Chiller Axima (NH3) circuito de controlo (3ª parte) Programação em FBD

Antes de começarmos a programar nesta linguagem gráfica, convém saber o que pretendemos fazer. Sim, precisamos saber como esta máquina funciona ou deve funcionar. Comecemos pelo interruptor On/Off:
A função deste componente é parar a máquina e não desligar a corrente da máquina. Assim todas as outras funções da máquina devem depender do estado dessa entrada digital. Para isso ser verdade vamos dividir o nosso programa em blocos de funções. Se chamarmos a primeira função OnOf, diremos que todas as outras funções dependerão desta.
Passemos a inumerar e a descrever as funções da máquina.
Funções normais.
Função: (OnOf) - Arranque e Paragem (Arranque e paragem da máquina).
Função: (CTAF) - Controlo da temperatura de água fria (Manter a temperatura de água fria no set point escolhido pelo utilizador).
Funções de segurança.
Função: (CTCO) - Controlo de temperatura de condensação (Manter a temperatura de condensação em valores seguros).
Função: (CTEV) - Controlo de temperatura de evaporação (Manter a temperatura de evaporação em valores seguros).
Veja a imagem:

A imagem mostra que a função OnOf é a função da qual dependem todas as outras.
A seguir a função CTAF, controla o compressor e todas as demais funções.
A função CTCO, controla o ventilador da torre de arrefecimento, a bomba de condensação e a bomba da torre.
A função CTEV, controla a bomba de evaporação e a válvula modulante de aspiração.

Continua...

Chiller Axima (NH3) circuito de controlo (2ª parte)

ENTRADAS ANALÓGICAS (sensores de temperatura)
Agora temos os elementos básicos para podermos elaborar o nosso circuito de controlo. Faltam algumas entradas digitais e analógicas que trataremos mais adiante. Na imagem abaixo temos representadas as entradas analógicas que são na realidade sensores de temperatura. Estes são  semiconductores cuja resistência eléctrica varia com a temperatura do local onde estão inseridos. Após isso, um conversor altera os valores medidos para uma tensão que varia entre 0 e os 10V. É desta forma que o PLC (Controlador Lógico Programável), "sabe" os valores das sondas.

Legenda:
IB: Temperatura de entrada de água  no permutador condensador
IC: Temperatura de entrada de água no permutador evaporador
ID: Temperatura de condensação
IE: Temperatura de evaporação
IF: Temperatura de descarga do compressor
IG:Temperatura do motor eléctrico

Continua...



Chiller Axima (NH3) circuito frigorífico legendado (2ª parte)

Continua...

 

Chiller Axima (NH3) circuito frigorífico legendado

 



Acredito que este artigo será útil para os meus amigos de Cacuaco.
Assim passo a editar a legenda do mesmo:

1: Motor eléctrico
2: Compressor semi hermético aberto
3: Separador de óleo
4: Permutador condensador
5: Acumulador separador de líquido
6: Permutador evaporador

Qualquer dúvida ou sugestão, podem escrever para o meu email: relatoriosdigitais@gmail.com

Chiller Axima (NH3) circuito de controlo

Lamentamos aqui o facto do fabricante dar pouca informação sobre o seu equipamento. Actualmente, não faz sentido esconder informação técnica, pois o conhecimento é universal. Fazer bom uso do mesmo ou não, eis a diferença. Por isso continuamos a agradecer aos fabricantes como a CARRIER, DAIKIN e outros que fornecem informação técnica sem qualquer problema. Mas será que a falta de informação do fabricante é problema para nós? Jamais, assim, vamos desenhar o sistema de controlo desta máquina: Veja a imagem...

Na imagem acima, vemos uma representação das entradas e saídas digitais da máquina:
ENTRADAS DIGITAIS
I1: On/Off
I2: Stop
I3: Pressostato alta pressão
I4: Pressostato baixa pressão
I5: Pressostato diferencial de óleo
I6: Fluxostato de água de condensação
I7: Fluxostato de água de arrefecimento

SAÍDAS DIGITAIS
Q1: Resistência de cârter
Q2: Compressor
Q3: Bomba água fria
Q4: Bomba água quente
Q5: Ventilador de exaustão do bloco
Q6: Electroválvula de retorno de óleo
Q7: Avaria geral

Continua...

Chiller Axima (NH3) circuito frigorífico

Este Chiller (Produtor de água fria), da marca Axima, não traz qualquer esquema frigorífico, assim tivemos que desenhar o circuito à mão…Deve ser notado aqui que o fluído refrigerante é o r717 ou NH3 (Amoníaco) e por isso a máquina tem algumas particularidades. 1º Toda a tubagem do circuito frigorífico deve ser feita em aço inox e não em cobre como estamos habituados. 2º Esta máquina não pode usar compressores herméticos ou semi herméticos do tipo fechado, pois o amoníaco destruiria a bobinagem do motor eléctrico de cobre. 3º Todo o serviço de manutenção e assistência técnica relacionado com o circuito frigorífico deve ser feito com muito cuidado e com equipamento apropriado!!!
Passemos a descrição do circuito frigorífico:
No coração do sistema, está um compressor semi hermético do tipo aberto acoplado à um motor eléctrico assíncrono. Após a válvula de serviço de descarga do compressor, encontramos um separador de óleo cuja missão é fazer retornar o óleo ao cárter do compressor. Na saída do separador, o NH3 à alta pressão e alta temperatura, entra num permutador de placas de aço inox onde a circulação de água em contra corrente, lhe retira calor provocando queda de temperatura e mudança de estado do NH3. Agora o fluído a alta pressão mas já no estado líquido, alimenta um acumulador separador de líquido. Um verdadeiro componente dois em um. Neste componente, o fluído segue dois caminhos e se encontra em dois estados: Na parte inferior do mesmo e até ao nível de carga, o flúido está no estado líquido e a alta pressão, na parte superior e acima do nível de carga, o fluído se encontra no estado gasoso e à baixa pressão. Da parte superior sai uma tubagem de grande diamétro que se liga à aspiração do compressor pela respectiva válvula de serviço. Da parte inferior do compressor, zona de líquido, sai uma tubagem de menor diâmetro, que se liga à um permutador de placas através de uma válvula de regulação manual. No permutador de placas, circula água em contra corrente, cujo calor é retirado pelo fluído em evaporação que já no estado gasoso, regressa à parte superior do acumulador separador e depois ao compressor.

 

 

Variador de velocidade VLT® HVAC Drive Danfoss 2ª parte

Embora o variador possa ser controlado conforme o artigo anterior, acredito ser mais elegante e eficiente a maneira que vou propor, conforme o manual do fabricante:

1º Passamos um cabo desde os bornes 12  e 18 para um interruptor (no) na porta do quadro elétrico da sala. Assim a partir desde interruptor passamos a fazer o arranque e a paragem do motor.

2º O controlo de velocidade do motor, deixa de ser manual e passa para automático com a utilização de uma sonda de qualidade do ar. Essa mede os níveis de co2 na conduta de retorno da UTA. Isso será feito com a ligação de um cabo blindado de dois condutores entre os bornes 53 e 55 do variador e a referida sonda analógica. Além disso, um pressostato diferencial de ar deve detetar a alteração de pressão na conduta de insuflação e aumentar a abertura da entrada de ar novo.

 

Variador de velocidade VLT® HVAC Drive Danfoss

 

As Unidades de Tratamento de Ar (UTAS) da marca Carrier da série 39SQ, vêm equipadas com variadores de velocidade escalares da marca Danfoss. Entre outras, as vantagens são:

 -Poupança de energia
-Poupança dos componentes mecânicos
-Proteção do motor do ventilador

  Vejamos como funciona o variador escalar:

Para os leitores que estão familiarizados com os motores assíncronos em cc, sabem que para variar a velocidade desses motores, basta variar a frequência da tensão de alimentação, porém há um problema! Divido a carga, há perda de torque e o motor pode parar, sobreaquecer e queimar…Para isso há que compensar a diminuição da frequência com a variação da tensão de alimentação para mantar a corrente do motor em níveis que os enrolamentos possam suportar. Como devem saber, a diminuição da frequência (HZ), faz diminuir a reactância indutiva (XL), isto é, a resistência dinâmica oferecida pelos enrolamentos do motor à passagem da corrente elétrica diminui, logo a corrente cresce e se a tensão for a mesma, o motor corre o risco de se queimar! Assim, isso é feito com a diminuição da tensão, numa proporção que mantenha o torque do referido motor…

Exemplo: vamos considerar um motor que em funcionamento apresenta uma XL = 30 ohms com 50 HZ e uma tensão de 400 Volts…

Veja que o consumo deste motor anda a volta de 13,3A

Se a sua frequência de alimentação for baixada para 25HZ e isso corresponder à uma XL de 15 ohms, mas a tensão de alimentação for a mesma (400 V), a corrente será de 26,6A !!!

Para manter esse motor a funcionar, a tensão máxima de alimentação com uma XL = 15 ohms, deveria ser de 200Volts.

V/XL = 200/15 = 13,3A

Assim, os referidos parâmetros tensão/frequência, podem ser guardados numa tabela que certamente fará parte do software de controlo do variador…esses serão mais ou menos compensados porque nas velocidades muito baixas há o risco de perda de torque por enfraquecimento do campo ,magnético.

Neste trabalho, os variadores arrancam assim que forem alimentados com a tensão da rede. Para isso ser possível, foram efetuados dois shunts: O primeiro entre os bornes 12-18 e o segundo entre os bornes 12-27. Estes bornes são entradas digitais do variador. Para monitorização, usamos a saída digital por relé nos bornes 1-2, para ativar uma lâmpada sinalizadora de avaria no motor. A monitorização do motor (carga), é feita por controlo da corrente bem como pela temperatura do mesmo, por meio de uma entrada analógica.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Falta de caudal de ar

Na situação actual , temos parte do ar de retorno a ser expulso para o exterior e uma parte a fazer recirculação . Algum ar novo está também a entrar na máquina ...

Vamos pensar no seguinte ...

DADOS ( valores usados apenas para exemplo ):

pressão do ventilador de retorno = P1
pressão do ventilador de insuflação =P2
pressão na conduta de insuflação = P3

P3 = P1 + P2

Imaginemos que 25% do ar de retorno é expulso para o exterior : P3 = P1-1/4 + P2 , isto que dizer que subtraímos 1/4 da pressão na conduta de insuflação .

Nota :neste tipo de máquinas , o ventilador de retorno além de servir para o freecooling , deve também auxiliar o retorno no verão e isso deve ser feito com o registo de extracção fechado . Pois qual é a lógica de expulsar ar frio sabendo que uma parte desse ar sai praticamente das primeiras grelhas de insuflação aumentando a quantidade de energia perdida !!!

Depois de fechado esse registo , deve-se aumentar a abertura do ar novo para colocar a loja em sobrepressão . Assim teremos uma massa de ar a "varrer" a loja fazendo de cortina de ar e saindo pelas inúmeras aberturas existentes .

A percentagem total do ar de retorno será misturada com a maior massa de ar novo , baixando a temperatura do mesmo antes de passar pelo evaporador , acredito que as cargas de refrigerante terão de ser reajustadas .

Simulador de motor assíncrono

Como sabem, o flash cs4 é uma das ferramentas que uso nas minhas apresentações e conteúdo deste blog...Sempre desejei ter aqui animações quer em 2d ou em 3d para melhor ilustrar os conteúdos...
A partir de agora, passo a colocar essas animações em www.mediafire.com...
Abaixo indico o link para uma pequena animação interactiva sobre o controlo de um Motor assíncrono...
O simulador tem ao lado do motor uma tabela de estados...
Após download feito, podem abrir o conteúdo com o internet Explorer ou flash player...
No Windows 7, na janela transferências, é só clicar no botão Abrir...
Clique abaixo:
O tamanho é de apenas 54,6 kbs
http://www.mediafire.com/?b7rfw0ikz70vv5l

Legenda do Simulador:
S0- botão de paragem
S1- botão de arranque
F4- relé térmico
K1- contactor

Reparação em Roof Top Climaveneta



Google Skechup 8 ( Modelagem 3d )

A criação deste programa, foi de certeza um grande feito de engenharia (do software), pois tornou o processo de modelagem 3d simples e prático...
Conheço esta ferramenta há algum tempo, porém nunca tentei fazer nada sério na mesma, principalmente por falta de um bom manual...
Assim coma aquisição desse material, aventurei-me no mundo da modelagem 3d para arquitectura que a primeira vista parece ser a vocação deste software, porém, esta ferramenta pode fazer muito mais...
Aliado ao Blender 3d, True Space, que são ferramentas onde me sentia mais a vontade, certamente, esta será mais uma com a qual poderei contar…
Deixo para a vossa apreciação alguns trabalhos meus, após um mês de aprendizado...

Manutenção Preventiva

Relatório sobre a necessidade de Manutenção Preventiva em Ar Condicionado Industrial

A falta de manutenção preventiva regular nestas unidades, tem originado os seguintes problemas:

-1 Consumo excessivo de energia
-2 Sobrecarga dos componentes eléctricos
-3 Sobrecarga dos componentes mecânicos
-4 Acidez nos circuitos frigoríficos

Embora os pontos 1,2 e 3 sejam preocupantes e justificam uma mudança de procedimentos, é o ponto 4 que deve motivar à uma tomada de posição urgente, senão vejamos o seguinte:

Estas unidades estão equipadas com o que existe de mais moderno ao nível de compressores (Copeland Scroll, ver imagem acima…), de modo a funcionarem dentro dos padrões modernos de comforto sem esquecer a proteção ambiental…

Porém isso só é verdade se ao longo de suas “vidas” úteis, forem submetidas à uma manutenção preventiva regular…
A falta da mesma tem originado paragens pelas seguintes avarias:

-5 Filtros de ar obstruídos
-6 Correias partidas
-7 Disparo dos pressostatos de alta pressão
-8 Disparo dos pressostatos de baixa pressão
-9 Disparo dos disjuntores motores

Deste modo, apesar dos circuitos frigoríficos deverem operar nestas condições:

Operam nestas, em caso de ocorrência dos pontos 5 e 6:

Onde a insuficiência de caudal de ar no evaporador, resulta num sobreaquecimento excessivamente baixo e por consequência :

-5,6 a)-Arrefecimeto excessivo do compressor
-5,6 b)-Presença de líquido no compressor
-5,6 c)- Falha na lubrificação do compressor
-5,6 d)-Quebra mecânica do compressor

Ou nestas condições em caso da ocorrência dos pontos 7,8 e 9:

Onde a insuficiência de caudal de ar no condensador, resulta em temperaturas e pressões de condensação excessivamente altas e por consequência:

-7,8 e 9 a)-Aquecimento excessivo do compressor

-7,8 e 9 b)-Níveis de acidez excessivamente elevados

-7,8 e 9 c)-Falha na lubrificação do compressor

-7,8 e 9 d)-Quebra mecânica do compressor

Assim, para se resolver o problema da acidez que além de avariar prematuramente os compressores, avariará filtros secadores e válvulas de expansão, propomos o seguinte:
-Substituição do óleo lubrificante nas duas unidades
Material.
-4 Filtros Secadores de 5/8 para soldar
Marca: Danfoss
Modelo: DML 165 S
Vol. 0,122 l
-8 Frascos de Neutralizador de Acidez
-5 Lts de óleo para R 410A
-50 Kgs de R 410A (em caso de não se recuperar o fluído)
-12 varetas de sodar de prata
-1 frasco de pó de soldar prata
-3 Kgs de desperdício
-3 garrafas de azoto médias

Ferramenta.

-5 garrafas para R 410A, vazias para recuperação do fluído
-1 máquina de recuperação de fluído

 Nota:

-Gráficos realizados no programa Cool Pack.
-Desenho do compressor realizado no programa Flash CS4.

Alberto Monteiro