Bài giảng Tự động hóa hệ thống lạnh (Phần 1) - Nguyễn Duy Tuệ

Nội dung text: Bài giảng Tự động hóa hệ thống lạnh (Phần 1) - Nguyễn Duy Tuệ

1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC VĂN LANG KHOA NHIỆT LẠNH BÀI GIẢNG MÔN HỌC TỰ ĐỘNG HÓA HỆ THỐNG LẠNH GIẢNG VIÊN : ThS. NGUYỄN DUY TUỆ
2. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Tự động hóa hệ thống lạnh – Nguyễn Đức Lợi 2. Tự động điều khiển các quá trình Nhiệt Lạnh – TS. Trịnh Văn Dũng ( chủ biên ) 3. Hand book of Air Conditioning and Refrigerant – Shan.K.Wang 4. Control systems and Application for HVACR – Thomas J.Horan 2
3. CHƯƠNGCHƯƠNG II :: MỞMỞ ĐẦUĐẦU I.I. ĐẠIĐẠI CƯƠNG:CƯƠNG: TựTự độngđộng hóahóa hệhệ thốngthống lạnhlạnh làlà trangtrang bịbị chocho hệhệ thốngthống lạnh,lạnh, cáccác dụngdụng cụcụ màmà nhờnhờ nhữngnhững dụngdụng cụcụ đóđó hệhệ thốngthống cócó thểthể vậnvận hànhhành hoặchoặc từngtừng phầnphần thiếtthiết bịbị mộtmột cáchcách tựtự động,động, chắcchắc chắn,chắn, anan toàntoàn vớivới độđộ tintin cậycậy concon màmà khôngkhông cầncần sựsự thamtham giagia trựctrực tiếptiếp củacủa côngcông nhânnhân vậnvận hànhhành VD:VD: ĐiềuĐiều khiểnkhiển nhiệtnhiệt độ,độ, ápáp suất,suất, độđộ ẩm,ẩm, dòngdòng điện,điện, khói .khói . II.II. SơSơ đồđồ mạchmạch điềuđiều khiểnkhiển vàvà mộtmột sốsố thuậtthuật ngữngữ:: 2.12.1 VòngVòng điềuđiều khiểnkhiển (( ControlControl looploop ):): LàLà hệhệ thốngthống baobao gồmgồm nhiềunhiều phầnphần tửtử vớivới mụcmục đíchđích điềuđiều khiểnkhiển mộtmột đạiđại lượnglượng nàonào đóđó (( nhiệtnhiệt độ,độ, ápáp suất,suất, độđộ ẩm ẩm ).). GồmGồm cáccác phầnphần tửtử như:như: sensor,sensor, bộbộ điềuđiều khiển,khiển, cơcơ cấucấu chấpchấp hành,hành, táctác nhânnhân đượcđược điềuđiều khiển,khiển, đạiđại lượnglượng nhiễu nhiễu 3
4. SensorSensor cảmcảm nhậnnhận tíntín hiệuhiệu củacủa biếnbiến điềuđiều khiểnkhiển vàvà đưađưa vềvề bộbộ điềuđiều khiểnkhiển BộBộ điềuđiều khiểnkhiển nhậnnhận tíntín hiệuhiệu phảnphản hồihồi từtừ sensorsensor vàvà tínhtính toántoán saisai sốsố soso vớivới điểmđiểm càicài đặtđặt vàvà suấtsuất rara tíntín hiệuhiệu đểđể điềuđiều khiểnkhiển cơcơ cấucấu chấpchấp hànhhành (( van,van, bướmbướm gió gió )) CơCơ cấucấu chấpchấp hànhhành nhậnnhận tíntín hiệuhiệu từtừ bộbộ điềuđiều khiểnkhiển đểđể điềuđiều khiênkhiên táctác nhânnhân cầncần điềuđiều khiểnkhiển (( đốiđối tượngtượng cầncần điềuđiều chỉnhchỉnh )) GồmGồm 22 loại:loại: VòngVòng điềuđiều khiểnkhiển hởhở vàvà kínkín ++ VòngVòng điềuđiều khiểnkhiển hởhở :: LàLà vòngvòng điềuđiều khiểnkhiển khôngkhông cócó tíntín hiệuhiệu phảnphản hồi.hồi. MạchMạch điềuđiều khiểnkhiển hởhở phảiphải dựdự báobáo đượcđược đạiđại lượnglượng bênbên ngoài(ngoài( externalexternal variablevariable )) sẽsẽ táctác độngđộng lênlên hệhệ thốngthống thếthế nào.nào. 4
5. VD:VD: VanVan tiếttiết lưulưu tay.tay. CănCăn cứcứ vàovào nhiệtnhiệt độđộ ngoàingoài bểbể đáđá vàvà cáccác đạiđại lượnglượng kháckhác nhưnhư nhiệtnhiệt độ,độ, lượnglượng đáđá thuthu hoạch,hoạch, sựsự bámbám tuyết tuyết NgườiNgười tata dựdự đoánđoán năngnăng suấtsuất lạnhlạnh đểđể chỉnhchỉnh vanvan tiếttiết lưulưu VD: Cảm biến nhiệt độ ngoài trời 5
6. VòngVòng điềuđiều khiểnkhiển hởhở cócó thểthể dùngdùng đểđể bảobảo vệvệ hệhệ thống.thống. KhiKhi đóđó nónó xuấtxuất tíntín hiệuhiệu OnOn hayhay OffOff đểđể đóngđóng ngắtngắt táctác nhânnhân cầncần điềuđiều khiển.khiển. HoặcHoặc dùngdùng trongtrong việcviệc điềuđiều chỉnhchỉnh thờithời giangian đóngđóng mởmở máy.máy. ++ VòngVòng điềuđiều khiểnkhiển kínkín (( CloseClose looploop ):): CóCó tíntín hiệuhiệu phảnphản hồihồi sựsự thaythay đổiđổi củacủa biếnbiến điềuđiều khiểnkhiển (( controlcontrol variablevariable )) vềvề bộbộ điềuđiều khiểnkhiển 6
7. VíVí dụ:dụ: BuồngBuồng lạnhlạnh điềuđiều khiểnkhiển nhiệtnhiệt độđộ bằngbằng vanvan điệnđiện từtừ kếtkết hợphợp vớivới roro lele nhiệtnhiệt độđộ buồngbuồng 7
8. VíVí dụ:dụ: ĐiềuĐiều khiểnkhiển hệhệ thốngthống điềuđiều hòahòa khôngkhông khíkhí 8
9. 2.22.2 NguồnNguồn năngnăng lượnglượng điềuđiều khiểnkhiển (( EnergyEnergy SourceSource ):): HệHệ điềuđiều khiểnkhiển bằngbằng điệnđiện –– điệnđiện tử:tử: NếuNếu phầnphần tửtử cảmcảm biếnbiến vàvà truyềntruyền tíntín hiệuhiệu điđi làlà cáccác bánbán dẫn,dẫn, hệhệ đượcđược gọigọi làlà điệnđiện –– điệnđiện tửtử hayhay gọigọi tắttắt làlà điệnđiện tử.tử. CầnCần lưulưu ýý làlà ngayngay cảcả hệhệ điệnđiện tửtử thìthì nguồnnguồn năngnăng lượnglượng cungcung cấpcấp vẫnvẫn làlà điện.điện. HệHệ điềuđiều khiểnkhiển bằngbằng khíkhí nénnén (( PneumaticPneumatic ):): ỞỞ đâyđây khíkhí nénnén làlà nguồnnguồn năngnăng lượnglượng đểđể cungcung cấpcấp chocho bộbộ điềuđiều khiểnkhiển đểđể tạotạo rara lựclực táctác dụngdụng vàovào phầnphần tửtử bịbị điềuđiều khiểnkhiển (( van van )) HệHệ điềuđiều khiểnkhiển tựtự cungcung cấpcấp năngnăng lượng:lượng: NăngNăng lượnglượng cầncần tạotạo rara lựclực mởmở vanvan khôngkhông cầncần lấylấy từtừ bênbên ngoàingoài màmà lấylấy từtừ chínhchính táctác nhânnhân bịbị điềuđiều khiểnkhiển 9
10. VíVí dụ:dụ: KhiKhi vanvan cầncần mởmở rara thìthì vanvan SVSV mởmở rara chocho phépphép dòngdòng môimôi chấtchất cócó asas caocao táctác độngđộng vàovào powerpower piston,piston, đểđể đóngđóng vanvan thìthì vanvan điệnđiện từtừ đóngđóng nhưngnhưng 11 vanvan điệnđiện từtừ kháckhác thôngthông vàovào đườngđường ốngống húthút MNMN sẽsẽ mởmở ra,ra, nhờnhờ vàovào lòlò xoxo sẽsẽ đẩyđẩy powerpower pistonpiston lên.lên. 10
11. VíVí dụ:dụ: NếuNếu đườngđường gasgas ápáp suấtsuất caocao đượcđược ngắtngắt thìthì lòlò xoxo làmlàm mởmở van.van. NếuNếu cầncần đóngđóng vanvan thìthì gasgas ápáp suấtsuất caocao sẽsẽ táctác độngđộng pistonpiston làmlàm đóngđóng van.van. 11
12. KhiKhi cầncần xảxả đáđá thìthì vanvan V3V3 mởmở ra,ra, vanvan điệnđiện từtừ mởmở 12
13. VíVí dụ:dụ: HệHệ thốngthống điềuđiều khiểnkhiển bằngbằng khíkhí nénnén 13
14. 2.32.3 BộBộ điềuđiều khiểnkhiển:: BộBộ điềuđiều khiểnkhiển sẽsẽ đánhđánh giágiá sựsự hoạthoạt độngđộng củacủa quáquá trìnhtrình vàvà xuấtxuất tíntín hiệuhiệu đểđể điềuđiều khiểnkhiển cơcơ cấucấu chấpchấp hành,hành, quaqua đóđó sẽsẽ điềuđiều tiếttiết táctác nhânnhân điềuđiều khiểnkhiển TaTa sẽsẽ cócó mộtmột sốsố kiểukiểu điềuđiều khiểnkhiển nhưnhư sau:sau: ++ ĐiềuĐiều khiểnkhiển On-OffOn-Off (( điềuđiều khiểnkhiển 22 vịvị trítrí )):: PhươngPhương pháppháp điềuđiều khiểnkhiển nàynày điềuđiều khiểnkhiển theotheo giágiá trịtrị lớnlớn nhấtnhất hayhay nhỏnhỏ nhấtnhất đượcđược yêuyêu cầu.cầu. NhưNhư vậy,vậy, tíntín hiệuhiệu ngõngõ rara củacủa bộbộ điềuđiều khiểnkhiển khôngkhông liênliên tụctục vàvà khôngkhông đạtđạt đượcđược chínhchính xácxác nhiệtnhiệt độđộ yêuyêu cầu.cầu. DoDo đóđó nênnên sửsử dụngdụng trongtrong hệhệ thốngthống nhỏnhỏ hayhay dùngdùng trongtrong việcviệc bảobảo vệvệ thiếtthiết bị.bị. VíVí dụdụ :: ĐểĐể điềuđiều chỉnhchỉnh nhiệtnhiệt độđộ khôngkhông khíkhí trongtrong phòng,phòng, máymáy điềuđiều hòahòa cửacửa sổsổ thựcthực hiệnhiện nhưnhư sausau :: ++ NhiệtNhiệt độđộ đặtđặt trongtrong phòngphòng làlà 2222 độđộ CC ++ KhiKhi nhiệtnhiệt độđộ trongtrong phòngphòng xuốngxuống 2121 độCđộC máymáy sẽsẽ dừngdừng chạy.chạy. ++ KhiKhi nhiệtnhiệt độđộ lênlên 2323 độCđộC thìthì máymáy bắtbắt đầuđầu chạychạy lạilại. 14
15. ++ ĐiềuĐiều khiểnkhiển 22 vịvị trítrí cócó thờithời giangian trễtrễ :: DoDo sựsự đápđáp ứngứng củacủa bộbộ điềuđiều khiểnkhiển khôngkhông kịpkịp thờithời dodo cócó saisai sốsố hoạthoạt động.động. SaiSai sốsố hoạthoạt độngđộng nàynày dodo thờithời giangian trễ.trễ. ThờiThời giangian trễtrễ dodo cảmcảm biến,biến, dodo truyềntruyền tíntín hiệu,hiệu, dodo thiếtthiết bịbị vậnvận chuyểnchuyển (( nướcnước lạnhlạnh vàovào dàndàn FCU,FCU, giógió lạnh lạnh ),), dodo cầncần thờithời giangian đểđể traotrao đổiđổi nhiệtnhiệt nênnên việcviệc điềuđiều khiểnkhiển kémkém chínhchính xác.xác. DoDo đóđó ngườingười tata gắngắn thêmthêm mộtmột điệnđiện trởtrở nhỏnhỏ vàovào đầuđầu cảmcảm biến.biến. VD:VD: LắpLắp thêmthêm điệnđiện trởtrở trongtrong quáquá trìnhtrình onon củacủa quáquá trìnhtrình sưởisưởi ấmấm vàvà offoff trongtrong quáquá trìnhtrình làmlàm lạnhlạnh 16
16. SaiSai sốsố hệhệ thốngthống thực:thực: 17
17. ++ ĐiềuĐiều khiểnkhiển theotheo bướcbước:: ThườngThường đượcđược sửsử dụngdụng chocho hệhệ thốngthống lớnlớn cócó nhiềunhiều máymáy PhươngPhương pháppháp nàynày cócó ưuưu điểmđiểm hạnhạn chếchế đượcđược sựsự saisai lệchlệch lớnlớn côngcông suấtsuất giữagiữa cáccác kỳ.kỳ. NhưngNhưng việcviệc điềuđiều khiểnkhiển nhiệtnhiệt độđộ cũngcũng khôngkhông chínhchính xácxác PhươngPhương pháppháp điềuđiều khiểnkhiển bướcbước làlà thaythay đổiđổi côngcông suấtsuất theotheo từngtừng bước,bước, tránhtránh côngcông suấtsuất thaythay đổiđổi quáquá độtđột ngột.ngột. HệHệ điềuđiều hòahòa cócó điềuđiều khiểnkhiển bướcbước phảiphải cócó nhiềunhiều tổtổ máy.máy. TrongTrong hệhệ thốngthống nàynày bộbộ điềuđiều khiểnkhiển căncăn cứcứ vàovào tíntín hiệuhiệu củacủa biếnbiến điềuđiều khiểnkhiển sẽsẽ táctác độngđộng lênlên cáccác rơrơ lele hayhay côngcông tắctắc vàvà làmlàm thaythay đổiđổi côngcông suấtsuất thiếtthiết bịbị rara theotheo từngtừng bướcbước hayhay giaigiai đoạn.đoạn. TaTa nghiênnghiên cứucứu mộtmột víví dụ:dụ: ThiếtThiết bịbị điềuđiều khiểnkhiển côngcông sốsố mộtmột hệhệ thốngthống điềuđiều hòahòa gồmgồm 33 cụmcụm máymáy chiller.chiller. BiếnBiến điềuđiều khiểnkhiển làlà nhiệtnhiệt độđộ củacủa nướcnước lạnhlạnh vàovào máymáy ttnv GiáGiá trịtrị địnhđịnh trướctrước làlà ttnv == 8oC8oC 18
18. KhiKhi nhiệtnhiệt độđộ tăngtăng :: KhiKhi nướcnước vềvề ttnv == 8,5oC8,5oC chỉchỉ cócó tổtổ máymáy II làmlàm việc.việc. NếuNếu nhiệtnhiệt độđộ tiếptiếp tụctục tăngtăng đếnđến 9oC9oC thìthì tổtổ máymáy IIII khởikhởi độngđộng vàvà làmlàm việcviệc cùngcùng tổtổ I.I. NếuNếu nhiệtnhiệt độđộ tăngtăng đếnđến 9,5oC9,5oC thìthì tổtổ máymáy thứthứ IIIIII khởikhởi độngđộng làmlàm việc.việc. KhiKhi nhiệtnhiệt độđộ giảmgiảm :: KhiKhi nhiệtnhiệt độđộ giảmgiảm xuốngxuống 7,57,5 oCoC thìthì tổtổ máymáy thứthứ IIIIII ngừngngừng hoạthoạt động.động. NếuNếu tiếptiếp tụctục giảmgiảm xuốngxuống 7oC7oC thìthì tổtổ máymáy IIII dừngdừng tiếp.tiếp. NếuNếu xuốngxuống 6,5oC6,5oC thìthì dừngdừng thêmthêm tổtổ I.I. 19
19. TaTa nghiênnghiên cứucứu đồđồ thịthị thaythay đổiđổi nhiệtnhiệt độđộ vàvà phụphụ tải:tải: TaTa cócó nhậnnhận xétxét làlà đồđồ thịthị côngcông suấtsuất thaythay đổiđổi từngtừng bậc,bậc, tránhtránh hiệnhiện tượngtượng xungxung (thay(thay đổiđổi độtđột ngột).ngột). CácCác máymáy làmlàm việcviệc nhưnhư sausau :: ++ MáyMáy II :: LàmLàm việcviệc trongtrong khoảngkhoảng khikhi nhiệtnhiệt độđộ tăngtăng lênlên 8,5oC8,5oC vàvà dừngdừng khikhi nhiệtnhiệt độđộ giảmgiảm xuốngxuống 6,5oC.6,5oC. NhưNhư vậyvậy máymáy II làmlàm việcviệc trongtrong khoảngkhoảng thờithời giangian dàidài nhất.nhất. ++ MáyMáy IIII:: làmlàm việcviệc trongtrong khoảngkhoảng khikhi nhiệtnhiệt độđộ tăngtăng lênlên tớitới 9oC9oC vàvà dừngdừng khikhi nhiệtnhiệt độđộ giảmgiảm xuốngxuống 7oC.7oC. ++ MáyMáy IIIIII:: LàmLàm việcviệc khikhi nhiệtnhiệt độđộ tăngtăng lênlên 9,5oC9,5oC vàvà dừngdừng khikhi nhiệtnhiệt giảmgiảm xuốngxuống 7,5oC7,5oC 20
20. NhưNhư vậyvậy máymáy II làmlàm việcviệc nhiềunhiều nhấtnhất vàvà máymáy IIIIII làmlàm việcviệc ítít nhất.nhất. ĐểĐể tránhtránh tìnhtình trạngtrạng đóđó trongtrong mạchmạch điệnđiện ngưòiingưòii tata cócó thiếtthiết kếkế côngcông tắctắc chuyểnchuyển mạchmạch đểđể đổiđổi vaivai tròtrò cáccác máymáy chocho nhau,nhau, tránhtránh chocho mộtmột máymáy nénnén bấtbất kỳkỳ làmlàm việcviệc quáquá nhiềunhiều trongtrong khikhi máymáy kháckhác hầuhầu nhưnhư khôngkhông hoạthoạt động.động. Ưu,Ưu, nhượcnhược điểmđiểm củacủa phươngphương pháppháp điềuđiều khiểnkhiển theotheo bướcbước :: TránhTránh đượcđược sựsự thaythay đổiđổi côngcông suấtsuất quáquá độtđột ngột.ngột. ThíchThích hợphợp chocho hệhệ thốngthống lớn.lớn. CácCác máymáy làmlàm việcviệc khôngkhông đềuđều nhaunhau nênnên phảiphải thườngthường xuyênxuyên chuyểnchuyển đổiđổi vaivai tròtrò củacủa cáccác máy.máy. BiênBiên độđộ daodao độngđộng (vi(vi sai)sai) củacủa biếnbiến điềuđiều khiểnkhiển tươngtương đốiđối lớnlớn dodo phảiphải quaqua từngtừng cấp.cấp. 21
21. ++ ĐiềuĐiều khiểnkhiển kiểukiểu phaophao ““ floatingfloating ““ :Tương:Tương tựtự nhưnhư việcviệc điềuđiều khiểnkhiển 22 vịvị trítrí nhưngnhưng cócó vịvị trítrí giữgiữ “hold”.“hold”. NóNó cócó ưuưu điểmđiểm sẽsẽ làmlàm giảmgiảm saisai sốsố hoạthoạt động.động. KhiKhi biếnbiến điềuđiều khiểnkhiển nằmnằm trongtrong khoảngkhoảng chocho phépphép thìthì bộbộ điềuđiều khiểnkhiển sẽsẽ ngừngngừng cấpcấp tíntín hiệuhiệu chocho cơcơ cấucấu chấpchấp hànhhành vàvà nónó sẽsẽ giữgiữ ởở vịvị trítrí hold.hold. NhưNhư vậyvậy cầncần yêuyêu cầucầu cơcơ cấucấu chấpchấp hànhhành khákhá đặcđặc biệt.biệt. CơCơ cấucấu chấpchấp hànhhành (( mômô tơtơ mởmở vanvan )) cócó thểthể quayquay theotheo chiềuchiều kimkim đồngđồng hồhồ hayhay ngượcngược chiềuchiều kimkim đồngđồng hồ.hồ. KhiKhi cấpcấp tíntín hiệuhiệu vàovào cuộncuộn dâydây commoncommon vàvà cuộncuộn CWCW (( clockclock wisewise )) thìthì vanvan sẽsẽ mởmở theotheo chiềuchiều kimkim đồngđồng hồ.hồ. KhiKhi cấpcấp vàovào cuộncuộn commoncommon vàvà COWCOW thìthì vanvan sẽsẽ quayquay chiềuchiều ngượcngược lại.lại. KhiKhi khôngkhông cócó tíntín hiệuhiệu cấpcấp vàovào thìthì nónó sẽsẽ ởở vịvị trítrí giữ.giữ. SP=24độC 25độC 23độC 22
22. ƯuƯu vàvà nhượcnhược điểmđiểm :: KiểuKiểu điềuđiều khiểnkhiển nàynày chỉchỉ ápáp dụngdụng trongtrong vòngvòng điềuđiều khiểnkhiển kín.kín. SaiSai sốsố điềuđiều khiểnkhiển nằmnằm trongtrong vùngvùng trungtrung hòahòa ““ NeutralNeutral ZoneZone “.“. SẽSẽ điềuđiều khiểnkhiển chínhchính xácxác hơnhơn soso vớivới điềuđiều khiểnkhiển onon –– off.off. VíVí dụ:dụ: KhiKhi phụphụ tảitải lạnhlạnh tăngtăng (( hayhay giảmgiảm ),), điểmđiểm điềuđiều khiểnkhiển sẽsẽ biếnbiến thiênthiên trongtrong 11 cạnhcạnh củacủa vùngvùng trungtrung hòa,hòa, chỉchỉ mởmở mộtmột ítít lưulưu lượnglượng củacủa táctác nhânnhân điềuđiều khiểnkhiển đểđể loạiloại bỏbỏ mộtmột ítít lượnglượng nhiệtnhiệt thừa.thừa. NênNên điểmđiểm càicài đặtđặt sẽsẽ ổnổn địnhđịnh hơnhơn soso vớivới điềuđiều khiểnkhiển on-off.on-off. NhưNhư vậyvậy độđộ mởmở củacủa cơcơ cấucấu chấpchấp hànhhành nằmnằm bấtbất kỳkỳ ởở mọimọi vịvị trítrí (( tươngtương tựtự phaophao nướcnước )) .Nhưng.Nhưng dodo vẫnvẫn tồntồn tạitại vùngvùng trungtrung hòahòa nênnên việcviệc điềuđiều khiểnkhiển cũngcũng kémkém chínhchính xácxác 23
23. SP=24độC 25độC 23độC 24
24. ++ ĐiềuĐiều khiểnkhiển tỉtỉ lệlệ PP:: VớiVới phươngphương pháppháp nàynày bộbộ điềuđiều khiểnkhiển sẽsẽ xuấtxuất tíntín hiệuhiệu vềvề cơcơ cấucấu chấpchấp hànhhành điềuđiều tiếttiết táctác nhânnhân điềuđiều khiểnkhiển saosao chocho tỷtỷ lệlệ vớivới độđộ lệchlệch củacủa biếnbiến điềuđiều khiểnkhiển soso vớivới điểmđiểm càicài đặtđặt 25
25. ƯuƯu vàvà nhượcnhược điểmđiểm:: PhươngPhương pháppháp nàynày cócó ưuưu điểmđiểm hơnhơn soso vớivới cáccác phươngphương pháppháp kháckhác làlà khôngkhông cócó vùngvùng trungtrung hòahòa soso vớivới điềuđiều khiểnkhiển phaophao “floating“floating ““ nênnên biếnbiến điềuđiều khiểnkhiển sẽsẽ chínhchính xácxác vàvà đápđáp ứngứng củacủa bộbộ điềuđiều khiểnkhiển sẽsẽ nhanhnhanh hơnhơn nhưngnhưng vẫnvẫn tồntồn tạitại saisai sốsố ổnổn địnhđịnh soso vớivới điểmđiểm càicài đặt.đặt. 26
26. TaTa cócó hàmhàm truyềntruyền củacủa nónó nhưnhư sau:sau: 27
27. ++ĐiềuĐiều khiểnkhiển tỷtỷ lệ,lệ, tíchtích phânphân PIPI:: ĐượcĐược sửsử dụngdụng đểđể cảicải thiệnthiện kiểukiểu điềuđiều chỉnhchỉnh tỷtỷ lệlệ PP bằngbằng cáchcách đưađưa vàovào mộtmột thànhthành phầnphần tíchtích phânphân II đểđể loạiloại bỏbỏ saisai sốsố ổnổn địnhđịnh củacủa điềuđiều khiểnkhiển P.P. DoDo đó,đó, trongtrong điềuđiều khiểnkhiển PIPI sẽsẽ cócó 22 thamtham sốsố độđộ lợi.lợi. ThamTham sốsố độđộ lợilợi củacủa tỷtỷ lệlệ PP sẽsẽ tạotạo rara đápđáp ứngứng banban đầuđầu đểđể câncân bằngbằng năngnăng lượnglượng vớivới phụphụ tải,tải, còncòn thamtham sốsố độđộ lợilợi II đểđể hiệuhiệu chỉnhchỉnh ngõngõ rara củacủa bộbộ điềuđiều khiểnkhiển đểđể làmlàm giảmgiảm thờithời giangian vàvà saisai sốsố ổnổn địnhđịnh tồntồn tại.tại. 28
28. HàmHàm truyềntruyền củacủa điềuđiều khiểnkhiển tỷtỷ lệ,lệ, tíchtích phânphân PI:PI: ViệcViệc lợilợi chọnchọn thamtham sốsố độđộ lợilợi (( hằnghằng sốsố dưdư )) KpKp vàvà KiKi rấtrất quanquan trọng.trọng. NếuNếu KpKp vàvà KiKi càngcàng tăngtăng thìthì thờithời giangian đápđáp ứngứng củacủa bộbộ điềuđiều khiểnkhiển càngcàng nhanhnhanh nhưngnhưng gâygây mấtmất ổnổn định.định. DoDo đóđó phảiphải lựalựa chọnchọn chínhchính xácxác đểđể đạtđạt mộtmột hiệuhiệu quảquả cao.cao. KiểuKiểu điềuđiều khiểnkhiển nàynày thườngthường sửsử dụngdụng trongtrong hệhệ thốngthống lạnh,lạnh, điềuđiều hòahòa khôngkhông khí khí 29
29. ++ ĐiềuĐiều khiểnkhiển tỷtỷ lệlệ tíchtích phân,phân, vivi phânphân PIDPID:: LàLà điềuđiều chỉnhchỉnh PIPI cócó thêmthêm vàovào thànhthành phầnphần vivi phânphân củacủa saisai sốsố theotheo thờithời gian.gian. HàmHàm truyềntruyền củacủa nónó nhưnhư sau:sau: PhầnPhần vivi phânphân đượcđược thêmthêm vàovào đểđể triệttriệt tiêutiêu saisai sốsố ổnổn địnhđịnh củacủa hệhệ thốngthống nhưngnhưng làmlàm chocho bộbộ điềuđiều khiểnkhiển trởtrở nênnên nhạynhạy cảmcảm hơnhơn vàvà khókhó điềuđiều chỉnhchỉnh hơnhơn soso vớivới củacủa PI.PI. TrongTrong hệhệ thốngthống điềuđiều hòahòa khôngkhông khíkhí thìthì điềuđiều khiểnkhiển PIPI đãđã đápđáp ứngứng yêuyêu cầucầu nênnên ítít khikhi dùngdùng kiểukiểu PID.PID. 30
30. ĐặcĐặc tínhtính điềuđiều khiểnkhiển củacủa PID:PID: 31
31. 2.42.4 CảmCảm biếnbiến (( SensorSensor )):: HầuHầu nhưnhư cáccác loạiloại cảmcảm biếnbiến đềuđều làmlàm việcviệc theotheo nguyênnguyên tắctắc thaythay đổiđổi tínhtính chấtchất vậtvật lýlý khikhi biếnbiến điềuđiều khiểnkhiển bịbị thaythay đổi.đổi. NhữngNhững sựsự thaythay đổiđổi vềvề độđộ dài,dài, vịvị trí,trí, điệnđiện dung,dung, điệnđiện trở trở đềuđều đượcđược chuyểnchuyển thànhthành tíntín hiệuhiệu ngõngõ rara phùphù hợphợp vớivới cơcơ cấucấu chấpchấp hành.hành. CácCác thiếtthiết bịbị cảmcảm biếnbiến đượcđược chếchế tạotạo bằngbằng cáccác vậtvật liệuliệu vàvà cáccác cấucấu trúctrúc kháckhác nhaunhau đểđể phùphù hợphợp vớivới việcviệc điềuđiều khiểnkhiển trongtrong hệhệ thốngthống HVACR.HVACR. CácCác thôngthông sốsố đặcđặc trưngtrưng gồmgồm cócó nhưnhư sausau :: ++ KhoảngKhoảng hoạthoạt độngđộng (( ScaleScale rangerange ):): VD:VD: -20-20 độCđộC ~~ +5độC+5độC ++ MứcMức tíntín hiệuhiệu (( SignalSignal spanspan )) :: làlà độđộ chênhchênh lệchlệch giữagiữa giágiá trịtrị cựccực đạiđại vàvà cựccực tiểutiểu củacủa khoảngkhoảng hoạthoạt động.động. VDVD :: 2020 độCđộC ~~ 5050 độCđộC thìthì mứcmức tíntín hiệuhiệu làlà 3030 độđộ CC ++ ĐộĐộ chínhchính xácxác (( AccuracyAccuracy )) :: làlà chênhchênh lệchlệch giữagiữa giágiá trịtrị thựcthực vàvà giágiá trịtrị hiểnhiển thịthị củacủa sensorsensor 32
32. ++ ĐộĐộ nhạynhạy (( SensitivitySensitivity ):): HiểnHiển thịthị lượnglượng thaythay đổiđổi củacủa tíntín hiệuhiệu ngõngõ rara soso vớivới sựsự thaythay đổiđổi củacủa tíntín hiệuhiệu ngõngõ vàovào VD:VD: tíntín hiệuhiệu ngõngõ rara củacủa sensorsensor 4mmA4mmA đếnđến 7mmA7mmA vớivới khoảngkhoảng hoạthoạt độngđộng củacủa tíntín hiệuhiệu ngõngõ vàovào 5độC5độC đếnđến 2020 độđộ CC vậyvậy độđộ nhạynhạy làlà 3mmA/15độC3mmA/15độC ++ ĐộĐộ phânphân giảigiải (( ResolutionResolution ):): CảmCảm biếnbiến cócó độđộ phânphân giảigiải caocao cócó thểthể đođo đượcđược sựsự thaythay đổiđổi nhỏnhỏ nhấtnhất củacủa biếnbiến điềuđiều khiểnkhiển vàvà chocho phépphép vòngvòng điềuđiều khiểnkhiển cócó sựsự đápđáp ứngứng nhanhnhanh hơnhơn đểđể làmlàm giảmgiảm saisai sốsố hoạthoạt độngđộng ++ ThờiThời giangian trễtrễ (( LagLag timetime )) :: LàLà thờithời giangian đểđể cảmcảm biếnbiến xuấtxuất rara tíntín hiệuhiệu khikhi cảmcảm nhậnnhận đượcđược biếnbiến điềuđiều khiểnkhiển 33
33. CácCác loạiloại cảmcảm biếnbiến thườngthường sửsử dụngdụng trongtrong HVACRHVACR :: a.a. CảmCảm biếnbiến nhiệtnhiệt độđộ RTDRTD (( resistanceresistance temperaturetemperature detectordetector ):): CóCó 22 loạiloại cảmcảm biếnbiến nhiệtnhiệt độđộ RTD:RTD: 1. Metal devides Resistance Temperature detector [RTDs] 2.Semi-conductor devides 34
34. ++ LoạiLoại dâydây kimkim loạiloại RTD:RTD: KhiKhi nhiệtnhiệt độđộ tăng,tăng, điệnđiện trởtrở củacủa dâydây kimkim loạiloại cũngcũng tăng.tăng. VậtVật liệuliệu chếchế tạotạo gồmgồm cócó platiumplatium vàvà niken.niken. CảCả haihai loạiloại nàynày đềuđều cócó sựsự giagia tăngtăng điệnđiện trởtrở mộtmột cáchcách tuyếntuyến tínhtính vớivới sựsự thaythay đổiđổi nhiệtnhiệt độ.độ. SensorSensor loạiloại nàynày cócó khốikhối lượnglượng bébé nênnên thờithời giangian trễtrễ nhỏnhỏ bởibởi vìvì nếunếu khốikhối lượnglượng lớnlớn thìthì phảiphải tốntốn thờithời giangian hấphấp thụthụ nhiệtnhiệt nênnên làmlàm tăngtăng thờithời giangian trễ.trễ. NhưngNhưng loạiloại nàynày cócó độđộ nhạynhạy bé.bé. VD:VD: platinumplatinum (0,1ohm/F)(0,1ohm/F) nênnên phảiphải sửsử dụngdụng kếtkết hợphợp vớivới bộbộ biếnbiến đổiđổi tíntín hiệu.hiệu. NếuNếu khôngkhông thìthì dâydây dẫndẫn sensorsensor khôngkhông thểthể kéokéo điđi xaxa 35
35. ++ LoạiLoại bánbán dẫndẫn RTD:RTD: ChếChế tạotạo bởibởi vậtvật liệuliệu SiSi vàvà Ge.Ge. BánBán dẫndẫn RTDRTD còncòn gọigọi làlà thermistor.thermistor. LoạiLoại nàynày cócó độđộ nhạynhạy caocao 100ohm/F100ohm/F nghĩanghĩa làlà độđộ nhạynhạy lớnlớn hơnhơn 10001000 lầnlần soso vớivới kimkim loạiloại RTD.RTD. DoDo đóđó khôngkhông cầncần bộbộ khuyếchkhuyếch đạiđại tíntín hiệuhiệu vàvà cócó thểthể kếtkết nốinối trựctrực tiếptiếp vàovào bộbộ điềuđiều khiểnkhiển vớivới khoảngkhoảng cáchcách xaxa 36
36. KhôngKhông giốnggiống nhưnhư loạiloại RTDRTD kiểukiểu kimkim loại,loại, sựsự thaythay đổiđổi điệnđiện trởtrở ngõngõ rara củacủa nónó khôngkhông tuyếntuyến tính.tính. CóCó 22 loạiloại NTCNTC vàvà PTCPTC (( possitivepossitive temperaturetemperature coeffiencecoeffience )) vàvà khikhi sửsử dụngdụng tata khôngkhông thểthể hoánhoán đổiđổi chocho nhaunhau đượcđược 38
37. b.b. CảmCảm biếnbiến khíkhí nén:nén: 39
38. VanVan điềuđiều khiểnkhiển bằngbằng khíkhí nén:nén: 40
39. c.Cảmc.Cảm biếnbiến độđộ ẩm:ẩm: SửSử dụngdụng cáccác vậtvật liệuliệu thaythay đổiđổi kíchkích thướcthước vớivới sựsự thaythay đổiđổi độđộ ẩmẩm kếtkết hợphợp vớivới bộbộ chuyểnchuyển đổiđổi tíntín hiệuhiệu ngõngõ rara đểđể đưađưa vàovào bộbộ điềuđiều khiểnkhiển 41
40. d.Cảmd.Cảm biếnbiến ápáp suất:suất: 42
41. e.Cảme.Cảm biếnbiến lưulưu lưonglưong :: ThiếtThiết bịbị gồmgồm mộtmột dâydây điệnđiện trởtrở vàvà mộtmột cảmcảm biếnbiến nhiệtnhiệt độ.độ. MôiMôi chấtchất điđi quaqua dâydây điệnđiện trởtrở vàvà làmlàm lạnhlạnh nó,nó, tốctốc độđộ giógió tỷtỷ lệlệ vớivới côngcông suấtsuất điệnđiện cầncần thiếtthiết đểđể duyduy trìtrì nhiệtnhiệt độđộ chuẩnchuẩn dùngdùng đốiđối chiếu.chiếu. 43
42. e.Cảme.Cảm biếnbiến lưulưu lưonglưong kiểukiểu chânchân vịtvịt :: VòngVòng chânchân vịtvịt chuyểnchuyển độngđộng xoayxoay dướidưới táctác dụngdụng củacủa dòngdòng chảy,chảy, vòngvòng xoayxoay càngcàng nhanhnhanh thìthì tốctốc độđộ dòngdòng chảychảy càngcàng lớn.lớn. ThiếtThiết bịbị đượcđược nốinối vớivới cơcơ cấucấu đođo đểđể chỉchỉ thịthị lưulưu lượnglượng 44
43. e.Cảme.Cảm biếnbiến lưulưu lưonglưong sửsử dụngdụng tấmtấm đụcđục lỗ:lỗ: Người ta nhận thấy sự thay đổi áp suất tĩnh phía trước và phía sau của vòng phụ thuộc vào lưu lượng theo quan hệ sau đây: Vòng đục lỗ Lưu chất 45
44. 2.5.Cơ2.5.Cơ cấucấu chấpchấp hànhhành :: GồmGồm cócó vanvan điềuđiều khiển,khiển, bướmbướm gió gió Ống hồi trực tiếp Ống hồi ngược 46
45. BÀIBÀI 22 :: MỘTMỘT SỐSỐ KHÍKHÍ CỤCỤ ĐIỆNĐIỆN TRONGTRONG KỸKỸ THUẬTTHUẬT LẠNHLẠNH I.I. CácCác loạiloại khíkhí cụcụ điệnđiện thườngthường sửsử dụngdụng trongtrong KTLKTL:: a.a. Contactor,Contactor, cáccác roro lele bảobảo vệ:vệ: 47
46. ++ AptomatAptomat (MCCB):(MCCB): 48
47. b.b. CôngCông tắctắc vàvà nútnút bấm:bấm: CôngCông tắctắc S1S1 vàvà contactorcontactor K1K1 49
48. c.c. RoleRole thờithời gian:gian: GồmGồm cócó 22 loạiloại :: 50
49. d.d. ĐồngĐồng hồhồ pháphá băng:băng: 51
50. ĐồngĐồng hồhồ pháphá băngbăng loạiloại cócó thờithời giangian trễtrễ chocho quạtquạt dàndàn lạnhlạnh (( tiếptiếp điểmđiểm 5-6)5-6) phph 52
51. e.e. ĐiệnĐiện trởtrở pháphá băngbăng vàvà điệnđiện trởtrở sưởi:sưởi: 53
52. f.f. RoleRole nhiệtnhiệt độđộ vàvà rơrơ lele ápáp suất:suất: 54
53. g.g. CácCác loạiloại rolerole bảobảo vệvệ khác:khác: RoleRole bảobảo vệvệ ápáp suấtsuất dầu,dầu, nước .nước . 55
54. KÝKÝ HIỆUHIỆU THEOTHEO CHUẨNCHUẨN CHÂUCHÂU ÂUÂU 56
55. KÝKÝ HIỆUHIỆU THEOTHEO CHUẨNCHUẨN CHÂUCHÂU ÂUÂU 57
56. KÝKÝ HIỆUHIỆU THEOTHEO CHUẨNCHUẨN NHẬTNHẬT BẢNBẢN 58
57. BàiBài 33 :: CÁCCÁC PHƯƠNGPHƯƠNG PHÁPPHÁP KHỞIKHỞI ĐỘNGĐỘNG MÁYMÁY NÉNNÉN I.I. MạchMạch điệnđiện khởikhởi độngđộng máymáy nénnén 11 phapha:: A.A. SửSử dụngdụng rơrơ lele dòngdòng điệnđiện:: CấuCấu tạotạo đơnđơn giảngiản nhưngnhưng hayhay tạotạo hồhồ quangquang tạitại tiếptiếp điểmđiểm đóngđóng mởmở nênnên chỉchỉ sửsử dụngdụng chocho máymáy nénnén nhỏnhỏ côngcông suấtsuất nhỏnhỏ hơnhơn ¾¾ HPHP 59
58. BàiBài 33 :: CÁCCÁC PHƯƠNGPHƯƠNG PHÁPPHÁP KHỞIKHỞI ĐỘNGĐỘNG MÁYMÁY NÉNNÉN B.B. SửSử dụngdụng rơrơ lele điệnđiện ápáp:: ĐơnĐơn giản,giản, gọngọn nhẹ,nhẹ, tiếptiếp điểmđiểm làmlàm việcviệc vớivới dòngdòng điệnđiện nhỏnhỏ nênnên tuổituổi thọthọ cao.cao. SửSử dụngdụng chocho độngđộng cơcơ lớnlớn hơnhơn 3/4HP.3/4HP. CuộnCuộn dâydây củacủa roro lele phảiphải cócó điệnđiện thếthế đểđể giữgiữ tiếptiếp điểmđiểm nênnên phảiphải tiêutiêu haohao mộtmột lượnglượng điệnđiện năngnăng sinhsinh nhiệtnhiệt vôvô íchích 60
59. BàiBài 33 :: CÁCCÁC PHƯƠNGPHƯƠNG PHÁPPHÁP KHỞIKHỞI ĐỘNGĐỘNG MÁYMÁY NÉNNÉN C.C. SửSử dụngdụng rơrơ lele kiểukiểu bánbán dẫndẫn PTCPTC:: KhiKhi mớimới cấpcấp điệnđiện chocho độngđộng cơcơ máymáy nénnén thìthì dòngdòng điệnđiện khởikhởi độngđộng rấtrất lớn.lớn. DòngDòng điệnđiện nàynày làmlàm chocho đĩađĩa điệnđiện trởtrở phátphát nhiệtnhiệt nhanhnhanh vàvà điệnđiện trởtrở củacủa nónó độtđột biếnbiến tăngtăng lên,lên, khikhi độngđộng cơcơ đãđã đạtđạt 75%75% địnhđịnh mứcmức thìthì điệnđiện trởtrở củacủa rolerole rấtrất lớnlớn làmlàm ngắtngắt mạchmạch nốinối giữagiữa cuộncuộn dâydây SS vàvà R.R. LúcLúc nàynày rơrơ lele đãđã hoànhoàn thànhthành mộtmột lầnlần khởikhởi động.động. DoDo quánquán tínhtính nhiệtnhiệt lớnlớn cộngcộng thêmthêm cócó dòngdòng điệnđiện luônluôn chạychạy quaqua rơrơ lele lúclúc độngđộng cơcơ hoạthoạt độngđộng nênnên rơrơ lele vẫnvẫn giữgiữ nguyênnguyên trạngtrạng tháithái nàynày suốtsuốt quáquá trìnhtrình MNMN làmlàm việc.việc. DoDo đặcđặc điểmđiểm quánquán tínhtính nhiệtnhiệt lớnlớn nênnên sausau thờithời giangian 33 phútphút MNMN mớimới cócó thểthể khởikhởi độngđộng lạilại đượcđược 61
60. II.II. MạchMạch điệnđiện khởikhởi độngđộng MNMN 33 phapha:: DoDo độngđộng cơcơ máymáy nénnén lạnhlạnh cầncần mômô menmen khởikhởi độngđộng lớnlớn đểđể khởikhởi độngđộng hệhệ thốngthống trongtrong điềuđiều kiệnkiện đầyđầy tảitải ỞỞ độngđộng cơcơ thườngthường tảitải bằngbằng 00 ởở lúclúc bắtbắt đầuđầu khởikhởi động,động, tảitải chỉchỉ tăngtăng dầndần theotheo tốctốc độđộ độngđộng cơ.cơ. NgượcNgược lạilại vớivới hệhệ thốngthống lạnh,lạnh, khikhi tắttắt máymáy nénnén thìthì tảitải trongtrong hệhệ thốngthống vẫnvẫn cao.cao. DoDo đó,đó, mômô menmen khởikhởi độngđộng củacủa độngđộng cơcơ máymáy nénnén lạnhlạnh lớnlớn hơnhơn 3,53,5 lầnlần mômô menmen làmlàm việc,việc, trongtrong khikhi đóđó ởở độngđộng cơcơ thườngthường chỉchỉ đạtđạt 2,52,5 lầnlần mômô menmen làmlàm việc.việc. NhưNhư vậy,vậy, tata phảiphải sửsử dụngdụng mộtmột sốsố biệnbiện pháppháp đểđể khởikhởi độngđộng máymáy nénnén 62
61. A.A. MạchMạch điệnđiện khởikhởi độngđộng sao-tamsao-tam giácgiác:: QuaQua đồđồ thịthị trêntrên tata nhậnnhận thấythấy khikhi khởikhởi độngđộng chếchế độđộ saosao thìthì mômenmômen khởikhởi độngđộng giảmgiảm 33 lầnlần soso vớivới khởikhởi độngđộng trựctrực tiếp.tiếp. DòngDòng điệnđiện cũngcũng giảmgiảm 33 lần,lần, điệnđiện ápáp giảmgiảm 330,50,5 lầnlần 63
62. A.A. MạchMạch điệnđiện khởikhởi độngđộng sao-tamsao-tam giácgiác:: ++ DạngDạng 11:: MẠCH ĐỘNG LỰC MẠCH ĐIỀU KHIỂN 64
63. A.A. MạchMạch điệnđiện khởikhởi độngđộng sao-tamsao-tam giácgiác:: ++ DạngDạng 22 :: MẠCH ĐỘNG LỰC MẠCH ĐIỀU KHIỂN 65
64. A.A. MạchMạch điệnđiện khởikhởi độngđộng sao-tamsao-tam giácgiác:: ++ DạngDạng 33 :: KếtKết hợphợp vớivới vanvan điệnđiện từtừ giảmgiảm tảitải 66
65. B.B. MạchMạch điệnđiện khởikhởi độngđộng kiểukiểu Part-WindingPart-Winding:: ĐâyĐây làlà kiểukiểu khởikhởi độngđộng đượcđược sửsử dụngdụng rộngrộng rãirãi ởở nhữngnhững loạiloại máymáy nénnén củacủa Mỹ,Mỹ, củacủa ĐứcĐức (( BitzerBitzer ).). NgườiNgười tata thiếtthiết kếkế chiachia cuộncuộn dâydây statorstator làmlàm 2,2, mỗimỗi cuộncuộn cócó mốimối nốinối Y//YY//Y hayhay tamtam giác//tamgiác//tam giác.giác. CảCả haihai cuộncuộn dâydây đượcđược đặtđặt trongtrong rãnhrãnh statorstator vàvà cáchcách điệnđiện vớivới nhau.nhau. TaTa sẽsẽ khởikhởi độngđộng theotheo thứthứ tựtự từngtừng cuộncuộn dâydây 67
66. B.B. MạchMạch điệnđiện khởikhởi độngđộng kiểukiểu Part-WindingPart-Winding:: 68
67. B.B. MạchMạch điệnđiện khởikhởi độngđộng kiểukiểu Part-WindingPart-Winding:: Khi khởi động bằng sao-tam giác sau khi chuyển sang chế độ tam giác thì dòng điện tăng tức thời một ít 69
68. B.B. MạchMạch điệnđiện khởikhởi độngđộng kiểukiểu Part-WindingPart-Winding:: Sơ đồ khởi động máy nén bằng Part winding. K1A tránh làm việc ngắn hạn lặp lại 70
69. C.C. MạchMạch điệnđiện khởikhởi độngđộng bằngbằng điệnđiện trởtrở:: Tác dụng của điện trở là để giảm dòng điện khởi động và dòng điện được giảm xuống 45% so với định mức. Y1 là van điện từ cân bằng áp suất. Timer K2T có thời gian 0,5s 71
70. C.C. MạchMạch điệnđiện khởikhởi độngđộng bằngbằng điệnđiện trởtrở:: Tác dụng của điện trở là để giảm dòng điện khởi động và dòng điện được giảm xuống 45% so với định mức. Y1 là van điện từ cân bằng áp suất. Timer K2T có thời gian 0,5s 72
71. D.D. KhởiKhởi độngđộng mềmmềm SoftSoft startstart:: Tăng dần điện áp một cách thích hợp tránh gây dòng đỉnh khi khởi động cũng như giảm mô men khởi động làm tăng tuổi thọ máy nén, tiết kiệm năng lượng. Ngoài ra các bộ khởi động mềm còn tích hợp chức năng bảo vệ quá tải, quay ngược cho động cơ . Ngoài ra ta có thể khởi động bằng biến tần 73
72. BàiBài 44 :: TỰTỰ ĐỘNGĐỘNG HÓAHÓA THIẾTTHIẾT BỊBỊ BAYBAY HƠIHƠI 74