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).