Основные функции электрических блоков управления холодильных камер

Роль блока управления электрооборудованием в системе холодильного хранения

Если сравнить всю систему охлаждения с человеческим телом, то компрессор больше похож на «сердце», а блок управления — на «мозг». Это потому, что система охлаждения не предназначена для непрерывной работы после включения. Вместо этого она должна постоянно осуществлять автоматическое управление в соответствии с изменениями температуры, давления, условиями размораживания и состоянием работы оборудования. Практически вся логика управления в конечном итоге централизована в блоке управления.

По сути, блок управления электрооборудованием является центром управления всей холодильной системой. Он определяет, когда запускается и останавливается компрессор, когда работает вентилятор испарителя, когда начинается и заканчивается размораживание, а также управляет различными функциями защиты. Когда температура в хранилище повышается, блок управления получает сигнал от регулятора температуры и активирует компрессор. Как только температура опускается до заданного диапазона, он автоматически прекращает работу. Другими словами, то, что действительно определяет «как работает система хранения холода», — это не сам компрессор, а система управления электрооборудованием.

Внутри блока управления электрооборудованием обычно находится множество ключевых компонентов, включая автоматические выключатели, контакторы, тепловые реле перегрузки, промежуточные реле, реле времени, устройства защиты от нарушения последовательности фаз и микрокомпьютерные регуляторы температуры. Автоматический выключатель отвечает за электропитание и защиту от короткого замыкания всей системы; контакторы управляют запуском и остановкой компрессоров и вентиляторов; тепловые реле перегрузки обеспечивают защиту от перегрузки; а истинным ключевым компонентом, отвечающим за логическое управление температурой, является микрокомпьютерный регулятор температуры. Сегодня во многих системах холодного хранения постепенно внедряются интеллектуальные контроллеры, которые могут даже осуществлять дистанционный мониторинг температуры, просмотр истории аварийных сигналов и управление через мобильную сеть. Однако основной принцип остается тем же: управление работой холодильной системы в соответствии с изменениями температуры.

В электрической системе управления холодильного склада эти компоненты не работают независимо друг от друга. Вместо этого они образуют единую систему управления с взаимосвязанными и скоординированными функциями. Общую логику можно в общих чертах понять так: «Регулятор температуры принимает решения, реле передают сигналы, контакторы выполняют действия, а защитные устройства предотвращают аварии». Разрешение на запуск компрессора не определяется одним компонентом. Система разрешит запуск только тогда, когда будут выполнены все условия управления.

В самом начале электрической системы управления обычно находится автоматический выключатель. Он служит основным источником питания для всей системы холодильного хранения, и все электрические компоненты управления должны сначала получать питание через него. Он отвечает за подачу питания в систему, а также обеспечивает защиту от короткого замыкания и перегрузки по току. В случае короткого замыкания или чрезмерно высокого тока автоматический выключатель немедленно срабатывает и отключает питание всего блока управления. Таким образом, автоматический выключатель выступает в качестве наиболее фундаментальной «главной системы защиты» всей системы.

После подключения системы к сети, компонентом, определяющим логику работы системы охлаждения, является микрокомпьютерный регулятор температуры. Регулятор постоянно контролирует температуру в камере и сравнивает текущую температуру с заданным значением. Например, если температура в морозильной камере установлена ​​на -18°C, а затем поднимается до -15°C, регулятор определяет необходимость охлаждения и посылает управляющий сигнал. Однако сам регулятор температуры не управляет компрессором напрямую, поскольку компрессор потребляет много энергии и имеет очень большой пусковой ток, а регулятор температуры содержит лишь небольшую электронную схему управления и не может напрямую выдерживать ток компрессора. Поэтому регулятор температуры фактически управляет контактором.

Контактор по сути представляет собой мощный электромагнитный переключатель. Когда регулятор температуры выдает управляющий сигнал, катушка контактора активируется и замыкает главные контакты, позволяя подавать трехфазное питание на компрессор, вентилятор испарителя или нагреватель разморозки.

Перед фактическим срабатыванием контактора в системе одновременно оценивается множество условий защиты. Например, тепловое реле перегрузки постоянно контролирует рабочий ток компрессора. Если компрессор заклинит, произойдет обрыв фазы, чрезмерный ток или перегрев двигателя, тепловое реле сработает и принудительно разомкнет цепь управления контактором. В этом случае, даже если регулятор температуры по-прежнему требует охлаждения, компрессор не продолжит работу, поскольку система защиты имеет более высокий приоритет, чем регулирование температуры.

Аналогичным образом, устройство защиты от нарушения последовательности фаз постоянно контролирует состояние трехфазного питания. В случае обрыва фазы, неправильной последовательности фаз или аномального напряжения устройство защиты от нарушения последовательности фаз также предотвратит включение контактора. Это связано с тем, что трехфазный компрессор, работающий в условиях обрыва фазы, может сгореть в течение нескольких минут.

Общие параметры микрокомпьютерных регуляторов температуры

На практике многие люди испытывают растерянность, впервые открывая меню параметров терморегулятора, поскольку сталкиваются с многочисленными английскими аббревиатурами и кодами параметров.

Однако в действительности наиболее часто настраиваемых параметров в холодильных камерах не так уж много. Основные параметры в основном касаются «контроля температуры» и «контроля разморозки».

Наиболее важным и основным параметром является «заданная температура». Этот параметр определяет целевую температуру, которую должна поддерживать холодильная камера. Например, для камеры хранения свежих продуктов может быть установлена ​​температура 2°C, для морозильной камеры — -18°C, а для камеры шоковой заморозки — еще ниже. Во время работы контроллер постоянно регулирует систему вокруг этой целевой температуры.

Второй очень важный параметр — это «дифференциал» или «разность температур». Он определяет допустимый диапазон колебаний температуры между выключением и перезапуском компрессора. Например, если заданная температура составляет -18°C, а дифференциал установлен на 3°C, система может остановиться при -18°C и перезапуститься, когда температура поднимется обратно до -15°C. Этот параметр чрезвычайно важен, поскольку он напрямую влияет на частоту работы компрессора. Если дифференциал установлен слишком малым, компрессор будет часто запускаться и останавливаться. Если же он установлен слишком большим, колебания температуры в хранилище станут чрезмерными.

Третья основная категория включает параметры размораживания, такие как интервал размораживания, продолжительность размораживания и температура окончания размораживания. Интервал размораживания определяет, как часто происходит размораживание, продолжительность размораживания определяет, как долго продолжается нагрев, а температура окончания размораживания определяет температуру испарителя, при которой размораживание завершается. Если продолжительность размораживания слишком короткая, иней может быть удален не полностью. Если она слишком длинная, температура хранения может повышаться слишком быстро.

Существуют также параметры задержки включения вентилятора. После размораживания влага обычно остается на поверхности испарителя. Если вентилятор запускается немедленно, теплый воздух может подаваться непосредственно в холодильную камеру. Поэтому во многих системах реализована функция «задержки запуска вентилятора», позволяющая испарителю снова охладиться до возобновления потока воздуха.

Пример схемы экрана дисплея

Некоторые крупные системы холодильного хранения также включают в себя параметры сигнализации о превышении и снижении температуры. Когда температура хранения превышает допустимый диапазон, система автоматически включает сигнал тревоги, чтобы уведомить операторов о необходимости проверки. Для хранения фармацевтической продукции, вакцин и дорогостоящих продуктов питания эти функции сигнализации особенно важны, поскольку аномальные температуры могут привести к потере всей партии товаров.

Взаимосвязь между системами электрического управления и стабильной работой холодильных складов

Многие специалисты, приобретая опыт в обслуживании холодильных установок, постепенно обнаруживают важную закономерность: многие проблемы с холодильными системами в конечном итоге являются не просто «механическими неполадками», а «проблемами с логикой управления».

Например, неправильные настройки регулятора температуры могут привести к частому включению и выключению компрессора; некорректные параметры разморозки могут вызвать длительное обледенение испарителя; неправильные настройки задержки вентилятора могут привести к колебаниям температуры в хранилище; а неправильное расположение датчиков может даже привести к тому, что вся система будет неправильно определять температурные условия. Поэтому в индустрии холодильных складов существует распространенная поговорка: «Тридцать процентов оборудования, семьдесят процентов ввода в эксплуатацию». Это означает, что даже самое лучшее холодильное оборудование не сможет работать стабильно, если логика управления некорректна.

Таким образом, хотя блок управления электроникой может показаться не таким большим или заметным, как компрессор, именно он определяет, сможет ли вся система холодного хранения работать стабильно, безопасно и эффективно. И в рамках всей системы управления электроникой микрокомпьютерный регулятор температуры является настоящим центром управления.