PLC στη ψύξη

Το PLC στη ψύξη χρησιμοποιείται για τον αυτοματισμό, τον έλεγχο και την προστασία ψυκτικών εγκαταστάσεων (ψυγεία, καταψύκτες, ψυκτικοί θάλαμοι, chiller κ.λπ.).

Τι ελέγχει συνήθως ένα PLC σε σύστημα ψύξης

  • ❄️ Συμπιεστή (ON/OFF ή inverter)
  • 🌬️ Ανεμιστήρες συμπυκνωτή & εξατμιστή
  • 🔥 Απόψυξη (ηλεκτρική ή με θερμό αέριο)
  • 🚪 Μαγνητικές βαλβίδες
  • 🌡️ Θερμοκρασίες (χώρου, εξατμιστή, συμπυκνωτή)
  • ⚠️ Προστασίες (υψηλή/χαμηλή πίεση, θερμικά, alarms)

Είσοδοι (Inputs)

  • Αισθητήρες θερμοκρασίας (PT100, NTC)
  • Πρεσοστάτες HP / LP
  • Επαφές θερμικών
  • Διακόπτες πόρτας

Έξοδοι (Outputs)

  • Ρελέ συμπιεστή
  • Ρελέ ανεμιστήρων
  • Αντίσταση απόψυξης
  • Συναγερμοί (alarm, buzzer)

Γιατί PLC και όχι απλό θερμοστάτη;

  • ✔️ Μεγαλύτερη ακρίβεια και ευελιξία
  • ✔️ Καταγραφή σφαλμάτων
  • ✔️ Εξοικονόμηση ενέργειας
  • ✔️ Δυνατότητα επέκτασης & επικοινωνίας (HMI, SCADA, Modbus)

Παράδειγμα λειτουργίας

Αν η θερμοκρασία > setpoint → ενεργοποίηση συμπιεστή
Αν περάσει ο χρόνος απόψυξης → σταματά ο συμπιεστής & ενεργοποιείται η αντίσταση
Αν ενεργοποιηθεί HP → άμεσο STOP & alarm

 

Παρακάτω είναι ένα απλό παράδειγμα προγράμματος PLC για ψύξη, σε λογική Ladder, κατάλληλο για ψυκτικό θάλαμο.


🔧 Περιγραφή εφαρμογής

  • Έλεγχος συμπιεστή
  • Αυτόματη απόψυξη με χρόνο
  • Προστασία υψηλής / χαμηλής πίεσης
  • Θερμοκρασία με αισθητήριο

🔌 Αντιστοίχιση I/O

Είσοδοι

I0.0  = Start I0.1  = Stop I0.2  = Πρεσοστάτης Υψηλής (HP)  (NC) I0.3  = Πρεσοστάτης Χαμηλής (LP) (NC) I0.4  = Απόψυξη End (θερμοστάτης εξατμιστή)

Αναλογική Είσοδος

AI0 = Θερμοκρασία χώρου (°C)

Έξοδοι

Q0.0 = Συμπιεστής Q0.1 = Αντίσταση Απόψυξης Q0.2 = Alarm

🧠 Μεταβλητές

Setpoint = -5 °C Hysteresis = 2 °C

🪜 Ladder Logic (απλοποιημένο)

1️⃣ Εκκίνηση – Στάση

| I0.0  |----|/| I0.1 |----------------( M0.0 )

M0.0 = Σύστημα ενεργό


2️⃣ Έλεγχος Συμπιεστή

| M0.0 | | AI0 > Setpoint+Hysteresis | |/| I0.2 | |/| I0.3 |----( Q0.0 )

➡️ Ο συμπιεστής δουλεύει όταν:

  • Το σύστημα είναι ON
  • Θερμοκρασία > -3°C
  • Δεν υπάρχει HP ή LP σφάλμα

3️⃣ Χρονικό Απόψυξης (κάθε 6 ώρες)

TON T1 ( PT = 6h )

4️⃣ Κύκλος Απόψυξης

| T1.Q |----------------------------( Q0.1 ) | T1.Q |----------------------------(/ Q0.0 )

➡️ Απόψυξη:

  • Συμπιεστής OFF
  • Αντίσταση ON

5️⃣ Τερματισμός Απόψυξης

| I0.4 |----------------------------( R T1 )

6️⃣ Alarm

|/| I0.2 | OR |/| I0.3 |------------( Q0.2 )

📌 Σημειώσεις

  • Μπορεί να υλοποιηθεί σε Siemens LOGO / S7 / Schneider / Omron

     

Peltier Effect

Το Φαινόμενο Peltier (Peltier Effect) είναι ένα θερμοηλεκτρικό φαινόμενο που παρατηρείται στην επαφή δύο διαφορετικών αγώγιμων υλικών (συνήθως ημιαγωγών τύπου n και τύπου p) όταν διαρρέονται από ηλεκτρικό ρεύμα ⚡.1


🔬 Τι είναι το Φαινόμενο Peltier

Ανακαλύφθηκε το 1834 από τον Γάλλο φυσικό Jean Charles A. Peltier και είναι το αντίστροφο του φαινομένου Seebeck.

Συνοπτικά

    • Όταν ένα ηλεκτρικό ρεύμα διέρχεται από την ένωση δύο διαφορετικών υλικών, παρατηρείται απορρόφηση θερμότητας (q_{P} \ I στη μία επαφή και έκλυση θερμότητας στην άλλη, ανάλογα με τη φορά του ρεύματος.Μπορείτε να δείτε ένα πείραμα με ένα ψυγείο Peltier.

    • Ουσιαστικά, το φαινόμενο Peltier λειτουργεί ως αντλία θερμότητας χωρίς κινούμενα μέρη, μετακινώντας τη θερμότητα από τη μία πλευρά του στοιχείου στην άλλη.

    • Η θερμότητα q_p που απορροφάται ή εκλύεται στην επαφή δίνεται από τη σχεση
      q_{P} = (Pi_{A} – Pi_{B} \cdot

       

      όπου 2\Pi_{A}, \Pi_{B} είναι οι συντελεστές Peltier των δύο υλικών και 3 είναι η ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος.

Μπορείτε να δείτε ένα πείραμα με ένα ψυγείο Peltier Shutterstock

🛠️ Στοιχεία Peltier (Thermoelectric Coolers – TEC)

Για την πρακτική εφαρμογή του φαινομένου, χρησιμοποιούνται τα Στοιχεία Peltier (ή Thermoelectric Coolers – TEC), τα οποία αποτελούνται από:

  • Πολλά ζεύγη ημιαγωγών τύπου n και p, συνδεδεμένα ηλεκτρικά σε σειρά και Μπορείτε να δείτε ένα πείραμα με ένα ψυγείο Peltier.

  • θερμικά παράλληλα.

  • Τα ζεύγη αυτά είναι εγκλωβισμένα μεταξύ δύο κεραμικών πλακών (που έχουν καλές μηχανικές ιδιότητες, υψηλή θερμική αγωγιμότητα και μηδενική ηλεκτρική αγωγιμότητα) για να εξασφαλιστεί η σταθερότητα και η θερμική επαφή.

  • Όταν εφαρμοστεί συνεχές ρεύμα (DC), η μία κεραμική πλάκα γίνεται ψυχρή (απορροφά θερμότητα) και η άλλη θερμή (αποβάλλει θερμότητα). Αντιστρέφοντας την πολικότητα του ρεύματος, αντιστρέφεται και η φορά της μεταφοράς θερμότητας (η ψυχρή γίνεται θερμή και το αντίστροφο).Μπορείτε να δείτε ένα πείραμα με ένα ψυγείο Peltier.


💡 Εφαρμογές

Το Φαινόμενο Peltier αξιοποιείται σε συσκευές που απαιτούν ακριβή έλεγχο θερμοκρασίας ή ψύξη χωρίς χρήση υγρών ή μηχανικών μερών:

  • Ψύξη Ηλεκτρονικών Συστατικών: Για την ψύξη επεξεργαστών (CPUs) και άλλων ηλεκτρονικών εξαρτημάτων σε υπολογιστές και συστήματα.

  • Φορητά Ψυγεία/Θερμοψυγεία: Μικρά ψυγεία αυτοκινήτου ή camping.5

     

  • Εργαστηριακός Εξοπλισμός: Θερμικοί κυκλοποιητές (thermal cyclers) για την ενίσχυση του DNA (PCR) που απαιτούν γρήγορες αλλαγές θέρμανσης-ψύξης.

  • Ιατρικές Συσκευές και Αισθητήρες: Για την ψύξη αισθητήρων ή μικρών δειγμάτων.