T67. Sistemes automàtics de plantes de fred: detectors, pressòstats, termòstats

Desarrollo del tema

# Sistemes Automàtics de Plantes de Fred: Detectors, Pressòstats i Termòstats

## 1. Introducció

En una planta de fred industrial, els automatismes i les seguretats garanteixen un funcionament eficient i segur. Protegeixen equips crítics (compressors, motors), asseguren la qualitat del producte emmagatzemat i redueixen riscos per a persones i medi ambient.

L’arquitectura típica inclou: sensors (pressió, temperatura, nivell, flux), actuadors (solenoides, contactors, ventiladors, vàlvules motoritzades), controladors (termostats, controladors electrònics, PLC) i sistemes de supervisió (SCADA).

## 2. Pressòstats d’alta i baixa (HP/LP)

Els pressòstats són interruptors elèctrics accionats per pressió; poden ser mecànics o electrònics.

### 2.1. Pressòstat de baixa pressió (LP)

**Funcions:** - Seguretat: evita funcionament amb aspiració massa baixa (risc d’entrada d’humitat, congelació en alguns casos, i sobreescalfament). - Control: pot actuar com a control de capacitat en estratègia **pump-down**.

**Paràmetres d’ajust:** - **Cut-out (tall):** pressió mínima abans d’aturar. - **Cut-in (rearmament):** pressió a la qual torna a arrencar. - **Diferencial:** Cut-in = Cut-out + diferencial.

**Verificació:** - Comparar lectura del pressòstat amb manòmetre. - Simular caiguda de LP amb pump-down i verificar tall en el valor fixat.

### 2.2. Pressòstat d’alta pressió (HP)

**Funció:** aturar compressor si la pressió de descàrrega supera el límit segur (condensador brut, ventiladors aturats, excés de refrigerant, no condensables).

**Ajust:** - Tall (cut-out) segons disseny del sistema i marge respecte vàlvules de seguretat. - Recomanable **rearmament manual** per obligar diagnosi abans de rearmar.

**Verificació:** - Prova controlada (fora del circuit o amb procediments segurs) i comprovació de contacte elèctric.

## 3. Pressòstat d’oli (pressòstat diferencial)

**Funció:** assegurar lubricació adequada del compressor. Mesura la diferència entre pressió de la bomba d’oli i la pressió al càrter.

**Comportament típic:** - Permet un temps d’arrencada (retard 60–120 s) per estabilitzar pressions. - Si la pressió diferencial queda per sota del mínim durant el retard → aturada i rearmament manual.

**Ajust i verificació:** - Valors fixats pel fabricant (ex. 0,7–1 bar diferencial mínim). - Verificar amb manòmetres d’oli i lectura del pressòstat, revisar filtre d’oli i viscositat.

## 4. Termòstats i control de temperatura

### 4.1. Termòstats mecànics

- Bulb capil·lar (gas o líquid) i contacte elèctric. - Ús en cambres simples i control bàsic.

**Limitacions:** - Menys precisió, histeresi superior, compensació limitada.

### 4.2. Controladors electrònics

- Entrades de sonda **NTC**, **PT100/PT1000** o termoparell. - Sortides per relé o senyal a variadors. - Funcions: control PID, alarmes, desgel, ventiladors, pump-down.

**Verificació:** - Calibratge de sondes comparant amb termòmetre patró. - Revisió de punts de consigna, histèresi i retards.

## 5. Detectors i seguretats addicionals

### 5.1. Detectores de fuita de refrigerant

**Objectiu:** alarmar i/o actuar ventilació i aturada per risc d’asfíxia o toxicitat.

- Per **NH₃ (R717):** detectors específics (electroquímics) amb llindars de prealarma/alarma. - Per **HFC/HFO:** detectors IR o semiconductors; útils també per compliment i manteniment.

**Integració:** - Activació de ventilació d’emergència. - Tall de compressors i tancament de solenoides. - Alarmes visuals/acústiques i registre d’esdeveniments.

### 5.2. Relés de flux (flow switch)

- En condensadors d’aigua: evita funcionament sense cabal. - En circuits d’aigua glicolada o salmorra.

### 5.3. Pressòstats de ventilació i diferencial de filtres

- Controlen cabal d’aire, filtres bruts i protecció de bateries.

### 5.4. Vàlvules solenoides

- Control de línia líquida (pump-down), desgel, segregació de circuits. - Verificar bobines, consum i estanquitat de seient.

## 6. Automatismes de desgel

Sistemes: - **Elèctric:** resistències; control per temps + temperatura fi de desgel. - **Gas calent:** més eficient en grans instal·lacions; requereix seqüència segura. - **Aigua calenta (indústria):** menys habitual en marí.

Sensors típics: - Sonda d’evaporador (fi de desgel) - Termòstat de seguretat (limitador de temperatura)

## 7. PLC/SCADA i control avançat

- PLC per a seqüències d’arrencada, interlocks, redundàncies (N+1), alarms. - SCADA per a tendències (pressió, temperatura, consums), manteniment predictiu i informes.

Funcions avançades: - Regulació per variador de freqüència (VFD) en compressors i ventiladors. - Optimització de temperatura de condensació i evaporació. - Gestió de càrrega i rotació de compressors.

## 8. Criteris de prova i manteniment

- Proves periòdiques de seguretats HP/LP i d’oli. - Revisió de cablejat i bornes (vibració), i proteccions elèctriques. - Calibratge de sondes de temperatura i pressió. - Verificar lògiques d’alarma i actuació (matriu causa-efecte).