din acest fapt rezidă și avantajul energetic al metodei de decongelare cu vapori calzi de agent. După sistemul în care agentul frigorific condensat în timpul decongelării vaporizatorului este re-vaporizat, există mai multe tipuri de scheme de decongelare:

• cu revaporizare în condensator, • cu revaporizare într-un schimbător de căldură auxiliar și • cu revaporizare în alte vaporizatoare ale instalației frigorifice.

Decongelarea cu revaporizare în condensator este folosită în cazul instalațiilor de capacitate frigorifică mică cu un singur vaporizator. În timpul decongelării, vaporii calzi de agent frigorific refulați de compresor condensează în vaporizator, condensatul rezultat vaporizează în condensator, iar vaporii formați sunt aspirați de compresor. Pentru a se asigura căldura necesară revaporizării agentului frigorific în condensator, în timpul decongelării, prin condensator va circula în permanență apă sau aer suficient de calde. În cazul condensatoarelor cu apă, este necesar să se prevadă un sistem de protecție pentru a se evita înghețarea apei și obturarea țevilor condensatorului în timpul decongelării vaporizatorului. În fig. 4.8 este redată o schemă de decongelare, în care pentru inversarea ciclului instalației din ciclul frigorific în cel de pompă de căldură, se folosește robinetul cu patru căi, 6, robinetul de laminare termostatic 3 și două robinete de reținere, 4 și 13. Comanda de începere a decongelării este dată de dispozitivul de programare 10 conectat în circuitul de comandă 9; robinetul cu patru căi 6 este acționat, se blochează presostatul 7 și astfel vaporii calzi de agent trec prin robinetul 6 în vaporizatorul 11 în care condensează. Lichidul rezultat din condensare trece prin robinetul de laminare 3 în condensatorul 5 unde vaporizează. Vaporii formați sunt aspirați de compresorul 1. Sfârșitul operației de decongelare este comandat de presostatul 8 care sesizează creșterea presiunii în vaporizator în momentul în care zăpada s-a topit în întregime. În acest moment este acționat robinetul 6, iar instalația reintră în ciclul de funcționare pe răcire, adică pe ciclu frigorific.

Fjg.4.8. Schema de decongelare automată cu revaporizare în condensator.

1 - compresor; 2 - rezervor de lichid; 3 - robinet de laminare; 4, 13 - robinete de reținere; 5 - condensator, 6 -

130

4.2. Automatizarea decongelării suprafețelor de răcire a aerului în instalațiile frigorifice robinet cu patru căi; 7, 8 - presostate 9 - circuit de comandă; 10 - dispozitiv de programare. 11 - răcitor de

aer; 12 - robinet

Decongelarea cu revaporizare într-un schimbător de căldură auxiliar poate fi realizată după mai multe scheme, în funcție de sursa de sursa de căldură folosită pentru revaporizare. După metoda de încălzire utilizată în schimbătorul de căldură auxiliar, schemele de decongelare pot fi cu vaporizator auxiliar cu acumulare de căldură sau fără acumulare de căldură. În continuare se vor prezenta pe scurt câteva scheme de decongelare automată cu vaporizator auxiliar. În fig. 4.9 este redată schema de decongelare cu vaporizator auxiliar cu acumulare de căldură care utilizează în acest scop căldura de supraîncălzire a vaporilor de agent frigorific.

Fig. 4.9. Schemă de decongelare automată cu vapori calzi de agent cu acumulare de căldură:

1 - rezervor de lichid; 2 - serpentină de încălzire; 3 - serpentină de revaporizare; 4 - acumulator de căldură izolat termic; 5 - schimbător de căldură internă; 6,10 - robinete electromagnetice; 7 - robinet de laminare termostatic; 8 - ventilator, 9 - vaporizator, 11 - circuit de comandă; 12 - dispozitiv de programare; 13, 14 -

presostate; 15 - compresor, 16 - condensator răcit cu apă.

În perioada de răcire, vaporii calzi de agent trec prin serpentina de încălzire 2 cedând căldura lor de supraîncălzire soluției incongelabile din acumulatorul de căldură, izolat termic, 4. În perioada de decongelare, lichidul rezultat din condensarea vaporilor de agent în vaporizatorul 9 trece prin serpentina de revaporizare 3, preluând căldură de la soluția incongelabilă caldă și vaporizându-se. Comenzile de începere a decongelării sunt date de dispozitivul de programare 12 conectat în circuitul de comandă 11: se închide robinetul electromagnetic 6, oprindu-se astfel alimentarea cu agent lichid a vaporizatorului 9; se blochează presostatul 14 asigurându-se pornirea motorului elen. I al compresorului 15; se oprește motorul electric al ventilatorului 8, se deschide robinetul electromagnetic 10 și astfel vaporii calzi de agent trec în vaporizator. Sfârșitul decongelării poate fi comandat de presostatul 13 care sesizează creșterea presiunii în vaporizator în momentul în care zăpada s-a topit în întregime. În acest moment se dau comenzile pentru reintrarea instalației frigorifice pe regim de răcire.

131


O altă schemă de decongelare, asemănătoare celei anterioare, se utilizează pentru încălzirea soluției incongelabile din acumulatorul de căldură cu rezistențe electrice comandate de un termostat a cărui valoare de consemn este de cca. 30 °C. Ambele scheme de decongelare de mai sus sunt pretabile instalațiilor de mică capacitate frigorifică, funcționând cu agenți halogenați sau înlocuitori ecologici ai acestora, cu temperaturi ale aerului răcit mai mici decât 0 °C. Schemele nu pot fi utilizate în cazul instalațiilor frigorifice cu amoniac deoarece vaporii de agent frigorific au în permanență o supraîncălzire importantă fapt nerecomandabil în cazul acestor instalații. În fig. 4.10 este redată o schemă de decongelare cu gaze calde, cu acumulare de căldură și vaporizator auxiliar care prezintă avantajul că vaporii de agent aspirați de compresor nu sunt supraîncălziți. în acest fel schema poate fi utilizată și în cazul instalațiilor frigorifice cu amoniac.

Fig. 4.10. Schema de decongelare automată cu vapori calzi de agent, cu vaporizator auxiliar și acumulare de

căldură. 1,3,6,11,19 - robinete electromagnetice; 2, 17 - robinete de laminate termostatice. 4 - rezervor de lichid; 6 - ventilator; 7 - condensator; 0 - acumulator de căldurii, baterie de supraîncălzire; 10 - vaporizator auxiliar; 12 - compresor 19 - separator de ulei; 14 - circuit de comandă; 16 - dispozitiv de programare; 10 -

vaporizator. 18 - robinet de reținere

În timpul decongelării, vaporii calzi de agent sunt refulați de compresorul 12, trec prin desupraîncălzitorul 9 și condensatorul 7 la care este oprită circulația agentului de răcire (aerul, ca în schema din figură, sau apa) ajungând in vaporizatorul 16 în care condensează. În acest timp robinetele electromagnetice 5, 11 și 19 sunt închise, iar 1 și 3 sunt deschise. Agentul frigorific condensat în 16, trece prin robinetul de reținere 18, robinetul electromagnetic 1 și robinetul de laminare termostatic 2, ajungând în vaporizatorul auxiliar 10. În vaporizatorul 10, agentul se vaporizează, preluând căldură de la soluția încălzită din acumulatorul 8. Vaporii formați sunt aspirați de compresor. Și în cazul acestei scheme, sfârșitul decongelării poate fi comandat de un presostat care sesizează creșterea presiunii în vaporizator în momentul în care s-a topit toată zăpada.

132

4.2. Automatizarea decongelării suprafețelor de răcire a aerului în instalațiile frigorifice În fig. 4.11 este redată schema de decongelare cu vaporizator auxiliar fără acumulare de căldură. Ca sursă de căldură pentru revaporizarea frigorific se poate utiliza apă, care după răcire să fie introdusă în circuitul de răcire a condensatoarelor instalației frigorifice.

Fig. 4.11. Schemă de decongelare automată cu vapori calzi de agent cu vaporizator auxiliar:

1 - vaporizator auxiliar; 2, 3, 8, 9, 10 - robinetele electromagnetice; 4 - robinet de laminare termostatic; 5 - robinet presostatic; 6 - răcitor de aer; 7 - ventilator; 11 - conductă de aspirație la compresor; 12 - conductă

de vapori calzi; 13 - conductă de apă către condensator, 14 - conductă de agent lichid; 15 - dispozitiv de programare; 18 - circuit de comandă.

Decongelarea cu revaporizare în alte vaporizatoare ale instalației frigorifice poate fi realizată după mai multe tipuri de scheme și poate fi la toate tipurile de instalații frigorifice cu mai multe vaporizatoare alimentate în paralel. În cazul instalațiilor cu vaporizatoare alimentate cu agent frigorific prin robinete termostatice sau prin separatoare de lichid se poate utiliza schema de decongelare redată în fig. 4.12, în care agentul frigorific condensat în vaporizatorul care trebuie decongelat, este introdus în distribuitorul de lichid de înaltă presiune din care se alimentează celelalte vaporizatoare care funcționează pe regim de răcire. Pentru ca să fie posibilă introducerea agentului condensat în circuitul de înaltă presiune a instalației, se mărește presiunea vaporilor calzi cu unul până la câțiva bari peste presiunea de condensare din instalație, utilizând în acest scop regulatorul de presiune în aval 16 care pilotează robinetul principal 14. În regim de răcire, robinetul 13 este închis, iar robinetele 7 și 8 realizează reglarea bipozițională a temperaturii în spațiul răcit. Robinetul 15 este închis astfel încât robinetul pilot 16 menține robinetul principal 14 în poziție complet deschisă. Atunci când programatorul 4 dă comanda de decongelare, robinetul 15 se deschide iar regulatorul 16, prin intermediul robinetului pilotat 14 realizează o presiune a vaporilor calzi pentru decongelare mai mare, cu unul până la câțiva bari, față de presiunea de condensare. De asemenea robinetele 7 și 8 se închid, ventilatorul 12 se oprește, iar robinetul 13 se deschide permițând intrarea vaporilor calzi în vaporizatorul 11. Agentul frigorific condensat în vaporizator trece prin robinetul de reținere 10, în distribuitorul de lichid 6.

133


Fig. 4.12. Schemă de decongelare automată cu vapori calzi în căzut mai multor vaporizatoare alimentate prin

robinete termostatice. 1 - compresor, 2 - condensator 3 - rezervor de lichid; 4 - dispozitiv de programare; 5-circuit de comandă; 6 - distribuitor de lichid; 7, 8, 13, 15 - robinete electromagnetice; 9 - robinet de laminare termostatic; 10 - robinet de reținere, 11 - răcitor de aer; 12 - ventilator; 14 - robinet pilotat; 16 - robinet pilot regulator de presiune aval

Agentul frigorific condensat în vaporizatorul care se decongelează poate fi introdus și într-un vaporizator alăturat care funcționează pe răcire, așa cum se poate observa în schema din fig. 4.13. Dacă vaporizatorul 1 funcționează in regim de răcire, iar vaporizatorul 20 - în regim de decongelare, atona robinetele 5, 13, 14 și 24 sunt închise, 9 funcționează în regim de reglare bipozițională a temperaturii mediului răcit, iar 6, 17 și 22 sunt deschise. Vaporii calzi de agent circulă prin elementele 17, 19, 20, 21, robinetul de laminare 15, robinetul de reținere 12, robinetul electromagnetic 6 și intră în vaporizatorul 1. Această schemă de decongelare este folosită in special în instalațiile cu agenți halogenați sau înlocuitori ecologici ai acestora, fiind avantajoasă din punct de vedere termodinamic, deoarece prin introducerea agentului frigorific condensat în conducta de alimentare cu agent a unui vaporizator care funcționează pe răcire se mărește coeficientul de transfer termic prin convecție la interiorul țevilor vaporizatorului. Este necesar însă un control al presiuni al căderilor de presiune. În cazul instalațiilor frigorifice industriale cu vaporizatoarele alimentate prin pompe, schemele de decongelare prezintă câteva caracteristici specifice în funcție de locul și modul de introducere a agentului frigorific condensat rezultat în urma procesului de decongelare a vaporizatorului. Agentul frigorific condensat poate fi introdus în conducta de retur bifazic, în separatorul acumulator al circuitului pe care este branșat vaporizatorul sau într-un separator-acumulator de presiune intermediară sau într-un recipient auxiliar special prevăzut pentru evacuarea agentului condensat de la decongelări.

134

4.2. Automatizarea decongelării suprafețelor de răcire a aerului în instalațiile frigorifice

Fig. 4.13. Schemă de decongelare automată cu vapori calzi de agent cu evacuarea agentului condensat în

conducta de alimentare cu lichid a unui vaporizator care funcționează pe răcire: 1, 20 - răcitoare de aer; 2, 19 - serpentine de încălzire a tăvilor; 3, 18 - tăvile răcitoarelor; 4 - conductă de

vapori calzi; 5, 6, 9, 13, 14, 17, 22, 24 - robinete electromagnetice; 7,16 - robinete de laminare termostatice; 8 - conductă de agent lichid; 10,15 - robinete de laminare; 11, 12, 21, 25 - robinete de reținere; 23 - conductă de

aspirație.

În fig. 4.14 este redată o schemă de decongelare cu evacuarea agentului condensat în conducta de retur bifazic.

Fig. 4.14. Schemă de decongelare automată cu vapori calzi, cu evacuarea agentului condensat în conducta

de retur. 1 - regulator de presiune în amonte; 2 - conductă de refulare a compresorului 3, 4, 5, 11 - robinete

electromagnetice; 6 - robinet de reținere. 7 - robinet de laminare 8 - tava răcitorului de aer; 9 - serpentina de încălzire a tăvii; 10 - răcitor de aer; 12- robinet principal; 13 - robinet presostatic; 14 - conducta de retur; 15

conducta de alimentare cu lichidul pompat; 16 - conductă către condensator

Agentul frigorific lichid refulat de pompele separatorului-acumulator trece prin robinetul electromagnetic 5 care este laminat în robinetul de laminare 7 alimentând vaporizatorul. Robinetul de reținere 6 are rolul de a împiedica întoarcerea lichidului către pompa separatorului-acumulator în timpul decongelării. Returul de la vaporizatoare a amestecului bifazic se face prin robinetul principal normal deschis 12. Robinetul pilot 11 comandă, prin presiunea vaporilor calzi, închiderea robinetului principal 12. Regulatorul de presiune 1 montat pe conducta generală 17 spre condensatoare, menține o presiune constantă a vaporilor calzi de agent, presiune corespunzătoare unei temperaturi de saturație a agentului frigorific de 10…20 ºC.

135


Vaporii calzi pentru decongelarea răcitorului de aer trec prin robinetul electromagnetic 5. Evacuarea agentului condensat se face prin intermediul unei supape cu resort reglabil, 13. Decongelarea este comandată după următoarele secvențe:

• oprirea forțată a ventilației concomitent cu închiderea robinetului pilotai 12 și a robinetului 4 de pe conducta de alimentare cu lichid;

• acționarea voleților automați care izolează răcitorul de aer de restul camerei frigorifice; • efectuarea corectă și totală a cursei voleților automați care se realizează prin limitatoare de

cursă, • comutarea pe "forțat" a altor camere care sunt în funcțiune prin scurtcircuitarea termostatelor

corespunzătoare; • deschiderea robinetului de alimentare cu vapori calzi; • punerea sub tensiune a rezistențelor electrice de încălzire a conductelor de scurgere a apei de

la decongelare și a suprafețelor de etanșare ale voleților automați; • amorsarea temporizării pentru decongelare; • oprirea alimentării cu vapori caizi prin închiderea robinetului 5 și punerea în funcționare

normală a camerelor frigorifice comutate anterior pe forțat; • amorsarea temporizării pentru uniformizarea naturală a temperaturilor șt resorbția ceții; • deschiderea voleților automați și scoaterea de sub tensiune a rezistențelor electrice de

încălzire; • amorsarea temporizării în vederea scăderii temperaturii bateriei prin circulație de aer fără

producere de frig; • deschiderea robinetului 12, de pe retur, repunerea sa sub comanda normală a termostatului

de cameră. Instalația poate funcționa din nou pe regim de răcire. Pentru o mai bună purjare a lichidului existent în vaporizator la începutul decongelării, înainte de comanda deschiderii robinetului de vapori calzi, se poate introduce o secvență de deschidere a robinetului electromagnetic 3 pentru o durată fixată. Similar, înaintea terminării decongelării se poate introduce o secvență necesară evacuării cât mai complete a lichidului din vaporizator, prin deschiderea aceluiași robinet, 3. Prin separarea circuitului de aer de spațiul răcit, în timpul decongelării se evită perturbarea regimului de temperaturi și umidități relative ale aerului și se asigura mărirea eficacității procesului de decongelare. Voleții care realizează această separare pot fi acționați, de la caz la caz, hidraulic (fig. 4.15, a), pneumatic sau electromecanic și comandați automat. Uneori se utilizează voleti simpli, acționați prin presiunea aerului, montați pe axe de teflon, cu contragreutăți și resort de rapel. Se preferă voleți dintr-o singură placă în locul voleților multipli utilizați în instalațiile de condiționarea aerului care se pot ușor bloca cu gheață.

Fig. 4.15. Răcitoare de aer prevăzute cu voleți automați (pozițiile din figură corespund funcționării

răcitoarelor pe regim de răcire): a - cu acționare hidraulică; b - cu bară de torsiune;

1,8 - ventilatoare; 2, 11 - tăvi de colectare a apei; 3, 10 - ștuțuri de evacuare a apei; 4, 9 - răcitoare de aer; 5 - carcasă izolată termic; 6 - cilindru hidraulic; 7, 13 - voleți; 12 - bară de torsiune.

136

4.2. Automatizarea decongelării suprafețelor de răcire a aerului în instalațiile frigorifice O variantă constructivă interesantă de volet, utilizează o bară de torsiune pentru articularea acestuia pe marginea inferioară și readucerea sa la poziție verticală în momentul opririi ventilației (fig. 4.15, b). Dacă instalația frigorifică este în două trepte de comprimare, cu producerea frigului la două nivele de temperatură, este de preferat ca evacuarea agentului condensat de la decongelare, să se facă în separatorul acumulator de presiune intermediară deoarece este mai avantajos din punct de vedere al consumului de energie pe întreg ciclul instalației (fig. 4.16).

Fig. 4.16. Schemă de decongelare automată cu vapori calzi cu evacuarea agentului condensat în

separator-acumulatorul de presiune intermediară: 1, 9 - răcitoare de aer, 2, 7, 12, 15, 20 - robinete presostatice normal deschise; 3, 8, 22 - robinete de reținere;

4, 23 - robinete de laminare; 5 - conductă spre separator- acumulatorul de presiune intermediară; 6, 17 - regulatoare de presiune amonte; 10, 11, 13, 14 - robinete electromagnetice; 16 - conductă de retur: 16 -

conductă către condensator; 19 - conductă de refulare a compresoarelor; 21 - conductă de alimentare cu lichid pompat.

În acest caz, evacuarea condensului se realizează prin robinete de reținere montate la ieșirea din fiecare vaporizator, iar pe conducta generală de evacuare a agentului condensat spre separatorul-acumulator de presiune intermediară se află montat un regulator de presiune cuprinzând robinetul principal 7, comandat de robinetul pilot regulator de presiune amonte 6. Regulatorul de presiune amonte 6 precum și regulatorul de presiune amonte 17 montat pe conducta de vapori calzi 18, au rolul de a menține în timpul decongelării o presiune constantă corespunzătoare unei temperaturi de saturație a agentului frigorific de 10...20 °C. Decongelarea răcitorului de aer 9 de exemplu, începe prin deschiderea robinetului pilot 11 care comandă închiderea robinetelor principale 2 și 12 (utilizate în timpul regimului de răcire la reglarea bipozițională a temperaturii aerului în spațiul răcit). Urmează deschiderea robinetului electromagnetic 10 prin care vaporii calzi de agent intră în vaporizator, condensează iar lichidul rezultat trece prin robinetul de reținere 5 și robinetul 7 în conducta spre separatorul-acumulator de presiune intermediară. Schema de decongelare cu evacuarea condensului în conducta de retur bifazic, redată anterior în fig. 4.14, prezintă dezavantajul că poate perturba regimul de presiuni și temperaturi al vaporizatoarelor care funcționează pe răcire. Această perturbare este cu atât mai pronunțată cu cât temperatura de vaporizare este mai ridicată. Într-adevăr, cu cât temperatura de vaporizare este mai ridicată cu atât este mai probabil ca vaporii calzi de agent să nu se condenseze în întregime la trecerea lor prin vaporizator. Există în plus pericolul ca vaporii calzi necondensați să fie aspirați de compresare din separator-acumulator. Dacă instalația frigorifică este într-o singură treaptă de comprimare și deci nu poate fi aplicată schema de decongelare cu evacuarea condensului într-un separator-acumulator de presiune intermediară așa cum reiese din fig. 4.16, se utilizează schema de decongelare redată în fig. 4.17, cu evacuarea condensului în separatorul-acumulator prin intermediul unui rezervor colector 10, prevăzut cu un regulator de

137


nivel cu flotor de înaltă presiune 9 care pilotează robinetul de laminare 7. Prin această buclă de reglare automată) a nivelului în rezervorul colector 10, se asigură intrarea numai de agent condensat în separatorul-acumulator 6 evitându-se intrarea de vapori. De o importanță deosebită este evacuarea din vaporizator a agentului lichid rece la începutul decongelării.

Fig. 4.17. Schemă de decongelare automată cu vapori calzi, cu evacuarea agentului condensat în

separator-acumulator prin intermediul unui rezervor colector: 1 - conductă de alimentare cu agent lichid pompat; 2 - conductă cu agent condensat; 3 - robinet de

laminare; 4, 5 - robinete de reținere; 6 - separator-acumulator, 7 - robinet de laminare; 8, 12, 13 - robinete electromagnetice; 9 - regulator de nivel pilot; 10 - rezervor colector, 11 - robinet pilotat; 14 - conductă de

retur, 15 - conductă de vapori calzi de agent; 16 - vaporizatoare; 17 - ventilator.

În toate schemele de decongelare redate mai sus, evacuarea agentului condensat se face în mod continuu, tot timpul perioadei de decongelare. Există însă și scheme de decongelare în care agentul condensat nu este evacuat din vaporizator ci se acumulează în acesta pe durata decongelării. În fig. 4.18 redată o schemă de decongelare cu acumularea agentului condensat în timpul procesului de decongelare a răcitorului de aer.

Fig. 4.18. Schemă de decongelare automată cu vapori calzi în sistem cumulativ:

1 - conductă de retur; 2 - conductă de alimentare cu agent lichid pompat; 9 - conductă de vapori calzi; 4 - serpentină de încălzire a tăvii; 5, 8, 9, 11, 12 - robinete electromagnetice; 6 - robinet de laminare; 7 - robinet

de reținem: 19 - robinet pilotat normal închis; 13 - vaporizator; 14 - ventilator

Decongelarea este comandată după următoarele secvențe:

• închiderea robinetului electromagnetic 8 și a robinetului pilotat normal închis 10 (prin deschiderea robinetului pilot 12, robinetul electromagnetic 11 fiind închis), ventilatorul 14

138

4.2. Automatizarea decongelării suprafețelor de răcire a aerului în instalațiile frigorifice

continuând să funcționeze și, în consecință presiunea din vaporizator crescând până aproape de presiunea corespunzătoare temperaturii aerului din spațiul frigorific;

• după o anumită temporizare necesară acestei creșteri de presiune, se deschide robinetul electromagnetic 9 și agentul frigorific lichid rece existent în vaporizator este evacuat în conducta de retur 1 către separator-acumulator;

• se închide robinetul electromagnetic 9 și se opresc ventilatoarele răcitorului de aer; • se deschide robinetul electromagnetic 5 și astfel vaporii calzi de agent trec mai întâi prin

serpentina de încălzire 4 a tăvii răcitorului de aer și apoi în vaporizator pe la partea inferioară; (conducta de vapori calzi este prevăzută, după ieșirea din serpentina de încălzire a tăvii cu o buclă cu o înălțime mai mare decât cea a vaporizatorului, pentru a se evita umplerea ei cu lichid în timpul funcționării pe regim de răcire a răcitorului de aer),

• după perioada de timp necesară decongelării totale a răcitorului de aer, robinetul electromagnetic 9 se deschide iar robinetul electromagnetic 5 se închide și astfel agentul condensat acumulat în vaporizator este evacuat în conducta de retur spre separator-acumulator;

• se închide robinetul electromagnetic 9 și se deschid robinetele 10 și 8; • se pornesc ventilatoarele și răcitorul de aer reintră pe regim de răcire.

1.1.65 4.2.3. Decongelarea cu apă Distribuția apei peste suprafața brumată se realizează de obicei prin duze de stropire amplasate deasupra răcitorului. Este un procedau foarte eficace. Evacuarea totală a apei provenită de la decongelare din conductele din spațiile răcite cu temperaturi sub 0 °C este asigurată prin pante corespunzători și prin prevederea de sisteme de încălzire a tăvii răcitorului și a țevilor de scurgere. Decongelarea cu apă se utilizează la temperaturi de vaporizare până la -40 °C, uneori împreună cu decongelarea cu vapori calzi. În acest din urmă caz, în prima etapă a procesului de decongelare, se folosesc exclusiv vapori calzi, până la topirea cvasitotală a stratului de zăpadă, iar în a doua etapă concomitent cu introducerea în continuare a vaporilor, se distribuie apă peste răcitor. Prin stropire cu apă se realizează în special îndepărtarea zăpezii și a bucăților de gheață aglomerată în punctele inferioare ale bateriei de răcire. Decongelarea cu apă prezintă avantajul simplității și a eficacității, dar are dezavantajul riscului antrenării de picături de apă în spațiul răcit, precum și dezavantajul unor costuri de exploatare ridicate prin consumul relativ ridicat de apă.

1.1.66 4.2.4. Decongelarea prin ventilare Acest sistem de decongelare a suprafețelor de răcire se practică în spații răcite cu temperaturi ale aerului mai mari decât 0 °C. Comanda decongelării începe cu blocarea termostatului de ambianță și, în general, pentru evitarea antrenării de picături de apă în spațiul răcit se comandă trecerea ventilatoarelor pe o turație inferioară celei din regimul de răcire. Sfârșitul decongelării este comandat fie printr-un releu temporizat, fie printr-un termostat, care primește informații despre temperatura suprafeței răcitorului. Deoarece în această variantă de decongelare produsele din spațiul răcit sunt supuse unor fluctuați importante de temperatură dar mai ales de umiditate a aerului, se recomandă izolarea răcitorului de aer din circuitul normal de aer și eventual cuplarea pe un circuit de aer cu o baterie de încălzire. Aceste manevre se execută prin intermediul unor voleți automați, acționați hidraulic, pneumatic sau electric. Sistemul de decongelare prin ventilație este puțin utilizat datorită gabaritelor mari ale elementelor necesare realizării operației de decongelare și a fiabilități relativ reduse a voleților automați.

1.1.67 4.2.5. Decongelarea electrică Decongelarea prin încălzire electrică este utilizabilă în special pentru instalații de mică capacitate frigorifică și la temperaturi ale aerului răcit nu foarte scăzute, în generai peste -20 °C. Rezistențele electrice de încălzire sunt dispuse fie, cel mai adesea, în exteriorul țevilor vaporizatorului fie în

139


interiorul acestora Este o metodă simplă de decongelare dar costisitoare în exploatare, deoarece necesită o putere electrică instalată relativ mare. În cazul în care se folosește la vaporizatoare mari din instalații de mare capacitate, sistemul de decongelare cu rezistențe electrice prezintă în plus și riscul de incendii.

1.40 4.5 Automatizarea circuitelor de apă de răcire din IF (pg. 311) În IF industriale apa este larg utilizată ca agent de răcire la condensatoare, răcitoare de ulei, compresoare, răcitoare intermediare, ș.a. Schema de automatizare a unui circuit de apă de răcire este determinată de schimbătoarele de căldură ale circuitului, precum și de scopul în care se utilizează apa de răcire.

1.41 4.5.1. Automatizarea turnurilor de răcire a apei

În cazul turnurilor de răcire a apei utilizate în instalațiile frigorifice împreună cu condensatoare multitubulare, se prevăd, în general, reglarea temperaturii apei la ieșire din turn și protecția împotriva pericolului de îngheț a ei la temperaturi exterioare ale aerului sub 0 °C. Reglarea temperaturii apei la ieșire din turn este necesară atunci când instalația frigorifică impune acest lucru, deoarece capacitatea termica a turnului de răcire variază puternic cu temperatura termometrului umed a aerului exterior, temperatura care suferă fluctuații mari în funcție de anotimp și de starea vremii. Metoda cea mai simplă de reglare a temperaturii apei de ieșire din turn se realizează prin pornirea și oprirea ventilatorului. Ea este economică și pretabilă mai ales în perioadele în care temperatura ambianta este peste 0 °C, iar condițiile impuse pentru temperatura apei la ieșire din turn nu sunt foarte severe. Calitatea reglajului poate fi îmbunătățită daca ventilatorul este prevăzut cu motor cu două turații, caz în care se utilizează un regulator de temperatura tripozițional. Atunci când se impun condiții severe de reglare a temperaturii apei la ieșire din turn sau atunci când turnul funcționează la temperaturi ale aerului exterior inferioare valorii de 0°C, este recomandabila utilizarea de palete reglabile montate pe refularea ventilatorului, comandate în funcție de temperatura apei la ieșire din turn și acționate de un servomotor. Când paletele de dirijare ating poziția minimă, respectiv secțiunea de refulare este strangulată la maximum, se comanda automat oprirea ventilatorului prin întrerupătoare de sfârșit de cursă. Paletele reglabile trebuie protejate împotriva contactului cu apa pentru a preveni coroziunea și blocarea cu gheață a rotorului ventilatorului. Deoarece cantitatea de apă aflată în circuitul unui turn de răcire a apei se reduce în timpul funcționarii datorită, pe de o parte vaporizării unei părți din apa necesară obținerii efectului de răcire și pe de altă parte antrenării unei cantități de apă în aerul refulat din turn, este necesară completarea permanentă cu apa de adaos. Aceasta se realizează automat prin intermediul unui regulator de nivel cu flotor, cu acțiune directă, care comandă deschiderea unui robinet cu ventil. Reglarea nivelului apei din tava de colectare a apei se poate realiza și printr-o bucla de reglare, cuprinzând: traductor electromagnetic de nivel cu flotor care acționează un robinet electromagnetic montat pe conducta de alimentare cu apa de adaos. Pentru perioadele de funcționare ale turnului de răcire, în care temperatura ambianta scade sub valoarea de 0 °C, este necesară prevederea protecției împotriva înghețului apei. Atât timp cât capacitatea turnului de răcire este reglată prin variația debitului de aer, nu există pericolul înghețării apei recirculate. În perioadele de nefuncționare este necesară însă protecția împotriva înghețului apei din tava de colectare a turnului. Cea mai bună metodă de evitare a înghețului apei din tavă este prevederea unui rezervor de colectare amplasat într-un spațiu încălzit. În acest mod, la oprirea funcționarii turnului, întreaga cantitate de apă aflată în exterior se scurge în rezervorul

140

4.5.1. Automatizarea turnurilor de răcire a apei

din spațiul încălzit. În cazurile în care nu se dispune de spațiul necesar amplasării acestui rezervor de colectare sau din motive de economie de cost al investiției, protecția împotriva înghețului apei din tavă se realizează prin încălzirea acesteia cu rezistențe electrice imersate, comandate de un termostat cu bulbul amplasat în baia de apă sau cu serpentine încălzite cu abur sau apă caldă, caz în care circulația agentului de încălzire este comandată tot de un termostat care acționează prin intermediul unui releu un robinet montat pe conducta de tur a serpentinei. În cazul utilizării rezistentelor electrice de încălzire a apei din tava, se prevede, ca o măsură de protecție, un releu de nivel minim al apei, care scoate automat rezistentele electrice de sub tensiune la atingerea nivelului inferior poziției rezistentelor. Tot în vederea protecției împotriva înghețului se recomandă izolarea termică și încălzirea cu bandă electrică a tuturor țevilor expuse aerului exterior și care nu se auto drenează la oprirea funcționarii turnului. Turnurile de răcire sunt concepute în așa fel încât să se obțină un nivel redus de zgomot și să se elimine vibrațiile, utilizând-se în acest scop diferite sisteme de amortizare a zgomotului și de reducere a vibrațiilor. Ca măsură de protecție împotriva vibrațiilor periculoase la unele aparate, motoarele ventilatoarelor sunt prevăzute cu întrerupătoare acționate automat la atingerea unor elongații maxime ale vibrațiilor. În fig. 4.27 este prezentată o schemă de automatizare a funcționarii unui turn de răcire cu ventilator centrifugal refulant, care răcește apa necesara răcirii unui condensator frigorific. Reglarea capacitații de răcire a turnului se realizează continuu, prin acționarea paletelor reglabile 13 prin intermediul regulatorului de temperatura 12. Protecția împotriva înghețării apei din tava se realizează prin încălzirea cu rezistentele electrice 10 comandate de termostatul 5. Schița sistemului de protecție împotriva înghețului prin utilizarea unui rezervor de colectare este redată în fig. 4.28.

Figura 3.1 4.27 Schemă de automatizare a unui turn de răcire a apei:

1 - turn de răcire a apei; 2 - reținător de picături; 3 - sistem de distribuție a apei; 4 - umplutura turnului; 5 - termostat; 6 - condensator; 7 - regulator de nivel cu flotor; 8 - filtru de apă; 9 - pompă de apă; 10 - rezistență

electrică de încălzire; 11 - ventilator centrifugal; 12 - regulator de temperatură; 13 - palete reglabile. Figura 3.2 4.28 Schița sistemului de protecție împotriva înghețării apei prin utilizarea unui rezervor de

colectare: 1 - turn de răcire a apei; 2- ventilator axial; 3 - planșeu exterior; 4 - regulator de nivel cu flotor; 5 - pompă de apă; 6 - filtru; 7 - țeava de golire a apei; 8 - rezervor de colectare; 9 - preaplin; A - exterior; B - spațiu încălzit.

141


În cazul turnurilor de răcire a apei prin utilizarea efectului de ejecție, antrenarea aerului nu mai este realizata de către ventilatoare, ci prin efectul de ejecție produs de apa recirculată care este refulată în turn prin duze de stropire cu viteze ridicate de curgere. Reglarea capacitații de răcire a turnurilor cu ejector se poate realiza principial, prin reglarea debitului de apă recirculată: bypass-area unei cantități de apă, utilizarea în serie a două pompe de apă cu posibilitatea funcționarii unei singure pompe, utilizarea de variatoare de turații la motoarele electrice ale pompelor de apă.

1.1.68 Automatizarea CEF

1.1.69 Automatizarea TR cu circuit inchis

1.42 4.6. Automatizarea sistemelor de recuperare a căldurii de condensare din instalațiile frigorifice

În instalațiile frigorifice căldura de supraîncălzire a vaporilor și căldura lor latentă de condensare este, în general, preluată de un agent de răcire, apă, aer, sau apă și aer, și evacuată într-un mod sau altul către mediul ambiant. Ținând seama de necesitatea reducerii consumurilor de energie precum și de posibilitatea de a se utiliza căldura de supraîncălzire și de condensare, există și se pot folosi mai multe sisteme de recuperare a acestei călduri fără a se face uz de o instalație de pompă termică care să-i ridice potențialul termodinamic.

1.1.70 4.6.1. Sisteme de recuperare a căldurii de condensare din instalațiile frigorifice Alegerea schemei sistemului de recuperare precum și elementele de automatizare aferente necesare, se fac în funcție de cantitatea căldurii care poate fi recuperată, scopul în care este utilizată, variațiile sarcinii de încălzire, mărimea și caracteristicile instalației frigorifice, tipul condensatorului instalației frigorifice, natura și proprietățile agentului frigorific și ale uleiului, tipul compresoarelor ș.a. Trebuie ținut cont, de asemenea, de faptul că prin utilizarea sistemului de recuperare a căldurii de condensare nu trebuie să se perturbe funcționarea instalației frigorifice sau de condiționare a aerului din care se recuperează această căldură. Principial, sistemul de recuperare a căldurii poate fi întocmit după scheme ale circuitelor de agent în care condensatorul de recuperare sau desupraîncălzitorul de recuperare a căldurii se montează fie în serie cu condensatorul instalației frigorifice, în amonte de acesta, fie în paralel cu acesta. Există și sisteme de recuperare a căldurii lichidului condensat, caz în care schimbătorul de căldură se montează în serie cu condensatorul în aval de rezervorul de lichid, obținându-se și un efect de subrăcire a agentului frigorific care conduce la îmbunătățirea eficienței ciclului instalației. În cazul sistemului de cuplare a condensatorului de recuperare în paralel cu condensatorul instalației, se pot utiliza mai multe variante ale schemei și anume: fără reglarea presiunii de condensare, cu reglarea continuă a presiunii de condensare, cu presiune de condensare superioară celei de regim și cu condensatoare multiple de recuperare. La conceperea și proiectarea sistemelor de recuperare a căldurii de condensare trebuie să se aibă în vedere mai multe aspecte importante:

• automatizarea sistemului de recuperare a căldurii de condensare trebuie realizată astfel încât să se asigure o recuperare maximă și să se evite incidente în funcționarea instalației frigorifice;

• instalația trebuie prevăzută cu un rezervor de lichid de capacitate mai mare decât în mod normal;

• toate conductele și recipientele trebuie izolate termic;

142

4.6. Automatizarea sistemelor de recuperare a căldurii de condensare din instalațiile frigorifice

• trebuie evitată reglarea capacității frigorifice prin metoda reîntoarcerii vaporilor calzi de agent refulați în conducta de aspirație a compresorului;

• este recomandabil să nu se adopte o temperatură de condensare mai ridicată decât cea necesară funcționării corespunzătoare a instalației frigorifice.

De asemenea, deoarece presiunile de partea agentului frigorific, în toate sistemele de recuperare a căldurii de condensare, sunt relativ ridicate, trebuie acordată o atenție deosebită evitării stocării de agent lichid între robinetele închise sau în schimbătoarele de căldură. Supapele de siguranță vor fi corect alese și amplasate, iar verificarea lor se va face periodic. Se va asigura posibilitatea golirii de lichid, prin gravitație sau forțată a condensatoarelor de recuperare pe durata nefuncționării acestora. Circuitele de agent vor fi prevăzute cu filtre pentru reținerea eventualelor impurități care sunt cauza cea mai frecventă a defectării robinetelor automate. La instalațiile cu agenți halogenați sau înlocuitori ecologici ai acestora, se vor prevedea deshidratoare și filtre antiacide deoarece apa și acizii cu clor sau fluor determină coroziunea sau blocarea cu pelicule de gheață a pistonașelor sau orificiilor robinetelor automate. La sistemele de recuperare cu condensatorul de recuperare branșat în paralel cu condensatoarele proprii ale instalației frigorifice, se va ține seama în plus:

• de riscul acumulării agentului lichid în unul sau mai multe condensatoare în funcție de căderile de presiune din ele;

• de faptul că aceste sisteme se pretează în special în cazurile în care nu este nevoie de temperaturi ale mediului încălzit mai mari decât cea de condensare;

• de posibilitatea cuplării simultane a mai multor condensatoare de recuperare a căldurii. • La sistemele de recuperare cu condensatorul branșat în serie cu condensatorul instalației

frigorifice se va ține seama de următoarele aspecte: • căderea de presiune la curgerea agentului frigorific să fie cât mai mică posibil; • aceste sisteme se folosesc în cazurile în care este nevoie de temperaturi ale mediului

încălzit mai mari decât cea de condensare.

1.1.71 4.6.2. Automatizarea sistemelor de recuperare a căldurii de condensare cu condensatorul de recuperare branșat în paralel cu condensatoarele instalației frigorifice

143


Figura 3.3 4.33 Schemă de recuperare a căldurii de condensare cu condensator de recuperare cuplat în paralel cu condensatorul instalației frigorifice, pentru încălzirea aerului: 1 - regulator de presiune amonte; 2,

4, 11 - robinete de reținere; 3 - rezervor de lichid; 5, 7 - ventilatoare; 6 - condensator răcit cu aer; 8 - condensator recuperator; 9 - termostat; 10 - robinet electromagnetic; 12 - compresor.

În fig. 3.16 este redată schema de recuperare a căldurii într-o instalație frigorifică cu freon 12 sau cu înlocuitori ecologici ai acestuia, cu condensatorul de recuperare montat în paralel cu condensatorul instalației frigorifice. Condensatorul de recuperare este folosit la încălzirea aerului unui spațiu, iar condensatorul propriu este răcit cu aer. Reglarea temperaturii aerului încălzit în condensatorul recuperator 8 se realizează bipozițional cu ajutorul termostatului 9 care comandă robinetul electromagnetic 10. Regulatorul de presiune amonte 1 menține constantă presiunea în condensatorul de recuperare prin by-pasarea unei părți din vaporii de agent refulați de compresorul 12, vapori care trec în condensatorul 6. Pentru situația în care atât robinetul electromagnetic 10 cât și robinetul 1 sunt complet deschise, pentru a se evita acumularea de agent lichid în condensatorul în care căderea de presiune la curgere este mai mare, conductele de drenare a lichidului din cele două condensatoare către rezervorul de lichid 3, se realizează cu bucle, așa cum se observă și în figură. Robinetele de reținere 2 și 4 au rolul de a se evita întoarcerea agentului lichid în perioadele de timp în care instalația nu funcționează, iar temperatura în rezervorul de lichid este mai mare decât cea din condensatoare. Schema de automatizare a sistemului de recuperare a căldurii prezentată mai sus, nu poate asigura menținerea unei presiuni de condensare minimală. De aceea, ea poate fi utilizată în cazurile unor temperaturi ambiante relativ ridicate. Pentru a se asigura o anumită presiune a agentului frigorific lichid de înaltă presiune în rezervorul de lichid, presiune necesară unei bune funcționări a instalației frigorifice, se poate prevedea o buclă de reglare a presiunii așa cum se observă în schema din fig. 3.17. Regulatorul de presiune aval 9 comandă robinetul principal 10 montat pe o conductă de derivație a vaporilor calzi refulați spre rezervorul de lichid 6. Datorită robinetului de reținere 5, bucla de reglare a presiunii poate menține o anumită presiune în rezervorul de lichid, presiune necesară unei bune alimentări cu agent lichid a circuitului de joasă presiune a instalației frigorifice. Reglarea temperaturii apei încălzite în condensatorul recuperator 8 se realizează bipozițional cu ajutorul termostatului 12 care comandă robinetul electromagnetic 11. Regulatorul de presiune 2 care comandă robinetul pilotat 3 menține o anumită presiune în condensatorul de recuperare 8.

144

4.6. Automatizarea sistemelor de recuperare a căldurii de condensare din instalațiile frigorifice

Figura 3.4 4.34 Schema de recuperare a căldurii de condensare cu condensator de recuperare cuplat în paralel cu condensatorul instalației, cu reglarea agentului lichid în rezervor, pentru încălzirea apei:

1 - compresor; 2 - regulator de presiune amonte; 3, 10 - robinete pilotate; 4 - condensator răcit cu apă; 5, 7 - robinete de reținere; 6 - rezervor de lichid; 8 - condensator recuperator; 9 - regulator de presiune aval; 11 -

robinet electromagnetic; 12 - termostat.

Asigurarea unei anumite presiuni a agentului lichid de înaltă presiune se obține adoptând scheme de automatizare în care se reglează presiunea de condensare în condensatorul instalației frigorifice. Spre exemplificare, în fig. 4.35 este redată schema de automatizare a sistemului de recuperare a căldurii de condensare dintr-o instalație de condiționare a aerului într-o centrală de calculatoare. Instalația de condiționare funcționează 24 de ore din 24 pe toată durata anului. Apa încălzită în condensatorul recuperator 11 este folosită la încălzirea aerului de ventilație sau la încălzirea birourilor.

Figura 3.5 4.35 Schemă de recuperare a căldurii de condensare cu condensator de recuperare cuplat în

paralel cu condensatorul instalației frigorifice, cu reglarea presiunii de condensare, pentru încălzirea apei: 1 - compresor; 2, 12 - robinete pilotate; 3 - robinet de reținere; 4 - termostat; 5 - rezervor de lichid; 6 - pompă

de apă; 7 - condensator cu evaporare forțată; 8, 13, 16 - robinete electromagnetice; 9 - ventilator; 10 - presostat; 11 - condensator recuperator; 14 - robinet termostatic; 15 - regulator de diferență de presiune.

Schema de automatizare este realizată cu echipament Danfoss. Condensatorul de recuperare 11 este scos din funcțiune atunci când robinetul principal 12 comandat de robinetul electromagnetic pilot 13, este închis. în această situație, robinetul principal 2 este complet deschis (robinetul electromagnetic pilot 15 este deschis). Robinetul de reținere 3 împiedică intrarea agentului în condensatorul recuperator. în cazul necesității de încălzire a apei, robinetul electromagnetic 13 se deschide și se comandă astfel deschiderea robinetului principal 12, iar robinetul electromagnetic 16 se închide. Vaporii calzi de agent intră în condensatorul recuperator, iar robinetul principal 2 începe să fie comandat de către robinetul termostatic pilot 14 al cărui bulb este montat pe conducta de intrare a apei în condensatorul recuperator și de către regulatorul de presiune diferențial 15. Robinetul termostatic pilot 14 începe să deschidă în momentul în care temperatura pe returul apei calde la intrare în condensatorul recuperator, depășește o anumită valoare fixată. Regulatorul de presiune diferențial 15 începe să deschidă robinetul pilot atunci când căderea de presiune la trecerea agentului prin condensatorul de recuperare depășește o anumită valoare fixată.

145


Robinetul principal 2 este deschis atunci când ambele robinete pilot sunt deschise. El realizează o reglare continuă, proporțională a capacității de încălzire în condensatorul de recuperare 11, robinetul termostatic 14 reglând temperatura apei, iar regulatorul 15 asigură circulația agentului de încălzire prin condensatorul de recuperare. Schema de automatizare prevede și reglarea presiunii de condensare. Atunci când aceasta scade sub valoarea de consemn, presostatul 10 comandă oprirea ventilatoarelor 9 ale condensatorului cu evaporare forțată 7 și închiderea robinetului electromagnetic 8 de pe conducta de intrare a apei în condensator. Dacă temperatura aerului exterior scade sub cca. -5 °C, termostatul 4 care este înseriat cu presostatul 10, comandă închiderea robinetului electromagnetic 8 și deschiderea unui robinet electromagnetic pentru purjarea apei din întregul circuit al apei de răcire al condensatorului cu evaporare forțată. Sistemele de recuperare a căldurii de condensare cu condensator de recuperare branșat în paralel cu condensatoarele instalației frigorifice prezintă, din punct de vedere al automatizării, particularități în funcție de condițiile concrete ale utilizării căldurii recuperate. Spre exemplificare, în fig. 4.36 se prezintă schema de automatizare a sistemului de recuperare a căldurii de condensare dintr-o instalație frigorifică cu amoniac, în vederea încălzirii solului spațiilor de depozitare a produselor congelate din cadrul frigoriferelor pentru evitarea înghețării acestuia. în raport cu alte sisteme de încălzire a solului, cum ar fi încălzirea cu rezistențe electrice de încălzire înglobate în beton sau încălzirea cu agent termic încălzit cu abur, acest sistem oferă pe lângă o eficacitate satisfăcătoare și o economie substanțială de energie.

Figura 3.6 4.36 Schemă de automatizare a sistemului de recuperare a căldurii de condensare pentru

încălzirea solului depozitelor frigorifice: 1 - compresor; 2, 13 - robinete de reținere; 3 - termostat; 4 - pompă; 5 - rețea de țevi; 6 - vas de expansiune; 7 - condensator recuperator; 8,9 - robinete electromagnetice; 10 -

regulator de diferență de presiune; 11 - robinet principal; 12 - condensator cu evaporare forțată; 14 - rezervor de lichid.

Ca agent termic se utilizează o soluție apoasă de glicol încălzit în condensatorul de recuperare 7 și recirculat cu ajutorul pompei ermetice centrifuge 4, printr-un număr de tuburi din material plastic cu diametrul de 25 mm, dispuse în sol sub depozitele frigorifice. Regulatorul de presiune diferențială 10 pilotează robinetul principal 11, micșorându-și gradul de deschidere și deci micșorând debitul de vapori calzi care circulă în conducta de regulare de către condensatorul cu evaporare forțată 12 atunci când diferența dintre presiunea de refulare a compresorului și presiunea în rezervorul de lichid 14 scade. Se menține în acest fel constantă diferența între mai marea cădere de presiune în condensatorul de recuperare 7 și mai mica cădere de presiune în condensatorul 12, indiferent de variațiile temperaturii și umidității aerului

8 7 6

146

4.6. Automatizarea sistemelor de recuperare a căldurii de condensare din instalațiile frigorifice exterior sau de variațiile sarcinii termice a instalației frigorifice. Reglarea temperaturii soluției de glicol, este realizată cu ajutorul termostatului 3, care comandă robinetele electromagnetice 8 respectiv 9. La creșterea temperaturii soluției de glicol, termostatul comandă deschiderea robinetului 9 și închiderea robinetului 3. Se oprește în acest fel alimentarea cu vapori calzi a condensatorului de recuperare 7, iar robinetul principal 11 se deschide complet. La scăderea temperaturii soluției de glicol, termostatul dă comenzile de închidere a robinetului 7 și de deschidere a robinetului 9, reluându-se ciclul de încălzire în condensatorul de recuperare. Pompa de soluție 4 funcționează permanent. Prin reglarea temperaturii soluției de glicol se asigură o încălzire corespunzătoare a solului, evitându-se o supraîncălzire nejustificată a acestuia, fapt care ar conduce la mărirea sarcinii frigorifice din spațiile protejate. O altă schemă de automatizare a sistemului de recuperare a căldurii de condensare, care prezintă particularități în funcție de condițiile în care este utilizată căldura recuperată, este redată în fig. 4.37. Schema de recuperare este utilizată la încălzirea aerului din sasurile spațiilor frigorifice.

Figura 3.7 4.37 Schemă de automatizare a sistemului de dezumidificare a sasurilor spațiilor frigorifice prin

utilizarea căldurii de condensare: 1 - compresor; 2 - rezervor de lichid; 3 - condensator; 4,16,23,24,32 - robinete pilotate; 5 - regulator de presiune amonte pilot; 6 - tubulatura circuitului de dezumidificare a

aerului; 7 - higrostat electronic; 8 - condensator de recuperare; 9,11,13,18,20,31 - robinete electromagnetice; 10 - rezervor de drenaj a condensului; 11,19,26 - robinete de reținere; 14 - robinet de laminare; 15 -

vaporizator dezumidificator; 17 - robinet termostatic pilot; 21,30 - regulatoare de nivel cu flotor, pilot; 22 - regulator de diferență de presiune, pilot; 25 - releu termostatic de nivel; 27 - presostat diferențial; 28 - pompă

de agent frigorific; 29 - separator-acumulator.

Una dintre metodele de reducere a pătrunderilor de căldură și umiditate în spațiile frigorifice este realizarea de sasuri izolate termic la intrare în camere, în aceste sasuri, ca și în alte spații tehnologice destinate manipulărilor de mărfuri din cadrul frigoriferelor, trebuie redusă umiditatea aerului pentru a se micșora pătrunderea vaporilor de apă în spațiile răcite sau în izolațiile frigorifice, precum și depunerea acestora sub formă de zăpadă pe suprafețele cu temperaturi inferioare temperaturii punctului de chiciură sau pe suprafețele produselor răcite.

26 27 28 29 30 31 32

147


Evitarea acestor fenomene se poate realiza prin recircularea aerului și trecerea acestuia peste o suprafață de răcire și dezumidificare și peste o suprafață de încălzire, aceasta din urmă mărind capacitatea aerului de a prelua umiditatea din sasul respectiv. Pentru încălzirea aerului din acest circuit de dezumidificare se poate utiliza căldura de condensare din instalația frigorifică a antrepozitului, așa cum se poate observa în schema din fig. 4.35 amintită mai înainte. Vaporizatorul dezumidificator 15, alimentat cu amoniac lichid prin robinetul de laminare 14, este prevăzut cu un regulator termostatic montat pe conducta de ieșire a agentului. Robinetul principal 16 este pilotat de robinetul termostatic 17 al cărui bulb este montat în tubulatura de aer la ieșirea din încălzitorul 8. Condensatorul de recuperare 8 are montat, pe conducta de ieșire a agentului, robinetul electromagnetic 11 comandat de higrostatul electronic 7. Dacă umiditatea depășește valoarea reglată pe higrostat, vaporii calzi refulați vor trece în debit mai mare către condensatorul de recuperare 8, de unde agentul condensat trece în rezervorul de drenaj 10. Acesta este prevăzut cu un flotor de înaltă presiune 21, care pilotează robinetul principal 23 montat pe conducta de drenare din rezervor spre conducta generală de retur către separatorul acumulator 29. La scăderea presiunii de condensare, robinetul principal 4, pilotat de regulatorul de presiune amonte, își va mări gradul de închidere micșorând debitul de vapori către condensatorul 3. Umiditatea depusă pe vaporizatorul dezumidificator 15 este îndepărtată periodic prin decongelare cu vapori calzi de agent. în acest scop se comandă automat sau manual, oprirea ventilatorului de pe circuitul aerului, închiderea robinetelor electromagnetice 9 și 18 (închiderea acestuia din urmă determină închiderea robinetului principal 16), deschiderea robinetelor electromagnetice 13 și 11. Vaporii de agent pătrund în vaporizator, se condensează, decongelează răcitorul de aer, agentul lichid scurgându-se prin rezervorul 10 și robinetul pilotat 23 spre separatorul acumulator 29. Utilizarea flotorului de înaltă presiune 21 asigură scurgerea către separatorul-acumulator 29 numai a agentului lichid, evitându-se astfel eventuala pătrundere de vapori în partea de joasă presiune a instalației.

1.1.72 4.6.3 Automatizarea sistemelor de recuperare a căldurii de condensare cu condensatorul de recuperare branșat în serie cu condensatoarele instalației frigorifice pag 326

148

8. 4. automatizarea unor procese și circuite tipice …vaporizatoarelor de pe întregul circuit de...

Documents