Tự động hóa hệ thống lạnh

u.v n ed ui .lib ww w ed u.v n ui .lib -w ww lib -w ww ed ui n- u.v ww w lib ui ed n- u.v - ww w lib ui PGS.TS Nguyễn Đức Lợi TỰ ĐỘNG HOÁ HỆ THỐNG LẠNH NHÀ XUẤT GIÁO DỤC - 2010 ed u.v n u.v n ed ui .ha ww w lib nu.v ed ui .ha w lib ww nu.v ed ui .ha lib -w ww ed u.v n ui .lib -w ww u.v n ed Công ty cổ phần sách Đại ÍIỌC - Dạy nghề - Nhà xuất Giáo dục Việt Nam giữ quyền công bố ui tác phẩm ww w lib 19 - 2010/CXB/99 - 2244/GD Mã số : 7B409y0 - DAI u.v n ed ui .ha ww w lib u.v n- LỊI NĨI ĐẦU ui ed Trong năm qua, tự dộng hóa hệ thống lạnh dã có bước tiến nhảy vọt nhanh chóng tiếp thư thành kỹ thuõt điện từ thông tin ngành khoa học kỹ thuật khác, u.v n- ww w lib Các trang thiết bị vầ dụng cụ tụ động hóa ngày p h t triển vầ hoàn thiện Việc vận hành tay nhanh chóng thay bàng vận hành tự dộng Cấc hệ thống lạnh nhỏ trung thường dược tự động hóa hồn tồn, tự dộng hoạt dộng hàng tháng, chi hàng năm không cần công nhản vận hành, Các hệ thống dược hoàn chỉnh nhà m áy đến p h ích cắm (người vận hãnh cần cắm diện), Các hệ thống lón thường có trung tâm diều khiềĩij điều chỉnh, bảo hiệu bảo vệ tự dộng N hờ tụ động hóa m hệ thống lạnh vận hành tụ dộng, an toàn, kin h tế, hiệu tối ưu không cần tham gia thường xuyên công nhân vận hành -w ww lib ui ed K ỹ thuật lạnh ỏ Việt N am phát triển rát mạnh mẽ, nhu cầu m ột giáo trình : 'Tự động hóa hệ thống lạnh'' rát lớn Giáo trình phải đáp ứng dược lý thuyết chung cách có hệ thống ưe tự dộng hóa mảy thiết bị lạnh lầm tài liệu giảng dạy học tập cho sinh viên chuyên ngành Lạnh Mặt kh(ìc giáo trình càn giới thiệu kiến thức sỏ, cấc sơ dò hệ thống tự dộng tiêu biểu, đặc tín h kỹ thuật, nguyên lý cáu tạo làm việc cấc dụng cụ thiết bị tự dộng -thường gặp giúp bạn dọc nhanh chóng nấm bát hiểu biết cần thiết, tự thiết kế, cải tạo, làp dặt, bão dưõng, sửa chữa, thay th ế dụng cụ, thiết bị chí hệ thống tự dộng mảy lạnh vận hành thục tế sỏ sản xuất, Cơ sỏ kỹ thuật điện ; - Cơ sỏ dieu khiển điện hóa thống lạnh ; - Các dụng cụ thiết bị để giảng dạy học tập cho sinh viên chinh quy thêm kiến thức vầ kỹ thuật điện với ứng dụng nhân kỹ thuật vặn hành cán tra cứu tính tốn đường dây củng kh i cụ ui ed u.v n Giáo trình gồm bón phàn : ĩ hệ thống lạnh ; - Tự động tự dộng Các ph ầ n 2, 3, sử dụng cạo học Phần dừng đ ể bổ túc cụ th ể kỹ th u ậ t lạnh cho công dang trực tiếp sừ dụng lạnh đ ề tiện diện càn thiết -w ww lib Tuy dã cố gáng, song giáo trình chác chán khơng tránh khỏi sai sót, nhầm lẫn, rát m ong dược góp ý, bảo cùa bạn đọc xa gần dể giảo trĩnh ngày hoãn thiện Các ý kiến xin gửi NXB Giáo dục 81 Trần Hưng Đạo H Nộiy Tel 8222393, N R 7165860 u.v n Chúng xin chản thành cảm ơn N X B Giáo dục, địng nghiệp Bộ mơn N hiệt - Lạnh dặc biệt GS TS Đặng Quốc Phú, PGS TS, Phạm Văn Tùy Đ H B K Hà Nội có dóng góp q báu dể giảo trĩnh hồn thành ww w lib ui ed Giảo trĩnh đ ể chào mừng 90 năm Thành lập Viện lạnh Quốc tế Pari (1908 - 1998) ngày thành lập Hội lạnh Điều hịa khơng kh í Việt N am VIARE (30-5-1998), PGS TS NGUYỄN ĐỨC LỢl Phó Chủ tịch Hội lạnh đhkk Việt Nam u.v n ed ui .lib ww w ed u.v n ui .lib -w ww lib -w ww ed ui n- u.v ww w lib ui ed n- u.v ww w lib ui ed u.v n u.v n ed ui PHẦN MỘT u.v n- ww w lib KỸ THUẬT ĐIỆN ■ • ed CHƯƠNG w lib ui Cơ s KỸ THUẬT ĐIỆN ww 1.1 NHỮNG KHÁI NIỆM n- 1.1.1 Điện tích ed u.v Khái niệm điện tích dựa "Mơ hình ngun tử Bohr" nhà vật lý Đ an Mạch xây dựng : ui - Nguyên tử bao gôm hạt electron, proton nơtron - Proton nơtron nằm nhân nguyên tử - Các electron chuyển động quỹ đạo khác quanh h ạt nhân .lib - Số lượng proton electron nguyên tử cân vé điện b àng ed u.v n -w ww Các nguyên tố khác cd đặc điểm khác vể số lượng electron quỹ đạo chuyển động Chúng xếp bảng tu ấn hoàn nguyên tố Các hạt cd khối lượng điện tích sau ; electron Điện tích, As 9,1 10”^^ " 1,6 10” ^^ 1,6 1^6 10 " ’^ 1,6 10 ”^^ ui proton Khối lượng, g nơtron -w ww lib Như vậy, điện tích electron proton bàng khác dấu, cịn nơtron khơng m ang điện tích u.v n Điện tích xác định theo biểu thức : tro n g đố : - điện tích ed Q ui N Q = N.e, As - số lượng ; điện tích ; ww w lib e - điện tích : e = ± ,6 10"^^ As (1.1) u.v n ed ui Để hiểu rõ khái niệm điện tích ta có th ể theo dõi thí dụ rfau : Thí dụ L ĩ : Giảỉ : Tia.Dcó: „ , g e , 00A h,3600a/l ^ l , “'i^As u.v n- Như vậy, số lượng điện tích acquy 60 Ah rấ t lớn ww w lib Một acquy cd điện tích 60 Ah (ampe - giờ) Hỏi có điện tích ? ed 1.1.2 Dịng điện w lib ui Trong nguyên tử, electron chuyển động chung quanh nhân bị h ú t quay quanh nhân Lực hút giảm theo bìĩih phương khoảng cách từ tâm tới electron Nhừng electron nằm quỹ đạo cđ th ể th o át khỏi lực hút tâm trở thành electron tự Nếu electron tự chuyển động theo hướng định, người ta gọi đố dòng diện ww Dòng diện dòng chuyển động electron theo m ột hướng định ed u.v n- Cường độ dòng điện : số lượng điện tích Q chuyển động qua dây dẫn thời gian r giây Cường độ dịng điện kí hiệu I đơn vị A (Ampe) Đo cưòng độ dòng điện Ampekế (hình 1.1) ui ( ) Thí dụ 1.2 -w ww lib M ật độ dòng điện s : tỷ số cường độ dòng điện tiết diện dây dẫn, đơn vị A/mm^ : TTTNTn/ ed u.v n ^_ % - (1.3) Mìnỉỉ 1 ĩ.l Ký hiệu niắc A m peké mạng A m pekổ mắc liếp vỏi hộ liêu Ihụ -w ww lib Giài : ui Theo tiêu chuẩn VDEOIOO, dòng điện cho ^ F phép dây nhóm với tiết diện dây l,5mm^ 18A 2,5 mm^ 26A H ãy xác định m ât độ dòng điện tương ứng ^ Fi 1,5 mm^ = ^ ^2 2,5 mm^ * mm^ 10,4 mm' u.v n 1.1.3 Điện ui ed Điện th ế hiệu điện tích hai' dây dẫn riêng biệt, Điện th ế ký hiệu u, đơn vị V (Volt) ww w lib Khi nối m ột hộ tiêu thụ điện (thí dụ bóng đèn) vào hai dây dẫn có điện xuất m ột dòng điện qua Trong kỹ th u ậ t dòng điện quy ước từ cực dương tới u.v n ed ui cực âm Thực tế, dòng electron tự chuyển động theo hướng ngược lại từ cực âm sang cực dương O ww w lib Có loại điện th ế : m ột chiầu xoay chieu (hình 1.2 1.3) Đo điện th ế Volt kế (hình 1.4).' Cực dương Hình L2 Đ iện m ột c h iều Đ iện Ihế khơng đ i theo thịi gian ký hiệu n- Hình 7.5 Đ iện trỏ Ký hiệu O hm kế u.v n Hình ỉ 6, Cđ hai trường hợp cực đoan cần phân biệt ; ed / Điện trờ vô lớn : R = ooQ ww w lib ui Trường hợp gọi hờ mạchJ không cố hệ tiêu thụ mắc vào nguồn điện Cường độ dịng điện khơng có th ể ndi tải điện gẩn không u.v n ed ui Điện trở vô nhỏ : R — Q ww w lib Trường hợp gọi chập mạch Do khơng cd điện trở nên cường độ dịng điên vơ lớn gọi tải điện vô lớn 1.1.5 Mạch đỉện u.v ed n- Khi m ác m ột điện trở (hộ tiêu thụ điện) vào nguổn điện chiều hay xoay chiểu ta đựợc m ột m ạch điện Hình 1.7 giới thiệu mạch điện chiều R R w lib ui I © H)nh 1.7 M ạch điện Hình ].8 M ắc A m pe kế VH V{ìlt kế irong nirỉch diộn n- ww Nếu muốn đo cường độ dòng điện I điện cần phải mác nối tiếp Ampe kế mắc song song Volt kế vào mạch điện (hình 1.8) ui ed 1.2.1 Định luật Ohm u.v 1.2 TÍCH CHẤT CÁC ĐIỆN TRỞ lib Cường độ dòng điện tỷ lệ thuận với điện th ế tỷ lệ nghịch với điện trở Dòng điện lớn điện th ế lớn điện trỏ nhỏ ngược lại -w ww (1.4) Thí dụ L3 : ed u.v n Điện trở xả băng đo ìà R = 500 D, điện = 220V Hỏi dòng điện ? Giải : 500 Q ui R Thí dụ 1.4 : Một điện trở đo mạch điện với Ampe kế Volt kế I = mA = 50 V Hỏi điện trở ? -w ww Giải : lib 50V I = 50 1Q3 Q = 50 kSÍ .1 - A u.v n Thí dụ 1.5 : ww w lib ui ed Một điện trở có R = kQ mác mạch điện Cường độ dòng điện chạy qua điện trở đo 220 mA Hỏi điện th ế qua điện trở ? Giải : u = RI = lOOOQ.0,220 A = 220 V u.v n ed Điện trỏ dây dẫn ww w lib Các loại vật liệu khác có khả náng dẫn điện khíìc Đặc trư ng cho khả nãng dẫn điện điện trỏ suất kí hiệu p (Rho) đơn v ị l Qmm^/m ui 1.2.2 Điện trở suất điện trở tính Q dây tiết diện m ột milimét vuông Khả dẫn điện dây trở suất kí hiệu (Kappa) gọi điện dẫn suất n- dẵn có chiều dài m ét dẫn SÖ nghịch đảo điện : u.v 3C = ị , đơn vị r Q mm^ thiệu m ột số ui ed Diện trở suất p tra bảng có sẵn Thídụ, bảng 1.1 giới giỉi :rị số dây dẫĩi lúm loại khác ; w lib BẢNG 1.1 Kim h ại Điện trờ suất /■' nhiệt ilộ 20 c íìm nrịm 0.()27.s Vãng 0.0230 Dổng 0.0178 n- ww Nhôm 0,0160 u.v Bạc ui ed Điện trở suất nhỏ, khả dẫn điện tốt tổn thất điện nâng đường dây nhỏ Dây dẫn điện tốt theo bảng bạc -w ww lib Điện trở dây dẫn phụ thuộc vào kích thước hỉnh học dây, tỷ lệ th u ận với chiều dài ì tỷ lệ nghịch với tiết diện s : R = đơn vị mm' = Q (1.5) ed u.v n Thí dụ ĩ : in m Một dây dẫn tiết diện l,5mm^ chiều dài 500m có điện trở ? ui Giãi : Thí dụ L : 1,5 lib R = u.v n Giãi : -w ww Một dây dẫn dài 300m cần phải cổ tiết diện nhỏ để điện trở không vượt 0,8 Q s = R 0,8 = 6,68 mm^ ww w lib ui ed Các dây dẫn điện chế tạo theo tiêu chuẩn nên khơng thể có tiết diện tùy ý Dây dẫn lựa chọn cho cơng trình cán có tiết diện lớn tiết diện tính toán Bảng 1.2 giới thiệu tiết diện tiêu chuấn dây đồng dùng cho kỹ thưật lạnh (đến 70 mm") loại nhiễu sợi với vỏ bọc loại kể vỏ bảo vệ chl 2TĐHKTụNKA u.v n ed 1,5 2,5 ỈO 16 25 Ciíịng độ chịu tải, A 12 15 18 26 34 44 61 82 108 C hu c h ì, A 10 10 20 25 35 50 53 80 35 50 ww w lib 0,75 70 135 16cS 207 )()() 125 160 n- Tiết LÌiện tiêii chuần, mm^ ui BẤNG 1.2 T iế t d iệ n dây, c n g đ ộ c h ịu tả i v c ầ u c h ì d â y đ iệ n d ù n g tr o n g k ý th u ậ t lạ n h th e o VDEOIOO (CHLB Đức) Thí dụ Ỉ.8 : ed u.v Một hệ thống lạnh đặt cách trạm điện 700m Dây điện dùng cho hệ thống.lạnh có điện trở không 0,8 Q ui Hỏi : a) Dây dẫn cẩn cđ tiết diện ? b) Cẩn chọn tiết diện ? w lib c) Dây chọn cd điện trở ? Giải : 700m ,0 Q mm^/m = 15,58 mm^ 0,8 Q ww a) s = R u.v n- b) Theo bảng chọn s = 16mm^ ui 700m 0,0178 Q mm^/m = 0,78 Q 16mm lib R = ed c) Điện trở dây dẫn lựa chọn : 1.2.3, Sự phụ thuộc nhiệt độ điện trỏ -w ww Điện trở suất giới thiệu bảng 1.1 nhiệt độ 20°c Khi nhiệt thay đổi, điện trở suất thay đổi Nhiệt độ tăng, điện trở tàng Độ tăng trở dây dẫn loại vật liệu bao q u át hệ số tăng điện trỏ nhiệt độ : a (Alpha), dơn vị lỊK ed u.v n Các kim loại đồng, bạc nhôm cđ a gấn giống a = 0,004 K” * .ha ui Các giá trị xác cho vật liệu khác có th ể tìm bát kỳ sổ tay kỹ th u ật điện liào Độ tãng điện trở nhiệt độ : AR = R a At, Q (1.6) Điện trở trạ n g th nhiệt độ ; (1.7) ( ) -w ww lib = R + AR Thí dụ L9 : u.v n Một cuộn dây bàng cd điện trở 20*^’c 500 Q Sau thời gian làm việc kéo dài nhiệt độ tăng lên 65^^c Hỏi điện trở cuộn dây nhiệt độ 65^’c ? ww w lib ui ed Giải : 10 At = 65 - 20 = 45K Rị = R(1 + aAt) = 500(1 + ,0 4 ) = 590 Q 2.TDHHTIẠNHB ... ỹ thuật lạnh ỏ Việt N am phát triển rát mạnh mẽ, nhu cầu m ột giáo trình : 'Tự động hóa hệ thống lạnh' ' rát lớn Giáo trình phải đáp ứng dược lý thuyết chung cách có hệ thống ưe tự dộng hóa mảy... chóng thay bàng vận hành tự dộng Cấc hệ thống lạnh nhỏ trung thường dược tự động hóa hồn tồn, tự dộng hoạt dộng hàng tháng, chi hàng năm không cần công nhản vận hành, Các hệ thống dược hoàn chỉnh... ích cắm (người vận hãnh cần cắm diện), Các hệ thống lón thường có trung tâm diều khiềĩij điều chỉnh, bảo hiệu bảo vệ tự dộng N hờ tụ động hóa m hệ thống lạnh vận hành tụ dộng, an tồn, kin h tế,