مدار فرمان چیلر جذبی و عملکرد تابلو برق چیلر جذبی

چیلر جذبی یکی از مهمترین ارکان مهم در صنعت تهویه مطبوع میباشد. چیلر جذبی عملکردی متفاوت با چیلر تراکمی دارد. انرژی مورد نیاز جهت چیلر جذبی گرما میباشد که به انواع چیلرهای جذبی تک اثره و چیلرهای جذبی دو اثره تقسیم میگردد. در مقاله های دیگر این مجموعه به طور مفصل در مورد انواع چیلر های جذبی عملکرد و تعمیر چیلرهای جذبی بحث گردیده است. اما جهت عیب یابی و راهبری چیلر جذبی باید عملکرد کنترل و تابلو برق آن را نیز بررسی نمود. لذا در این مقاله به طور کامل مدار فرمان چیلر جذبی و  عملکرد کنترل و تابلو برق چیلر جذبی تشریح گردیده است. در این بررسی به تابلو برق چیلر جذبی کریر مدل 16jb که یکی از پر طرفدار ترین چیلرهای جذبی تک اثره در دنیا میباشد میپردازیم. لازم به ذکر است این چیلر جذبی در ایران توسط شرکت سرما آفرین تولید و عرضه میگردد.

تشریح مدار فرمان چیلر جذبی

تصویر(1) آغازی است بر طرح مدار کنترل یک چیلر جذبی که در آن به عنوان گام اول کنتاکتور برج خنک کننده(C1)، کنتاکتور پمپ آب سرد ساختمان(C2)، پمپ محلول(C3)، پمپ مبرد(C4) نشان داده شده است.

در مدار فرمان چیلر جذبی در مسیر کنتاکتورها، ده تیغه بسته مربوط به چهار رله اضافه­ بار قرار گرفته­ است. کلیه تیغه ­های بسته رله ­های اضافه ­بار به صورت سری نسبت به بوبین کنتاکتورها قرار گرفته­ اند، اما قطع یا باز شدن هر یک از آن­ها مشابه نبوده و تاثیرات متفاوتی دارد و یا به عبارت دیگر باز شدن هر یک از آن­ها منجر به قطع همه کنتاکتورها و از کار افتادن پمپ­ ها نمی­شود. در این میان باز شدن تیغه­ های باز رله(OL2) که مربوط به پمپ آب سرد ساختمان می­باشد منجر به قطع کلیه کنتاکتورها و خاموش شدن همه پمپ­ها می­شود. بعد از آن(OL4) قرار دارد که باز شدن تیغه­ های آن تاثیری بر کنتاکتور پمپ آب سرد(C2) نداشته ولی موجب قطع سایر کنتاکتورها می­شود. به همین ترتیب باز شدن تیغه­ های بسته رله­ های(OL3) و (OL1) به ترتیب در قطع کنتاکتورها(C3) و (C1) دخیل هستند و تاثیری بر سایر کنتاکتورها ندارند. در این مدار برای پمپ­های مبرد و محلول یک کلید یک پل یک راهه در نظر گرفته شده است تا بتوان آن­ها را از تابلوی فرمان چیلر خاموش کرد این کلید­ها در مدار با (SW3) و (SW4) نشان داده شده ­اند.

تصویر(2) مدار توسعه­ یافته ­تری است که در آن یک کلید سه حالته(روشن – خاموش و راه ­اندازی مجدد) به همراه سه رله وجود دارد. به این مدار کنترل کننده دمای کم(LTCO) نیز اضافه شده است که به­ صورت سری با بوبین رله نگهدارنده(HR4) قرار گرفته است و در مسیر آن کنترل کننده، تیغه باز خود رله(HR4) به عنوان خود نگهدار وجود دارد. با وصل کلید سه حالته در حالت (RESET) برای یک لحظه، رله(HR4) فعال شده و تیغه باز آن بسته می­شود. بنابراین با بسته شدن این تیغه و بسته بودن کنترل­ کننده دمای کم، مسیر جدیدی برای تغذیه رله(RH4) به وجود آمده و این رله مادامی که کنترل ­کننده دمای کم(LTCO) باز نشود، در مدار باقی خواهد ماند. یک تیغه باز این رله نیز در مسیر فرمان سه کنتاکتور(C2)، (C1) و (C3) نیز قرار گرفته است. بنابراین لازمه روشن شدن پمپ­ های محلول، مبرد و پمپ برج خنک کننده، فعال شدن رله(HR4) است؛ اما کنتاکتور پمپ آب سرد ساختمان به طور مستقیم ارتباطی با تیغه باز این رله ندارد. در عین حال رله نگهدارنده دیگری تحت عنوان(HR1) نیز به مدار اضافه شده است که تیغه ­های باز آن به صورت سری در مسیر کنتاکتور همه پمپ­ ها قرار گرفته و پمپ­ها زمانی روشن خواهند شد که رله(HR1) فعال شده و تیغه باز آن، بسته شود. یکی دیگر از تیغه ­های باز این رله در مسیر چراغ(A) قرار گرفته است، بنابراین با فعال شدن این رله، چراغ سیگنال(A) نیز به نشانه در حال کار بودن (RUN) دستگاه روشن می­شود.

در تابلو برق چیلر رله(HR1) با قرار دادن کلید سه حالته برروی (START) فعال می­شود. در این مدار یک نشان­ دهنده زمان(ET1) نیز وجود دارد که با وصل کلید سه ­حالته، به راه می­افتد.

در مدار فرمان چیلر جذبی با توجه به حالت این مدار درمی­یابیم که برای روشن کردن سیستم باید ابتدا کلید سه­ حالته را برای یک لحظه در حالت (RESET) قرار داده و بعد از آن نسبت به (START) اقدام کنیم، زیرا در غیر این صورت رله(HR4) فعال نخواهد شد و به تبع آن به غیر از پمپ آب سرد، هیچ­یک از پمپ­ ها روشن نخواهند شد. زیرا تیغه­ های باز این رله، همچنان باز خواهند ماند. اما با انجام (RESET) این رله در مدار قرار گرفته و مدار آماده می­شود که با وصل کلید (START) آغاز به کار کند.

انجام عمل (RESET) اطمینان خاطری از جهت باز نبودن کنترل­ کننده­ دمای کم(بروز یخ ­زدگی) به­ وجود می ­آورد. زیرا اگر چنین نبود، سیستم بدون توجه به چنین تمهید مهمی روشن می­شد. آنگاه خودبخود وجود چنین کنترل­ کننده با اهمیتی بی­ فایده بود. در صورت کاهش غیرمجاز دما نیز همین کنترل­ کننده باز شده و رله(HR4) را از مدار خارج می­کند و به تبع آن سه پمپ برج خنک­ کننده، محلول و مبرد نیز از مدار خارج می­شوند و دستگاه خاموش، می شود، اما پمپ آب سرد ساختمان برای ساکن نماندن آب و جلوگیری از تشدید یخ­زدگی همچنان به کار خود ادامه می­دهد.

تصویر(3) نشانگر گام سوم در تکمیل مدار کنترل یک چیلر جذبی است. به این مدار، تجهیزات دیگری اضافه شده است. اولین کنترل­ کننده ­هایی که به چشم می­آیند کلیدهای کنترل جریان با نام­های (FS1) و (FS2) هستند. این دو، کلیدهای جریانی یا همان فلوسوئیچ ­های مدار آب برج خنک­ کننده و آب سرد ساختمان هستند.

در مدار فرمان چیلر جذبی با روشن شدن پمپ آب سرد ساختمان، کلید جریانی (FS2) بسته شده و امکان برق ­رسانی به سایر پمپ­ها فراهم می­شود. چنانچه به هر دلیلی جریان آب سرد ساختمان قطع شود، این فلوسوئیچ هم قطع شده و سایر تجهیزاتی که از طریق مدار بسته آن تغذیه می­شوند را از کار باز می­دارد.

فلوسوئیچ(FS1) نیز با روشن شدن پمپ برج در مدار قرار می­گیرد و امکان برق­رسانی به چراغ(A) و از آن مهم­تر به مدار شیر کنترل ظرفیت را از طریق کلید(SW5) فراهم می­آورد.

در تابلو برق چیلر جذبی در صورت قطع جریان آب برج خنک کننده، چراغ (A) به نشانه قطع کار دستگاه خاموش شده و برق شیر کنترل ظرفیت نیز قطع می­شود. به این مدار جدید یک رله نگهدارنده (HR2) نیز اضافه شده که در مسیر آن کلید(SW7) قرار گرفته است. این کلید، رقیق­ سازی محلول به  هنگام قطع کار دستگاه است که نوعی کنترل­ کننده سطح محسوب می­شود. در واقع این کلید و رله(HR2) برای ادامه عملیات رقیق ­سازی پس از قطع کار دستگاه درنظر گرفته شده ­اند. تیغه باز این رله دقیقا به موازات تیغه باز رله(HR1) قرار گرفته است؛ بنابراین در صورت غیرفعال شدن رله(HR1) مدار پمپ­ ها برای مدتی از طریق تیغه رله(HR2) در مدار باقی می­مانند، تا محلول در حال گردش بدون بار رقیق گردد.

در مدار فرمان چیلر جذبی باید توجه داشت که با باز شدن تیغه(HR1) برق مدار شیر کنترل­ ظرفیت علیرغم وجود تیغه بسته رله(HR2) قطع می­شود. بنابراین شیر کنترل مسیر بخار یا آب گرم را مسدود کرده؛ اما پمپ­ ها به کار خود ادامه می­دهند. بنابراین محلول رقیق می­شود.

جذب بخار آب مبرد توسط لیتیم بروماید موجود در ابزوربر منجر به کاهش سطح آب در اواپراتور می­شود. در این بین چراغ(A) نیز به نشانه قطع کار دستگاه خاموش می­شود و دستگاه فقط به رقیق ­سازی می­پردازد. رسیدن سطح آب (مبرد) به پایین­ترین حد موجب باز شدن کلید(SW7) شده و رله(HR2) نیز از مدار خارج شده و به طور کلی دستگاه خاموش می­شود.

در حالت شروع به کار نیز ممکن است کلید(SW7) قطع باشد، اما در این زمان مدار از طریق رله(HR1) تغذیه می­شود. با بالا آمدن سطح آب در اواپراتور این کلید بسته شده و در آن زمان است که رله(HR2) در مدار قرار می­گیرد؛ تا امکان رقیق ­سازی پس از (STOP) به وجود آید.

تصویر(4) مداری کامل­تر از تصویر(3) را به نمایش گذاشته است. در این مدار یک کلید تحت عنوان(SW6) و یک چراغ سیگنال(R) به چشم می­خورد. این کلید هم نوعی کلید کنترل­ کننده سطح است که در مخزن جمع ­آوری گازهای غیرقابل تقطیر جای گرفته است. با افزایش سطح مایع در این مخزن، کلید (SW6) وصل شده و چراغ (R) به نشانه پرشدن مخزن و نیاز به تخلیه روشن می­شود.

در تصویر(5) تیغه باز رله(HR2) با بوبین کنتاکتور پمپ مبرد(C4) سری شده است و در مدار رله نگهدارنده(HR2) نیز یک کلید کنترل ­کننده سطح دیگر تحت عنوان(SW11) موازی با کلید کنترل سطح(SW7) قرار گرفته است. بنابراین رله(HR2) با هر یک از کلیدهای(SW7) و (SW11) در مدار باقی می­ماند. (SW7) در سطحی بالاتر از (SW11) باز می­شود، بنابراین رله (HR2) همچنان با پایین رفتن سطح مبرد به کمک کلید(SW11) در مدار باقی می­ماند. زمانی که سطح مبرد به اندازه کافی پایین رفت، کلید(SW11) نیز باز شده و رله(HR2) غیرفعال می­شود. با غیرفعال شدن این رله، تیغه آن در مسیر کنتاکتور پمپ مبرد باز شده و این پمپ را برای جلوگیری از بروز پدیده کاویتاسیون و اختلال در امر خنک ­سازی و روانکاری از کار باز می­دارد.

در تصویر(3-69)، مدار بسیار کامل­تر شده و قسمت­ های جدیدی به آن افزوده شده است. در واقع در این مدار، قسمت­های مربوط به کنترل غلظت محلول و چگونگی عملکرد شیر سایکل­ گارد که پیش از این معرفی شده ­اند به مدار تصویر(3-68) اضافه شده است.

در این مدار(CG) نماد شیر کنترل­ کننده سایکل­ گارد است که در صورت باز شدن، دهش پمپ مبرد را به مکش پمپ محلول مرتبط نموده و موجب ورود مبرد به مدار محلول می­شود تا از این طریق محلول غلیظ که احتمال کریستاله شدن چیلر ذبی را افزایش می­دهد را رقیق کند. برای فعال شدن این شیر ابتدا لازم است که رله (HR3) در مدار قرار گیرد تا تیغه باز آن که در مسیر بوبین شیر قرار گرفته است، بسته شود.

در صورتی که کلید سه ­حالته(AUTO-OFF-MAN) در حالت دستی(MAN) قرار گیرد، رله(HR3) بی­ واسطه فعال شده و شیر سایکل­ گارد یا رقیق­ سازی باز می­شود و به همراه باز شدن آن، چراغ سیگنال(W) نیز روشن می­شود.

روشن شدن این چراغ به معنای باز بودن این شیر است. چنانچه کلید سه ­حالته(SW2) در حالت(OFF) قرار بگیرد، رله(HR3) و به تبع آن شیر سایکل­ گارد به­ طور کلی از مدار خارج می­شوند و اما اگر کلید سه ­حالته در وضعیت(AUTO) قرار داده شود؛ فعال شدن رله(HR3) و به تبع آن باز شدن شیر سایکل­ گارد، منوط به عملکرد کلیدهای حرارتی(TSW1) و (TSW2) و همین­طور کلیدهای کنترل سطح مبرد(SW6-SW9-SW10) خواهد شد.

کنترل­ کننده سطح(SW10) بالاترین کلید است. وقتی سطح مبرد در اواپراتور بالا باشد، این سوئیچ بسته می­شود و رله(HR3) فعال شده و شیر سایکل گارد؛ آب را به مدار محلول می­راند. سوئیچ بسته می­شود در این حالت غلظت محلول در حد 59.5 درصد است. با کاهش سطح آب اواپراتور و همین­طور کاهش غلظت محلول، کلید کنترل کننده(SW10) به جای اصلی بازگشته و کلید(SW9) ادامه کار را به عهده می­گیرد. اما این کلید و کلید کنترل کننده سطح بعدی(SW8) تنها زمانی می­توانند مدار رله را فعال کنند که کلیدهای حرارتی(TSW1,2) نیز با حس کردن دمای محلول تحریک شده باشند.

درصورتی که سطح آب پایین­تر از حد کلید(SW10) و در حد کلید(SW9) باشد و در ضمن دمای محلول نیز در حدود 122 درجه سانتی­گراد باشد، کلید حرارتی(TSW2) نیز بسته شده و بار دیگر رله(HR2) فعال و شیر سایکل­ گارد باز می­شود. در این حالت غلظت محلول 57.6 درصد است. اما چنانچه همچنان با پایین رفتن سطح مبرد، دمای محلول زیاد باشد ( 110 درجه سانتی­گراد) کنترل­ کننده(SW8) و کلید حرارتی(TSW1) همچنان مدار را فعال نگه می­دارند تا رقیق­ سازی به ­طور انجام شود. در این حالت غلظت محلول 56.5 درصد است. با کاهش دمای محلول و رسیدن سطح مبرد به میانه کنترل کننده(SW10) و (SW9) رله (HR3) غیرفعال شده و شیر سایکل­ گارد مسیر را می­بندد.

باید توجه داشت که کلید سه­ حالته(SW2) که در ابتدای مسیر تغذیه مدار سایکل­ گارد قرار گرفته است خود از طریق تیغه بسته رله(HR1) تغذیه می­ شود. بنابراین چنانچه این رله فعال باشد، مدار رله(HR3) و شیر سایکل­ گارد از طریق پشت کلید قطع خواهد بود و در این حالت تنها از طریق مدار آن سوی کلید(AUTO یاMAN ) امکان فعال ساختن رله(HR3) وجود خواهد داشت.

در مدار نمایش داده شده در تصویر(7) شیر فلوتندر و یک کلید کمکی کنترل ظرفیت اضافه شده است. این میکروسوئیچ به عنوان یک کلید کنترل در مدار شیر کنترل ظرفیت قرار می­گیرد و با کاهش دبی سیال گرم(بخار یا آب گرم) ورودی به ژنراتور دبی محلول رقیق ورودی به ژنراتور را کاهش می­دهد. بنابراین شیر فلوتندر متناسب با شیر کنترل ظرفیت عمل می­کند.

کنترل الکترونیکی

در نسل جدید چیلرهای جذبی، PLC یا ریزپردازنده ­ها کاربرد گسترده ­ای پیدا کرده ­اند و پردازش و صدور فرامین توسط آن­ها انجام می­شود. اما در این گونه چیلرها نیز مدارهای قدرت همچنان با همان ساختار الکترومکانیکی به کار گرفته می­شوند و حتی اصول کنترل نیز همانی است که تاکنون از آن یاد کردیم.

ریزپردازنده ­ها این امکان را به­ وجود آورده ­اند که مدار فرمان از یک بخش کنترل شود. بنابراین تمامی ورودی­ ها و خروجی­ ها به یک مدول مرکزی متصل می شوند و ارتباطات نظیر به نظیر دو قطعه کنترل­ کننده به­ طور مستقیم حذف شده و کلیه ارتباطات از طریق ریزپردازنده مرکزی برقرار می­شود. ایجاد چنین تمرکزی به کمک ساختاری توانمند برای پردازش، امکان مقایسه کلیه اطلاعات ورودی و فرامین خروجی را متناسب با هم فراهم می­آورد.

استفاده از پردازشگر مرکزی این امکان را فراهم می­آورد که چیلر به صورت نرم­ افزاری و از راه دور نیز کنترل و راهبری شود. بنابراین چیلرها به راحتی در ساختار کلی سیستم­های مدیریت انرژی (EMS) و مدیریت ساختمان(BM) جای گرفته و قابلیت کنترل و تنظیم­ های متناسب با شرایط برنامه ­ریزی شده را پیدا می­کنند. در این سیستم­ها می­توان وظایفی که به عهده یک ترموستات یا کنترل­ کننده فشار بود را به ریزپردازنده محول نمود. در این صورت کافی است که حسگر اطلاعات لازم از نقاط تحت کنترل را به ریزپردازنده مخابره کند؛ آنگاه بخش ­هایی از برد مرکزی که وظیفه­ ای هم­چون بخش ­های کنترل­ کننده اصلی یا عمل کننده یک ترموستات یا کنترل ­کننده فشار را دارند وارد عمل شده و با پردازش اطلاعات ورودی، متناسب با سایر شرایط مخابره شده، فرمان مقتضی را روی ترمینال ­های خروجی می­فرستند تا دستگاه تحت تاثیر آن­ها به وضعیت دلخواه و برنامه­ ریزی شده درآید.

گزارش ­دهی ­های مختلف از طریق صفحه نمایشگر و یا چاپگر از دیگر مزایایی استفاده از پردازشگرها است.

تحریریه تیم خدمات فنی مهندسی به فیکس