Устройство для автоматического регулирования температуры в многозонных объектах

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 80128544 1 4 С 05 П 23/1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУОрлов, А. Н.Н.Чистяк.Ко(54) УСТРОЙСТВОРЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕЗОННЫХ ОБЪЕКТАХ ГО(57) Иззовано тение может быть испол автоматического регули ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Всесоюзный заочный политехческий институт(56) Авторское свидетельство ССВ 983665, кл. С 05 Э 23/19, 198Авторское свидетельство СССРУ 334559, кл. С 05 П 23/19, 197ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСМПЕРАТУРЫ В МНО вания температуры в многозонныхобъект.х с общим холодильником.Пельизобретения состоит в снижении энергозатрат, повышении равномерноститемпературного поля в каждой зонеточности регулирования температуры.Это достигается введением для каждой зоны вентилятора с дополнительной секцией теплообменника, включаемыми в работу при возрастании неравномерности поля температуры в эонаи увеличении статической ошибки.Переключение основных теплообменниковпри обрастании их "шубой" конденсата осуществляется с помощью датчиковтемпературы хладагента, воздухавблизи теплообменника и снаружи эоны и анализирующей схемы, состоящей иэ трех сумматоров и пороговогоэлемента. 1 ил.Изобретение относится к устройствам регулирования температуры в многозонных объектах и может быть использовано для регулирования температуры в холодильных камерах для 5 хранения продуктов с одной общей холодильной установкойЦель изобретения - снижение энергозатрат, повышение равномерноститемпературного поля и точности регулирования температуры.На чертеже дана. структурная схемаустройства.Устройство содержит ш холодильных зон 1, подключенных через магистраль хладагента к общей холодильной установке 2. Для управления средней температурой зон служит общийрегулятор 3 с задатчиком 4, связанный с зонами через общий сумматор 5.Для выравнивания температурногополя внутри зон предназначена совокупность элементов управления., изображенная на чертеже только для пер 25вой зоны, Для остальных зон схемыуправления идентичны. Устройство длякаждой зоны содержит вентилятор сэлектроприводом 6 и секцией 7 теплообменника, два основных теплообменника 8 и 9, и датчиков 10 температуры воздуха (из расчета один датчикна 100 м ), размещенных равномернопо объему холодильной зоны, датчик11 температуры хладоносителя, датчик 12 и 13 температуры воздуха, ус- .35тановленные в непосредственной близости от основных теплообменников8 и 9, на расстоянии, равном максимально допустимой толщине "шубы"инея, которым обрастает теплообмен,. ник, датчик 14 температуры наружноговоздуха, сумматоры 15-19, регулятор20, зоны с задатчиком 21, исполнительнье механизмы 22 и 23, селекторы минимального 24 и максимального25 сигналов, логический элемент ИЛИ26, первый и второй пороговые элементы 27 и 28 с регулируемой зонойнечувствительности, усилитель 29,управляющий электроприводом 6 вентилятора, коммутатор 30 переключениядатчиков 12 и 13, температуры воздуха вблизи основных теплообменников8 и 9, регулирующий клапан 31, черезкоторый хладоноситель из общей магистрали поступает в секцию 7 теплообменника у вентилятора, клапаны32 и 33 через которые хладоноситель поступает в два основных теплообменника 8 и 9.Устройство работает следующим образом.Основные теплообменники 8 и 9 снабжены клапанами 32 и 33, управление (переключение) которыми, осуществляет исполнительный механизм 22. Задача переключения основных теплообменников 8 и 9 возникает в связи с тем, что работающий основной теплообменник 8 или 9 с течением времени покрывается слоем замерзшего конденсата - "шубой". который снижает коэффициент теплопередачи и технико-экономические показатели процесса охлаждения. Поэтому основные теплаобменники 8 и 9 работают поочередно; адин подключен к общей магистрали хладоносителя, а другой находится в резерве, в режиме оттаивания.Пусть работает основной теплаобменник 8, у которого расположен дат" чик 12, а теплоабменник 9 с датчиком 13 находится в резерве. Тогда датчик 12 через коммутатор 30 подключен к сумматору 18, вторым входом которого является сигнал от датчика 11, темпе ратуры хладоносителя. По мере обрастания "шубой" поверхности теплообменника 8 с датчикам 12 коэйфициент теплопередачи от хладоносителя к воздуху вблизи работающего теплообменника 8 снижается. При этом разность сигналов ат датчиков 12 и 13 и, следовательно, выходной сигнал сумматора 18 увеличивается.При повышении температуры наружного воздуха, которая воздействует на все камеры, происходит снижение температуры хладонасителя в общей магистрали и, следовательно, также увеличивается разность сигналов ат датчиков 11 и 12 и соответственно выходной сигнал сумматора 18. В последнем случае "шубы" на теплообменнике может не быть, и выходной сигнал сумматора 18 на переключение теплообменников является ложным, Для однозначности информации о наличии "шубы" на работающем теплообменнике 8 к сумматору 17 подключены сигналы от датчика 14 температуры наружного воздуха и.выхадной сигнал сумматора 12, пропорциональный средней величине температуры воздуха в объеме камеры.температуры воздуха, при этом основной теплообменник в каждой зоне соединен с холодильной установкой через клапан, сочлененный с исполнительным механизмом, входы общего регулятора соединены соответственно с задатчкком и общим сумматором, а выход - с входом общей холодильной установки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения энергозатрат, повышения равномерности температурного поля в зоне (камере) и 3 12856Выходной сигнал сумматора 17 приповышении температуры наружного воздуха на сумматоре 19 компенсируетвыходной сигнал сумматора 18 и неправильное переключение теплообменников не происходит.Выходные сигналы сумматоров 17и 18 являются входными сигналами длясумматора 19, При достижении выходным сигналом сумматора 19 определенного значения (выше порога зоны нечувствительности) срабатывает пороговый элемент 28, выходной сигналкоторого через исполнительный механизм 22 отключает теплообменник 8 15от общей магистрали хладоносителяи включает в работу основной теплообменник 9, открывая клапан 33, Одновременно выходной сигнал элемента28 через коммутатор 30 переключает 20на входе сумматора 18 сигнал от датчика 12 на сигнал от датчика 13.Своевременное в автоматическомрежиме производимое переключение основных теплообменников в каждой камере многозонного объекта снижаетэнергозатраты на производство холода.При нарушении равномерности ираспределения температуры воздуха 30в объеме зоны алгебраическая раз-фность выходных сигналов селекторовминимального 24 и максимального 25сигналов, к которым подключены сигналы от п датчиков 10, возрастает.Следовательно, увеличивается выходной сигнал сумматора 16,При достижении выходным сигналомсумматора 16 определенного значения(выше порога зоны нечувствительности) срабатывает пороговый элемент27, выходной сигнал которого, пройдячерез элемент ИЛИ 26 и усилитель 29,включает электропривод 6 вентилятора. 45Вынужденное движение воздуха,создаваемое в камере вентилятором, восстанавливает равномерное распределение температуры по объему зоны.Сигналы от п датчиков температуры в камере подключены также к сумматору 15. При снижении (повышении)средней температуры воздуха в камере,выходной сигнал сумматора 15, пропорциональный средней величине сигналов 55от и датчиков температуры воздухав объеме зоны, поступает в регулятор20, где сравнивается с сигналом задатчика 21. Выходной сигнал регулятора 20 оказывает оперативное регулирующее воздействие на исполнительный механизм 20 и регулирующий клапан 3 1 и одновременно через логический элемент ИЛИ 26 и усилитель 29включает электропривод 6 вентиляторакоторый интенсифицирует теплообмену секции 7 теплообменника вблизи вентилятора.Выходной сигнал сумматора 15 поступает также на вход общего сумматора 5, в который поступают сигналы,пропорциональные средней величинетемпературы во всех и холодильныхзонах. Выходной сигнал общего сумматора 5 является входным сигналомдля общего регулятора 3 температуры.Средняя величина температуры во всех:зонах 1 сравнивается с сигналом задатчика 4, и регулятор 3 оказываетрегулирующее воздействие на общийхолодильник 2,изменяя температурухладоносителя в общей магистралиподачи хладоносителя в зоны.Таким образом, повышается точность регулирования температурыв каждой зоне (камере) путем введения малоинерционного контура управления температурой воздуха в каждойкамере с регулятором 20, вентилятором с дополнительной секцией 7 теплообменника. Этот контур компенсирует недостатки работы в статике идинамике общей системы с регулятором 3,Формула изобретения Устройство для автоматическогорегулирования температуры в многозонных объектах, содержащее общуюхолодильную установку, основной теплообменник в каждой зоне с исполнительным механизмом и регулирующимклапаном, общий регулятор температуры с задатчиком, общий сумматор, селектор минимального сигнала, пороговый элемент и по числу зон датчикточности регулирования температурыв зоне, дополнительно введены длякаждой эоны вентилятор с электроприводом и секцией теплообменника,второй основной теплообменник, второйи третий клапаны, второй исполнительный механизм, регулятор температурызоны с вторым задатчиком, п датчиков температуры воздуха в каждойзоне, датчики температуры воздухавблизи каждого основного теплообменника, датчик температуры хладоносителя, датчик температуры наружного воздуха, пять сумматоров, селектор максимального сигнала, второйпороговый элемент, элемент ИЛИ и коммутатор, причем в каждой зоне секциятеплообменника через второй регулирующий клапан подключена к общейхолодильной установке, к которой через третий клапан, соединенный с первым исполнительным механизмом, подключен второй основной теплообменник, а датчиков температуры воздуха. в зоне подключены к соответствующим входам первого сумматора иселекторов минимального и максимального сигналов, выход первого сумматора подключен к соответствующемувходу общего сумматора и первому входу регулятора температуры зоны,второй вход которого соединен с вторым задатчиком, а выход соединен свторым исполнительным механизмом и 5 первым входом элемента ИЛИ,соединенного выходом через усилитель с управляющим входом электроприводавентилятора, выходы селекторов минимального и максимального сигналовсоединены с соответствующими входамивторого сумматора, выход которогочерез первый пороговый элемент связан с вторым входом элемента ИЛИ,датчик температуры наружного воздухаподключен к первому входу третьегосумматора, второй вход которого соединен с выходом первого сумматора, авыход - с первым входом четвертогосумматора, датчик температуры хла доносителя соединен с первым входомпятого сумматора, связанного с своимвторым входом через коммутатор с датчиками температуры вблизи основныхтеПлообменников, а выходом - с вторымвходом четвертого сумматора, выход которого через второй пороговый элементсоединен с входом первого исполнительного механизма, выход второго исполнительного механизма соединен с вто- ЗО рым клапаном.(орректор И,Демчик 4/5 роектная, 4 енно-полиграфическое предприятие, г. Уж зв Заказ 7 о 42/49 Тираж Я ВНИИПО Государс по делам изо 113035, млсква. Попписного комитета СССРий и открытийРаушская наб.,