Leitfaden für Kälteregelung: Typen, Funktionen und RFQ-Eingaben

Kälteregler sind Sensoren, Schalter, Ventile, Relais, Controller, Sicherheitsvorrichtungen und übergeordnete Logiken, die Systembedingungen messen und dann Kälteanlagen starten, stoppen, modulieren, schützen, abtauen oder alarmieren. Eine nützliche OEM- oder kommerzielle RFQ benennt die geregelte Variable, die Last, den Kältemittelkreislauf, den Abtauzyklus, die elektrische Schnittstelle, das Alarmverhalten und die Kommunikationsanforderung. Dieser Leitfaden bietet Ingenieuren, Beschaffungsteams, Auftragnehmern und Vertriebspartnern eine praktische Möglichkeit, diesen Umfang zu definieren, bevor Hardware verglichen oder ein Ersatzteil angefragt wird.

Der Begriff “Regelung” beschreibt eine Funktion im gesamten Kältekreis und keinen einzelnen universellen Kasten. Ein Regler kann Raumtemperatur, Verdampfertemperatur, Saugdruck, Auslassdruck, Flüssigkeitsstand, Durchfluss, Türposition, Motorstrom oder andere Zustände erfassen. Er ändert dann einen Ausgang: ein Kompressorschütz, Verflüssigerlüfter, Verdampferlüfter, Magnetventil, Expansionsventil, Abtauheizung, Pumpe, Alarm oder Datensignal.

Der ASHRAE-Kapitel über Kältemittel-Regelgeräte gruppiert praktische Regelungsarbeiten rund um Druck, Temperatur, Flüssigkeitsstand und Kältemittelstrom. Copeland-Referenz für gewerbliche Kälteregelungen zeigt, wie die Produktgrenze Druck- und Temperaturregler, Expansionsventile, Magnetventile, Ölkontrollen, Systemsicherungen, Schütze und elektronische Kälteregler umfassen kann.

Für einen Käufer lautet die wichtigste Frage: Welche Bedingung muss innerhalb der Grenzwerte bleiben und welche Ausrüstung muss reagieren, wenn sie sich ändert? Diese Frage verhindert, dass Thermostat, Regler, Schaltschrank und übergeordnetes System als austauschbare Produkte behandelt werden.

Beginnen Sie damit, die Grenze um die zu regelnde Ausrüstung zu ziehen. Ein Kompaktgerät kann seinen Regler, Sensoren, Kompressor, Ventilatoren, Ventile, Abtauhardware und Alarmausgang enthalten. Ein abgesetztes Kühlraumsystem kann diese Funktionen auf einen Verdampferregler, einen Verflüssigungssatz, einen Schaltschrank, einen Verbundregler und eine Anlagenüberwachungsebene aufteilen. Eine industrielle Prozess-Skid kann Pumpen, Füllstandsanzeigen, Verriegelungen und eine Anlagen-SPS hinzufügen.

Diese Klassifizierung macht den Abnahmetest übersichtlicher. Eine Betriebsregelung kann anhand eines Sollwerts und einer Hysterese überprüft werden. Ein Grenzwertregler erfordert einen Sicherheitstest der Abschaltung und eine Rückstellprüfung. Eine übergeordnete Verbindung benötigt eine Punkteliste, einen Kommunikationstest, einen Alarmquittierungspfad und ein zeitgestempeltes Protokoll.

Die Messgröße bestimmt den Sensorort und das Steuergerät. Die Temperatur an der Raum-Umluft ist nicht dasselbe Signal wie die Temperatur am Verdampferausgang. Der Saugdruck ist kein direkter Ersatz für die Produkttemperatur. Ein Strömungswächter kann die Zirkulation nachweisen, aber er kann die Wärmeleistung nicht allein berechnen. Verwenden Sie die Variable und deren physischen Ort als erste Zeilen in der E/A-Liste.

Die Sensorposition sollte in der Zeichnung dargestellt werden. Ein Regler kann über die richtige Software verfügen und dennoch schlechte Ergebnisse liefern, wenn der Fühler in einem umströmten Nebenluftstrom, auf der falschen Seite eines Verdampfers oder zu nah an einer Abtauheizung montiert ist. Danfoss-Reglerdokumentation gibt ein praktisches Beispiel für Sensorplatzierung, Abtauberfassung und Relaisausgänge für Kälte-, Abtau-, Lüfter-, Alarm- und Lichtfunktionen.

Ein Kältesystem ist eine Abfolge voneinander abhängiger Lasten. Der Verdichter kann nicht sicher freigegeben werden, wenn eine erforderliche Öl-, Druck- oder Durchflussbedingung nicht erfüllt ist. Der Verflüssigerlüfter oder das Wasserventil müssen möglicherweise auf den Verflüssigungsdruck reagieren. Der Verdampferlüfter benötigt eventuell eine Verzögerung nach dem Abtauen. Ein Flüssigkeitsmagnetventil, ein Expansionsventil oder eine Pumpe müssen möglicherweise ihren Zustand vor oder nach dem Zustandswechsel des Verdichter ändern.

Kopieren Sie keinen Standard-Timer in eine Angebotsanfrage (RFQ), ohne den Verdampfer und den Raum zu bestätigen. Der richtige Abschaltsensor, die Lüfterverzögerung und die Alarmsperre können wichtiger sein als ein nominales Abtautaktintervall.

Ein Alarm ist nur dann nützlich, wenn das System das Ereignis, die Verzögerung, den Schweregrad und die erwartete Reaktion kennt. Ein Hochtemperaturalarm während des Herunterkühlens oder unmittelbar nach dem Abtauen erfordert möglicherweise eine Verzögerung. Eine Hochdruckabschaltung erfordert möglicherweise eine Verriegelung und manuelle Rücksetzung. Ein ausgefallener Raumsensor erfordert möglicherweise einen definierten Notbetriebszustand anstelle eines unkontrollierten Verdichtertaktens.

Definieren Sie jeden wichtigen Alarm mit fünf Feldern: Auslöser, Verzögerung, Aktion, Benachrichtigung und Rücksetzung. Geben Sie den Normalzustand jedes digitalen Eingangs an, damit ein offener Stromkreis, ein Kabelbruch und ein normaler Stopp nicht verwechselt werden können. Legen Sie für angeschlossene Systeme fest, ob das Ereignis lokal protokolliert, an ein Gateway gesendet, auf einem Panel angezeigt oder von einem Bediener quittiert werden muss.

Kleinere Geräte können einen lokalen Controller mit Display und einer begrenzten Anzahl von Relais verwenden. Eine größere Anlage kann ein Schaltschrank verwenden, der Schutz, Schütze, Relais, Antriebe, Klemmen und einen Controller kombiniert. Eine Anlage mit mehreren Kreisläufen kann eine übergeordnete Ebene hinzufügen, die mehrere lokale Controller koordiniert und Ereignisse aufzeichnet.

Die Abgrenzung ist wichtig, da ein Controller nicht automatisch ein Schaltschrank ist. Ein Schaltschrank ist nicht automatisch ein Anlagenüberwachungssystem. Die Copeland-Kältesteuerungen reichen veranschaulicht den unterschiedlichen Umfang von Universellen Controllern, Multiplex-Verbundreglern und elektronischen Expansionsventil-Treibern. Nutzen Sie die Leitfaden zur Auswahl von Kühlpaneelen wenn das Angebot ein Gehäuse, Einspeisung, Absicherung, Verkabelung und dokumentierte E/A anstelle eines reinen Logikgeräts erfordert.

Wenn ein Feld unbekannt ist, kennzeichnen Sie es als unbekannt und geben Sie an, wie es gemessen wird. Ein Angebot mit expliziten Annahmen ist einfacher zu prüfen als ein niedriger Preis, der auf stillschweigenden Standardannahmen basiert.

Die Steuerungsüberprüfung sollte dem Ablauf folgen und nicht bei einer Einschaltprüfung enden. Überprüfen Sie die Verdrahtung und die E/A-Liste anhand der genehmigten Zeichnung. Simulieren Sie die wichtigsten Sensoren und Verriegelungen. Bestätigen Sie, dass sich die Ausgänge in der erwarteten Reihenfolge ändern. Testen Sie anschließend die Fehler- und Alarmwege, einschließlich Sensorausfall, Strömungsverlust, Türzustand, Druckabschaltung, Abtauende, Wiederanlauf nach Stromausfall und Kommunikationsverlust, sofern diese Funktionen enthalten sind.

Der ASHRAE- und DOE-Leitfaden für die Kälteinbetriebnahme stellt die Inbetriebnahme als Prozess dar, der mit der Planung beginnt und sich über Konstruktion, Start-up und Betrieb erstreckt. Wenden Sie dieselbe Disziplin auf ein Steuerungspaket an: Abnahmenachweise sollten vor der Produktion oder Installation vereinbart werden.

Die teuersten Steuerungsfehler resultieren meist aus einer unklaren Abgrenzung oder einer unvollständigen Sequenz. Achten Sie auf folgende Muster:

Kälteregler sind Geräte und Steuerungslogiken, die Temperaturen, Drücke, Füllstände, Durchflüsse, den Anlagenstatus und Sicherheitsbedingungen messen und daraufhin Kompressoren, Kondensatoren, Verdampfer, Ventile, Lüfter, Abtausysteme, Pumpen und Alarme ansteuern oder schützen. Der Begriff kann einen einzelnen Schalter, einen lokalen Regler, eine komplette Schalttafel oder ein übergeordnetes System beschreiben, weshalb die Anlagengrenze vor der Bestellung definiert werden sollte.

Die wichtigsten Funktionsgruppen sind Betriebskontrollen, Hauptregler, Begrenzungsregler, Verriegelungen und Überwachungsregler. In einem praktischen System können diese Funktionen durch Thermostate, Druckschalter, Messwertaufnehmer, elektronische Regler, Expansionsventil-Treiber, Schütze, Relais, SPS, Schalttafeln, Gateways und Überwachungssoftware ausgeführt werden.

Der Steuerungsablauf leitet die Abtauung ein, ändert die erforderlichen Ventil-, Kompressor- oder Lüfterzustände, führt die gewählte Abtaumethode aus, beendet diese basierend auf Temperatur, Druck, Zeit oder einer Kombination davon, wendet bei Bedarf eine Abtropf- oder Lüfterverzögerung an und stellt dann den Kühlbetrieb wieder her. Der Verdampfer, der Raum, die Feuchtigkeitslast, das Kältemittel und der Betriebsplan bestimmen den geeigneten Ablauf.

Senden Sie den Anwendungsbereich, den Kältekreis, das Kältemittel, die Betriebsbedingungen, die Regelgrößen, die Sensorpositionen, die I/O-Liste, die Stromversorgung, die Lastdaten, den Betriebsablauf, die Abtauverluste bzw. Abtaumethode, die Alarmmatrix, das Kommunikationsprotokoll, die Gehäuseumgebung, die Stückzahl, die Zeichnungsrevision sowie die erforderlichen Prüf- oder Inbetriebnahmeprotokolle. Fotos und das Original-Typenschild helfen, wenn es sich bei der Anfrage um einen Ersatz handelt.