TỰ ĐỘNG HÓA TRONG HỆ THỐNG LẠNH
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
NGÀNH NHIỆT – ĐIỆN LẠNH

BÁO CÁO
ĐỀ TÀI: TỰ ĐỘNG HÓA TRONG HỆ THỐNG LẠNH
GVHD: TS. ĐẶNG THÀNH TRUNG
SV:
NHÓM 10 Page 1
NGUYỄN MINH QUANG – 09113027
NGUYỄN VĂN LINH – 09113019
NGUYỄN BÁ BẢO – 09113058
NGUYỄN TIẾN TỐ - 0911048
NGUYỄN DUY THỌ - 09113041
NGUYỄN VĂN THU - 07113058
ĐỖ BÁ NÚI – 09113022
TỰ ĐỘNG HÓA TRONG HỆ THỐNG LẠNH
NỘI DUNG:
I. GIỚI THIỆU
II. SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỀU KHIỂN VÀ MỘT SỐ THUẬT NGỮ
III. MỘT SỐ KHÍ CỤ ĐIỆN TRONG KỸ THUẬT LẠNH
IV. CÁC THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG TRONG HỆ THỐNG LẠNH
NHÓM 10 Page 2
VÍ DỤ VỀ SƠ ĐỒ MỘT HỆ THỐNG LẠNH
LẠNH
TỰ ĐỘNG HÓA TRONG HỆ THỐNG LẠNH
I. GIỚI THIỆU:
Cùng với công cuộc đổi mới công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, kĩ thuật lạnh
đang phát triển rất mạnh mẽ ở Việt Nam. Tủ lạnh, máy kem, máy đá, máy điều hòa

khiển, cơ cấu chấp hành, tác nhân được điều khiển, đại lượng nhiễu…
- Sensor cảm nhận tín hiệu của biến điều khiển và đưa về bộ điều khiển
- Bộ điều khiển nhận tín hiệu phản hồi từ sensor và tính toán sai số so với
điểm cài đặt và suất ra tín hiệu để điều khiển cơ cấu chấp hành ( van, bướm
gió )
- Cơ cấu chấp hành nhận tín hiệu từ bộ điều khiển để điều khiên tác nhân cần
điều khiển ( đối tượng cần điều chỉnh )
Gồm 2 loại: Vòng điều khiển hở và kín.
+ Vòng điều khiển hở:
Là vòng điều khiển không có tín hiệu phản hồi. Mạch điều khiển hở phải dự báo
được đại lượng bên ngoài( external variable ) sẽ tác động lên hệ thống thế nào.
VD: Van tiết lưu tay. Căn cứ vào nhiệt độ ngoài bể đá và các đại lượng khác như
nhiệt độ, lượng đá thu hoạch, sự bám tuyết Người ta dự đoán năng suất lạnh để
chỉnh van tiết lưu.
NHÓM 10 Page 4
TỰ ĐỘNG HÓA TRONG HỆ THỐNG LẠNH
VD: Cảm biến nhiệt độ ngoài trời:
- Vòng điều khiển hở có thể dùng để bảo vệ hệ thống. Khi đó nó xuất tín hiệu
On hay Off để đóng ngắt tác nhân cần điều khiển.
- Hoặc dùng trong việc điều chỉnh thời gian đóng mở máy.
+ VÒNG ĐIỀU KHIỂN KHÉP KÍN ( CLOSE LOOP )
Có tín hiệu phản hồi sự thay đổi của biến điều khiển ( control variable ) về bộ điều
khiển.
NHÓM 10 Page 5
TỰ ĐỘNG HÓA TRONG HỆ THỐNG LẠNH
Ví dụ: Buồng lạnh điều khiển nhiệt độ bằng van điện từ kết hợp với ro le nhiệt độ
buồng.
Ví dụ: Điều khiển hệ thống điều hòa không khí :
NHÓM 10 Page 6
TỰ ĐỘNG HÓA TRONG HỆ THỐNG LẠNH

nhỏ hay dùng trong việc bảo vệ thiết bị.
Ví dụ : Để điều chỉnh nhiệt độ không khí trong phòng, máy điều hòa cửa sổ
thực hiện như sau :
+ Nhiệt độ đặt trong phòng là 22 độ C
+ Khi nhiệt độ trong phòng xuống 21 độC máy sẽ dừng chạy.
+ Khi nhiệt độ lên 23 độC thì máy bắt đầu chạy lại.
NHÓM 10 Page 9
TỰ ĐỘNG HÓA TRONG HỆ THỐNG LẠNH
+ Điều khiển 2 vị trí có thời gian trễ :
Do sự đáp ứng của bộ điều khiển không kịp thời do có sai số hoạt động. Sai số
hoạt động này do thời gian trễ. Thời gian trễ do cảm biến, do truyền tín hiệu, do
thiết bị vận chuyển ( nước lạnh vào dàn FCU, gió lạnh ), do cần thời gian để trao
đổi nhiệt nên việc điều khiển kém chính xác. Do đó người ta gắn thêm một điện trở
nhỏ vào đầu cảm biến.
VD: Lắp thêm điện trở trong quá trình on của quá trình sưởi ấm và off trong
quá trình làm lạnh.

NHÓM 10 Page 10
TỰ ĐỘNG HÓA TRONG HỆ THỐNG LẠNH
Sai số hệ thống thực:
+ Điều khiển theo bước:
Thường được sử dụng cho hệ thống lớn có nhiều máy. Phương pháp này có
ưu điểm hạn chế được sự sai lệch lớn công suất giữa các kỳ. Nhưng việc điều
khiển nhiệt độ cũng không chính xác
Phương pháp điều khiển bước là thay đổi công suất theo từng bước, tránh
công suất thay đổi quá đột ngột. Hệ điều hòa có điều khiển bước phải có nhiều tổ
máy. Trong hệ thống này bộ điều khiển căn cứ vào tín hiệu của biến điều khiển sẽ
tác động lên các rơ le hay công tắc và làm thay đổi công suất thiết bị ra theo từng
bước hay giai đoạn.
Ta nghiên cứu một ví dụ: Thiết bị điều khiển công số một hệ thống điều hòa

* Ưu, nhược điểm của phương pháp điều khiển theo bước :
- Tránh được sự thay đổi công suất quá đột ngột. Thích hợp cho hệ thống lớn.
- Các máy làm việc không đều nhau nên phải thường xuyên chuyển đổi vai trò
của các máy.
- Biên độ dao động (vi sai) của biến điều khiển tương đối lớn do phải qua từng
cấp.
NHÓM 10 Page 12
TỰ ĐỘNG HÓA TRONG HỆ THỐNG LẠNH
+ Điều khiển kiểu phao “ floating “ :Tương tự như việc điều khiển 2 vị trí nhưng
có vị trí giữ “hold”. Nó có ưu điểm sẽ làm giảm sai số hoạt động. Khi biến điều
khiển nằm trong khoảng cho phép thì bộ điều khiển sẽ ngừng cấp tín hiệu cho cơ
cấu chấp hành và nó sẽ giữ ở vị trí hold. Như vậy cần yêu cầu cơ cấu chấp hành
khá đặc biệt. Cơ cấu chấp hành ( mô tơ mở van ) có thể quay theo chiều kim đồng
hồ hay ngược chiều kim đồng hồ. Khi cấp tín hiệu vào cuộn dây common và cuộn
CW ( clock wise ) thì van sẽ mở theo chiều kim đồng hồ. Khi cấp vào cuộn
common và COW thì van sẽ quay chiều ngược lại. Khi không có tín hiệu cấp vào
thì nó sẽ ở vị trí giữ.

- Ưu và nhược điểm :
NHÓM 10 Page 13
TỰ ĐỘNG HÓA TRONG HỆ THỐNG LẠNH
Kiểu điều khiển này chỉ áp dụng trong vòng điều khiển kín. Sai số điều
khiển nằm trong vùng trung hòa “ Neutral Zone “. Sẽ điều khiển chính xác hơn so
với điều khiển on – off.
Ví dụ: Khi phụ tải lạnh tăng ( hay giảm ), điểm điều khiển sẽ biến thiên
trong 1 cạnh của vùng trung hòa, chỉ mở một ít lưu lượng của tác nhân điều khiển
để loại bỏ một ít lượng nhiệt thừa. Nên điểm cài đặt sẽ ổn định hơn so với điều
khiển on-off. Như vậy độ mở của cơ cấu chấp hành nằm bất kỳ ở mọi vị trí ( tương
tự phao nước ) .Nhưng do vẫn tồn tại vùng trung hòa nên việc điều khiển cũng kém
chính xác.

Là điều chỉnh PI có thêm vào thành phần vi phân của sai số theo thời gian.
Hàm truyền của nó như sau:
Phần vi phân được thêm vào để triệt tiêu sai số ổn định của hệ thống nhưng
làm cho bộ điều khiển trở nên nhạy cảm hơn và khó điều chỉnh hơn so với của PI.
Trong hệ thống điều hòa không khí thì điều khiển PI đã đáp ứng yêu cầu nên ít khi
dùng kiểu PID.
Đặc tính điều khiển của PID:
NHÓM 10 Page 17
TỰ ĐỘNG HÓA TRONG HỆ THỐNG LẠNH
4. CẢM BIẾN ( SENSOR )
- Hầu như các loại cảm biến đều làm việc theo nguyên tắc thay đổi tính chất
vật lý khi biến điều khiển bị thay đổi. Những sự thay đổi về độ dài, vị trí,
điện dung, điện trở… đều được chuyển thành tín hiệu ngõ ra phù hợp với cơ
cấu chấp hành. Các thiết bị cảm biến được chế tạo bằng các vật liệu và các
cấu trúc khác nhau để phù hợp với việc điều khiển trong hệ thống HVACR.
Các thông số đặc trưng gồm có như sau :
+ Khoảng hoạt động ( Scale range ): VD: -20 độC ~ +5độC
+ Mức tín hiệu ( Signal span ) : là độ chênh lệch giữa giá trị cực đại và cực
tiểu của khoảng hoạt động. VD : 20 độC ~ 50 độC thì mức tín hiệu là 30 độ
C.
+ Độ chính xác ( Accuracy ) : là chênh lệch giữa giá trị thực và giá trị hiển
thị của sensor.
+ Độ nhạy ( Sensitivity ): Hiển thị lượng thay đổi của tín hiệu ngõ ra so với
sự thay đổi của tín hiệu ngõ vào.
VD: tín hiệu ngõ ra của sensor 4mmA đến 7mmA với khoảng hoạt động của
tín hiệu ngõ vào 5độC đến 20 độ C vậy độ nhạy là 3mmA/15độC.
+ Độ phân giải ( Resolution ) : Cảm biến có độ phân giải cao có thể đo được
sự thay đổi nhỏ nhất của biến điều khiển và cho phép vòng điều khiển có sự
đáp ứng nhanh hơn để làm giảm sai số hoạt động.
+ Thời gian trễ ( Lag time ) : Là thời gian để cảm biến xuất ra tín hiệu khi

NHÓM 10 Page 21
TỰ ĐỘNG HÓA TRONG HỆ THỐNG LẠNH
b. CẢM BIẾN KHÍ NÉN:

Van điều khiển bằng khí nén:
NHÓM 10 Page 22
TỰ ĐỘNG HÓA TRONG HỆ THỐNG LẠNH
c. CẢM BIẾN ĐỘ ẨM:
Sử dụng các vật liệu thay đổi kích thước với sự thay đổi độ ẩm kết hợp với
bộ chuyển đổi tín hiệu ngõ ra để đưa vào bộ điều khiển.

d. CẢM BIẾN ÁP SUẤT:NHÓM 10 Page 23
TỰ ĐỘNG HÓA TRONG HỆ THỐNG LẠNH
e. CẢM BIẾN LƯU LƯỢNG:
Thiết bị gồm một dây điện trở và một cảm biến nhiệt độ. Môi chất đi qua
dây điện trở và làm lạnh nó, tốc độ gió tỷ lệ với công suất điện cần thiết để duy trì
nhiệt độ chuẩn dùng đối chiếu.
NHÓM 10 Page 24
- Cảm biến lưu lưong kiểu chân vịt :
Vòng chân vịt chuyển động xoay dưới tác dụng của dòng chảy, vòng xoay càng
nhanh thì tốc độ dòng chảy càng lớn. Thiết bị được nối với cơ cấu đo để chỉ thị lưu
lượng.
TỰ ĐỘNG HÓA TRONG HỆ THỐNG LẠNH
- Cảm biến lưu lưong sử dụng tấm đục lỗ:
Người ta nhận thấy sự thay đổi áp suất tĩnh phía trước và phía sau của vòng
phụ thuộc vào lưu lượng theo quan hệ sau đây:
6. CƠ CẤU CHẤP HÀNH