Nguyễn Minh Chắc * , Nguyễn Hoàng Dũng Ngô Trúc Hưng

* Tác giả liên hệ (nmchac@svc.edu.vn)

Abstract

Controlling single-stage cold storage using a refrigeration cycle with R22 refrigerant often faces some difficulties such as stabilizing the cold storage temperature and superheating the refrigerant vapor back to the compressor. Therefore, this study proposes a solution for stable control of cold storage temperature and superheating of refrigerants based on the PID (A proportional integral derivative controller) algorithm integrated into PLC (Programmable Logic Controller). The HMI (Human machine interface) screen was used to monitor and control the temperature. In this case, the refrigerant suction pressure signal back to the compressor is interpolated and compared with the temperature on the surface of the refrigerant suction pipe to the compressor, thereby giving rule opening and closing of the heat exchanger. The results have shown that the PID controller ensures the desired cold storage temperature stability (-90C to -110C), but the low superheating can cause the compressor to flood back. Therefore, the refrigerant vapor superheat will be controlled within a safe range in the next study.

Keywords: Overheating, PID, fuzzy logic, refrigerant vapor, cold storage control, R22 refrigerant

Tóm tắt

Điều khiển kho lạnh 1 cấp sử dụng chu trình khô với môi chất R22 thường đối mặt với một số khó khăn như ổn định nhiệt độ kho lạnh và độ quá nhiệt hơi môi chất hút về máy nén. Do đó nghiên cứu này đề xuất giải pháp điều khiển ổn định nhiệt độ kho lạnh và độ quá nhiệt của môi chất dựa trên giải thuật PID (A proportional integral derivative controller) được tích hợp trên PLC (Programmable Logic Controller) kết hợp với việc đóng mở bình hồi nhiệt. Màn hình HMI (Human machine interface) được dùng để giám sát và điều khiển nhiệt độ. Trong trường hợp này, tín hiệu áp suất hơi môi chất về máy nén được nội suy và so sánh với nhiệt độ trên bề mặt ống dẫn môi chất trên ống hút môi chất về máy nén, tính ra độ quá nhiệt hệ thống lạnh, từ đó đưa ra quy luật đóng mở bình hồi nhiệt. Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng, bộ điều khiển PID đảm bảo ổn định nhiệt độ kho lạnh mong muốn (-90C đến -110C) nhưng độ quá nhiệt thấp có thể gây ngập dịch máy nén. Do đó trong nghiên cứu này, độ quá nhiệt hơi môi chất sẽ được kiểm soát nằm trong giới hạn an toàn.

Từ khóa: Độ quá nhiệt, PID, logic mờ, hơi môi chất, điều khiển kho lạnh, môi chất R22

Article Details

Tài liệu tham khảo

Bortolini, M., Faccio, M., Galizia, F. G., Nedaei, M., & Pilati, F. (2019). Towards Optimum Energy Utilization by Using the Inverters for Industrial Production. In Procedia Manufacturing, Elsevier B.V, 712–720.

Deng, Q., Zhongbin, Z., & Xinhao, H. (2021).Thermoeconomic and Environmental Analysis of an Inverter Cold Storage Unit Charged R448A. Sustainable Energy Technologies and Assessments 45.

Hoàng, Đ. H. (2016). Các giải pháp tiết kiệm năng lượng trong hệ thống lạnh công nghiệp. Bộ Công Thương.

Hòa, L. X. (2007). Giáo trình kỹ thuật lạnh. Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh.

Lợi, N. Đ. (2010). Tự động hóa hệ thống lạnh. Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam.

Dũng, N.T., & Dũng, T. V. (2009). Tự Động Điều khiển các quá trính nhiệt - lạnh. Nhà xuất bản Đại học quốc gia TPHCM.

Cương, N. V., & Tân, N. H. (2018). Giáo trình kỹ thuật sấy và bảo quản nông sản thực phẩm. Nhà xuất bản Đại học Cần Thơ.

Sakallı, Özgün, Hüsnü Kerpiççi, and Lütfullah Kuddusi. (2017). A Study on Optimizing the Energy Consumption of a Cold Storage Cabinet. Applied Thermal Engineering, 112, 424–30.

Hiền, N. T.T., Thu, N. L. H., & Oanh, V. T. (2019). Xây dựng mô hình phản hồi trạng thái điều khiển động cơ không đồng bộ. TNU Journal of Science and Technology, 204(11), 47–51.

Thuận, V. Đ., Thành, Đ. V., & Thịnh, P. V. (2018). Nghiên cứu giải pháp tiết kiệm năng lượng hệ thống lạnh và ứng dụng trong nhà máy bia. Tạp chí Khoa học & Công nghệ, 181(05), 31-34

Wu, Dongxia et al. (2018). Experimental Study of Temperature Characteristic and Energy Consumption of a Large-Scale Cold Storage with Buried Pipe Cooling. Applied Thermal Engineering, 140, 51–61.