+7 495 487-27-87
info@frostsystems.ru
Обратный звонок
+7 495 487-27-87
info@frostsystems.ru
  • Главная
    →
  • Блог
    →
  • Электрическая схема холодильного оборудования

Электрическая схема холодильного оборудования: что входит, как читать и какие ошибки встречаются

Содержание:
  1. Виды электрических схем
  2. Силовая цепь: от вводного автомата до двигателя компрессора
  3. Цепь управления: логика работы
  4. Реле давления в цепи управления
  5. Нагреватель картера: подключение
  6. Цепь оттайки
  7. Соленоидный клапан: куда подключается
  8. Однофазные и трёхфазные компрессоры
  9. Маркировка и кабели
  10. Диагностическая таблица
  11. Типичные ошибки в монтаже

Виды электрических схем холодильного оборудования

Комплект электрической документации на холодильную установку включает несколько схем разного назначения.
  • Принципиальная электрическая схема (шифр Э3) — показывает все электрические элементы и связи между ними условными графическими обозначениями (УГО) согласно ГОСТ 2.702-2011. Не отражает физическое расположение элементов. По ней понимают логику работы системы, отслеживают цепи защит и управления.
  • Схема подключения (монтажная, шифр Э4) — показывает физическое расположение компонентов в щите, клеммные блоки, номера клемм и маркировку проводов. По ней выполняют монтаж и поиск конкретной жилы.
  • Функциональная схема (шифр Э2) — показывает взаимодействие подсистем: контроллер, силовая часть, датчики, исполнительные устройства. Применяется при проектировании систем автоматизации.

На практике при обслуживании коммерческого холодильного оборудования чаще всего работают с принципиальной схемой — по ней диагностируют неисправности, прослеживают, почему не включается компрессор или не срабатывает оттайка.

Силовая цепь: от вводного автомата до двигателя компрессора

Электрическая схема холодильного агрегата делится на две принципиально разных части: силовую цепь и цепь управления. Силовая цепь несёт основную мощность — ток двигателя компрессора, вентиляторов, ТЭНов. Цепь управления работает на малом токе и управляет силовой через контакторы.

Силовая цепь трёхфазного агрегата (380 В, компрессор от 2 кВт и выше):
  • Вводной автоматический выключатель (АВ, QF1) — первый элемент после питающей сети. Защищает всю установку от короткого замыкания и длительного перегрузочного тока. Характеристика расцепителя: для компрессорных нагрузок с тяжёлым пуском — тип D (ток срабатывания 10–20·Iн), для лёгкого пуска — тип C. Номинальный ток подбирается на 25–30% выше рабочего тока компрессора.
  • Реле контроля фаз (РКФ, KV1) — защищает трёхфазный компрессор от обрыва фазы, перекоса напряжения и неправильного чередования фаз. При неправильном чередовании трёхфазный двигатель вращается в обратную сторону — для спиральных компрессоров (Copeland Scroll, Bitzer Orbit) это мгновенный выход из строя. РКФ размыкает цепь управления, не допуская запуска при нарушении качества питания.
  • Контактор (КМ1) — электромагнитный переключатель, основной силовой элемент схемы. Три главных контакта подключают питание к обмоткам компрессора. Катушка контактора питается от цепи управления — при её обесточивании главные контакты размыкаются и компрессор останавливается. Контроллер не управляет компрессором напрямую по силовым проводам — он управляет катушкой контактора малым током.
  • Тепловое реле (РТ, FR1) — защищает двигатель компрессора от длительного перегрузочного тока. Биметаллические пластины нагреваются током нагрузки и размыкают контакт в цепи управления при превышении уставки. Уставка тока выставляется на шкале теплового реле по паспортному рабочему току компрессора. Тепловое реле имеет тепловую память — после срабатывания требует охлаждения (1–3 минуты) перед сбросом.
  • Двигатель компрессора (М1) — конечный потребитель силовой цепи.

Аналогичная, но часто упрощённая цепь — для вентиляторов конденсатора (КМ2, FR2) и вентиляторов воздухоохладителя (КМ3, FR3).

Цепь управления: логика работы

Цепь управления — это «мозг» электрической схемы холодильного агрегата. Именно здесь сосредоточены все защиты и логика включения.

В классической схеме цепь управления питается от 220 В через отдельный автомат (QF2) или от трансформатора 220/24 В. Все элементы цепи управления включены последовательно в цепь катушки контактора КМ1. Это ключевой принцип: если любой элемент в этой последовательной цепи разомкнут — контактор обесточен — компрессор не работает.

Типовой состав последовательной цепи управления (от плюса к катушке):
  1. Контакт реле контроля фаз (РКФ) — нормально замкнутый (НЗ)
  2. Контакт реле высокого давления HP — нормально замкнутый (НЗ), ручной сброс
  3. Контакт реле низкого давления LP — нормально замкнутый (НЗ), автоматический сброс
  4. Контакт реле перепада давления масла (РПМ) — нормально замкнутый (НЗ), с таймером
  5. Выходной контакт контроллера (реле R1 Dixell XR или аналог) — нормально разомкнутый (НР), замыкается при команде «пуск компрессора»
  6. Катушка контактора КМ1
При нормальной работе цепь замкнута, ток через катушку КМ1 держит главные контакты силовой цепи замкнутыми, компрессор работает. Любой разрыв в цепи — компрессор останавливается.

Дополнительно параллельно катушке КМ1 часто подключается самоблокирующий контакт КМ1 (НР) — при ручном пуске он удерживает катушку в возбуждённом состоянии после отпускания кнопки пуска.

Реле давления в цепи управления

Реле давления HP и LP — ключевые защитные элементы схемы. Разобраться в их подключении важно для правильной диагностики.

Реле высокого давления (HP, РВД):
Нормально замкнутый контакт — замкнут при давлении ниже уставки, разомкнут при превышении. Включается последовательно в цепь управления. При срабатывании — разрывает цепь → контактор обесточивается → компрессор останавливается. HP-реле имеет ручной сброс: после срабатывания цепь не восстановится сама — нужно нажать кнопку сброса на реле. Это сделано намеренно: высокое давление — серьёзная авария, требующая вмешательства специалиста.
Типичные уставки HP-реле для R404A: срабатывание 28–30 бар, сброс 22–24 бар. Danfoss KP17W, Alco PS3 — наиболее распространённые модели.

Реле низкого давления (LP, РНД):
Тоже нормально замкнутый контакт — замкнут при давлении выше уставки, разомкнут при падении ниже. Имеет автоматический сброс: при восстановлении давления выше дифференциала контакт замыкается сам. Это рабочий элемент: LP-реле используется для управления циклом компрессора в системах без электронного контроллера — компрессор работает пока давление выше нижней уставки.
При использовании контроллера LP-реле может быть подключено двумя способами: последовательно в аппаратную цепь защиты (аварийная защита, компрессор останавливается всегда при LP) или на цифровой вход контроллера (контроллер обрабатывает сигнал программно — возможны задержки, счётчики срабатываний).

Реле перепада давления масла (РПМ):
Сравнивает давление масла в нагнетании масляного насоса и давление кипения (всасывания). При недостаточном перепаде встроенный таймер (обычно 120 с) отсчитывает выдержку — если за это время давление не восстановилось, контакт размыкается, компрессор останавливается. Применяется в полугерметичных поршневых компрессорах Bitzer, Copeland, Frascold с принудительной смазкой.

Нагреватель картера: подключение

Нагреватель картера — один из наиболее часто неправильно подключаемых элементов схемы. Его задача — работать тогда, когда компрессор стоит.

Поэтому он подключается через нормально замкнутый (НЗ) вспомогательный контакт контактора КМ1:
  • Компрессор работает → контактор КМ1 возбуждён → НЗ-контакт разомкнут → нагреватель отключён
  • Компрессор остановлен → контактор обесточен → НЗ-контакт замкнут → нагреватель включён
Эта логика реализуется без участия контроллера — чисто аппаратно. Даже при обесточенном контроллере или при его отказе нагреватель картера продолжает работать, пока есть питание на щите.

Распространённая ошибка: нагреватель подключают параллельно контактору (через НР-контакт) — тогда он работает только при работающем компрессоре. Визуально система «работает», но при длительной остановке в холодном помещении хладагент мигрирует в картер и при пуске происходит гидроудар.

Цепь оттайки

Цепь оттайки включает: контроллер (или таймер), контактор или реле ТЭНов, сами нагреватели (ТЭН поддона + ТЭН ламелей), датчик завершения оттайки (термистор на испарителе).

Схема при использовании контроллера (Dixell XR, Carel Easy, Danfoss EKC):
Контроллер имеет отдельный выход на реле оттайки (обычно R2 или DEF). При запуске оттайки:
  • Контроллер открывает выход R2 → ток поступает на катушку контактора ТЭНов (КМ2) → ТЭНы включаются
  • Одновременно контроллер закрывает выход R1 → контактор компрессора обесточивается → компрессор останавливается
  • Вентиляторы испарителя также могут отключаться через отдельный выход контроллера
Завершение оттайки — по датчику температуры испарителя: когда датчик достигает уставки (обычно +8...+12 °C), контроллер завершает цикл. Резервная защита — таймер максимальной длительности оттайки.

Схема без контроллера (электромеханический таймер):
Таймер оттайки — часовой механизм с кулачками. Кулачок в момент оттайки переключает цепь: разрывает питание соленоидного клапана (или компрессора) и подаёт питание на ТЭНы. Завершение — по термостату оттайки (биметаллическое реле с уставкой +10...+15 °C на испарителе) или по истечении времени. Применяется в простых системах без электронного контроллера.

Соленоидный клапан: куда подключается

Соленоидный клапан на жидкостной линии должен открываться одновременно с пуском компрессора и закрываться при его остановке. Это достигается подключением катушки соленоида параллельно катушке контактора КМ1 — оба элемента получают питание от одной точки цепи управления.

Альтернативный вариант — подключение катушки соленоида на отдельный выход контроллера. Тогда контроллер может управлять соленоидом независимо: например, закрыть его на 20–30 секунд перед остановкой компрессора (так называемая «помпдаун» — откачка хладагента из испарителя перед стопом).

Pompe-down снижает количество жидкого хладагента в испарителе при простое и уменьшает риск миграции.
Катушка соленоидного клапана потребляет 6–20 Вт. Большинство катушек рассчитаны на 220 В 50 Гц. Если цепь управления 24 В — нужна катушка на 24 В. Путаница в напряжении катушек — одна из частых ошибок монтажа.

Однофазные и трёхфазные компрессоры: различия в схеме

Однофазный компрессор (220 В) — герметичные компрессоры малой мощности (Embraco, Secop, Kulthorn, Tecumseh до ~2 кВт).

Двигатель однофазного компрессора имеет две обмотки: рабочую (М — main) и пусковую (S — start). Пусковая обмотка нужна только в момент разгона — она создаёт сдвиг фазы для пуска асинхронного двигателя. После достижения рабочей скорости пусковая обмотка отключается.

Элементы пуска однофазного компрессора:
  • Пусковой конденсатор или пусковое реле (токовое или потенциальное) — подключает пусковую обмотку на момент разгона
  • Тепловая защита (OLP — overload protector) — встроенный в компрессор или навесной термобиметаллический прибор, разрывает цепь при перегреве обмоток
  • PTC-термистор — в некоторых моделях вместо пускового реле: при холодном состоянии имеет низкое сопротивление (пусковая обмотка под током), при нагреве резко увеличивает сопротивление (пусковая обмотка отключается)
Схема однофазного агрегата проще: автомат → термостат (контроллер) → тепловая защита → рабочая обмотка компрессора; пусковая обмотка — через пусковое реле параллельно с рабочей.

Трёхфазный компрессор (380 В) — полугерметичные поршневые и спиральные компрессоры от 2 кВт.
Трёхфазный двигатель не требует пусковой обмотки и конденсатора — три фазы создают вращающееся магнитное поле. Схема: три фазы → АВ → РКФ → контактор (3 главных контакта) → тепловое реле → три обмотки двигателя. Плавный пуск (устройство плавного пуска, УПП — Schneider, ABB, Siemens) — опционально для компрессоров от 7,5–15 кВт, снижает пусковой ток в 2–4 раза.

Реле контроля фаз обязательно для любого трёхфазного компрессора. При подключении компрессора без РКФ риск неправильного чередования фаз и обратного вращения высок — особенно при первом пуске после смены щита или перекоммутации питания.

Маркировка и кабели

Маркировка проводов в схеме холодильного щита выполняется по ГОСТ Р 50571 и принятым отраслевым стандартам. Каждый провод имеет буквенно-цифровую метку (например: L1, L2, L3 — фазы; N — нейтраль; PE — защитный проводник; 101, 102, 103 — цепи управления).

Цветовая маркировка жил кабелей:
Выбор сечения кабелей — по расчётному рабочему току с учётом способа прокладки:
Кабели для цепей управления и датчиков:
  • Цепи управления (220 В): ВВГ 2×1,5 или КВВ 2×1,5
  • Датчики температуры NTC/PT1000: МКЭШ 2×0,5 (экранированный) — экран заземлить с одной стороны
  • Соленоидный клапан: ВВГ 2×1,5 (220 В) или ПВС 2×1,5
  • Интерфейсный кабель RS-485 (Modbus): МКЭШ 2×0,5 с экраном, витая пара
Применение неэкранированного кабеля для датчиков при трассировке рядом с силовыми кабелями — причина ложных показаний датчиков и нестабильной работы контроллера.

Диагностическая таблица

Типичные ошибки в монтаже электрики холодильного оборудования

  • Не устанавливают реле контроля фаз на трёхфазный агрегат. При первом пуске или после ремонта щита фазы могут оказаться подключены с другим чередованием. Трёхфазный двигатель запускается в обратную сторону — для спирального компрессора (Copeland Scroll, Bitzer Orbit) это мгновенный выход из строя. РКФ стоит 500–1500 рублей — многократно дешевле нового компрессора.
  • HP-реле подключают на вход контроллера вместо последовательного включения в аппаратную цепь. Контроллер обрабатывает сигнал HP программно: может игнорировать кратковременные срабатывания, добавлять задержки, разрешать перезапуск. Аппаратное включение HP в цепь управления обязательно — оно защищает компрессор независимо от состояния контроллера.
  • Катушку соленоидного клапана подключают на 220 В при цепи управления 24 В. Или наоборот. Катушка на 220 В при 24 В — не работает вообще. Катушка на 24 В при 220 В — сгорает немедленно. Напряжение питания катушки должно строго совпадать с напряжением цепи, к которой она подключается.
  • Нагреватель картера подключают параллельно катушке контактора через НО-контакт. Нагреватель работает только пока работает компрессор. При остановке агрегата картер не обогревается — хладагент мигрирует, при следующем пуске — гидроудар.
  • Кабели датчиков укладывают в один лоток с силовыми кабелями. Сильноточные цепи наводят помехи в сигнальных кабелях NTC/PT1000. Контроллер видит «скачки» температуры, реагирует ложными авариями, нестабильной работой оттайки. Правило: силовые и сигнальные кабели — в раздельных лотках с расстоянием не менее 100 мм, датчики — в экранированном кабеле МКЭШ.
  • Тепловое реле не настраивают по паспортному току компрессора. Уставку оставляют на максимуме «чтобы не срабатывало». В результате тепловое реле не защищает компрессор от длительной перегрузки — обмотки сгорают без срабатывания защиты. Уставка теплового реле — точно по паспортному рабочему току (или на 10% выше для запаса).
  • При поиске неисправности меряют напряжение на клеммах двигателя при отключённом питании. Напряжение на клеммах обесточенного щита — это наведённое напряжение от соседних цепей или остаточный заряд конденсаторов. Правильная диагностика цепи управления — прозвонка при отключённом питании, или проверка напряжения при включённом питании с соблюдением мер безопасности.
Frostsystems проектирует и монтирует щиты управления холодильным оборудованием, выполняет диагностику и восстановление электрических схем, устранение неисправностей в цепях управления и защиты — Москва и Московская область.

Не знаете с чего начать?

Оставьте ваши контактные данные и инженер разберется в вашей проблеме и предложит пути решения.