Các phương pháp tự động bảo vệ máy nén lạnh
Bảo vệ tự động máy nén lạnh là giữ an toàn cho máy nén khởi sự cố, hỏng hóc bất thường khi làm việc ở chế độ nguy hiểm xảy ra. Việc bảo vệ máy nén lạnh là vô cùng quan trọng để đảm bảo hoạt động hiệu quả và an toàn cho hệ thống.
Có nhiều phương pháp tự động bảo vệ máy nén lạnh hiện đại được sử dụng phổ biến hiện nay, bao gồm.
Bảo vệ áp suất nén quá cao
Khi áp suất nén quá cao sẽ làm cho dòng điện làm việc máy nén tăng, hệ thống làm việc không hiệu quả, gây nguy hiểm cho các thiết bị trong hệ thống. Để khống chế không cho áp suất nén quá cao, trong hệ thống lạnh được sử dụng rơle áp suất cao.
Rơ le áp suất cao được lấy tín hiệu từ thiết bị ngưng tụ, bình chứa cao áp hoặc tại các khoan đẩy của máy nén. Khi áp suất nén tăng quá trị số cho phép (cài đặt), lúc này rơ le áp lực cao sẽ tác động ngắt nguồn vào cuộn dây contactor máy nén, làm cho máy nén ngưng hoạt động.
Bảo vệ áp suất hút quá quá thấp
Khi hệ thống lạnh hoạt động, vì một lý do nào đó như: tắc đường ống, rò rỉ đường ống, thiếu môi chất lạnh,….làm cho áp suất hút của hệ thống quá thấp gây ảnh hưởng đến năng suất lạnh hệ thống, bôi trơn và làm mát máy nén.
Vì thế trên đường hút hoặc khoan hút của máy nén được bố trí rơle áp suất thấp nhằm bảo vệ máy nén khí áp suất hút giảm quá thấp. Khi áp suất hút giảm quá trị số cho phép, lúc này rơ le áp lực thấp sẽ tác động ngắt nguồn vào cuộn dây contactor máy nén, làm cho máy nén ngưng hoạt động.
Bảo vệ hiệu áp lực dầu
Bảo vệ hiệu áp suất dầu được sử dụng cho các máy nén có hệ thống bôi trơn cưỡng bức bằng dầu. Áp suất dầu không là yếu tố quyết định, mà hiệu áp suất dầu mới là thông số quan trọng để đánh giá chất lượng của quá trình bôi trơn.
ΔFOil = POil – PO
POil : áp suất bơm dầu ; PO: áp suất cácte
Nếu khi máy nén hoạt động mà không, có áp lực dầu, có nghĩa hệ thống bơm dầu bị sự cố hoặc thiếu dầu trong cacte,….khi đó quá trình bôi trơn không đảm bảo, làm cho các chi tiết bị mòn và hư hỏng.
Do đó người ta lắp role hiệu áp suất dầu vào hệ thống để bảo vệ máy nén tránh hư hỏng.
Khi máy nén được tiếp điện, lúc này chưa có áp lực dầu. Khi đó điện trở nung nóng hoạt động, sau 1 một khoảng thời gian nếu áp lực dầu vẫn không có, lúc này điện trở nung nóng sẽ làm thanh lưỡng kim co dãn mở tiếp điểm T cắt nguồn vào rơ le R1 và cắt nguồn vào cuộn dây contactor máy nén KMN. Nếu khi máy nén hoạt động mà áp lực dầu bình thường thì tiếp điểm O nở ra cắt điện vào điện trở nung nóng hệ thống hoạt động bình thường.
Bảo vệ quá dòng điện
Khi máy nén hoạt động, vì lí do nào đó dòng điện làm việc của máy nén lớn hơn dòng điện định mức của động cơ, điều này làm động cơ bị quá tải, nhiệt lượng tỏa ra trên dây quấn động cơ tăng và làm cháy, chạm bộ dây quấn động cơ máy nén.
Để bảo vệ khi động cơ máy nén khi bị quá tải, người ta sử dụng rơle nhiệt (nếu động cơ một phase thì sử dụng rơle nhiệt một phase, nếu động cơ 3 phase thì sử dụng rơle nhiệt 3 phase), khi chọn rơle nhiệt phải tính toán sau cho nó phù hợp với động cơ máy nén và tác động kịp thời khi máy nén bị quá dòng.
Bảo vệ quá nhiệt dây quấn động cơ
Để hạn chế nhiệt độ dây quấn động cơ máy nén quá cao, trong bộ dây quấn động cơ người ta lắp một bộ bảo vệ quá nhiệt (thermic) áp sát vào bộ dây quấn, có thể nằm trong block hoặc nằm ngoài block. Bảo vệ quá nhiệt được lắp nối tiếp với cuộn dây contactor máy nén. Khi nhiệt độ dây quấn hoặc thân máy nén lên cao quá quy định, khi đó bộ bảo vệ quá nhiệt sẽ ngắt điện vào contactor máy nén, cắt nguồn vào máy nén.
Bảo vệ mất phase
Đối với máy nén sử dụng lưới điện 3 phase, bị mất 1 trong 3 phase thì dòng điện máy nén sẽ tăng và dẫn đến cháy động cơ. Để an toàn khi vận hành, trong hệ thống điều khiển cần phải có mạch bảo vệ khi mất phase. Nếu 1 trong 3 phase bị mất thì không cho phép khởi động hệ thống.
Có nhiều cách để bảo vệ máy nén khi mất pha, ở đây giới thiệu cách bảo vệ pha đơn giản điển hình.
Bảo vệ áp suất đầu đẩy HPC (High Pressure Control)
Dùng để bảo vệ máy nén khỏi bị hỏng khi nhiệt độ ngưng tụ tăng quá mức cho phép hoặc khi khởi động mà van chặn phía đầu đẩy chưa mở.
Tất cả các máy lạnh công nghiệp đều được trang bị thiết bị bảo vệ loại này. Đối với các máy nén lớn có thể là các thiết bị tác động một lần, đối với các máy nhỏ có thể là loại tự động đóng mạch trở lại.Thiết bị bảo vệ áp suất thường là loại rơle áp suất cao. Tín hiệu áp suất thường lấy ngay trên nắp pittông hoặc trước van chặn đầu đẩy. Rơle áp suất còn gọi là Pressostat hoặc PC (Pressostat Controler).
Bảo vệ áp suất đầu hút LPC (Low Pressure Control)
Bảo vệ áp suất đầu hút nhằm tránh tình trạng máy nén làm việc ở chế độ không thuận lợi có thể gây cháy máy nén, đặc biệt điều khiển bôi trơn thường rất kém khi áp suất đầu hút giảm quá mức.
Nguyên nhân chủ yếu làm cho áp suất đầu hút giảm là do chế độ cấp môi chất lỏng cho dàn bay hơi không đảm bảo, hoặc do phụ tải nhiệt của bình bay hơi bị giảm đột ngột vì bơm nước muối bị hỏng, quạt gió bị hỏng, tuyết đóng trên dàn quá dày cản trở trao đổi nhiệt…
Để bảo vệ áp suất đầu hút người ta dùng rơle áp suất thấp. Rơle áp suất thấp được nối với đường hút, ngay sau van chặn hút
Trên nhiều hệ thống lạnh nhỏ và trung bình, rơle áp suất hút dùng để điều chỉnh năng suất lạnh kiểu hai vị trí đóng ngắt cùng một van điện từ đứng trước van tiết lưu. Khi nhiệt độ phòng lạnh đủ thấp, rơle nhiệt độ ngắt mạch van điện từ, van điện từ ngừng cấp lỏng cho dàn bay hơi, áp suất hút giảm xuống nhanh chóng và rơle áp suất thấp ngắt mạch máy nén. Khi nhiệt độ buồng lạnh tăng, rơle nhiệt độ mở van điện từ, áp suất tăng, rơle áp suất thấp lại đóng mạch cho máy nén hoạt động.
Bảo vệ nước làm mát đầu máy nén
Tránh tình trạng nhiệt độ đầu máy nén tăng cao cần phải bảo vệ nước làm mát đầu máy nén ở áo nước làm mát. Dụng cụ bảo vệ là loại rơ le lưu lượng hay rơle dòng chảy FC (Flow Controller). Rơle lưu lượng thường được bố trí vào sơ đồ tự động đóng mạch trở lại.
Đặc biệt trong điều kiện vận hành ở Việt Nam, không những cần rơ le lưu lượng mà còn phải hạn chế nhiệt độ đầu đẩy.
Máy nén lạnh phần lớn được thiết kế chế tạo tại các nước ôn đới, khi vận hành ở các nước nhiệt đới, tất cả các thông số thiết kế như nhiệt độ nước làm mát vào, diện tích trao đổi nhiệt của áo nước, nhiệt độ cuối tầm nén, lượng nhiệt cần thải đều đạt các giá trị tới hạn nên tuổi thọ máy nén giảm đáng kể so với các số liệu cho trong catalog của nhà thiết kế.
Bảo vệ máy nén không hút phải ẩm
Đối với máy nén amoniac cỡ lớn cần thiết phải bảo vệ máy nén không hút phải ẩm, không tràn lỏng về máy nén, loại trừ va đập thủy lực gây hỏng hóc phá hủy máy nén. Khi vận hành máy nén amoniac ta gặp phải một mâu thuẫn, một mặt phải hạ nhiệt độ hơi hút xuống gần bằng nhiệt độ bay hơi để đảm bảo nhiệt độ cuối tầm nén không cao.
Mặt khác phải tăng độ quá nhiệt hơi hút để máy nén không hút phải lỏng. Kinh nghiệm vận hành cho thấy độ quá nhiệt hơi hút từ 5 – 10°C là hợp lý.
Để ngăn ngừa ẩm lọt vào máy nén, phải ngăn ngừa sự ứ lỏng trong các bình (thí dụ bình bay hơi, bình tách lỏng) trên tuyến ống hút về máy nén.
Dạng bảo vệ này thực hiện nhờ rơle mức lỏng lắp đặt trên bình bay hơi hoặc bình tách lỏng trên tuyến ống hút máy nén. Do tính chất quan trọng đặc biệt này mà thường sử dụng tới hai hoặc ba rơle mức lỏng cho cùng một bình tách lỏng hoặc bay hơi.
