تابلو برق محل قرارگیری اجزای مدارهای الکتریکی و کنترلی چیلر است و جریان الکتریکی را بین بخش‌های مختلف مصرف‌کننده برق توزیع می‌کند. در تابلو برق چیلر، اجزای مدارهای فرمان و قدرت نصب شده و تجهیزات برقی چیلر مانند کمپرسور، فن کندانسور، شیرهای برقی و … از طریق سیم به این اجزاء متصل می‌شوند.
بنابراین، تابلو برق و اجزای داخل آن وظیفه کنترل چیلر و توزیع توان الکتریکی بین تجهیزات برقی سیستم را بر عهده دارند. در ادامه، تجهیزات کنترلی چیلر تراکمی شرح داده شده‌اند.
شیربرقی (Solenoid Valve)
در دستگاه چیلر، برای جلوگیری از عبور مایع مبرد از کندانسور به اواپراتور در زمانی که کمپرسور خاموش است، شیر برقی روی خط مایع و قبل از شیر انبساط نصب می‌شود. وظیفه اصلی این شیر، باز و بسته کردن مسیر عبور مبرد است؛ به این صورت که با برق‌دار شدن بوبین، مسیر عبور سیال باز و با قطع برق، مسیر بسته می‌شود.
اولین فرمان هنگام روشن کردن دستگاه از ترموستات نصب شده روی مسیر ورودی آب به اواپراتور به این شیر داده می‌شود. در صورت نیاز به سرمایش، مسیر عبور مبرد باز شده و پس از چند لحظه (زمان آن قبلاً روی تایمر مشخص شده است)، کمپرسور نیز شروع به کار می‌کند. با رسیدن دمای آب برگشتی به میزان تنظیم شده روی ترموستات، با فرمان ارسالی، شیر برقی مسیر عبور مبرد را بسته و با ادامه کار کمپرسور و کاهش فشار مکش، فرمان کنترل‌کننده فشار پایین سیستم ارسال شده و کمپرسور خاموش می‌شود.
در چیلرهایی که دو کمپرسور به صورت موازی کار می‌کنند، فرآیند فوق در دو مرحله صورت می‌گیرد: ابتدا فرمان به کمپرسور دوم داده شده و آن روشن/خاموش می‌شود و سپس فرمان به شیر برقی مربوطه داده می‌شود تا کل مدار بسته شود و به همین روش، کمپرسور اول نیز از خط خارج می‌شود.
شیر برقی شامل یک بوبین است که دو سر سیم آن به فاز و نول متصل می‌شود. درون بوبین، میله‌ای قرار دارد که به سوپاپ سوزنی یا دیافراگم ارتجاعی متصل شده و توسط یک فنر نگه داشته می‌شود. هنگام مغناطیس شدن بوبین، میله به سمت بالا حرکت کرده و مسیر ورود مایع مبرد باز می‌شود. زمانی که جریان برق قطع شود، نیروی فنر سوپاپ سوزنی یا دیافراگم را به جای خود بازگردانده و راه خروج مبرد را مسدود می‌کند.
شیر برقی شامل یک بوبین است که دو سر سیم آن به فاز و نول متصل می‌شود. درون بوبین، میله‌ای قرار دارد که به سوپاپ سوزنی یا دیافراگم ارتجاعی متصل شده و توسط یک فنر نگه داشته می‌شود. هنگام مغناطیس شدن بوبین، میله به سمت بالا حرکت کرده و مسیر ورود مایع مبرد باز می‌شود. زمانی که جریان برق قطع شود، نیروی فنر سوپاپ سوزنی یا دیافراگم را به جای خود بازگردانده و راه خروج مبرد را مسدود می‌کند.
مطالب مرتبط: روش‌های تهویه مراکز داده (Data Center)
خط کنارگذر گاز داغ
خط کنارگذر گاز داغ، مسیری مستقیم بین خط دهش کمپرسور و ورودی شیر انبساط برقرار می‌کند. کنترل جریان گاز داغ در این مسیر به وسیله یک شیر برقی انجام می‌شود که فرمان باز یا بسته شدن را از کنترل‌کننده فشار در سمت خروجی اواپراتور دریافت می‌کند.
وقتی فشار سمت مکش از مقدار تعیین‌شده کمتر شود، حسگر کنترل‌کننده فشار، شیر برقی را باز کرده و بخشی از گاز داغ خروجی کمپرسور به خط مایع تزریق می‌شود. از این خط می‌توان برای کنترل ظرفیت نیز استفاده کرد؛ اما این روش از نظر صرفه‌جویی در مصرف انرژی مقرون‌به‌صرفه نیست.
همچنین از خط کنارگذر گاز داغ برای برفک‌زدایی یا جلوگیری از یخ‌زدگی در اواپراتورهای انبساط مستقیم استفاده می‌شود.
کنترل‌کننده‌های دما
در چیلرهای تراکمی، ترموستات‌ها یا کنترل‌کننده‌های دما در انواع الکترومکانیکی و الکترونیکی به منظور کنترل ظرفیت و همچنین به عنوان کنترل‌کننده حد مورد استفاده قرار می‌گیرند.
برای مثال، ترموستات چندمرحله‌ای (الکترومکانیکی یا الکترونیکی) با دریافت فرمان از خط برگشت آب سرد می‌تواند ظرفیت کمپرسور را از طریق سیستم‌های کنترل ظرفیت تنظیم کند. این کار یا با استفاده از شیرهای برقی بی‌بارکننده و کنارگذر کردن سوپاپ مکش و دهش برای متوقف کردن عمل تراکم در یک یا چند سیلندر (در کمپرسورهای رفت‌وبرگشتی) انجام می‌شود، یا در سیستم‌های چندکمپرسوری، با خاموش یا روشن کردن یک یا چند کمپرسور متناسب با بار سرمایشی صورت می‌گیرد. این ترموستات‌ها نقش اصلی را در راهبری سیستم ایفا می‌کنند.
از سوی دیگر، بسیاری از آسیب‌های وارد شده به کمپرسورها به دلیل افزایش بیش از حد دما در سرسیلندر رخ می‌دهد. به همین دلیل، یک سنسور حرارتی (ترمیستور) روی یکی از سرسیلندرها نصب می‌شود. در صورت افزایش دمای محفظه سرسیلندر بیش از حد مجاز، سنسور فرمان قطع را صادر کرده و کمپرسور را متوقف می‌سازد. این کنترلر به صورت Self-Control عمل کرده و از کمپرسور حفاظت می‌کند.
در مقابل، ترموستات‌هایی مانند ترموستات ضدیخ‌زدگی به عنوان کنترل‌کننده حد به کار می‌روند و در روند عادی سیستم دخالتی ندارند. این ترموستات تنها زمانی فعال می‌شود که دما از حد تنظیم‌شده پایین‌تر بیاید. چنین شرایطی در دامنه کارکرد عادی دستگاه نیست و نشان‌دهنده احتمال یخ‌زدگی در سیستم است. در این حالت، ترموستات ضدیخ‌زدگی به عنوان یک کنترل‌کننده ایمنی وارد عمل شده و کمپرسور را از کار می‌اندازد.
چنانچه این ترموستات فعال شود، مدار تا زمان راه‌اندازی مجدد دستگاه در حالت قطع باقی خواهد ماند. به طور معمول، دمای تنظیمی ترموستات ضدیخ‌زدگی ۴ درجه سلسیوس (۳۹ درجه فارنهایت) است.
کنترل‌کننده‌های فشار
کنترل‌کننده‌های فشار کم برای خط مکش، فشار زیاد برای خط دهش، و همچنین کنترل‌کننده فشار روغن از جمله مهم‌ترین تجهیزات کنترلی در چیلرهای تراکمی هستند. هر سه در گروه کنترل‌کننده‌های حد و ایمنی قرار می‌گیرند. به این معنا که در شرایط عادی سیستم نقشی ایفا نمی‌کنند؛ اما در صورت کاهش یا افزایش فشار به صورت غیرمجاز، وارد عمل شده و معمولاً باعث خاموشی کمپرسور و توقف سیستم می‌شوند.
کنترل فشار رانش و مکش کمپرسور (High & Low Pressure Control – HLPC)
این کنترل‌کننده شامل دو بخش فشار بالا و فشار پایین است که هر کدام فشار مربوط به رانش و مکش کمپرسور را حس می‌کنند:
- کنترل فشار بالا: در صورت افزایش فشار رانش کمپرسور بیش از حد تنظیم‌شده، فرمان قطع صادر می‌کند. پس از رفع علت افزایش فشار، با فشار دادن دکمه Reset فرمان وصل مجدد صادر می‌شود. همچنین در صورت کاهش فشار به کمتر از حد تنظیم‌شده، فرمان قطع مجدد فعال می‌گردد.
- کنترل فشار پایین: از دو بخش فشار قطع (Cut out) و فشار وصل (Cut in) تشکیل شده است.
- با کاهش فشار مکش کمپرسور به کمتر از فشار قطع، فرمان خاموشی صادر می‌شود.
- با افزایش فشار مکش به بیشتر از فشار وصل، دستگاه به طور خودکار دوباره وارد مدار می‌شود.
فشارهای تنظیمی به نوع چیلر و مبرد مصرفی بستگی دارند. نکته مهم این است که فشار تنظیم‌شده همیشه باید کمتر از فشار شیر اطمینان کندانسور باشد.
همان‌طور که در شکل نشان داده شده است، این کنترلر شامل دو کانکتور است:
- کانکتور سمت راست به شیر دیسشارژ متصل می‌شود.
- کانکتور سمت چپ به شیر مکش متصل می‌گردد.
پیچ‌های بالای کنترلر نیز برای انجام تنظیمات فشار به کار می‌روند.
کنترل‌کننده فشار روغن (Oil Pressure Control – OPC)
کنترل‌کننده فشار روغن در چیلرهای تراکمی نوعی کنترل‌کننده حد و ایمنی محسوب می‌شود. این وسیله بر اساس اختلاف فشار بین مکش کمپرسور و فشار دهش پمپ روغن عمل می‌کند.
کنترل‌کننده فشار روغن دارای گرمکن الکتریکی کوچکی است. در صورت بروز اختلاف فشار غیرمجاز بین مکش کمپرسور و دهش پمپ روغن، گرمکن توسط کنتاکت‌های داخلی فعال می‌شود. چنانچه فشار دهش پمپ کاهش یابد یا به هر دلیلی فشار مکش افزایش پیدا کند، هر یک از این کنتاکت‌ها می‌توانند به تنهایی موجب برقراری اتصال و روشن شدن گرمکن شوند.
با روشن شدن گرمکن و افزایش تدریجی دمای آن، یک بی‌متال که نقش کلید اصلی کنترل‌کننده را دارد فعال شده و مدار فرمان کمپرسور را قطع می‌کند. به طور معمول، فشار روغن در کمپرسورهای رفت و برگشتی بین ۳۵ تا ۴۵ پوند بر اینچ مربع (psi) است. اختلاف فشار نیز به طور استاندارد برای وصل ۱۸ psi و برای قطع ۱۲ psi در نظر گرفته می‌شود. این به معنای بیشتر بودن فشار دهش پمپ روغن نسبت به مکش کمپرسور به اندازه ۱۲ تا ۱۸ پوند بر اینچ مربع است.
عمل قطع در این کنترل‌کننده ناگهانی نیست، بلکه معمولاً حدود دو دقیقه طول می‌کشد تا گرمکن به اندازه کافی داغ شده و بی‌متال را فعال کند. در بسیاری موارد ممکن است در همین مدت، اختلاف فشار دوباره به حالت عادی بازگردد.
کنترل فشار بالا (High Pressure Control – HPC)
این کنترل‌کننده در چیلر وظیفه کنترل و فرمان قطع و وصل به فن‌های کندانسور را بر عهده دارد.
برای مثال، فرض کنید چیلر در شب و در دمای ۱۷ درجه سانتی‌گراد با چهار فن به صورت دائم کار می‌کند. وقتی هر چهار فن به طور همزمان در مدار باشند، حجم زیادی از هوای خنک (۱۷ درجه) از روی کویل کندانسور عبور می‌کند. این امر باعث سابکول شدن بیش از حد مبرد می‌شود. در نتیجه، پس از عبور مبرد از شیر انبساط، فرآیند تبخیر در اواپراتور به درستی انجام نمی‌گیرد و مبرد خروجی از اواپراتور به جای اینکه کاملاً سوپرهیت باشد، به صورت دوفازی باقی می‌ماند. این مسئله موجب ورود مایع به کمپرسور و در نهایت آسیب به سیستم می‌شود.
علاوه بر این، سابکول بیش از حد باعث کاهش فشار مکش کمپرسور و در پی آن، افت فشار رانش می‌گردد. این شرایط منجر به یخ‌زدگی خط ساکشن و خاموش و روشن شدن مکرر کمپرسور خواهد شد. برای جلوگیری از چنین مشکلاتی، لازم است با نصب HPC، عملکرد فن‌های کندانسور به صورت خودکار کنترل شود.
HPC در چیلر برای کنترل فشار رانش کمپرسور نصب می‌شود. در زیر این کنترل‌کننده یک لوله مویین مسی قرار دارد که فشار خط مایع را به آن منتقل می‌کند. هرگاه فشار اندازه‌گیری‌شده بیش از مقدار تنظیم‌شده به همراه اختلاف فشار مجاز باشد، HPC فرمان روشن شدن فن‌های کندانسور را صادر می‌کند. فن‌ها تا زمانی که فشار سیستم به مقدار تنظیم‌شده بازنگردد، در مدار باقی خواهند ماند.
فلوسوئیچ آب (Water Flow Switch)
برای اطمینان از وجود جریان آب در چیلر از فلوسوئیچ آب استفاده می‌شود. این وسیله وجود جریان آب در داخل اواپراتور و کندانسور آبی را حس می‌کند. به این صورت که اگر تیغه فلوسوئیچ که در مسیر خروجی آب اواپراتور یا کندانسور آبی نصب شده است، به هر دلیلی (مانند عدم عملکرد پمپ) عبور جریان آب را تشخیص ندهد، فرمان قطع کارکرد و خاموش شدن چیلر صادر می‌شود.
این کار مانع از یخ‌زدگی اواپراتور و همچنین جلوگیری از افزایش فشار رانش کمپرسور به دلیل خنک نشدن مبرد در کندانسور می‌گردد و در نهایت از آسیب به دستگاه چیلر پیشگیری می‌کند.
فلوسوئیچ در صورت نبود جریان کافی آب در خروجی اواپراتور یا کندانسور آبی، به طور مستقیم به کمپرسور چیلر دستور قطع می‌دهد.
(Programmable Logic Controller) PLC
از مهم‌ترین سیستم‌های کنترلی در چیلرهای تراکمی می‌توان به کنترلر PLC اشاره کرد. این سیستم در اصل یک کامپیوتر دیجیتال صنعتی است که با هدف کنترل فرایندهای تولید و دستگاه‌های رباتیک طراحی شده است. در چیلرهای تراکمی، PLC بر اساس پارامترهای اندازه‌گیری‌شده و برنامه‌نویسی انجام‌شده، فرمان‌های کنترلی را به کمپرسورها منتقل می‌کند. به طور کلی، PLC نقش بسیار مهمی در عملکرد صحیح چیلرها بر عهده دارد.
در بسیاری از چیلرها، با توجه به نوع مصرف و حساسیت دستگاه، به جای مدار فرمان سنتی از PLC استفاده می‌شود. برق پس از ورود به دستگاه و عبور از کلید اصلی (Main Switch) وارد PLC می‌شود. این واحد اجرای دستورات را تضمین کرده و کنترل قطعات اصلی سیکل تبرید را بر عهده دارد.
بنابراین کنترل چیلر به دو روش عمده انجام می‌شود:
- کنترلرهای الکترومکانیکی (شامل رله، فیوز، کنترلر فشار و …)
- PLC
دقت و حساسیت PLC بسیار بالاتر از کنترلرهای الکترومکانیکی است؛ به همین دلیل در دستگاه‌هایی که نیاز به دقت بالا دارند، استفاده از PLC الزامی است. همچنین امکان نصب نمایشگر HMI (Human Machine Interface) برای PLC وجود دارد. در این صورت می‌توان نمایشگر را در فاصله دورتری از دستگاه نصب کرده و پارامترهایی مانند دما و فشار را مشاهده کرد. بنابراین نیاز به حضور مداوم اپراتور کاهش می‌یابد.
استفاده از PLC با برنامه‌ریزی صحیح، باعث کاهش تعداد کنترلرهای موردنیاز و در نتیجه کاهش خرابی و افزایش اطمینان دستگاه می‌شود.
فیوز
فیوز، که با نام‌های کلید مینیاتوری یا کلید اتوماتیک نیز شناخته می‌شود، یک کنترل است که برای قطع مدار برق چیلر در زمانی که جریان مصرفی بالاتر از حد مجاز باشد، استفاده می‌شود. انتخاب فیوز بر اساس حداکثر جریان مصرفی موتور انجام می‌گیرد.
محل نصب فیوز همیشه در ابتدای مسیر ورود برق به چیلر قرار دارد تا در صورت بروز اتصال کوتاه (Short Circuit) در هر نقطه از چیلر، جریان برق قطع شود.
کنتاکتور (Contactor)
کنتاکتور وسیله‌ای است که برای وصل و قطع برق و فرمان دادن به موقع در دستگاه چیلر استفاده می‌شود. این وسیله از یک بوبین و دو هسته آهنی تشکیل شده است؛ یکی از هسته‌ها در زمان تحریک بوبین به‌صورت آهنربا درمی‌آید و دیگری متحرک است. پلاتین کنتاکت اصلی به هسته متحرک وصل می‌شود و کنتاکت‌های فرعی نیز از طریق اهرم به هسته متحرک متصل هستند.
علاوه بر کنتاکت‌های اصلی که معمولاً برق سه‌فاز را وصل می‌کنند، کنتاکت‌های فرعی نیز وجود دارند که برای فرمان دادن می‌توان از آن‌ها استفاده کرد. برخی از این کنتاکت‌ها به صورت وصل (Normally Open) و برخی دیگر به صورت قطع (Normally Closed) هستند. آن‌هایی که در وضعیت وصل هستند، هنگام مغناطیسی شدن هسته به حالت قطع درمی‌آیند و کنتاکت‌هایی که در وضعیت قطع هستند، به حالت وصل درمی‌آیند.
در دستگاه چیلر، فرمان به بوبین کنتاکتور داده می‌شود و در زمان لازم برق مدار چیلر قطع یا وصل می‌شود.
بی متال (Thermal Overload Relay)
یکی دیگر از قطعات تابلو برق چیلر، بی متال است. این قطعه از دو فلز غیرهمنام که به هم چسبیده‌اند، تشکیل شده است و جریان برق مصرفی کمپرسور یا هر مصرف‌کننده دیگری از روی آن عبور می‌کند.
در صورتی که جریان برق مصرفی بیشتر از میزان تنظیم شده روی بی متال باشد، دو فلز غیرهمنام شروع به گرم شدن می‌کنند و طول آن‌ها افزایش می‌یابد. از آنجا که میزان افزایش طول آن‌ها یکسان نیست، جریان برق قطع می‌شود. بی متال‌ها معمولاً دارای یک دکمه RESET هستند که پس از خنک شدن، می‌توان مجدداً بی متال را وارد مدار کرد.
این تجهیز افزایش جریان را دقیق‌تر از کلیدهای مینیاتوری کنترل می‌کند. بی متال بر اساس آمپر درجه‌بندی می‌شود و دارای یک محدوده است که می‌توان با چرخش عقربه، آن را روی آمپر مورد نظر تنظیم کرد.
کلید حرارتی (Circuit Breaker)
در طراحی مدار برق چیلر می‌توان از کلید حرارتی استفاده کرد یا یک بی متال و یک کلید مینیاتوری در نظر گرفت. بی متال صرفاً وظیفه کنترل جریان اضافی را دارد، ولی کلید حرارتی هم جریان اضافی و هم اتصال کوتاه را کنترل می‌کند.
رله شیشه‌ای (Industrial Relay)
این نوع رله مورد استفاده در چیلر از بوبین و کنتاکت‌های دو حالته تشکیل شده و برای استفاده در مدارهای فرمان با ارجحیت دو حالت برای هر کنتاکت نسبت به کنتاکتور فرمان به‌کار می‌رود.
نمونه کاربرد آن، قابلیت تغییر اولویت کارکرد کمپرسورهای اصلی و فرعی هر مدار چیلر با مدار دیگر است. این کار با استفاده از یک کلید روی تابلو برق و عملکرد رله داخل دستگاه انجام می‌شود و باعث افزایش عمر مفید کمپرسورها می‌گردد.
وقتی به بوبین رله برق داده می‌شود، کنتاکت‌های باز بسته و کنتاکت‌های بسته باز می‌شوند. در صورتی که روی تابلو برق کلید استاپ و استارت وجود داشته باشد، استفاده از رله الزامی است.
کنترل فاز (Phase Control)
کنترل برق سه‌فاز دستگاه چیلر و قطع کلی مدار کنترل در صورت بروز هرگونه کاهش یا افزایش بیش از حد استاندارد ولتاژ، دو فازی شدن جریان برق یا تغییر توالی فاز بر عهده این کنترل‌کننده می‌باشد.
تایمر (Time Relay)
تایمر وسیله‌ای است که می‌تواند برق ورودی خود را به دو ترمینال یکی پس از دیگری در زمان مشخصی منتقل کند؛ یعنی وقتی روی زمان معینی تنظیم شود، پس از سپری شدن این زمان، کنتاکت وصل تایمر قطع و کنتاکت قطع آن وصل می‌شود.
تایمر برای اهداف خاص در ادوات برقی استفاده می‌شود و در چیلرها کاربردهایی مانند جلوگیری از روشن شدن همزمان چند مصرف‌کننده (مانند کمپرسورها) یا راه‌اندازی مصرف‌کننده‌ها به روش ستاره-مثلث دارد.
کمپرسورها هنگام راه‌اندازی به گشتاور و جریان بیشتری نیاز دارند، از این رو ابتدا توسط تایمر به صورت ستاره راه‌اندازی می‌شوند و پس از چند ثانیه به حالت مثلث تغییر وضعیت می‌دهند.
سوئیچ روشن و خاموش (Start/Stop Switch)
این سوئیچ برای قطع و وصل برق کمپرسور در چیلر استفاده می‌شود. مزیت این سوئیچ آن است که هنگام قطع برق کلی، برق کمپرسور قطع می‌شود و پس از بازگشت برق، کمپرسور به‌طور خودکار روشن نمی‌شود؛ بلکه برای راه‌اندازی مجدد، نیاز به دخالت اپراتور دارد.
شرکت مهندسی و مشاوره صنایع مبتکران گلدیران با برند Gplus (جی‌پلاس)، به‌عنوان نماد تولید داخلی در زمینه محصولات تهویه مطبوع و نماینده برندهای معتبر جهانی همچون LG (ال‌جی)، Midea (مایدیا)، Clint (کلینت) و Rhoss (راس)، به شما این امکان را می‌دهد تا کیفیت هوای داخل منزل یا محل کار خود را به بهترین نحو بهبود بخشید. متخصصین تهویه مطبوع مبتکران گلدیران، با تعهد به کیفیت و ایمنی، در تمام مراحل انتخاب، نصب و نگهداری همراه شما هستند. فرقی نمی‌کند که به دنبال یک تصفیه‌کننده هوا باشید یا یک سیستم پیشرفته تهویه مطبوع؛ ما اینجا هستیم تا با ارائه راهکارهای مؤثر، محیطی راحت و ایمن برای خانواده شما فراهم کنیم.
با تکمیل فرم مشاوره خرید آنلاین یا تماس با شرکت مهندسی و مشاوره صنایع مبتکران گلدیران می‌توانید از خدمات مشاوره رایگان ما بهره‌مند شوید.
بدون دیدگاه