Budowa i zasada działania elektronicznych regulatorów poziomu cieczy

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Budowa i zasada działania elektronicznych regulatorów poziomu cieczy"

Krzysztof Biernacki
7 lat temu
Przeglądów:

1 Budowa i zasada działania elektronicznych regulatorów poziomu cieczy Przygotowała Anna Kanka Sem. IX SmiUChiK

2 Jednym z wielu podstawowych problemów technicznych jak i ekonomicznych, występujących w przemysłowych instalacjach chłodniczych, jest efektywne wykorzystanie wymienników ciepła pracujących w instalacjach, zarówno po stronie wysoko- jak i nisko ciśnieniowej. W celu optymalnego wykorzystania uŝytkowej powierzchni wymiany ciepła często stosowane są regulatory poziomu ciekłego czynnika. Kontrolę poziomu ciekłego czynnika chłodniczego stosuje się zarówno w instalacjach amoniakalnych, jak i freonowych. Ze względu na rodzaj pracy regulatory poziomu czynnika chłodniczego dzielimy na: - bezpośredniego działania - pośrednie (przetwarzające sygnał mechaniczny na sygnał elektryczny, który następnie wpływa na działanie elementu mechanicznego dostarczającego ciecz do urządzenia. Regulatory poziomu czynnika moŝna podzieli ze względu na funkcję jaką pełnią w tej instalacji: - robocze, sterujące poziomem cieczy w urządzeniu - zabezpieczające układ chłodniczy przed stanami awaryjnymi. ELEKTRONICZNY REGLATOR POZIOMU CIECZY TYPY 38E Regulator poziomu cieczy firmy Danfoss typu 38E jest stosowany do regulacji poziomu cieczy w np.: - skraplaczach - zalanych parownikach - niskociśnieniowych zbiornikach pompowych w układach a obiegiem pompowym - zbiornikach pompowych w układach pomp ciepła - chłodnicach międzystopniowych w dwustopniowych instalacjach chłodniczych Regulator ten jest urządzeniem uniwersalnym, moŝe by stosowany do czynników chłodniczych takich jak np: R717 (amoniak), HFCR (np. R134a, R404A), HCFC (np. R22). Zakres pracy takiego regulatora to 10 do 40 mm. Czujnik ten jest równieŝ uŝywany jako urządzenie zabezpieczające instalacje chłodniczą przed stanami awaryjnymi (np. chłodnica międzystopniowa, gdzie poziom cieczy musi by regulowany w określonych zakresach). Regulator poziomu cieczy składa się z obudowy pływaka z gazoszczelnego Ŝeliwa, z wbudowanym pływakiem kulowym, ze zworą otoczoną cewką sterującą. Ruch pływaka powoduje, ze zwora wchodzi do i wychodzi z cewki sterującej, oraz z wzmacniacz z transformatorem sieciowym. Schemat regulatora poziomu cieczy

3 1- wodoszczelna obudowa wzmacniacza 2- przekaźnik 3- wzmacniacz 4- transformator sieciowy 5- zacisk uziomowy 6- zacisk 7- dławik 8- cewka sterująca 9- obudowa pływaka 10- pływak ze zworą 11- kołnierze łączące 12- średni poziom dla R średni poziom dla R12 i R22 Zasada działania Kiedy pływak (10) jest podnoszony lub opuszczany przez ciecz, zmienia się niskonapięciowy prąd płynący przez cewkę sterującą (8). Zmiana prądu niskonapięciowego jest wzmacniana przez wzmacniacz (3) i powoduje przełączenie styków (6-7) na (7-8) i odwrotnie. Zwarcie styków powoduje, odcięcie lub umoŝliwienie dopływu czynnika do zbiornika poprzez regulator. Pomimo tego, Ŝe w nazwie tego regulatora występuje słowo elektroniczny działa on jak urządzenie typowo elektryczne.

4 Styki (6-7) zamykają się, kiedy poziom cieczy spada do wartości nastawionej N i rozwierają się znowu, kiedy poziom cieczy podnosi się o wartość róŝnicy D. Styki (6-7) zwierają się kiedy poziom cieczy podnosi się do wartości nastawionej N i rozwierają się znowu, kiedy poziom spada o wartość róŝnicy D. Opisany typ regulatora pozwala na kontrolowanie poziomu cieczy tylko wtedy kiedy została przekroczona pewna wartość nastawcza. Zatem aby kontrolować poziom cieczy takŝe w innych miejscach konieczne było instalowanie większej ilości urządzeń pomiarowych. Rys. oddzielacz cieczy

5 Dzięki wprowadzeniu nowego rodzaju regulatora udało się zastąpi całą gamę tych urządzeń jednym regulatorem jakim jest elektroniczny przetwornik poziomu typu AKS41/41U. ELEKTRONICZNY PRZETWORNIK POIOMU TYPU AKS 41/41U Sonda SKS41 działa na zasadzie pomiaru zmian pojemności elektrycznej w zaleŝności od poziomu cieczy wewnątrz zbiornika, w którym jest zanurzony pręt pomiarowy. Sonda pojemnościowa składa się z pręta pomiarowego, znajdującego się wewnątrz zbiornika, oraz przetwornika elektronicznego zmieniającego róŝnicę pojemności elektrycznej na sygnał standardowy 4-20mA. MoŜe by stosowany do instalacji amoniakalnej jak i freonowej i moŝe by wykonana z w kilku wersjach róŝniących się długością,tj. od 500 do 3000 mm i zarazem zakresem pracy, który jest mniejszy od długości całkowitej o 70 mm. Regulatory, które współpracują z sondą pojemnościową to: EKA47, EKC147, AKC24A. Regulator jest urządzeniem uniwersalnym moŝe by stosowany do czynników chłodniczych takich jak: R717, R22, R404A, R718, R744.

6 Sonda pojemnościowa typu AKS41 jest uŝywana do sterowania poziomu cieczy zarówno po stronie nisko jak i wysokociśnieniowej. AKS41 jest elektronicznym przetwornikiem poziomu cieczy jako alternatywa czujnika 38E. Zalety: - sonda pojemnościowa jest fabrycznie kalibrowana do Ŝądanego poziomu - sonda posiada zintegrowany elektroniczny przetwornik poziomu ze standardowym sygnałem wyjściowym 4-20 ma - przy małych pojemnościach sonda moŝe by montowana bezpośrednio do zbiornika - sonda posiada stabilizacje sygnału poziomu przy cieczach wrzących - wstępna kalibracja zapewnia prostą i bezproblemową instalację i dalszą obsługę. Zasada działania Sonda składa się z dwóch rur: rury zewnętrznej i rury wewnętrznej. Ciecz będzie wypełniać przestrzeń pomiędzy rurami, a przez pomiar pojemności elektrycznej układu rur moŝliwe jest rejestrowanie na jak długim odcinku sonda jest wypełniona cieczą. Sygnał jest przekazywany jako sygnał prądowy. Poziom cieczy jest sprawdzany na bieŝąco. Sygnał podawany przez sondę jest tłumiony co pozwala na eliminację zakłóceń. Fabrycznie w przetworniku ustawione są dwie wartości graniczne (najniŝsza i najwyŝsza) istnieje jednak moŝliwość zmiany tych wartości w całym zakresie jakie proponuje producent. Schemat budowy sondy

7 1- rura wewnętrzna 2- rura zewnętrzna 3- przyłącze DIN 4- zielona dioda LED 5- pokrywa kalibracyjna 6- przycisk kalibracyjny 7- przełącznik 8- opcja; diodowy wskaźnik poziomu cieczy Przykłady zastosowania:

8 Zbiornik drenaŝowy Modulowana regulacja zasilania czynnikiem pozwala utrzymać cały poziom czynnika i stabilizuje ciśnienie ssania. W przypadku zbytniego opróŝniania zbiornika pompa podająca czynnik chłodniczy powinna zosta wyłączona, natomiast przy przepełnianiu zbiornika podobnie jak w układzie dwustopniowym powinna zosta wyłączona spręŝarka. Chłodnica międzystopniowa Szeroki zakres pomiarowy przetwornika poziomu pozwala na monitorowanie zmian poziomu czynnika w szerokich granicach i wykorzystanie sygnału do załączenia alarmu związanego z przekroczeniem dopuszczalnego poziomu cieczy. W przypadku przekroczeni zadanego poziomu cieczy poniŝej lub powyŝej wartości nastawionej, spręŝarka powinna zostać wyłączona za względu na moŝliwość jej uszkodzenia i zalania ciekłym czynnikiem przy przepełnianiu chłodnicy międzystopniowej lub zasysania zbyt gorących par czynnika przy niskim poziomie cieczy. Wnioski

9 Elektroniczny regulator poziomu cieczy typu 38E pozwala na monitorowanie poziomu cieczy tylko w skrajnych punktach, natomiast elektroniczny przetwornik poziomu typu AKS41/41U umoŝliwia ciągłą obserwację poziomu czynnika w zbiorniku oraz pozwala na zmianę nastawy poziomu w bardzo szerokim zakresie (zaleŝnym jedynie od długości sondy). Ograniczenie liczy regulatorów powoduje zmniejszenie kosztów całego urządzenia. Regulacja ciągła poprawia efektywność działania układu.

Podobne dokumenty

Politechnika Gdańska

Politechnika Gdańska Seminarium z przedmiotu Automatyka chłodnicza i klimatyzacyjna Temat: Elementy automatyki do regulacji poziomu cieczy w aparatach instalacji chłodniczej wykonał :Wojciech Kątny specjalność