نقشه سیم کشی چیلر و آشنایی با مدار فرمان چیلر تراکمی

چیلر تراکمی یکی ازمهمترین اجزای تهویه مطبوع و تاسیسات ساختمان میباشد. جهت حفظ و نگهداری چیلرها باید تسلط کافی بر اجزای مکانیکی و الکتریکال داشته باشیم. در قسمت دیگر به طور مفصل درباره تعمیر چیلر تراکمی و آشنایی با قسمت های مکانیک آن توضیح داده شده است. در این مقاله به طور مفصل میخواهیم میخوایم در خصوص آموزش و عیب یابی نقشه برق چیلر تراکمی، مدار فرمان چیلر تراکمی و مدار قدرت چیلر توضیح دهیم. در اینجا در خصوص چیلر های با کمپرسورهای سیلندر پیستونی کریر که توسط شرکت سرما آفرین تولید و عرضه میگشت را بررسی میکنیم. لذا با توجه به اینکه چیلر 30HR شرکت سرما آفرین بیشترین چیلر عرصه را چیلر های کشور درد لذا جهت تعمیر و عیب چیلر سرما افرین باید به نقشه برق آن مسلط بود.

مدار فرمان چیلر تراکمی مجهز به یک کمپرسور سیلندر-پیستونی

تصاویر­ زیر مدار فرمان چیلر و مدار قدرت نوعی چیلر تراکمی ساخت شرکت کریر که دارای ظرفیت حداکثر30 تن تبرید است رانشان می­دهند. این چیلر در دو مدل (30HK) و (30HL) به ترتیب با کندانسور آبی و کندانسور هوایی مورد استفاده قرار می­گیرد.

ظرفیت چیلر تراکمی مورد مطالعه حداکثر 30 تن تبرید نامی است، بنابراین انواع کمپرسور چیلر با سربندی ستاره برای آن در نظر گرفته شده است، فعال شدن کنتاکتور (C) موجب بسته شدن تیغه های باز (C) شده و در صورتی که کلید اتوماتیک (CB) در حالت وصل باشد، کمپرسور روشن خواهد شد.

نمادها و حروف اختصاری مدار فرمان چیلر و مدار قدرت نمایش داده شده در تصویر به ترتیب، عبارتنداز:

C: کنتاکتور

CB: کلید اتوماتیک

CH: گرمکن برقی کارتل که به منظور گرم نگه­داشتن روغن پیش از راه ­اندازی مورد استفاده قرار می­گیرد.

CHR: رله گرمکن برقی کارتل

COMPR: کمپرسور نیمه بسته سیلندر_پیستونی، منظور از نیمه بسته این است که الکتروموتور و کمپرسور در یک پوسته قرار گرفته و دسترسی به موتور به صورت مستقل و آسان وجود ندارد، اما در عین حال بخشی از کمپرسور اند سر سیلندرها و یا پمپ روغن قابل دسترسی هستند، بنابراین کمپرسور کاملا بسته نیست.

CS: تیغه های فرمان ترموستات چند مرحله­ای

DT: حسگر دمای سمت دهش، حسگر حرارتی دهش.

HP: کنترل کننده فشار زیاد که حسگر آن روی خط دهش کمپرسور نصب می­شود.

LLS: شیر یرقی خط مایع که در مسیر مایع مبرد قبل از اواپراتور و بعد از کندانسور قرار می­گیرد.

LP: کنترل کننده فشار کم که حسگر آن روی خط مکش کمپرسور نصب می­شود.

LWTC: ترموستات آنتی فریز برای جلوگیری از یخ­زدگی احتمالی اواپراتور.

OPSS: کنترل کننده فشار رغن کمپرسور که دارای دو حسگر برای سنجش فشار روغن کارتل و فشار مکش کمپرسور است.

PL: سرسیم نر و ماده برای برقراری اتصال الکتریکی.

SW: کلید فرمان روشن و خاموش

tpTB: ترمینال

UNLOADER: شیر برقی تغییر ظرفیت، این شیر برقی که بر روی سرسیلندرهای کمپرسور نصب می­شود، با فرمان ترموستات فعال شده و اجازه می­دهد تا روغن­، صفحه ­ای را در بین سوپاپ مکش و دهش به بالا رانده تا ارتباط این دو سوپاپ به صورت مستقیم برقرار شود. در این حالت، علی­رغم حرکت پیستون در داخل سیلندر، هیچ­گونه عمل تراکمی صرت نمی­گیرد. بنابراین کمپرسور با ظرفیت کمتری کار خواهد کرد. با افزایش بار و نیاز به کار کمپرسور با تمام ظرفیت، شیر برقی توسط ترموستات فعال شده مسیر روغن را مسدود می­سازد، در این وضعیت ارتباط مستقیم دو سوپاپ مکش و دهش قطع شده و حرکت پیستون در داخل سیلندر منجر به متراکم شدن گاز خروجی می­شود.

ORN،BLK،BLU،RED،YEL به ترتیب رنگ­های زرد، قرمز، قهوه­ای، آبی، سیاه و نارنجی سیم­های مدار فرمان در تابلوی برق چیلر هستند.

در مدار فرمان چیلر، خطوط فاز و نول(220V) از طریق ترمینال­های(13) و (14) مدار را تغذیه می­کنند.

خط نول در پایه سمت راست نردبان از طریق ترمینال­های (4)،(2)، (3)و (1) به طور مستقیم به یک سر مصرف کننده ها اعم از شیر برقی، گرمکن­ها، چراغ، رله و یا کنتاکتور متصل شده است. اما خط فاز، باید راه نسبتا طولانی­ تری را برای رسیدن به سر هر یک از تجهیزات کنترل الکتریکی یا مصرف کنندگان مدار بپیماید.

خط (LI) پس از گذر از کلید اتوماتیک(CBB)، سه مسیر پیش رو خواهد داشت. اولین مسیر پس از گذر از(CB3) به گرمکن الکتریکی روغن (CH) که در کارتل کمپرسور تعبیه شده است ختم می­شود. در مسیر گرمکن (CH)، تیغه­ ی بسته کنتاکتور(C) قرار گرفته است. بنابراین در زمان معینی با ورود کنتاکتور(C) به مدار، گرمکن روغن(CH) از مدار خارج خواهد شد و درست هم همین است. زیرا روغن به هنگام کا کمپرسور نیازی به گرم­ شدن و روان شدن از این طریق را ندارد؛ اما پس از قطع کار کمپرسور، روغن در کارتل جمع شده و ممکن است در راه ­اندازی مجدد برای عملیات روغن­کاری چندان روان نباشد. از همین رو لازم است که به هنگام قطع کار کمپرسور، گرمکن با گرم کردن روغن، مانع از سفت شدن آن شود.

مسیر دوم خط(LI) پس از کلید فرمان (SW) به چراغ راهنمای(R) ختم می­شود. چنانچه کلید در حالت بسته باشد، چراغ (R) به معنی وصل بودن مدار فرمان چیلر روشن می­شود. روشن بودن این چراغ به هیچ وجه به معنای روشن بودن کمپرسور و یا حتی بدون عیب بودن آن نیست. این چراغ تنها نشانگر حضور برق در مدار فرمان چیلر و وصل کلید (SW) است.

مسیر سوم یا مسیر خط (LI) پس از گذر از ترموستات ضد یخ (LWTC) به ترموستات چند مرحله ­ای اصلی که وظیفه راهبری چیلر در شرایط دلخواه را به عهده دارد، ختم می­شود. از این پس، خروجی­های ترموستات به طور مستقیم و غیر مستقیم سایر تجهیزات را تغذیه و راهبری می­کنند.

چنانچه تحت شرایط دمایی از پیش تعریف شده، ارتباط (R-B) تیغه (CSI) ترموستات به وضعیت (R-Y) در آید، و ارتباط (R-B) تیغه (CS3) همچنان برقرار بماند، چیلر در وضعیت بار کم روشن خواهد شد.

در این حالت شیر برقی بی­ بارکننده از طریق ترمینال (6) و تیغه بسته (CS3) که در حالت (R-B) قرار گرفته است از ترمینال (Y) تیغه (CSI) ترموستات تغذیه می­شود. بنابراین با تغییر وضعیت تیغه (CSI) از وضعیت (R-B) به (R-Y)، شیر برقی بی ­بار کننده فعال خواهد شد.

از طرف دیگر خط (LI) به طور هم­زمان پس از گذر از تیغه (R-Y) ترموستات، مسیر دیگری را برای راه ­اندازی کنتاکتور کمپرسور(C) و باز نمودن شیر برقی مایع (LLS) در پیش می­گیرد. جریان التریکی پس از عبور از کنترل کننده های مختلفی که همگی به صورت سری با یکدیگر قرار گرفته­ اند.

از طریق ترمینا­ل­های (5) و (4) به کنتاکتور(C) و شیر برقی خط مایع (LLS) می­رسد و هر دو را فعال می­کند بنابراین در یک زمان شیر برقی بی ­بارکننده، شیر برقی خط مایع و کنتاکتور کمپرسور (C) فعال شده و چیلر با ظرفیت کم، راه­ اندازی می­شود.

در صورت افزایش بار، تیغه (CS3) ترموستات تغییر وضعیت داده و از حالت (R-B) به حالت (R-Y) در می ­آید. در این صورت شیر برقی بی ­بارکننده از مدار خارج شده و چیلر با به کارگیری کلیه سیلندرها با تمام ظرفیت به کار ادامه می­دهد. به محض ورود کنتاکتور(C) به مدار، تیغه ­ی بسته آن که در مدار گرمکن روغن (CH) قرار گرفته، باز شده و گرمکن الکتریکی از مدار خارج می­شود.

چنانچه هیچ مشکلی از نظر یخ زدگی، فشار بالا، فشار پایین و فشار روغن به وجود نیاید، چیلر به کار خود ادمه خواهد داد؛ مگر اینکه ترموستات با توجه به ایجاد شرایط دلخواه موجب کاهش بار کمپرسور و سپس قطع کار آن شود. در این مدل با فرمان قطع ترموستات به طور هم­زمان شیر برقی خط مایع (LLS) بسته و کنتاکتور کمپرسور(C) غیرفعال می­شود.

به موازات شیر برقی خط مایع (LLS) و بین ترمینال­های (1) و (4) گرمکن کنترل کننده فشار روغن به چشم می­خورد. چنانچه به هر دلیلی اختلاف فشار بین سمت مکش و دهش پمپ روغن کاهش یابد، گرمکن الکتریکی کنترل کننده توسط سوئیچ (OPSS) فرعی در مدار قرار گرفته و پس از این که به اندازه کافی گرم شد، موجب قطع اتصال حرارتی (OPSS) اصلی که در مسیر شیر برقی خط مایع (LLS) و کنتاکتور کمپرسور(C) قرار گرفته است، می­شود.

توضیح این نکته ضروری است که در مدار فرمان چیلر در حالت خاموش نمایش داده شده است. در صورتی که مدار فعال و کمپسور روشن شود. فشار روغن و اختلاف آن با فشار مکش به حد قابل قبولی خواهد رسید که موجب باز شدن سوئیچ فرعی (OPSS) در دو سر(T1) و (T2) می­شود. در نتیجه در حالت عادی، گرمکن کنترل کننده در مدار نخواهد بود. ترمینال­ (12) که به ترمینال (R) تیغه (CS3) ترموستات متصل شده است می­تواند برای تغذیه مدار فن­های کندانسور هوایی مورد استفاده قرار گیرد.

مدار فرمان و قدرت چیلر تراکمی مجهز به چند کمپرسور سیلندر-پیستونی

تصاویر نشان­ دهنده مدارهای فرمان و قدرت چیلر تراکمی مجهز به چهار کمپرسور است. چیلر مورد بررسی ساخت شرکت کریر به ظرفیت اسمی 160 تن تبرید است.

سیم پیچ هر یک از کمپرسورها به صورت دو کلاف ستاره هستند که در هنگام راه ­اندازی ممکن است با هم یا با فاصله زمانی اندک یکی پس از دیگری در مدار قرار گیرند، در این صورت استفاده از تایمر برای ایجاد تاخیر ضروری است. ترتیب کار چیلر از کمپرسور یک تا چهار است، اما با کلید (TS) می­توان ترتیب روشن شدن کمپرسورها را تغییر داد.

در صورت تغییر حالت این کلید، ابتدا کمپرسور(3) و پس از آن به ترتیب کمپرسورهای (1)، (2)، (4) وارد مدار می­شوند بنابراین یکی از راه های کنترل ظرفیت این­گونه چیلرها، خاموش و روشن کردن متوالی کمپرسورها است. ضمن این که هر یک از کمپرسورها و یا تعدادی از آن­ها می­توانند مجهز به سیستم بی ­بار کنده نیز باشند.

چنانچه مقدار بار مورد نیاز کاهش یابد، ابتدا سیستم بی­ بار­کننده (Unloader) وارد مدار شده و تعدادی از سیلندرها به صورت خلاص کار می­کنند و در صورت کاهش بیشتر بار، به طور کلی کمپرسور از مدار خارج می­شود.

در صورت کاهش هر چه بیشتر بار، این فرایند در مورد سایر کمپرسورهایی که مجهز به سیستم بی­ بار کننده هستند نیز تکرار می شود، تا جایی که کلیه آن­ها از مار خارج شوند.

نمادها و حروف اختصاری مدار نمایش داده شده در تصویر  به ترتیب، عبارتند از:

C: کنتاکتور ستاره اول کمپرسور

CA: کنتاکتور ستاره دوم کمپرسور

CB: کلید اتوماتیک مدار قدرت یا فرمان

CH: گرمکن روغن

CHR: رله گرمکن روغن

J: پل- ارتباط مستقیم الکتریکی بین دو ترمینال

LLS: شیر برقی

LWTC: ترموستات ضد یخ­ زدگی

NC: تیغه­ ی بسته

NO: تیغه­ ی باز

OL: رله­ ی اضافه­ بار ( رله حرارتی )

 Ops یا opss: کنترل­کننده فشار روغن

RR: رله ­کمکی تجدیدچرخه

Compr: کمپرسو­ر

CR: رله کنترل

CS4: کلید قطع­ و­ وصل کمپر­سور چهارم (با این کلید می­توان در صورت نیاز کمپر­­سور چهارم را به صورت دستی از مدار خار­ج کرد.)

DT: حسگر دمای خط دهش

HP: کنترل کننده فشار زیاد

SM: حسگر حرارتی داخل موتور برای محافظت از افزایش غیرمجاز دمای موتور

ST: کلید قطع وصل

TB: ترمینال

U: شیر برقی کنترل ظرفیت کمپرسو­ر

 با وصل دو کلید اتوماتیک ( (CB5A و (CB5B) مدار فرمان برق­دار شده و خط فاز (L1) قبل از گذر از سوئیچ (ST) چهار، گرمکن الکتریکی روغن را روشن می کند. گرمکن­ها پس از روشن شدن هر یک از کمپرسورها، یا باز شدن تیغه های بسته (CHR3)،(CHR2)،(CHR1) و (CHR4) از مدار خارج می­شوند.

با فشردن کلید فرمان (ST) که از نوع چراغ­دار می­باشد، برق از مسیر تیغه های بسته (SM2)،(SM1)،(RR) و عبور از تیغه های بسته کنترل کننده فشار بالا و فشار روغن، موجب فعال شدن رله کمکی (SR1) می­شود، هم­زمان رله کمکی (CR2) نیز از طریق تیغه ­ی بسته کنترل کننده فشار کم(LP1) در مدار قرار می­گیرد با راه­ اندازی رله (CR1) تیغه باز آن که به موازات تیغه بسته رله (RR) قرار گرفه است، بسته می­شود. در نتیجه هر دو رله(CR1) و (CR2) از دو مسیر بسته رله (RR1) و (CR1)تغذیه خواهند شد.

به این ترتیب علی­رغم باز شدن تیغه (RR)در آینده­ای نزدیک، برق دو رله (CR1) و (CR2) قطع نخواهد شد. مشابه همین وضعیت برای رله های (CR3) و (CR4) که به موازات دو رله (CR1) و (SR2) قرار گرفته ­اند، به وجود خواهد آمد. بنابراین هر چهار رله به طور هم­زمان فعال می­شوند. در این حالت، چنانچه هر یک از تجهیزات کنترل کننده و محافظ مانند حسگرهای حرارتی موتور (SM) و یا کنترل کننده های فشار بالا، فشار کم و یا فشار روغن تحت تاثیر شرایط غیرطبیعی قرار گیرند، مدار قطع خواهد شد.

رله های (CR3)،(CR2)،(CR1) و (CR4) وظیفه مهم دیگری را نیز به عهده دارند، همان­طور که اشاره شد، پس از فعال شدن این رله ها، کلیه تیغه های بسته، باز و همه تیغه های باز آن­ها، بسته خواهد شد، بسته شدن این تیغه ها­ کنتاکتورهای اصلی و شیرهای برقی خط مایع و بی­ بارکننده را آماده پذیرش فرمان از سوی ترموستات می­کنند. بنابراین کلیه کنترل کننده های چیلر همچون حسگرهای حرارتی موتور و یا کنترل کننده های فشار از طریق قطع برق رله های (CR3)،(CR2)،CR1)) و (CR4) موجب قطع کار کمپرسورها خواهند شد وتنها ترموستات چند مرحله­ای و ترموستات ضدیخ از این قاعده مستثنی هستند. این ترموستات­ها به طور مستقیم باعث قطع برق کنتاکتورهای اصلی می­شوند.

هم­زمان با فعال شدن رله های (CR)، جریان الکتریکی از طریق ترمینال (2) و گذر از تیغه بسته ترموستات ضدیخ وارد ترموستات چند مرحله­ای الکترونیکی می­شود. از این پس تمامی تجهیزات الکتریکی تابلوی برق تحت تاثیر فرامین این ترموستات عمل خواهند کرد. مشروط بر این­ که رله های (CR) فعال بوده و تیغه های کلیه کنترل کننده ها در حالت صل باشند.

ترموستات الکتریکی دارای هشت سوئیچ است، که هر یک از آن­ها دارای دو وضعیت باز و بسته هستند. این سوئیچ­ به ترتیب تحت تاثیر فرامین حسگر(TC) که از دمای آب برگشت ساختمان متاثر می_شود عمل می­کنند، به این ترتیب ترمینال­های(C2)،(C1)،(C5) و(C7) ترموستات برق­دار خواهند شد و در صورت تغییر وضعیت تیغه (C1)از حالت (NC) به (NO) جریان الکتریکی در بخشی از مدار جاری شده و نتایج زیر را همراه خواهد داشت:

 1-رله (RR) از طریق ترمینال (5) تحریک شده و تیغه های بسته آن باز می­شوند. اما رله های (CR) همچنان در مدار باقی خواهند ماند، زیرا این رله ها قبلا تحریک شده و از طریق تیغه های (CR1) و (CR3) تغذیه می­شوند. در واقع نقش رله (RR)، تحمیل تابعیت رله(CR3)،(CR2) ، (CR1) و(CR4) در خطوط خروجی ترموستات اصلی می­باشد. با نگاهی دقیق­تر به مدار کنترل درمی­یابیم که تعدادی از خطوط، به صورت مستقیم تحت تاثیر ترموستات قرار می­گیرند، اما ترموستات بدون وجود رله(RR) کنترلی بر روی برخی از خطوط ندارد.

2-ترمینال(60) از طریق وضعیت(NC) تیغه(C4) برق­دار شده و (U1) در مدار قرار می­گیرد. بنابراین کمپرسور چهارم با ظرفیت کمتر کار خواهد کرد.

3- چراغ(R2) به نشانه روشن بودن کمپرسور شماره(2) روشن می­شود.

4-ترمینال(34) و شیربرقی کنترل ظرفیت(U3) از طریق وضعیت(NC) تیغه(C6) و وضعیت(NO) تیغه(C3) مجددا برق­دار می­شود. در صورت تغییر وضعیت تیغه(C6) از حالت بسته(NC) به حالت باز(NO) بار دیگر(C3) از مدار خارج می­شود.

نتایج حاصل از تغییر تیغه(C6) و (C1) چنین خواهد بود:

1-خروج(U3) از مدار، تحت تاثیر تغییر وضعیت تیغه(C6) از حالت(NC) به (NO)

2-روشن شدن کمپرسور شماره(4) تحت تاثیر تحریک کنتاکتورهای(C4) و (CA4) از طریق ترمینال(36) و تیغه(CR4) که قبلا با تحریک رله(CR4) به صورت بسته درآمده بود.

قبل از ترمینال(36) و تیغه(CR4)، کلید یک حالته(CS4) به چشم می­خورد. در حال حاضر این کلید دستی در حالت وصل فرض شده است. در حالی که می­توان این کلید را در حالت قطع قرار داد. در این صورت علی­رغم فرامین صادره از سوی ترموستات، کمپرسور چهارم روشن نخواهد شد.

3-روشن شدن چراغ(R4) به نشانه راه ­اندازی کمپرسور شماره(4)

4-خارج شدن گرمکن روغن کمپرسور(4) تحت تاثیر تحریک رله(CHR4)

5-تحریک(U3) به دلیل تغییر وضعیت تیغه(C7)

ماحصل تغییر وضعیت تیغه(C8) ترموستات از وضعیت(NC) به (NO)، خروج مجدد(U3) از مدار است. در این حالت چیلر با تمام ظرفیت به کار ادامه خواهد داد.

پس از بررسی نتایج حاصل از تغییر وضعیت تیغه(C1) به نتایج حاصل از تغییر وضعیت تیغه(C2) ترموستات می­پردازیم؛ و فرض را بر این گذاشته­ایم که عملکرد کمپرسور(3) به تنهایی پاسخ­گوی نیازهای برودتی ساختمان نبوده و حسگر (TC) با توجه به دمای آب برگشت، لزوم روشن شدن کپرسورهای دیگر و کارکرد چیلر با ظرفیت بیشتر را تایید می­کند.

نتیجه تغییر وضعیت تیغه (C2) ترموستات از حالت (NC) به (NO) چنین است:

1- باز شدن شیربرقی (LLS1) از طریق تیغه (CR1) که در حال حاضربه دلیل برق­دار شدن رله (CR1) به حالت بسته درآمده است.

2- تحریک کنتاکتورهای کمپرسور یک (C1 و CIA) از طریق ترمینال (63)

3- تحریک رله (CHR1) هم­زمان با روشن شدن کمپرسور و باز شدن تیغه (CHR1) و خارج شدن گرمکن روغن کمپرسور شما

4- روشن شدن چراغ (R1) به نشانه­ راه ­اندازی کمپرسور شماره یک از طریق تیغه (CR2) که در حال حاضر در وضعیت بسته قرار گرفته است.

نتایج حاصل از تغییر وضعیت تیغه های (C4)،(C3) و (C5) از حالت (NC) به (NO) عبارتنداز:

1-قطع برق(U3) که پیش از این از طریق وضعیت(NC) تیغه(C4) تغذیه می­شد.

2-برق­دار شدن کنتاکتورهای(C2) و (C2A) و روشن شدن کمپرسور شماره(2) از طریق تیغه(CR2) که در حال حاضر در وضعیت بسته قرار گرفته است.

3-تحریک رله(CHR2) و خارج شدن گرمکن(CH2) از مدار.

4-ترمینال(34) از طریق وضعیت(NC) تیغه(C3) برق­دار شده و (U3) در مدار قرار می­گیرد. همان­گونه که پیش از این گفته شد با تحریک (U1) و (U3) چیلر در وضعیت بار کم قرار گرفته و با ظرفیت پایین آغاز به کار می­کند. در صورت نیاز با فرمان ترموستات ممکن است چیلر در وضعیت بار کامل قرار گیرد.

5-کنتاکتور(C3) و (C3A) و رله(CHR3) از طریق کلید دو حالته (TS) تحریک شده و کمپرسور(3) روشن می­شود. در این حالت فرض بر این است که کلید(TS) در وضعیت روشن نمودن کمپرسور(3) قرار گرفته است و حال اینکه این کلید می­تواند در حالتی دیگر، ابتدا باعث روشن شدن کمپرسور یک شود. همان­گونه که قبل اشاره شد، روشن شدن این نوع چیلر به دو گونه صورت می­پذیرد صورت اول به ترتیب شامل حالت روشن شدن کمپرسور 3 1 2 4 است. در صورت دوم شامل روشن شدن کمپرسورها به صورت 3 1 2 4 میباشد.

تحریریه تیم خدمات فنی مهندسی به فیکس