Danfoss Chłodnictwo przemysłowe Aplikacje z użyciem amoniaku i CO2 Application guide [pl]

Podręcznik aplikacji

Chłodnictwo przemysłowe

Aplikacje z użyciem amoniaku i CO2

www.danfoss.com/ir

Przykłady zastosowań	Automatyka do Przemysłowych Układów Chłodniczych z użyciem amoniaku i CO2
Spis treści		stronie
	Przedmowa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . . 3
	1. Wprowadzenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . . 4
	2. Regulacja pracy sprężarki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . . 6
	2.1 Regulacja wydajności sprężarki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 6
	2.2 Regulacja temperatury tłoczenia przez wtrysk cieczy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 10
	2.3 Regulacja ciśnienia w skrzyni korbowej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 13
	2.4 Zapobieganie przepływowi wstecznemu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . . . . 14
	2.5 Podsumowanie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 15
	2.6 Dokumenty źródłowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 16
	3. Regulacja pracy skraplacza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 17
	3.1 Skraplacze chłodzone powietrzem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 17
	3.2 Skraplacze natryskowo-wyparne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . . . . 22
	3.3 Skraplacze chłodzone wodą . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 25
	3.4 Podsumowanie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 27
	3.5 Dokumenty źródłowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 27
	4. Regulacja poziomu cieczy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 28
	4.1 Układ regulacji poziomu cieczy po stronie wysokiego ciśnienia . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 28
	4.2 Regulacja poziomu cieczy po stronie niskiego ciśnienia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 32
	4.3 Podsumowanie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 36
	4.4 Dokumenty źródłowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 36
	5. Regulacja pracy parownika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 37
	5.1 Zasilanie ciśnieniowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 37
	5.2 Zasilanie pompowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 42
	5.3 Odszranianie gorącymi parami przy ciśnieniowym zasilaniu parownika . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 45
	5.4 Odszranianie gorącymi parami chłodnic powietrza zasilanych pompowo . . . . . . . . . . . . . .	. . . 51
	5.5 Parowniki ze zmienną temperaturą wrzenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 54
	5.6 Regulacja temperatury medium chłodzonego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 55
	5.7 Podsumowanie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 57
	5.8 Dokumenty źródłowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 58
	6. Obieg oleju . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 59
	6.1 Chłodzenie oleju . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 59
	6.2 Regulacja ciśnienia oleju . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 63
	6.3 Układ powrotu oleju . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 66
	6.4 Podsumowanie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 68
	6.5 Dokumenty źródłowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 69
	7. Układy zabezpieczające . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 70
	7.1 Zawory bezpieczeństwa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 70
	7.2 Wyłączniki ciśnieniowe i temperaturowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 74
	7.3 Wyłączniki zależne od poziomu cieczy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 75
	7.4 Detektory gazu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 76
	7.5 Podsumowanie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 78
	7.6 Dokumenty źródłowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 78
	8. Regulacja pracy pomp czynnika chłodniczego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 79
	8.1 Zabezpieczenie pompy z wykorzystaniem presostatu różnicowego . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 79
	8.2 Upustowa regulacja wydajności pompy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 81
	8.3 Regulacja różnicy ciśnienia przed i za pompą . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 82
	8.4 Podsumowanie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 83
	8.5 Dokumenty źródłowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 83
	9. Inne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 84
	9.1 Filtry odwadniacze w układach z czynnikami fluorowcopochodnymi . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 84
	9.2 Usuwanie wilgoci z układów amoniakalnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 86
	9.3 Układy odpowietrzania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 88
	9.4 Układ odzysku ciepła . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 90
	9.5 Dokumenty źródłowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 92
	10. Wykorzystanie CO2 w układach chłodniczych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 93
	10.1 CO2 jako czynnik chłodniczy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 94
	10.1 CO2 jako czynnik chłodniczy (ciąg dalszy) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 95
	10.2 CO2 jako czynnik chłodniczy w układach przemysłowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 95
	10.3 Ciśnienie obliczeniowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 97
	10.4 Bezpieczeństwo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 99
	10.5 Sprawność . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 100
	10.6 Olej w układach CO2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 100
	10.7 Porównanie różnych cech elementów stosowanych w obiegach chłodniczych CO2, amoniaku i R134a	. . . 102
	10.8 Woda w układach CO2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . 104
	10.9 Usuwanie wody . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . 107
	10.10 Jak woda wnika do układu CO2? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 111
	10.11 Różne zagadnienia, które należy wziąść pod uwagę w układach chłodniczych z CO2 . . . . . . . .	. . 112
	11. Pośrednie układy pompowe oparte na CO2 jako czynniku chłodniczym . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . 115
	12. Metody regulacji układów CO2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 125
	13. Projektowanie instalacji podkrytycznej z CO2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 126
	13.1 Elektroniczna regulacja poziomu cieczy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 126
	13.2 Odszranianie gorącymi parami chłodnic powietrza zasilanych pompowo . . . . . . . . . . . . . .	. . 127
	14. Produkty Danfoss do układów podkrytycznych z CO2   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . 129
	15. Pełna oferta produktów ze stali nierdzewnej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 131
	16. Dodatek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 133
	16.1 Typowe układy chłodnicze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 133
	17. Regulatory dwustanowe i o ciągłym sygnale wyjściowym . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 138
	17.1 Regulacja dwustanowa (ON/OFF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 139
	17.2 Regulacja ciągła . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 140
	Spis materiałów źródłowych w porządku alfabetycznym . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. . . 146

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

DKRCI.PA.000.C6.49 / 520H2378

1

Przykłady zastosowań	Automatyka do Przemysłowych Układów Chłodniczych z użyciem amoniaku i CO2

Przedmowa	Niniejszy przewodnik po aplikacjach został
	opracowany jako dokument informacyjny.
	Materiał ten ma na celu dostarczenie odpowiedzi
	na różnorodne pytania dotyczące regulacji
	w przemysłowych instalacjach chłodniczych.
	W odpowiedzi na te pytania przedstawiono zasadę
	działania poszczególnych układów regulacji,
	załączając odpowiednie przykłady z wykorzystaniem
	produktów firmy Danfoss, projektowanych z myślą
	o chłodnictwie przemysłowym. W przykładach
	tych nie uwzględniono wydajności i sprawności,
	a parametry robocze każdej zastosowania
	powinny być odpowiednio dobrane przed
	zastosowaniem określonego spososbu regulacji.
	Na rysunkach nie pokazano wszystkich zaworów,
	a rysunków nie należy kopiować do celów
	projektowych.

W celu wykonania kompletnego projektu instalacji niezbędne jest skorzystanie również

z innych narzędzi, takich jak katalogi producenta, czy programy doborowe (np. katalog chłodnictwa przemysłowego firmy Danfoss i oprogramowanie DIRcalc).

DIRcalc, to program do doboru zaworów i armatury firmy Danfoss, dedykowanych dla chłodnictwa przemysłowego. DIRcalc jest udostępniany nieodpłatnie.

W celu jego pozyskania należy skorzystać ze strony www.danfoss.pl lub skontaktować z lokalnym przedstawicielem firmy Danfoss.

Prosimy o kontakt z firmą Danfoss, jeśli tylko pojawią się pytania na temat metod regulacji, zastosowania i regulatorów opisanych

w niniejszym przewodniku.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

DKRCI.PA.000.C6.49 / 520H2378

3

Przykłady zastosowań	Automatyka do Przemysłowych Układów Chłodniczych z użyciem amoniaku i CO2
1. Wprowadzenie	Pompowy układ chłodniczy
		<![if ! IE]> <![endif]>02	<![if ! IE]> <![endif]>2012-10
	Sprężarka	<![if ! IE]> <![endif]>Danfoss Tapp0015
		Odolejacz
		Skraplacz
	Chłodnica oleju
		Zbiornik cieczy
		Zawór
		rozprężny 1
		Separator cieczy
		Pompa czynnika
		chłodniczego
	Parownik

Czynnik w fazie gazowej pod wysokim ciśnieniem Czynnik w fazie ciekłej pod wysokim ciśnieniem Mieszanina cieczy i pary

Czynnik w fazie gazowej pod

niskim ciśnieniem Czynnik w fazie ciekłej pod

niskim ciśnieniem Olej

À Regulacja pracy sprężarki

W jakim celu?

–Po pierwsze: regulacja ciśnienia ssania;

–Po drugie: zapewnienie niezawodnego działania sprężarki (start/stop itp.)

W jaki sposób?

–Regulacja wydajności sprężarki w zależności od obciążenia cieplnego poprzez: upust gorącego gazu ze strony wysokiego ciśnienia na stronę niskiego ciśnienia, regulację obiążenia ON/OFF lub zmianę prędkości obrotowej wału sprężarki;

–Zainstalowanie zaworu zwrotnego na przewodzie tłocznym w celu zabezpieczenia przed wstecznym przepływem czynnika w kierunku sprężarki;

–Utrzymywanie ciśnienia i temperatury po stronie ssawnej i tłocznej w dozwolonym zakresie parametrów roboczych.

Á Regulacja temperatury oleju

W jakim celu?

–Utrzymywanie optymalnej temperatury i ciśnienia oleju, w celu zapewnienia bezawaryjnej pracy sprężarki.

W jaki sposób?

–Ciśnienie: utrzymywanie i regulacja różnicy ciśnień niezbędnej do cyrkulacji środka smarnego w sprężarce, utrzymywanie ciśnienia w skrzyni korbowej (tylko w przypadku sprężarek tłokowych);

–Temperatura: rozdział przeplywu oleju przez i poza chłodnicę oleju, regulacja natężenia przepływu powietrza lub wody przez chłodnicę oleju;

–Poziom oleju: powrót oleju w układach amoniakalnych i w niskotemperaturowych instalacjach z czynnikami syntetycznymi.

4

DKRCI.PA.000.C6.49 / 520H2378

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Przykłady zastosowań	Automatyka do Przemysłowych Układów Chłodniczych z użyciem amoniaku i CO2

1. Wprowadzenie

(ciąg dalszy)

 

 Regulacja pracy skraplacza

W jakim celu?

–Utrzymywanie ciśnienia skraplania powyżej minimalnego poziomu, gwarantującego odpowiedni przepływ czynnika chłodniczego przez urządzenia rozprężające;

–Zapewnienie prawidłowego rozprowadzenia czynnika w układzie.

W jaki sposób?

–Przerywana praca lub regulacja prędkości obrotowej wentylatorów skraplacza, regulacja przepływu wody chłodzącej, zalewanie skraplacza ciekłym czynnikiem chłodniczym.

à Regulacja poziomu cieczy

W jakim celu?

–Uzyskanie prawidłowego przepływu ciekłego czynnika chłodniczego ze strony wysokiego ciśnienia na stronę niskiego ciśnienia, zgodnie z bieżącym zapotrzebowaniem;

–Zapewnienie bezpiecznego i niezawodnego działania urządzeń rozprężnych.

W jaki sposób?

–Regulacja stopnia otwarcia urządzenia rozprężnego, w zależności od zmian poziomu cieczy.

Å Regulacja pracy parownika

W jakim celu?

–Po pierwsze: utrzymywanie stałej temperatury medium;

–Po drugie: optymalizacja pracy parownika;

–W przypadku zasilania ciśnieniowego: zabezpieczenie przed przedostaniem się ciekłego czynnika chłodniczego z parownika do przewodu ssawnego sprężarki.

W jaki sposób?

–Zmiana natężenia przepływu czynnika przez parownik, w zależności od zapotrzebowania mocy chłodniczej;

–Odszranianie parowników.

Æ Układy zabezpieczające

W jakim celu?

–Zapobieganie przed wystąpieniem niepożądanych wartości ciśnienia w aparatach;

–Ochrona przed uszkodzeniem sprężarki wskutek uderzenia cieczy, przeciążenia, braku oleju, przegrzania itp.;

–Ochrona przed uszkodzeniem pompy w następstwie kawitacji.

W jaki sposób?

–Instalacja zaworów bezpieczeństwa w miejscach zagrożonych występowaniem zbyt dużego ciśnienia;

Ä Regulacja pracy pomp czynnika

W jakim celu?

–Zapewnienie prawidłowej pracy pomp, dzięki utrzymywaniu przepływu w zakresie dozwolonych parametrów roboczych;

–Utrzymanie odpowiedniej różnicy ciśnień przed i za pompą (w niektórych układach).

W jaki sposób?

–Zaprojektowanie linii upustowej, tak aby wydajność pompy kształtowała się na poziomie wyższym od minimalnego dozwolonego przepływu;

–Wyłączenie pompy, gdy nie ma możliwości utrzymania dostatecznej różnicy ciśnień.

–Instalacja zaworu regulującego ciśnienie tłoczenia.

–Wyłączenie sprężarki i pompy, jeśli ciśnienie na wlocie lub wylocie, lub różnica tych ciśnień wykroczy poza dopuszczalny zakres;

–Wyłączenie układu lub jego części,

w przypadku przekroczenia dopuszczalnego poziomu w zbiorniku lub separatorze cieczy.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

DKRCI.PA.000.C6.49 / 520H2378

5

Przykłady zastosowań	Automatyka do Przemysłowych Układów Chłodniczych z użyciem amoniaku i CO2

2. Regulacja pracy sprężarki Sprężarka jest„sercem” układu chłodniczego. Posiada dwa podstawowe zadania:

1.Utrzymywanie odpowiedniego ciśnienia w parowniku, zapewniającego wrzenie ciekłego czynnika.

2.Sprężanie do ciśnienia pozwalającego na skroplenie czynnika chłodniczego w normalnej temperaturze.

Podstawą regulacji pracy sprężarki jest dopasowanie jej wydajności do bieżącego zapotrzebowania układu chłodniczego tak, aby utrzymywana była wymagana temperatura parowania. Jeśli

wydajność sprężarki będzie większa od zapotrzebowania, to ciśnienie i temperatura parowania będą niższe od wymaganych

i odwrotnie.

Ponadto, w celu optymalizacji warunków pracy, nie należy dopuszczać, aby sprężarka pracowała poza zalecanym przez producenta zakresem ciśnień i temperatur.

2.1	Sprężarka w układzie chłodniczym jest zazwyczaj
Regulacja wydajności	dobrana tak, aby pokryć najwyższe możliwe
sprężarki	obciążenie cieplne. Jednakże rzeczywiste obciążenie
	cieplne jest zwykle mniejsze od obliczeniowego.
	Oznacza to nieustanną konieczność regulacji
	wydajności sprężarki, w celu dopasowania jej do
	bieżącego zapotrzebowania. Istnieje kilka
	powszechnie stosowanych metod regulacji
	wydajności sprężarki:
	1.	Regulacja wielostopniowa.
	Pod tym pojęciem kryje się odciążanie
	poszczególnych cylindrów sprężarek
	wielocylindrowych, otwieranie i zamykanie
	otworów ssawnych w sprężarkach śrubowych,
	bądź włączanie i wyłączanie pojedynczych
	sprężarek w układach wielosprężarkowych.
	Jest to sposób prosty i wygodny. Co więcej,
	przy częściowym obciążeniu efektywność
	spada nieznacznie. Metoda ta nadaje się
	w szczególności do układów wyposażonych
	w kilka wielocylindrowych sprężarek tłokowych.
	2.	Suwak regulacyjny.
	Najbardziej rozpowszechnionym urządzeniem
	przeznaczonym do regulacji wydajności sprężarek
	śrubowych jest suwak regulacyjny. Działanie
	poruszanego ciśnieniem oleju suwaka reguluje
	długość roboczą śruby. Sposób ten zapewnia
	ciągłą i płynną regulację wydajności w zakresie
	od 10% do 100%, jednakże kosztem spadku
	efektywności przy częściowym obciążeniu.

3. Zmiana prędkości obrotowej.

Regulacja prędkości obrotowej. Rozwiązanie to jest możliwe do wykorzystania we wszystkich rodzajach sprężarek i jest efektywne energetycznie. Do zmiany prędkości obrotowej wału sprężarki może posłużyć dwubiegowy silnik elektryczny lub przetwornica częstotliwości. Silnik dwubiegowy różnicuje wydajność sprężarki dzięki pracy z wysoką prędkością obrotową,

gdy obciążenie cieplne jest duże (np. podczas schładzania towaru) oraz z prędkością niską,

w czasie małego zapotrzebowania na wydajność chłodniczą (np. podczas przechowywania schłodzonego towaru). Przetwornica częstotliwości może natomiast płynnie zmieniać prędkość obrotową wału sprężarki tak, aby pokryć bieżące zapotrzebowanie. Przetwornica częstotliwości pracuje z uwzględnieniem ograniczeń w zakresie minimalnej i maksymalnej prędkości, temperatury i ciśnienia, ochrony silnika sprężarki oraz dopuszczalnego momentu i natężenia prądu elektrycznego. Wykorzystanie przetwornic częstotliwości pozwala również na obniżenie prądu rozruchowego.

4. Upust gorącej pary.

Rozwiązanie to stosuje się w sprężarkach o stałej wydajności i jest bardziej typowe dla handlowych układów chłodniczych. W celu regulacji wydajności chłodniczej, część sprężonego czynnika z przewodu tłocznego jest upuszczana na stronę niskiego ciśnienia. Mechanizm obniżenia wydajności chłodniczej jest dwojaki: zmniejszone zasilanie parownika ciekłym czynnikiem chłodniczym oraz dostarczenie pewnej ilości ciepła do niskociśnieniowej części układu.

6

DKRCI.PA.000.C6.49 / 520H2378

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Przykłady zastosowań	Automatyka do Przemysłowych Układów Chłodniczych z użyciem amoniaku i CO2
Przykład zastosowania 2.1.1:
Wielostopniowa regulacja
wydajności sprężarki
	Z parownika		Do skraplacza
	separatora
	cieczy
			Odolejacz
Czynnik w fazie gazowej
pod wysokim ciśnieniem
Czynnik w fazie gazowej
pod niskim ciśnieniem
Olej
	Danfoss
ÀRegulator wielostopniowy	Tapp_0016	Sprężarka tłokowa
	10-2012
ÁPrzetwornik ciśnienia
	Wielostopniowa regulacja wydajności sprężarki		Poza strefą neutralną (w zakreskowanych przedziałach
	może zostać zrealizowana dzięki wykorzystaniu		„Strefa +” i„Strefa -”, w których mierzone ciśnienie
	wielostopniowego regulatora EKC 331 À. EKC 331		wykracza poza strefę neutralną), sterownik
	jest sterownikiem o maksymalnie czterech stopniach		podejmuje działanie obciążające lub odciążające.
	regulacji. Obciąża i odciąża poszczególne sprężarki
	lub cylindry, bądź steruje pracą silnika elektrycznego,		W odchyleniach od nastawy wykraczających poza
	w zależności od informacji o ciśnieniu ssania,		przedziały zakreskowane („Strefa + +” i„Strefa - -”)
	pochodzącej z przetwornika ciśnienia AKS 33 Á		zmiany wydajności sprężarki (WYD) dokonywane
	lub AKS 32R. Działający na zasadzie regulacji ze		są szybciej.
	strefą neutralną EKC 331 może sterować działaniem
	układu odciążania sprężarki o czterech jednakowych		Więcej szczegółowych informacji można znaleźć
	stopniach, albo pracą zespołu dwóch sprężarek		w instrukcji obsługi sterownika EKC 331(T) firmy
	wyposażonych w pojedyncze zawory odciążające.		Danfoss.
	Wersja EKC 331T może współpracować z czujnikiem
	temperatury PT 1000, co może okazać się potrzebne		Strefa
	w przypadku układów pośrednich.		Strefa

WN	SN
Regulacja ze strefą neutralną
Strefa neutralna (SN) stanowi przedział wokół	Strefa
wartości nastawionej (WN), w którym nie następuje	Strefa
obciążanie ani odciążanie.
WYD

Dane techniczne

Na rysunkach nie pokazano wszystkich zaworów. Rysunków nie należy kopiować do celów projektowych.

	Przetwornik ciśnienia AKS 33	Przetwornik ciśnienia AKS 32R
Czynniki chłodnicze	Wszystkie czynniki chłodnicze,	Wszystkie czynniki chłodnicze,
	włącznie z R717	włącznie z R717
Zakres roboczy [bar]	-1 do 34	-1 do 34
Maks. ciśnienie pracy PB [bar]	55 (zależnie od zakresu roboczego)	60 (zależnie od zakresu roboczego)
Zakres temperatury pracy [°C]	-40 do 85
Skompensowany zakres temperatury [°C]	Niskie ciśnienie: -30 do +40 / Wysokie ciśnienie: 0 do +80
Znamionowy sygnał wyjściowy	4 do 20 mA	10 do 90% napięcia zasilania
	Przetwornik ciśnienia AKS 3000	Przetwornik ciśnienia AKS 32
Czynniki chłodnicze	Wszystkie czynniki chłodnicze, włącznie	Wszystkie czynniki chłodnicze,
	z R717	włącznie z R717
Zakres roboczy [bar]	0 do 60 (zależnie od zakresu)	-1 do 39 (zależnie od zakresu)
Maks. ciśnienie pracy PB [bar]	100 (zależnie od zakresu roboczego)	60 (zależnie od zakresu roboczego)
Zakres temperatury pracy [°C]	-40 do 80	-40 do 85
Skompensowany zakres temperatury [°C]	Niskie ciśnienie: -30 do +40 / Wysokie	Niskie ciśnienie: -30 do +40 / Wysokie
	ciśnienie: 0 do +80	ciśnienie: 0 do +80
Znamionowy sygnał wyjściowy	4 do 20 mA	1 do 5 V albo 0 do 10 V

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

DKRCI.PA.000.C6.49 / 520H2378

7

Przykłady zastosowań	Automatyka do Przemysłowych Układów Chłodniczych z użyciem amoniaku i CO2
Przykład zastosowania 2.1.2:
Regulacja wydajności sprężarki
poprzez upust gorącej pary	<![if ! IE]> <![endif]>Danfoss Tapp 0017	<![if ! IE]> <![endif]>10-2012	Sprężarka
			Do skraplacza
			Odolejacz
Czynnik w fazie gazowej
pod wysokim ciśnieniem
Czynnik w fazie ciekłej
pod wysokim ciśnieniem
Czynnik w fazie gazowej
pod niskim ciśnieniem
Czynnik w fazie ciekłej
pod niskim ciśnieniem
Olej
ÀZawór odcinający			Ze zbiornika
ÁRegulator wydajności
			Parownik
ÂZawór odcinający

Upust gorących par może być wykorzystany do regulacji wydajności chłodniczej sprężarek o stałej wydajności. Sterowany pilotem CVC zawór serwotłokowy ICS Á steruje natężeniem

przepływu upuszczanej gorącej pary, w zależności od ciśnienia w przewodzie ssawnym. CVC jest zaworem pilotowym sterowanym przez ciśnienie

ssania, które otwiera zawór ICS, zwiększając przepływ gorącej pary, gdy ciśnienie ssania jest niższe od nastawionej wartości. W ten sposób ciśnienie przed sprężarką jest utrzymywane na stałym poziomie i co za tym idzie, wydajność chłodnicza dostosowuje się do bieżącego obciążenia cieplnego.

Dane techniczne

	Zawór serwotłokowy ICS
Materiał	Korpus: stal niskotemperaturowa
Czynniki chłodnicze	Wszystkie powszechnie używane, włącznie z R717 i R744
Zakres temperatury medium [°C]	-60 do +120
Maks. ciśnienie robocze [bar]	52
Średnica nominalna DN [mm]	20 do 150
	Zawór pilotowy CVC (LP)
Czynniki chłodnicze	Wszystkie typowe czynniki
Zakres temperatury medium [°C]	-50 do 120
Maks. ciśnienie robocze [bar]	Strona wysokiego ciśnienia: 28
	Strona niskiego ciśnienia: 17
Zakres ciśnień [bar]	-0,45 do 7
Wartość Kv [m3/h]	0,2
	Zawór pilotowy CVC (XP)
Czynniki chłodnicze	Wszystkie typowe czynniki
Zakres temperatury medium [°C]	-50 do 120
Maks. ciśnienie robocze [bar]	Strona wysokiego ciśnienia: 52
	Strona niskiego ciśnienia: 28
Zakres ciśnień [bar]	4 do 28
Wartość Kv [m3/h]	0,2

Na rysunkach nie pokazano wszystkich zaworów. Rysunków nie należy kopiować do celów projektowych.

8

DKRCI.PA.000.C6.49 / 520H2378

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Przykłady zastosowań

Przykład zastosowania 2.1.3: Regulacja prędkości obrotowej wału sprężarki

Czynnik w fazie gazowej pod wysokim ciśnieniem Czynnik w fazie gazowej pod niskim ciśnieniem

ÀPrzetwornica częstotliwości ÁRegulator

ÂPrzetwornik ciśnienia

Dane techniczne

Automatyka do Przemysłowych Układów Chłodniczych z użyciem amoniaku i CO2

<![if ! IE]>

<![endif]>Danfoss Tapp_0139 10-2012

Z parownika
separatora
cieczy	Do odolejacza

Z parownika
separatora
cieczy	Do odolejacza

Sterownik programowalny PLC/OEM

Z parownika
separatora
cieczy	Do odolejacza

Sterowanie przetwornicą częstotliwości daje następujące korzyści:

Oszczędność energii

Lepsza jakość regulacji

Zmniejszenie hałasu

Dłuższy okres eksploatacji

Uproszczona instalacja

Łatwa w użytkowaniu, kompleksowa regulacja układu

	Przetwornica częstotliwości AKD 102		Przetwornica częstotliwości
			VLT FC 102 / FC 302
Moc znamionowa (kW)	1,1 kW do 45 kW	1,1 kW do 250 kW	Do 1200 kW
Napięcie zasilające	200–240 V	380–480 V	200–690 V

Na rysunkach nie pokazano wszystkich zaworów. Rysunków nie należy kopiować do celów projektowych.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

DKRCI.PA.000.C6.49 / 520H2378

9

Przykłady zastosowań	Automatyka do Przemysłowych Układów Chłodniczych z użyciem amoniaku i CO2

2.2	Producenci sprężarek zazwyczaj zalecają
Regulacja temperatury	ograniczenie temperatury tłoczenia poniżej
tłoczenia	pewnej wartości, w celu ochrony przed
przez wtrysk cieczy	przegrzaniem, dla przedłużenia okresu
	eksploatacji i zapobieżenia termicznemu
	rozkładowi oleju.
	Z analizy wykresu log p-h można wywnioskować,
	że temperatura tłoczenia może osiągać wysokie
	wartości, gdy:
		sprężarka pracuje przy dużej różnicy ciśnień.
		sprężarka zasysa parę o wysokim przegrzaniu.
		wydajność sprężarki jest regulowana przez
		upust gorącej pary.

Istnieje kilka sposobów na obniżenie temperatury tłoczenia. Jednym z nich jest wodne chłodzenie głowic sprężarek tłokowych. Inną metodą jest wtrysk cieczy, czyli doprowadzenie ciekłego czynnika chłodniczego zza skraplacza lub zbiornika do przewodu ssawnego, chłodnicy międzystopniowej lub okna wtryskowego sprężarki śrubowej.

Przykład zastosowania 2.2.1: Wtrysk cieczy za pomocą termostatycznego zaworu wtryskowego

Czynnik w fazie gazowej pod wysokim ciśnieniem Czynnik w fazie ciekłej pod wysokim ciśnieniem Czynnik w fazie gazowej pod niskim ciśnieniem Czynnik w fazie ciekłej pod niskim ciśnieniem Olej

ÀZawór odcinający

ÁZawór elektromagnetyczny

ÂTermostatyczny zawór wtryskowy

ÃZawór odcinający ÄTermostat

Dane techniczne

	Sprężarka
Z parownika
separatora
cieczy
	Do odolejacza
	Wtrysk oleju
Danfoss	Ze zbiornika
Tapp_0018
10-2012

W przypadku wzrostu temperatury tłoczenia		Termostatyczny zawór wtryskowy TEAT Â
powyżej wartości nastawionej na termostacie		reguluje przepływ wtryskiwanej cieczy,
RT 107 Ä, regulator ten podaje napięcie na		w zależności od temperatury tłoczenia,
cewkę zaworu elektromagnetycznego EVRA Á,		co zapobiega jej dalszemu wzrostowi.
co umożliwia dopływ cieczy do okna
wtryskowego sprężarki śrubowej.
	Termostat RT
Czynniki chłodnicze	R717 i czynniki syntetyczne
Obudowa	IP 66/54
Maks. temperatura czujnika [°C]	65 do 300
Temperatura otoczenia [°C]	-50 do 70
Zakres regulacji [°C]	-60 do 150
Różnica łączeń [°C]	1,0 do 25,0
	Termostatyczny zawór wtryskowy TEAT
Czynniki chłodnicze	R717 i czynniki syntetyczne
Zakres regulacji [°C]	Maks. temperatura czujnika: 150°C
	Pasmo proporcjonalności: 20°C
Maks. ciśnienie robocze [bar]	20
Wydajność znamionowa* [kW]	3,3 do 274

* Warunki: Te = +5°C, Δp = 8 bar, ΔTsub = 4°C

Na rysunkach nie pokazano wszystkich zaworów. Rysunków nie należy kopiować do celów projektowych.

10

DKRCI.PA.000.C6.49 / 520H2378

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Przykłady zastosowań	Automatyka do Przemysłowych Układów Chłodniczych z użyciem amoniaku i CO2

Przykład zastosowania 2.2.2: Wtrysk cieczy za pomocą zaworu silnikowego

Czynnik w fazie gazowej pod wysokim ciśnieniem Czynnik w fazie ciekłej pod wysokim ciśnieniem Czynnik w fazie gazowej pod niskim ciśnieniem Czynnik w fazie ciekłej pod niskim ciśnieniem Olej

ÀZawór odcinający

ÁZawór elektromagnetyczny ÂZawór silnikowy

ÃZawór odcinający ÄRegulator

ÅCzujnik temperatury

Sprężarka

Z parownika separatora cieczy

Do odolejacza

Wtrysk oleju

Danfoss
		Ze zbiornika
Tapp_0019
10-2012
Elektroniczna regulacja wtrysku cieczy może	361 Ä. W przypadku osiągnięcia nastawionej
zostać zrealizowana dzięki wykorzystaniu zaworu	wartości temperatury tłoczenia, sterownik EKC 361
silnikowego ICM Â. Czujnik temperatury PT 1000	wysyła sygnał do siłownika ICAD, który zmienia
typu AKS 21 Å mierzy temperaturę tłoczenia	stopień otwarcia zaworu silnikowego ICM tak,
i przekazuje informację o niej do sterownika EKC	aby obniżyć temperaturę tłoczenia.

Dane techniczne

	Zawór ICM do rozprężania
Materiał	Korpus: Stal niskotemperaturowa
Czynniki chłodnicze	Wszystkie powszechnie używane czynniki, włącznie z R717 i R744
Zakres temperatury medium [°C]	-60 do 120
Maks. ciśnienie robocze [bar]	52
Średnica nominalna DN [mm]	20 do 80
Wydajność nominalna* [kW]	72 do 22 700
* Warunki: Te = -10°C, Δp = 8,0 bar, ΔTsub = 4K
	Siłownik ICAD
Zakres temperatury otoczenia	-30 do 50
[°C]
Wejściowy sygnał sterujący	0/4–10 mA lub 0/2–10
Czas otwierania-zamykania	3 do 45 sekund, w zależności od wielkości zaworu
po wybraniu maksymalnej
prędkości

Na rysunkach nie pokazano wszystkich zaworów. Rysunków nie należy kopiować do celów projektowych.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

DKRCI.PA.000.C6.49 / 520H2378

11

Przykłady zastosowań	Automatyka do Przemysłowych Układów Chłodniczych z użyciem amoniaku i CO2

Na rysunkach nie pokazano wszystkich z aworów. Rysunków nie należy kopiować do celów projektowych.

z wykorzystaniem korpusu ICF

Czynnik w fazie gazowej pod wysokim ciśnieniem Czynnik w fazie ciekłej pod wysokim ciśnieniem Czynnik w fazie gazowej pod niskim ciśnieniem Czynnik w fazie ciekłej pod niskim ciśnieniem Olej

ÀZespół zaworów wyposażony w:

M

Zawór odcinający Filtr

Zawór elektromagnetyczny Zawór ręczny

Zawór silnikowy Zawór odcinający

ÁRegulator

ÂCzujnik temperatury

	Sprężarka
Z parownika	Do odolejacza
separatora
cieczy

Wtrysk oleju

	Danfoss	Ze zbiornika
	Tapp_0020
	10-2012

Na potrzeby realizacji wtrysku cieczy, firma Danfoss oferuje bardzo zwarty zespół zaworów zmontowanych na wspólnym korpusie ICF À. Można w nim zainstalować do sześciu różnych elementów. Prezentowane rozwiązanie działa według tej samej zasady, co w przykładzie 2.2.2, jednak odznacza się zwartą budową i łatwym montażem.

Dane techniczne

	Zespół zaworów w korpusie ICF
Materiał	Korpus: Stal niskotemperaturowa
Czynniki chłodnicze	Wszystkie powszechnie używane czynniki, włącznie z R717 i R744
Zakres temperatury medium	-60 do 120
[°C]
Maks. ciśnienie robocze [bar]	52
Średnica nominalna DN [mm]	20 do 40

Na rysunkach nie pokazano wszystkich zaworów. Rysunków nie należy kopiować do celów projektowych.

12

DKRCI.PA.000.C6.49 / 520H2378

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Przykłady zastosowań	Automatyka do Przemysłowych Układów Chłodniczych z użyciem amoniaku i CO2

2.3

Regulacja ciśnienia w skrzyni korbowej

Przykład zastosowania 2.3.1: Regulacja ciśnienia w skrzyni korbowej z wykorzystaniem ICS i CVC

Czynnik w fazie gazowej pod wysokim ciśnieniem Czynnik w fazie gazowej pod niskim ciśnieniem Olej

ÀRegulator ciśnienia w skrzyni korbowej

ÁZawór odcinający

Podczas rozruchu sprężarki, bądź po odszranianiu, istnieje konieczność regulacji ciśnienia ssania, gdyż zbyt wysoka jego wartość może doprowadzić do przeciążenia silnika sprężarki.

Na skutek tego przeciążenia silnik sprężarki może ulec uszkodzeniu.

Istnieją dwa sposoby zaradzenia temu problemowi:

1.Uruchamianie sprężarki pod częściowym obciążeniem. W tym celu mogą zostać wykorzystane układy regulacji wydajności

sprężarki, jak np. odciążanie poszczególnych cylindrów w wielocylindrowych sprężarkach tłokowych, czy upust części zassanego czynnika przez suwak regulacyjny w sprężarkach śrubowych itd.

2.Regulacja ciśnienia w skrzyni korbowej

w przypadku sprężarek tłokowych. Może ono być utrzymywane poniżej konkretnego poziomu, dzięki zainstalowaniu na przewodzie ssawnym zaworu stałego ciśnienia ssania, który nie otworzy się, dopóki ciśnienie w tym przewodzie nie spadnie poniżej nastawionej wartości.

Sprężarka	Do skraplacza
Z parownika	Odolejacz
Danfoss
Tapp_0021
10-2012

W celu regulacji ciśnienia panującego w skrzyni korbowej podczas rozruchu, po odszranianiu lub w innych przypadkach, gdy ciśnienie ssania może wzrosnąć do zbyt wysokich wartości, na przewodzie ssawnym został zainstalowany zawór serwotłokowy ICS À sterowany pilotowym zaworem ograniczającym wzrost ciśnienia ssania CVC.

Zawór ICS nie otworzy się, dopóki panujące za nim ciśnienie ssania nie spadnie poniżej wartości nastawionej na zaworze pilotowym CVC. Dzięki temu, para znajdująca się w przewodzie ssawnym pod wysokim ciśnieniem jest dostarczana do skrzyni korbowej stopniowo, co zapewnia pracę sprężarki bez dużych przeciążeń.

Dane techniczne

	Zawór serwotłokowy ICS
Materiał	Korpus: stal niskotemperaturowa
Czynniki chłodnicze	Wszystkie powszechnie używane, włącznie z R717 i R744
Zakres temperatury medium [°C]	-60 do +120
Maks. ciśnienie robocze [bar]	52
Średnica nominalna DN [mm]	20 do 150
Wydajność* [kW]	11 do 2440
* Warunki: Te = -10°C, Tl = 30°C, Δp = 0,2 bar, ΔTsub = 8K
	Zawór pilotowy CVC (LP)
Czynniki chłodnicze	Wszystkie typowe czynniki
Zakres temperatury medium [°C]	-50 do 120
Maks. ciśnienie robocze [bar]	Strona wysokiego ciśnienia: 28
	Strona niskiego ciśnienia: 17
Zakres ciśnień [bar]	-0,45 do 7
Wartość Kv [m3/h]	0,2
	Zawór pilotowy CVC (XP)
Czynniki chłodnicze	Wszystkie typowe czynniki
Zakres temperatury medium [°C]	-50 do 120
Maks. ciśnienie robocze [bar]	Strona wysokiego ciśnienia: 52
	Strona niskiego ciśnienia: 28
Zakres ciśnień [bar]	4–28
Wartość Kv [m3/h]	0,2

Na rysunkach nie pokazano wszystkich zaworów. Rysunków nie należy kopiować do celów projektowych.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

DKRCI.PA.000.C6.49 / 520H2378

13

Przykłady zastosowań	Automatyka do Przemysłowych Układów Chłodniczych z użyciem amoniaku i CO2

2.4	Wsteczny przepływu czynnika chłodniczego ze
Zapobieganie przepływowi	skraplacza do odolejacza i sprężarki powinien być
wstecznemu	uniemożliwiony w każdej sytuacji. W przypadku
	sprężarek tłokowych, wsteczny przepływ może
	doprowadzić do uderzenia hydraulicznego.
	W sprężarkach śrubowych może spowodować
	wsteczną rotację śrub i uszkodzenie łożysk

sprężarki. Co więcej, należy zapobiegać migracji czynnika chłodniczego do odolejacza i dalej do sprężarki także podczas postoju. W celu niedopuszczenia do wstecznego przepływu czynnika należy zainstalować na wypływie

z odolejacza zawór zwrotny.

Przykład aplikacji 2.4.1: Zapobieganie przepływowi wstecznemu

Czynnik w fazie gazowej pod wysokim ciśnieniem Czynnik w fazie gazowej pod niskim ciśnieniem Olej

ÀZawór odcinająco-zwrotny

Sprężarka

Do skraplacza

Odolejacz

Z parownika

Danfoss

Tapp_0023_02

10-2012

Zawór SCA À może pracować jako zawór zwrotny podczas pracy układu, a także może służyć do odcięcia przepływu w przewodzie tłocznym, w celach serwisowych. Kombinowany zawór odcinająco-zwrotny charakteryzuje się prostszym montażem oraz mniejszym oporem przepływu w porównaniu do tradycyjnego zestawu, obejmującego dwa zawory — odcinający i zwrotny.

Podczas doboru zaworu odcinająco-zwrotnego należy wziąć pod uwagę następujące wskazówki:

1.Dobór przeprowadzić w zależności od wydajności, a nie od średnicy przewodu.

2.Uwzględnić zarówno pracę układu pod obciążeniem nominalnym, jak i częściowym. Prędkość przepływu czynnika w warunkach nominalnych powinna być bliska wartości zalecanej, podczas gdy przy obciążeniu częściowym powinna ona być wyższa od dopuszczalnej prędkości minimalnej.

Szczegółowe informacje na temat doboru zaworów można znaleźć w katalogu wyrobów.

Dane techniczne

	Zawór odcinająco-zwrotny SCA
Materiał	Obudowa: specjalna stal niskotemperaturowa
	Wrzeciono: polerowana stal nierdzewna
Czynniki chłodnicze	Wszystkie powszechnie używane, niepalne czynniki, w tym R717.
Zakres temperatury medium [°C]	-60 do 150
Różnica ciśnień otwarcia [bar]	0,04 (jako część zamienna dostępna jest sprężyna 0,3 bar)
Maks. ciśnienie robocze [bar]	52
Średnica nominalna DN [mm]	15 do 125

Na rysunkach nie pokazano wszystkich zaworów. Rysunków nie należy kopiować do celów projektowych.

14

DKRCI.PA.000.C6.49 / 520H2378

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Przykłady zastosowań	Automatyka do Przemysłowych Układów Chłodniczych z użyciem amoniaku i CO2
2.5
Podsumowanie
Rozwiązanie	Zastosowanie	Zalety	Ograniczenia
Regulacja wydajności sprężarki
Regulacja wielostopniowa	Sprężarki wielocylindrowe,	Prostota.	Regulacja nieciągła,
z wykorzystaniem EKC 331	śrubowe z wewnętrzną,	Niemal jednakowa	szczególnie przy małej
i AKS 32/33	upustową regulacją	efektywność pracy pod	liczbie stopni. Wahania
	wydajności, równoległe	obciążeniem częściowym i	ciśnienia ssania.
	połączenie kilku sprężarek.	całkowitym.
Upustowa regulacja	Sprężarki o niezmiennej	Skuteczna ciągła regulacja	Niska efektywność pod
wydajności z wykorzystaniem	wydajności.	wydajności, w zależności	częściowym obciążeniem.
ICS i CVC		od bieżącego obciążenia	Energochłonność.
		cieplnego. Gorące pary
		mogą polepszyć warunki
		powrotu oleju z parownika.
Regulacja prędkości	Wszystkie sprężarki mogące	Niski prąd rozruchowy	Sprężarka musi być
obrotowej wału sprężarki	pracować ze zmienną	Oszczędność energii	dostosowana do pracy
	prędkością obrotową.	Mniejszy hałas	ze zmienną prędkością
		Dłuższy okres eksploatacji	obrotową.
		Uproszczona instalacja
Regulacja temperatury tłoczenia za pomocą wtrysku cieczy
Mechaniczne rozwiązanie	Układy zagrożone zbyt wysoką	Prostota i efektywność.	Wtrysk ciekłego czynnika
układu regulacji wtrysku	temperaturą tłoczenia.		może stanowić zagrożenie
cieczy z wykorzystaniem			dla sprężarki. Efektywność
TEAT, EVRA(T) i RT			niższa w porównaniu
			z chłodzeniem
			międzystopniowym.
Elektroniczne rozwiązanie	Układy zagrożone zbyt	Elastyczność i zwartość.	Nie nadaje się dla czynników
układu regulacji wtrysku	wysoką temperaturą	Możliwość zdalnego	łatwopalnych. Wtrysk ciekłego
cieczy z wykorzystaniem	tłoczenia.	sterowania i nadzoru.	czynnika może stanowić
EKC 361 i ICM			zagrożenie dla sprężarki.
Elektroniczne rozwiązanie			Efektywność niższa
układu regulacji wtrysku			w porównaniu z chłodzeniem
cieczy z wykorzystaniem			międzystopniowym.
EKC 361 i ICF

Regulacja ciśnienia w skrzyni korbowej

Regulacja ciśnienia w skrzyni korbowej z wykorzystaniem ICS i CVC

Regulacja ciśnienia w skrzyni korbowej z wykorzystaniem ICS i CVP

Sprężarki tłokowe,	Prostota i niezawodność.	Stały spadek ciśnienia
przeznaczone dla układów	Skuteczna ochrona sprężarek	w przewodzie ssawnym.
o małej i średniej wydajności.	tłokowych podczas rozruchu
	i po odszranianiu gorącymi
	parami.

Zapobieganie przepływowi wstecznemu

Zapobieganie przepływowi						Wszystkie urządzenia	Prostota.	Stały spadek ciśnienia
wstecznemu z wykorzystaniem						chłodnicze.	Łatwa instalacja.	w przewodzie tłocznym.
SCA							Mały opór przepływu.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

DKRCI.PA.000.C6.49 / 520H2378

15

Przykłady zastosowań	Automatyka do Przemysłowych Układów Chłodniczych z użyciem amoniaku i CO2
2.6	Karty katalogowe / Instrukcje					Instrukcje obsługi
Dokumenty źródłowe
	Typ	Materiał		Typ	Materiał		Typ	Materiał		Typ	Materiał
Alfabetyczny spis wszystkich		źródłowy			źródłowy			źródłowy			źródłowy
	AKD 102	PD.R1.B		ICF	PD.FT1.A		AKD 102	MG11L		ICF	PI.FT0.C
dokumentów źródłowych
	AKS 21	RK0YG		ICM	PD.HT0.B		AKS 21	RI14D		ICM 20-65	PI.HT0.A
znajduje się na stronie 146
	AKS 33	RD5GH		ICS	PD.HS2.A		AKS 32R	PI.SB0.A		ICM 100-150	PI.HT0.B
	CVC	PD.HN0.A		REG	PD.KM1.A		AKS 33	PI.SB0.A		ICS 25-65	PI.HS0.A
	CVP	PD.HN0.A		SCA	PD.FL1.A		CVC-XP	PI.HN0.A		ICS 100-150	PI.HS0.B
	EKC 331	RS8AG		SVA	PD.KD1.A		CVC-LP	PI.HN0.M		REG	PI.KM1.A
	EKC 361	RS8AE		TEAT	PD.AU0.A		CVP	PI.HN0.C		SCA	PI.FL1.A
	EVRA(T)	PD.BM0.B					EKC 331	RI8BE		SVA	PI.KD1.A
							EKC 361	RI8BF		TEAT	PI.AU0.A
							EVRA(T)	PI.BN0.L

Najnowsze wersje materiałów źródłowych można pobrać z witryny internetowej firmy Danfoss.

16

DKRCI.PA.000.C6.49 / 520H2378

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Przykłady zastosowań	Automatyka do Przemysłowych Układów Chłodniczych z użyciem amoniaku i CO2
3. Regulacja pracy	W rejonach, w których notuje się duże wahania	Taką regulację wydajności skraplacza realizuje się
skraplacza	temperatury otaczającego powietrza, a także	albo zmieniając natężenie przepływu powietrza lub
	obciążenia cieplnego, niezbędna staje się regulacja	wody przez skraplacz, bądź na skutek zmniejszenia
	ciśnienia skraplania niepozwalająca na jego	efektywnej powierzchni wymiany ciepła.
	spadek do zbyt niskiego poziomu. Zbyt niskie	Projektuje się różnorodne rozwiązania,
	ciśnienie skraplania pociąga za sobą
		przeznaczone dla różnych typów skraplaczy:
	niewystarczającą różnicę ciśnień na zaworze
		3.1 Skraplacze chłodzone powietrzem
	rozprężnym i w konsekwencji zbyt małą ilość
		3.2 Skraplacze natryskowo-wyparne
	czynnika chłodniczego dostarczanego do
		3.3 Skraplacze chłodzone wodą
	parownika. Oznacza to, że regulacja wydajności
	skraplacza jest najczęściej stosowana w strefach
	klimatu umiarkowanego, a w mniejszym stopniu
	w strefach subtropikalnej i tropikalnej.
	Podstawową ideą jest regulacja wydajności
	skraplacza w okresach niskiej temperatury
	otoczenia tak, aby ciśnienie skraplania
	utrzymywało się powyżej dopuszczalnego
	minimalnego poziomu.
3.1
	Skraplacz chłodzony powietrzem składa się	Skraplacze chłodzone powietrzem są
Skraplacze chłodzone	z rurek zamontowanych w użebrowanym bloku.	wykorzystywane w przemysłowych układach
powietrzem	Skraplacz może mieć układ poziomy, pionowy	chłodniczych, gdzie względna wilgotność powietrza
	lub V. Powietrze z otoczenia jest pobierane przez	jest wysoka. Regulację ciśnienia skraplania w
	użebrowany blok wymiennika ciepła przez	skraplaczach chłodzonych powietrzem można
	wentylatory osiowe lub odśrodkowe.	zrealizować następującymi metodami:
	3.1.1 - Regulacja wielostopniowa w skraplaczach
	chłodzonych powietrzem	wyposażonym w odpowiednią liczbę styków dla
	Pierwszym rozwiązaniem było wykorzystanie
	odpowiedniej liczby presostatów, np. RT-5 firmy	danej ilości wentylatorów. Jednakże układ ten
	Danfoss, o zróżnicowanych nastawach ciśnienia	reagował zbyt szybko, toteż, aby opóźnić włączanie
	załączenia i wyłączenia.	i wyłączanie wentylatorów wykorzystywano
	Drugim sposobem sterowania pracą wentylatorów	przekaźniki czasowe.
		Trzeci sposób reprezentuje współczesny
	było wykorzystanie regulatora ciśnienia ze strefą
	nieczułości typu RT-L firmy Danfoss. Początkowo	regulator wielostopniowy Danfoss EKC 331.
	współpracował on z wielostopniowym regulatorem,

3.1.2 - Regulacja prędkości obrotowej wentylatorów w skraplaczach chłodzonych powietrzem

Ten sposób sterowania pracą wentylatorów skraplacza jest najczęściej wykorzystywany wszędzie tam, gdzie względy środowiskowe wymuszają redukcję hałasu.

W tego typu instalacjach można wykorzystać przetwornicę częstotliwości AKD firmy Danfoss.

3.1.3 - Zmniejszanie powierzchni wymiany ciepła w skraplaczach chłodzonych powietrzem

Ten sposób regulacji wydajności skraplacza powietrznego wymaga obecności w układzie zbiornika cieczy. Zbiornik musi się charakteryzować pojemnością wystarczającą do przejęcia zmian ilości czynnika chłodniczego w skraplaczu.

Sterowanie wydajnością i wielkością powierzchni wymiany ciepła może się odbywać na dwa sposoby:

1.Za pomocą zaworu serwotłokowego ICS z pilotowym zaworem stałego ciśnienia CVP(HP), zainstalowanego w rurociągu tłocznym na dopływie do skraplacza oraz

zaworu serwotłokowego ICS wyposażonego w zawór pilotowy stałej różnicy ciśnień CVPP(HP), umieszczonego w przewodzie łączącym rurociąg tłoczny ze zbiornikiem. Pomiędzy skraplaczem i zbiornikiem musi się znaleźć zawór zwrotny NRVA, zapobiegający wstecznemu przepływowi czynnika.

2.Za pomocą zaworu głównego ICS z zaworem pilotowym stałego ciśnienia CVP(HP), zainstalowanego pomiędzy skraplaczem

i zbiornikiem oraz zaworu ICS wyposażonego w zawór pilotowy stałej różnicy ciśnień CVPP(HP) umieszczonego w przewodzie łączącym rurociąg tłoczny ze zbiornikiem. Ta metoda jest najczęściej realizowana w handlowych urządzeniach chłodniczych.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

DKRCI.PA.000.C6.49 / 520H2378

17

Przykłady zastosowań	Automatyka do Przemysłowych Układów Chłodniczych z użyciem amoniaku i CO2
Przykład zastosowania 3.1.1:
Wielostopniowa regulacja pracy
wentylatorów za pomocą
regulatora EKC 331
	Od
	przewodu	Skraplacz
	tłocznego
Czynnik w fazie gazowej
pod wysokim ciśnieniem
Czynnik w fazie ciekłej
pod wysokim ciśnieniem		Zbiornik cieczy
ÀRegulator wielostopniowy
ÁPrzetwornik ciśnienia
ÂZawór odcinający
ÃZawór odcinający	Danfoss	Do zaworu
	Tapp_0031_02
ÄZawór odcinający	10-2012	rozprężnego

Dane techniczne

Na rysunkach nie pokazano wszystkich zaworów. Rysunków nie należy kopiować do celów projektowych.

EKC 331 À jest regulatorem czterostopniowym

o maksymalnie czterech wyjściach przekaźnikowych. Steruje załączaniem wentylatorów w zależności od informacji o ciśnieniu skraplania pochodzącej z przetwornika AKS 33 Á lub AKS 32R. Działający na zasadzie regulacji ze strefą neutralną, sterownik EKC 331 À reguluje wydajność skraplacza tak, że ciśnienie skraplania utrzymuje się powyżej dopuszczalnego minimalnego poziomu.

Więcej informacji na temat regulacji ze strefą neutralną podano w rozdziale 2.1.

Przewód obejściowy, w którym zainstalowano zawór SVA Ä, pełni rolę przewodu wyrównawczego, wspomagającego wyrównywanie się ciśnienia

w zbiorniku i na dopływie do skraplacza, w celu umożliwienia spływu skroplin z tego wymiennika ciepła do zbiornika.

W niektórych układach znajduje zastosowanie regulator EKC 331T. W tym przypadku sygnał wejściowy może pochodzić z czujnika temperatury PT 1000, np. typu AKS 21. Czujnik temperatury montowany jest zwykle na wylocie ze skraplacza.

Uwaga: Rozwiązanie ze sterownikiem EKC 331T wyposażonym w czujnik temperatury PT 1000 nie oferuje takiej dokładności, jak sterownik EKC 331 z przetwornikiem ciśnienia, ponieważ temperatura czynnika na wylocie ze skraplacza nie musi dokładnie odpowiadać ciśnieniu skraplania,

z uwagi na dochłodzenie lub obecność gazów nieskraplających się. W przypadku zbyt małego dochłodzenia, po włączeniu wentylatorów może dojść do pojawienia się w tym przewodzie pęcherzyków pary, powstałych na skutek dławienia.

	Przetwornik ciśnienia AKS 33	Przetwornik ciśnienia AKS 32R
Czynniki chłodnicze	Wszystkie czynniki chłodnicze,	Wszystkie czynniki chłodnicze,
	włącznie z R717	włącznie z R717
Zakres roboczy [bar]	-1 do 34	-1 do 34
Maks. ciśnienie pracy PB [bar]	55 (zależnie od zakresu roboczego)	60 (zależnie od zakresu roboczego)
Zakres temperatury pracy [°C]	-40 do 85
Skompensowany zakres temperatury [°C]	Niskie ciśnienie: -30 do +40 / Wysokie ciśnienie: 0 do +80
Znamionowy sygnał wyjściowy	4 do 20 mA	10 do 90% napięcia zasilania
	Przetwornik ciśnienia AKS 3000	Przetwornik ciśnienia AKS 32
Czynniki chłodnicze	Wszystkie czynniki chłodnicze, włącznie z R717	Wszystkie czynniki chłodnicze, włącznie z R717
Zakres roboczy [bar]	0 do 60 (zależnie od zakresu)	-1 do 39 (zależnie od zakresu)
Maks. ciśnienie pracy PB [bar]	100 (zależnie od zakresu roboczego)	60 (zależnie od zakresu roboczego)
Zakres temperatury pracy [°C]	-40 do 80	-40 do 85
Skompensowany zakres temperatury [°C]	Niskie ciśnienie: -30 do +40 / Wysokie	Niskie ciśnienie: -30 do +40 / Wysokie
	ciśnienie: 0 do +80	ciśnienie: 0 do +80
Znamionowy sygnał wyjściowy	4 do 20 mA	1 do 5 V albo 0 do 10 V

18

DKRCI.PA.000.C6.49 / 520H2378

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

	Przykłady zastosowań	Automatyka do Przemysłowych Układów Chłodniczych z użyciem amoniaku i CO2
	Przykład aplikacji 3.1.2:
	Płynna regulacja obrotów
	wentylatorów w skraplaczach
	powietrznych
		Z przewodu
		tłocznego
			Skraplacz
	Czynnik w fazie gazowej		Zbiornik cieczy
	pod wysokim ciśnieniem
	Czynnik w fazie ciekłej
	pod wysokim ciśnieniem		Do zaworu
		Danfoss
	ÀPrzetwornica częstotliwości		rozprężnego
		Tapp_0141_02
		10-2012
	ÁPrzetwornik ciśnienia
		Sterowanie przetwornicą częstotliwości daje
		następujące korzyści:

Oszczędność energii

Lepsza jakość regulacji

Zmniejszenie hałasu

Dłuższy okres eksploatacji

Uproszczona instalacja

Łatwa w użytkowaniu, kompleksowa regulacja układu

Dane techniczne

	Przetwornica częstotliwości AKD 102		Przetwornica częstotliwości
			VLT FC 102 / FC 302
Moc znamionowa (kW)	1,1 kW do 45 kW	1,1 kW do 250 kW	Do 1200 kW
Napięcie zasilające	200–240 V	380–480 V	200–690 V

Na rysunkach nie pokazano wszystkich zaworów. Rysunków nie należy kopiować do celów projektowych.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

DKRCI.PA.000.C6.49 / 520H2378

19

	Przykłady zastosowań	Automatyka do Przemysłowych Układów Chłodniczych z użyciem amoniaku i CO2
	Przykład zastosowania 3.1.3:
	Regulacja powierzchni roboczej
	skraplacza chłodzonego
	powietrzem
				Skraplacz
		Przewód
		ssawny
			Sprężarka
	Czynnik w fazie gazowej
	pod wysokim ciśnieniem
	Czynnik w fazie ciekłej
	pod wysokim ciśnieniem
	À Regulator ciśnienia		Zbiornik cieczy
	Á Zawór odcinający
	Â Zawór zwrotny
	Ã Zawór odcinający
	Ä Zawór odcinający			Do zaworu
	Å Regulator różnicy ciśnień	Danfoss
			Do chłodnicy	rozprężnego
		Tapp_0148_02
	Æ Zawór odcinający	10-2012	oleju

Ten sposób regulacji utrzymuje ciśnienie

w zbiorniku cieczy na odpowiednio wysokim poziomie przy niskiej temperaturze otoczenia.

Zawór serwotłokowy ICS À otwiera się, gdy ciśnienie tłoczenia osiąga nastawioną wartość na zaworze pilotowym CVP. Gdy ciśnienie spada poniżej tej wartości, zawór ICS zamyka się.

Zawór serwotłokowy ICS Å z zaworem pilotowym CVPP stałej różnicy ciśnień utrzymuje odpowiednie ciśnienie w zbiorniku cieczy. W miejscu regulatora

różnicy ciśnień Å można zastosować alternatywnie zawór upustowy OFV.

Zawór zwrotny NRVA Â zapewnia wzrost ciśnienia skraplania poprzez zatrzymanie cieczy w skraplaczu. To rozwiązanie wymaga odpowiednio dużego zbiornika cieczy. Zawór zwrotny NRVA zapobiega również przepływowi cieczy ze zbiornika

z powrotem do skraplacza, gdy skraplacz jest zimniejszy niż zbiornik podczas przestoju sprężarki.

Dane techniczne

	Zawór serwotłokowy ICS
Materiał	Korpus: stal niskotemperaturowa
Czynniki chłodnicze	Wszystkie powszechnie używane, włącznie z R717 i R744
Zakres temperatury medium [°C]	-60 do 120
Maks. ciśnienie robocze [bar]	52
Średnica nominalna DN [mm]	20 do 150
Wydajność nominalna* [kW]	Na przewodzie tłocznym: 20 do 3950
	Ciecz o wysokim ciśnieniu: 179 do 37 000
* Warunki: R717, Tciecz=30°C, Ptłocz.=12bar, ΔP=0,2bar, Ttłocz.=80°C, Te=-10°C
	Zawór pilotowy różnicy ciśnień CVPP
Czynniki chłodnicze	Wszystkie powszechnie używane, niepalne czynniki, w tym R717
Zakres temperatury medium [°C]	-50 do 120
Maks. ciśnienie robocze [bar]	CVPP (LP): 17
	CVPP (HP): do 40
Zakres regulacji [bar]	CVPP (LP): 0 do 7
	CVPP (HP): 0 do 22
Wartość Kv m3/h	0,4

Na rysunkach nie pokazano wszystkich zaworów. Rysunków nie należy kopiować do celów projektowych.

20

DKRCI.PA.000.C6.49 / 520H2378

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Przykłady zastosowań	Automatyka do Przemysłowych Układów Chłodniczych z użyciem amoniaku i CO2

Dane techniczne (ciąg dalszy)

	Zawór pilotowy stałego ciśnienia CVP
Czynniki chłodnicze	Wszystkie powszechnie używane czynniki, włącznie z R717 i R744
Zakres temperatury medium [°C]	-50 do 120
Maks. ciśnienie robocze [bar]	CVP (LP): 17
	CVP (HP): do 40
	CVP (XP): 52
Zakres ciśnień [bar]	CVP (LP): -0,66 do 7
	CVP (HP): -0,66 do 28
	CVP (XP): 25 do 52
Wartość Kv m3/h	CVP (LP): 0,4
	CVP (HP): 0,4
	CVP (XP): 0,2
	Zawór upustowy OFV
Materiał	Korpus: stal
Czynniki chłodnicze	Wszystkie powszechnie używane czynniki, włącznie z R717
Zakres temperatury medium [°C]	-50 do 150
Maks. ciśnienie robocze [bar]	40
Średnica nominalna DN [mm]	20/25
Zakres różnicy ciśnienia	2 do 8
otwarcia [bar]

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

DKRCI.PA.000.C6.49 / 520H2378

21

Przykłady zastosowań	Automatyka do Przemysłowych Układów Chłodniczych z użyciem amoniaku i CO2

3.2	Skraplacz natryskowo-wyparny jest chłodzony	temu spowalnia się znacznie proces narastania
Skraplacze natryskowo-	otaczającym powietrzem oraz wodą natryskiwaną	kamienia kotłowego na zasadniczej powierzchni
wyparne	przeciwprądowo z dysz. Krople wody częściowo	wymiany ciepła.
	odparowują, w efekcie zwiększając wydajność
	skraplacza.	Ten typ skraplacza charakteryzuje się znacznie
		mniejszym zużyciem wody chłodzącej w porównaniu
	Współczesne skraplacze natryskowo-wyparne	do wymiennika chłodzonego jedynie wodą.
	posiadają obudowę wykonaną ze stali lub tworzyw	Regulacja wydajności skraplacza natryskowo-
	sztucznych oraz osiowe bądź odśrodkowe	wyparnego może być realizowana z wykorzystaniem
	wentylatory umieszczone na dole lub u góry	dwubiegowych silników wentylatorów, bądź przez
	aparatu.	płynną zmianę ich prędkości obrotowej oraz,
		w przypadku bardzo niskiej temperatury otoczenia,
	Powierzchnię wymiany ciepła znajdującą się	przez wyłączenie cyrkulacyjnej pompy wody.
	w strumieniu wilgotnego powietrza stanowią
	gładkie rury stalowe.	Stosowanie skraplaczy natryskowo-wyparnych
	Ponad dyszami wodnymi (w strumieniu suchego	jest ograniczone w obszarach o podwyższonej
	powietrza) umieszcza się zwykle odcinki	wilgotności względnej. W zimnych obszarach,
	użebrowanych rur stalowych, w których	gdzie w temperatura otoczenia spada poniżej
	następuje odebranie ciepła przegrzania par, zanim	0°C, należy zabezpieczyć urządzenie przed
	trafią one do strefy skraplania poniżej dysz. Dzięki	możliwością zamarznięcia poprzez usuniecie
		wody ze skraplacza.
	3.2.1 - Regulacja pracy skraplaczy natryskowo-
	wyparnych
	Regulację ciśnienia skraplania w tych wymiennikach
	ciepła można zrealizować na różne sposoby:
	1. Sterowanie pracą wentylatorów za pomocą
	presostatów RT lub KP oraz wyłączanie pomp
	wody (najstarsze rozwiązanie).
	2. Sterowanie pracą wentylatorów za pomocą
	regulatora ciśnienia ze strefą nieczułości RT-L
	oraz wyłączanie pomp.
	3. Sterowanie pracą dwubiegowych
	wentylatorów oraz pomp za pomocą
	regulatora wielostopniowego.
	4. Ciągła regulacja prędkości obrotowej
	wentylatorów oraz pomp za pomocą
	przetwornic częstotliwości.
	5. Wykorzystanie czujnika przepływu
	Saginomiya jako urządzenia alarmowego
	w przypadku zaniku cyrkulacji wody.

22

DKRCI.PA.000.C6.49 / 520H2378

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Przykłady zastosowań	Automatyka do Przemysłowych Układów Chłodniczych z użyciem amoniaku i CO2
Przykład zastosowania 3.2.1:
Regulacja wielostopniowa
z wykorzystaniem presostatów RT
			Pompa
	Przewód		wody
	ssawny	Skraplacz
		Sprężarka
Czynnik w fazie gazowej
pod wysokim ciśnieniem
Czynnik w fazie ciekłej		Zbiornik cieczy
pod wysokim ciśnieniem
Woda
ÀPresostat
ÁPresostat
ÂZawór odcinający	Danfoss	Do chłodnicy oleju	Do zaworu
ÃZawór odcinający	Tapp_0033_02		rozprężnego
	10-2012
ÄZawór odcinający

Rozwiązanie to, w przypadku niskiej temperatury otoczenia, utrzymuje ciśnienie skraplania i ciśnienie w zbiorniku na wystarczająco wysokim poziomie.

Gdy ciśnienie na wlocie do skraplacza obniży się poniżej wartości nastawionej na presostacie

RT 5A Á, regulator ten wyłączy wentylator, w celu zmniejszenia wydajności skraplacza.

Przy wyjątkowo niskiej temperaturze otoczenia, gdy pomimo wyłączenia wentylatorów ciśnienie skraplania spadnie poniżej nastawy presostatu RT 5A À, regulator zatrzyma pompę wody.

W przypadku wyłączenia pompy, woda powinna zostać usunięta ze skraplacza i rur, aby zapobiec odkładaniu się kamienia kotłowego i zamarzaniu.

Dane techniczne

	Presostat wysokiego ciśnienia RT 5A
Czynniki chłodnicze	R717 i czynniki syntetyczne
Obudowa	IP 66/54
Temperatura otoczenia [°C]	-50 do 70
Zakres regulacji [bar]	RT 5A: 4 do 17
Maks. ciśnienie robocze [bar]	22
Maks. ciśnienie próbne [bar]	25

Na rysunkach nie pokazano wszystkich zaworów. Rysunków nie należy kopiować do celów projektowych.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

DKRCI.PA.000.C6.49 / 520H2378

23

Przykłady zastosowań	Automatyka do Przemysłowych Układów Chłodniczych z użyciem amoniaku i CO2
Przykład zastosowania 3.2.2:
Regulacja wielostopniowa
z wykorzystaniem sterownika
EKC 331
				Pompa
	Przewód			wody
	ssawny	Skraplacz
	Sprężarka
Czynnik w fazie gazowej
pod wysokim ciśnieniem
Czynnik w fazie ciekłej		Zbiornik cieczy
pod wysokim ciśnieniem
Woda
ÀRegulator wielostopniowy
ÁPrzetwornik ciśnienia
ÂZawór odcinający	Danfoss		Do zaworu
ÃZawór odcinający	Tapp_0034_02	Do chłodnicy oleju	rozprężnego
	10-2012
ÄZawór odcinający
	Rozwiązanie to działa na tej samej zasadzie, jak	przedziałach„Strefa +”i„Strefa -”, w których mierzone
	w przykładzie 3.2.1, z tym że elementem sterującym	ciśnienie wykracza poza strefę neutralną), sterownik
	jest wielostopniowy regulator EKC 331 À. Więcej	podejmuje działanie obciążające lub odciążające.
	informacji na temat sterownika EKC 331 znajduje	W odchyleniach od nastawy wykraczających poza
	się na stronie 7.
		przedziały zakreskowane („Strefa + +” i„Strefa - -”)
	Wydajność skraplaczy wyparnych można regulować	zmiany wydajności sprężarki (WYD) dokonywane
	za pomocą regulatora mocy EKC 331 oraz	są szybciej.
	przetwornika ciśnienia AKS.	Więcej szczegółowych informacji można znaleźć
	Ostatnim krokiem jest wybór regulacji sekwencyjnej
		w instrukcji obsługi sterownika EKC 331(T) firmy
	dla pompy wody. Regulacja sekwencyjna oznacza,
		Danfoss.
	że stopnie zawsze są włączane i wyłączane w tej
	samej kolejności.			Strefa
	Wersja EKC 331T może współpracować z czujnikiem			Strefa
	temperatury PT 1000, co może okazać się	WN
	potrzebne w przypadku układów pośrednich.			SN

	Regulacja ze strefą neutralną	Strefa
	Strefa neutralna (SN) stanowi przedział wokół	Strefa
	wartości nastawionej (WN), w którym nie następuje
	obciążanie ani odciążanie.	WYD
	Poza strefą neutralną (w zakreskowanych

Dane techniczne

Na rysunkach nie pokazano wszystkich zaworów. Rysunków nie należy kopiować do celów projektowych.

	Przetwornik ciśnienia AKS 33	Przetwornik ciśnienia AKS 32R
Czynniki chłodnicze	Wszystkie czynniki chłodnicze, włącznie z R717	Wszystkie czynniki chłodnicze, włącznie z R717
Zakres roboczy [bar]	-1 do 34	-1 do 34
Maks. ciśnienie pracy PB [bar]	55 (zależnie od zakresu roboczego)	60 (zależnie od zakresu roboczego)
Zakres temperatury pracy [°C]	-40 do 85
Skompensowany zakres temperatury [°C]	Niskie ciśnienie: -30 do +40 / Wysokie ciśnienie: 0 do +80
Znamionowy sygnał wyjściowy	4 do 20 mA	10 do 90% napięcia zasilania
	Przetwornik ciśnienia AKS 3000	Przetwornik ciśnienia AKS 32
Czynniki chłodnicze	Wszystkie czynniki chłodnicze, włącznie z R717	Wszystkie czynniki chłodnicze, włącznie z R717
Zakres roboczy [bar]	0 do 60 (zależnie od zakresu)	-1 do 39 (zależnie od zakresu)
Maks. ciśnienie pracy PB [bar]	100 (zależnie od zakresu roboczego)	60 (zależnie od zakresu roboczego)
Zakres temperatury pracy [°C]	-40 do 80	-40 do 85
Skompensowany zakres temperatury [°C]	Niskie ciśnienie: -30 do +40 / Wysokie	Niskie ciśnienie: -30 do +40 / Wysokie
	ciśnienie: 0 do +80	ciśnienie: 0 do +80
Znamionowy sygnał wyjściowy	4 do 20 mA	1 do 5 V albo 0 do 10 V

24

DKRCI.PA.000.C6.49 / 520H2378

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

Przykłady zastosowań	Automatyka do Przemysłowych Układów Chłodniczych z użyciem amoniaku i CO2

3.3

Skraplacze chłodzone wodą

Przykład zastosowania 3.3.1: Regulacja przepływu wody przez skraplacz z wykorzystaniem zaworu wodnego

Czynnik w fazie gazowej pod wysokim ciśnieniem Czynnik w fazie ciekłej pod wysokim ciśnieniem Woda

ÀZawór odcinający ÁZawór odcinający ÂZawór wodny

Pierwotna postać skraplacza wodnego, to płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła.

Obecnie jednak bardzo często ma on formę wymiennika płytowego o nowoczesnej konstrukcji.

Skraplacze wodne nie są wykorzystywane powszechnie, ponieważ w wielu rejonach nie dopuszcza się do zużywania w celu chłodzenia skraplacza tak dużych ilości wody (brak, lub też wysoka cena wody).

Obecnie skraplacze wodne są często spotykane w schładzaczach wody („chillerach”), gdzie woda chłodząca krąży w obiegu zamkniętym i oddaje ciepło w chłodni kominowej. Znajdują ponadto zastosowanie jako wymienniki do odzysku ciepła skraplania w celu podgrzewania wody.

Regulację ciśnienia skraplania można zrealizować z wykorzystaniem presostatycznego zaworu wodnego, albo wodnego zaworu silnikowego, współpracującego ze sterownikiem elektronicznym, w celu regulacji przepływu wody chłodzącej zależnie od ciśnienia skraplania.

Przewód	Odpływ wody
	chłodzącej
ssawny
Sprężarka
Skraplacz	Dopływ wody
	chłodzącej
Danfoss	Do zaworu
Tapp_0035_02
10-2012	rozprężnego

Prezentowane rozwiązanie zapewnia utrzymywanie ciśnienia skraplania na stałym poziomie. Sygnał o ciśnieniu skraplania czynnika chłodniczego jest przekazywany rurką kapilarną do górnej części zaworu wodnego WVS Â i steruje stopniem jego otwarcia. Zawór wodny WVS jest regulatorem proporcjonalnym.

Dane techniczne

	Zawór wodny WVS
Materiały	Korpus: żeliwo
	Mieszek: aluminium i stal z zabezpieczeniem antykorozyjnym
Czynniki chłodnicze	R717, CFC, HCFC, HFC
Płyny robocze	Woda słodka, nieagresywna solanka
Zakres temperatury medium [°C]	-25 do 90
Regulowane ciśnienie zamknięcia [bar]	2,2 do 19
Maksymalne ciśnienie robocze po stronie	26,4
czynnika chłodniczego [bar]
Maksymalne ciśnienie robocze po stronie	10
cieczy [bar]
Średnica nominalna DN [mm]	32 do 100

Na rysunkach nie pokazano wszystkich zaworów. Rysunków nie należy kopiować do celów projektowych.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

DKRCI.PA.000.C6.49 / 520H2378

25

	Przykłady zastosowań	Automatyka do Przemysłowych Układów Chłodniczych z użyciem amoniaku i CO2
	Przykład zastosowania 3.3.2:	Sterownik
	Regulacja przepływu
	wody przez skraplacz
	z wykorzystaniem zaworu
	silnikowego
	Czynnik w fazie gazowej	Przewód	Odpływ wody
			chłodzącej
	pod wysokim ciśnieniem
		ssawny
	Czynnik w fazie ciekłej
	pod wysokim ciśnieniem	Sprężarka
	Woda
	ÀPrzetwornik ciśnienia	Skraplacz	Dopływ wody
			chłodzącej
	ÁRegulator
	ÃZawór silnikowy
	ÃZawór odcinający	Danfoss	Do zaworu
		Tapp_0036_02
	ÄZawór odcinający		rozprężnego
		10-2012

Sterownik Á otrzymuje informację o ciśnieniu skraplania z przetwornika AKS 33 À i wysyła odpowiedni sygnał sterujący do siłownika AMV 20 zaworu silnikowego VM 2 Â. Tym sposobem następuje dostosowanie przepływu wody chłodzącej, a ciśnienie skraplania utrzymuje się na stałym poziomie.

W tym rozwiązaniu, sterownik może być regulatorem typu PI lub PID.

VM 2 i VFG 2 są zaworami silnikowymi, zaprojektowanymi dla układów centralnego ogrzewania i mogą także służyć do regulacji przepływu wody w instalacjach chłodniczych.

Dane techniczne

	Zawór silnikowy VM 2
Materiał	Korpus: brąz
Płyny robocze	Woda obiegowa / wodne roztwory glikolu do 30%
Zakres temperatury	2 do 150
medium [°C]
Maks. ciśnienie robocze [bar]	25
Średnica nominalna DN [mm]	15 do 50

Na rysunkach nie pokazano wszystkich zaworów. Rysunków nie należy kopiować do celów projektowych.

26

DKRCI.PA.000.C6.49 / 520H2378

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

	Przykłady zastosowań	Automatyka do Przemysłowych Układów Chłodniczych z użyciem amoniaku i CO2
	3.4
	Podsumowanie
	Rozwiązanie			Zastosowanie		Zalety		Ograniczenia
	Regulacja pracy skraplaczy powietrznych
	Wielostopniowa regulacja			Głównie w przemysłowych		Stopniowa regulacja		Bardzo niska temperatura
	pracy wentylatorów			instalacjach chłodniczych		przepływu powietrza,		otoczenia. Możliwość
	z wykorzystaniem			w klimacie gorącym oraz		także z wentylatorami		głośnej pracy wentylatora.
	sterownika EKC 331	Skraplacz		w dużo mniejszym stopniu		wielobiegowymi.
			Zbiornik cieczy	w klimatach chłodniejszych.		Oszczędność energii.
						Brak poboru wody.
	Płynna regulacja			Wszystkie skraplacze		Niski prąd rozruchowy		Bardzo niska temperatura
	obrotów wentylatorów			z wentylatorami o zmiennej		Oszczędność energii		otoczenia.
	w skraplaczach			prędkości obrotowej.		Mniejszy hałas
	powietrznych	Skraplacz				Dłuższy okres eksploatacji
			Zbiornik cieczy			Uproszczona instalacja
	Regulacja pracy skraplaczy natryskowo-wyparnych
	Regulacja wielostopniowa			Przemysłowe instalacje		Znaczne zmniejszenie zużycia		Wysoka wilgotność względna
	z wykorzystaniem			chłodnicze o bardzo dużej		wody, w porównaniu do		powietrza otaczającego;
	presostatów RT			wydajności.		skraplaczy wodnych, przy		W klimacie zimnym potrzeba
		Z				stosunkowo łatwej regulacji		spuszczania wody w okresach
		przewodu				wydajności. Oszczędność		postoju pomp.
		tłocznego
		Skraplacz				energii.
		Zbiornik cieczy
	Regulacja wielostopniowa			Przemysłowe instalacje		Znaczne zmniejszenie zużycia		Wysoka wilgotność względna
	z wykorzystaniem			chłodnicze o bardzo dużej		wody, w porównaniu do		powietrza otaczającego;
	sterownika EKC 331			wydajności.		skraplaczy wodnych, przy		W klimacie zimnym potrzeba
		Z	Pompa			stosunkowo łatwej regulacji		spuszczania wody w okresach
		przewodu				wydajności. Możliwość		postoju pomp.
			wody
		tłocznego
		Skraplacz				zdalnego sterowania.
						Oszczędność energii.
		Zbiornik cieczy
	Regulacja pracy skraplaczy wodnych
	Regulacja przepływu		Dopływ wody	Schładzacze cieczy („chillery”),		Łatwa regulacja wydajności.		Problemy z dostępnością
	wody z wykorzystaniem		chłodzącej	układy z odzyskiem ciepła				wody.
		Sprężarka	Odpływ wody
	presostatycznego zaworu	Skraplacz	chłodzącej	skraplania.
	wodnego
	Regulacja przepływu wody			Schładzacze cieczy („chillery”),		Łatwa regulacja wydajności		Wyższy koszt; Problemy
	z wykorzystaniem zaworu		Dopływ wody	układy z odzyskiem ciepła		skraplacza i odzysku ciepła.		z dostępnością wody.
	silnikowego		chłodzącej	skraplania.		Możliwość zdalnego
		Sprężarka	Odpływ wody
						sterowania.
		Skraplacz	chłodzącej
	3.5	Karty katalogowe / Instrukcje				Instrukcje obsługi
	Dokumenty źródłowe	Typ	Materiał	Typ	Materiał	Typ	Materiał	Typ	Materiał
	Alfabetyczny spis wszystkich		źródłowy		źródłowy		źródłowy		źródłowy
		AKD 102	PD.R1.B	ICS	PD.HS2.A	AKD 102	MG11L	ICS 25-65	PI.HS0.A
	dokumentów źródłowych
		AKS 21	RK0YG	NRVA	PD.FK0.A	AKS 21	RI14D	ICS 100-150	PI.HS0.B
	znajduje się na stronie 146
		AKS 33	RD5GH	RT 5A	PD.CB0.A	AKS 32R	PI.SB0.A	NRVA	PI.FK0.A
		AMV 20	ED95N	SVA	PD.KD1.A	AKS 33	PI.SB0.A	RT 5A	RI5BC
		CVP	PD.HN0.A	VM 2	ED97K	AMV 20	EI96A	SVA	PI.KD1.A
		CVPP	PD.HN0.A	WVS	PD.DA0.A	CVP, CVPP	PI.HN0.C	VM 2	VIHBC
						CVP-XP	PI.HN0.J	WVS	PI.DA0.A

Najnowsze wersje materiałów źródłowych można pobrać z witryny internetowej firmy Danfoss.

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10

DKRCI.PA.000.C6.49 / 520H2378

27

Przykłady zastosowań	Automatyka do Przemysłowych Układów Chłodniczych z użyciem amoniaku i CO2

4. Regulacja poziomu cieczy	Regulacja poziomu cieczy odgrywa ważną rolę		Niskociśnieniowe układy regulacji poziomu
	w funkcjonowaniu przemysłowych instalacji		cieczy charakteryzują się zwykle:
	chłodniczych. Polega na sterowaniu ilością		1. Uwzględnianiem poziomu cieczy po stronie
	doprowadzanej cieczy tak, aby utrzymać jej		niskiego ciśnienia,
	stały poziom w danym aparacie.		2. Dużym zbiornikiem cieczy za skraplaczem,
			3. Stosunkowo dużym napełnieniem instalacji
	Projektując układ regulacji poziomu cieczy, można		czynnikiem chłodniczym,
	wykorzystać jedną z dwóch zasadniczych metod:		4. Wykorzystaniem w układach zdecentralizowanych
		Regulacja poziomu cieczy po stronie	Obie metody regulacji można zrealizować
		wysokiego ciśnienia (HP LLRS)
			z wykorzystaniem mechanicznych, jak
		Regulacja poziomu cieczy po stronie niskiego
			i elektronicznych elementów automatyki.
		ciśnienia (LP LLRS)
	Wysokociśnieniowe układy regulacji poziomu
	cieczy charakteryzują się zwykle:
	1. Uwzględnianiem poziomu cieczy po stronie
		skraplacza,
	2. Krytycznie małą ilością czynnika chłodniczego
		w układzie,
	3. Małym zbiornikiem lub nawet jego brakiem,
	4. Wykorzystaniem głównie w agregatach do
		schładzania wody („chillerach”) i innych
		układach o małym napełnieniu czynnikiem
		(np. w małych zamrażarkach).
4.1
	Podczas projektowania wysokociśnieniowego		w pełni wykorzystać powierzchni wymiany ciepła
Układ regulacji poziomu	układu regulacji poziomu cieczy, należy wziąć		w parowniku. Pojemność zbiorników po stronie
cieczy po stronie wysokiego	pod uwagę następujące kwestie:		niskiego ciśnienia (oddzielacz cieczy, parownik
ciśnienia			płaszczowo-rurowy) musi mieć odpowiednio
	Ciecz powstająca w skraplaczu jest od razu		obliczoną pojemność, aby pomieścić czynnik
	dostarczana do parownika (na stronę niskiego		chłodniczy w każdych warunkach, bez ryzyka
	ciśnienia).		zassania par mokrych przez sprężarkę.
	Ciecz opuszczająca skraplacz charakteryzuje się		Z wyżej wymienionych powodów, regulacja
	małym dochłodzeniem lub jego brakiem. Fakt ten		poziomu cieczy po stronie wysokiego ciśnienia
	odgrywa rolę podczas przepływu czynnika na		nadaje się szczególnie do układów o małym
	stronę niskiego ciśnienia. Na skutek spadków		napełnieniu czynnikiem chłodniczym, jak
	ciśnienia w przewodach lub także w elementach		schładzacze wody („chillery”) albo małe zamrażarki.
	układu, może dochodzić do pojawienia się		„Chillery”zwykle nie wymagają zbiorników cieczy.
	mieszaniny cieczowo-gazowej (częściowego		Z wyżej wymienionych powodów, regulacja
	odparowania cieczy), co zmniejsza natężenie		poziomu cieczy po stronie wysokiego ciśnienia
	przepływu czynnika.		nadaje się szczególnie do układów o małym
			napełnieniu czynnikiem chłodniczym, jak
	Ilość czynnika w układzie musi być precyzyjnie		schładzacze wody („chillery”) albo małe zamrażarki.
	określona. Przepełnienie instalacji zwiększa		Nawet jeśli zainstalowanie zbiornika jest konieczne
	ryzyko zalewania parownika lub oddzielacza		w celu zainstalowania zaworów pilotowych
	cieczy, a co za tym idzie, porywania cieczy do		i zasilania czynnikiem chłodnicy oleju, to zbiornik
	sprężarki (uderzenie hydrauliczne). Z kolei zbyt		ten jest niewielki.
	mała ilość czynnika w układzie nie pozwoli

28

DKRCI.PA.000.C6.49 / 520H2378

© Danfoss A/S (RC-MDP/MWA), 2014-10