Carel pRack pR300T User Manual
Carel pRack pR300T is an advanced controller specifically designed for transcritical CO2 refrigeration systems. It offers cutting-edge features for efficient and reliable system management, including:
-
Precise temperature control: Maintains precise temperature setpoints for optimal product quality and energy savings.
-
Energy-efficient operation: Employs advanced algorithms to optimize system performance, reducing energy consumption and operating costs.
-
Comprehensive monitoring: Provides real-time monitoring of system parameters, including pressures, temperatures, and compressor status, for proactive maintenance and troubleshooting.
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Parallel compression for transcritical systems
Function available for pRack pR300T controller
Manuale d’uso
User manual
I n t e g r a t e d C o n t r o l S o l u t i o n s & E n e r g y S a v i n g s
Compressione parallela per centrali transcritiche
Funzione disponibile per il controllo pRack pR300T
ITA
Indice
1. INTRODUZIONE
2. MODALITÀ DI UTILIZZO
3. CONDIZIONI PER L’ATTIVAZIONE 7
4. AZIONI SUL SETPONT DELLA VALVOLA RPRV PER L’ATTIVAZIONE 8
5. REGOLAZIONE PER LA COMPRESSIONE PARALLELA 9
Un solo compressore modulante ................................................................................................................................................... 9
Due o più compressori .......................................................................................................................................................................... 9
6. FUNZIONAMENTO CON SCHEDA ESTERNA E I/O DIGITALI 10
Confi gurazione della scheda principale .................................................................................................................................. 10
Confi gurazione della scheda per la compressione parallela ...................................................................................... 11
7. FUNZIONAMENTO CON SCHEDA CONNESSA IN PLAN 14
8. FUNZIONAMENTO CON COMPRESSORE INTEGRATO 16
9. MASCHERE DI INFORMAZIONE 18
5
6
3 +030220585 - 1.1 - 10.12.2015
1. INTRODUZIONE
ITA
Fig. 1.a
Tipicamente nelle zone dal clima caldo, la valvola RPRV (valvola di fl ash o di media pressione) tende a lavorare a percentuali di apertura elevate per lungo tempo e questo forza i compressori di media temperatura a lavorare maggiormente e con un’elevata diff erenza di pressione tra aspirazione e scarico.
L’utilizzo di un compressore, o di una batteria di compressori, posti tra il ricevitore e lo scarico dei compressori di media temperatura, come mostrato in Figura 1.a, fornisce i seguenti vantaggi:
• riduzione dell’utilizzo della valvola RPRV;
• maggior effi
• maggior effi
5 +030220585 - 1.1 - 10.12.2015
ITA
2. MODALITÀ DI UTILIZZO
Ci sono tre modi per gestire la compressione parallela:
1. tramite scheda esterna e ingressi/uscite digitali per il controllo
Fig. 2.a
2. via rete pLAN con l’utilizzo di una scheda dedicata con indirizzo 9
Fig. 2.b
3. come funzione integrata nella scheda pRack principale (limitata ad 1 compressore modulante).
+030220585 - 1.1 - 10.12.2015
6
ITA
3. CONDIZIONI PER L’ATTIVAZIONE
Oltre all’abilitazione della funzionalità tramite la maschera Cca01
la compressione parallela viene attivata in base alla percentuale di apertura della valvola RPRV e alla temperatura di uscita del gas cooler. In particolare:
• la temperatura di uscita del Gas Cooler deve essere maggiore di un soglia;
• la percentuale di apertura della valvola RPRV deve essere maggiore di una soglia per un tempo impostabile.
La maschera Cca02 permette di specifi care il valore delle sopracitate soglie:
La compressione parallela viene disattivata, con il conseguente ripristino del setpoint nominale per la valvola
RPRV, se si verifi ca almeno una delle condizioni seguenti:
• il prack viene messo in OFF (da maschera, supervisione o ingresso digitale);
• la temperatura d’uscita del Gas Cooler scende al di sotto della soglia T OFF .;
GC
• la percentuale di regolazione richiesta alla compressione parallela si azzera.
NOTA: la funzione di Prevent di alta pressione e gli allarmi di alta pressione gestiti dalla scheda principale avranno eff etto solo sui compressori della linea 1 (media temperatura); non spegneranno la compressione parallela, né ne decrementeranno la potenza utilizzata.
7 +030220585 - 1.1 - 10.12.2015
ITA
4. AZIONI SUL SETPONT DELLA VALVOLA
RPRV PER L’ATTIVAZIONE
Per evitare che la valvola di fl ash regoli simultaneamente all’azione della compressione parallela, in quanto la chiusura.
1 Richiesta per la compressione parallela 2 Feedback dalla compressione parallela
SET POINT RPRV
35 barg
SET POINT RPRV
35 barg
OFF REGOLAZIONE
3
Richiesta di incremento del set point per la valvola flash
SET POINT RPRV
38 barg
ON REGOLAZIONE
4 La valvola di flash tenderà a chiudersi
SET POINT RPRV
38 barg
ON REGOLAZIONE ON CHIUSA
Fig. 4.a
Tramite la maschera Cca03 è possibile specifi care l’off set da applicare al setpoint della valvola RPRV e il tempo di incremento per l’applicazione dello stesso:
Quando la compressione parallela è disattivata per una delle condizioni sopracitate, il setpoint della valvola
RPRV viene riportato al valore nominale in un tempo specifi cato sempre nella maschera Cca03.
+030220585 - 1.1 - 10.12.2015
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ITA
5. REGOLAZIONE PER LA COMPRESSIONE PARALLELA tramite Wizard considerando che si tratta di un sistema con sola aspirazione e che il setpoint di regolazione è la pressione richiesta nel ricevitore della CO
2
Come strategia di regolazione del compressore o dei compressori utilizzati per la compressione parallela, si raccomandano le seguenti confi gurazioni.
Un solo compressore modulante
Nel caso sia presente un solo compressore modulante si raccomanda una regolazione di tipo proporzionale con integrazione di errore, P+I. Il setpoint può essere lo stesso utilizzato nella regolazione della pressione del ricevitore mediante valvola di fl ash. Ecco un esempio di confi gurazione:
• regolazione PROP.+INT.
• setpoint 35 barg
• diff erenziale 2 barg
• tempo integrale 120 secondi
Due o più compressori
Se la compressione parallela viene eff ettuata mediante l’utilizzo di più compressori, la strategia di regolazione raccomandata è a Zona neutra.
In questo caso si suggerisce di specifi care un setpoint di regolazione leggermente inferiore (e.g. 1 barg) rispetto a quello utilizzato per la valvola di fl ash; questo per garantire l’attivazione tempestiva della compressione parallela quando le condizioni lo richiedono.
9 +030220585 - 1.1 - 10.12.2015
ITA
6. FUNZIONAMENTO CON SCHEDA ESTERNA
E I/O DIGITALI
Fig. 6.a
Questo tipo di confi guratone prevede l’utilizzo di una scheda esterna per la gestione della compressione parallela, non collegata alla scheda principale tramite cavo seriale.
E’ potenzialmente utilizzabile ogni controllore pRack: Compact, pR100, pR100T, pR300, pR300T. Tuttavia si raccomanda l’utilizzo di un controllore per centrali transcritiche, quindi pR100T o pR300T.
Confi gurazione della scheda principale
Quando le condizioni di regolazione riguardanti la percentuale di apertura della valvola di fl ash e della temperatura di uscita dal Gas Cooler lo prevedono, la richiesta di avvio della compressione parallela è realizzata tramite un’uscita digitale. La maschera Cca13 premette di scegliere quale DO utilizzare:
+030220585 - 1.1 - 10.12.2015
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ITA
In questo tipo di confi gurazione è necessario avere un feedback dell’avvenuta partenza della compressione parallela, attraverso un contatto digitale in ingresso alla scheda principale. La posizione del DI può essere scelta attraverso la maschera Cca12:
Confi gurazione della scheda per la compressione parallela
Per l’attivazione e disattivazione della compressione parallela si suggerisce di utilizzare la funzione di cambio setpoint da ingresso digitale. Il vantaggio rispetto all’utilizzo della funzione ON/OFF da ingresso digitale
è che utilizzando quell’ultima non c’è alcuna segnalazione dall’allarme quando l’unità è in stato OFF. La confi gurazione può essere eff ettuata come nell’esempio seguente:
1. abilitazione della compensazione del setpoint per la scheda che gestisce la compressione parallela
2. specifi ca di un off set di compensazione (e.g. 10 barg) per la disattivazione
3. estensione dell’intervallo di confi gurazione del setpoint per l’applicazione dell’off set di compensazione
11 +030220585 - 1.1 - 10.12.2015
ITA
4. abilitazione della compensazione da ingresso digitale
5. specifi ca della posizione dell’ingresso digitale associato alla compensazione
Per quanto concerne l’uscita digitale nella scheda per la compressione parallela connessa all’ingresso sopracitato, si suggerisce di usare una funzione generica che si attivi quando almeno un compressore è attivo, ad esempio:
1. abilitazione di una funzione generica
2. scelta della percentuale potenza dei compressori attualmente in uso come variabile monitorata
+030220585 - 1.1 - 10.12.2015
12
3. specifi ca del setpoint e del diff erenziale per l’attivazione, 1% per entrambi i parametri
ITA
4. associazione di un relè di uscita per la funzione generica usata come feedback
Seguendo l’esempio sopra descritto, si ottiene la confi gurazione illustrata del diagramma seguente:
Fig. 6.b
13 +030220585 - 1.1 - 10.12.2015
ITA
7. FUNZIONAMENTO CON SCHEDA
CONNESSA IN PLAN
Fig. 7.a
Esiste la possibilità di connettere la scheda per la compressione parallela in rete (pLAN) con la scheda pRack principale.
Questo tipo d confi gurazione richiede l’utilizzo di una scheda pR300T per la compressione parallela con la stessa versione software utilizzata nella scheda principale.
L’indirizzo di rete della scheda per la compressione parallela sarà il 9. In fase di aggiornamento del software, utilizzando pRack Manager, l’utente dovrà scegliere il fi le CLEARALL_ADD_9.DEV
nella fi nestra di selezione più a destra:
+030220585 - 1.1 - 10.12.2015
Fig. 7.b
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ITA
Nel caso si scelga di utilizzare un pRack senza display built-in (cieco), per la sua confi gurazione è necessario collegare un display pGD dedicato ed impostarne l’indirizzo di rete a 30. Questo può essere facilmente eseguito mediante la pressione simultanea dei tasti UP + ENTER + DOWN.
La confi gurazione di rete risulterà come illustrato nella fi gura seguente:
Fig. 7.c
VANTAGGI: rispetto al controllo della compressione parallela tramite un ingresso e un’uscita digitale, si ha il vantaggio di prevenire gli spunti contemporanei tra compressori e la visualizzazione della percentuale installata di potenza per la compressione parallela; non è inoltre necessaria alcuna confi gurazione aggiuntiva per l’attivazione e il feedback.
15 +030220585 - 1.1 - 10.12.2015
ITA
8. FUNZIONAMENTO CON COMPRESSORE INTEGRATO
Fig. 8.a
Questa modalità permettere di utilizzare la scheda pRack principale (pLAN1) per controllare anche la compressione parallela attraverso l’utilizzo di un dispositivo modulante.
La maschera Cca04 permette di specifi care il setpoint e i parametri di regolazione (PID) per la compressione parallela; la maschera Cca14 permette di assegnare l’uscita analogia per il pilotaggio dell’inverter:
+030220585 - 1.1 - 10.12.2015
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ITA
Le caratteristiche del compressore, riguardanti i tempi di sicurezza, frequenza di lavoro minima e massima, i tempi di salita e discesa, sono altresì confi gurabili attraverso le maschere Cca05, Cca06 e Cca07:
Data la gestione integrata del compressore, viene reso disponibile un allarme da ingresso digitale confi gurabile tramite le machere Cca11 e Cca12:
E’ possibile inoltre confi gurare un allarme di alta temperatura dedicato per la temperatura di scarico del compressore parallelo. Le maschere per la sua confi gurazione sono la Eia14 per la scelta dell’ingresso analogico associato e la Cca08 per l’impostazione della soglia e il ritardo di attivazione:
17 +030220585 - 1.1 - 10.12.2015
ITA
9. MASCHERE DI INFORMAZIONE
Tra le maschere di informazione è stata aggiunta la maschera Aa67, nella quale è riportato lo stato e la percentuale di attivazione della compressione parallela, il setpoint corrente per la valvola di fl ash e la pressione del ricevitore:
Questa maschera è disponibile per tutte le modalità di confi gurazione della compressione parallela: interna, esterna via pLAN ed esterna con collegamento tramite I/O digitali. Per quest’ultima la percentuale visualizzata sarà 0% oppure 100% in relazione al feedback dell’avvenuta attivazione della compressione parallela.
In caso di confi gurazione con controllo integrato del compressore modulante, la maschera Aa77 riporterà anche la temperatura di scarico dedicata alla compressione parallela:
+030220585 - 1.1 - 10.12.2015
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Parallel compression for transcritical systems
Function available for pRack pR300T controller
ENG
Index
1. INTRODUCTION
2. OPERATING MODES
3. CONDITIONS FOR ACTIVATION 7
4. ACTIONS ON RPRV VALVE SET POINT FOR ACTIVATION 8
5. PARALLEL COMPRESSION CONTROL 9
One modulating compressor only ................................................................................................................................................. 9
Two or more compressors ................................................................................................................................................................... 9
6. EXTERNAL CONTROL BOARD AND DIGITAL I/O 10
Main board confi guration ................................................................................................................................................................. 10
Parallel compression control board confi guration ............................................................................................................ 11
7. CONTROL BOARD CONNECTED VIA PLAN 14
8. INTEGRATED COMPRESSOR CONTROL 16
9. INFORMATION SCREENS 18
5
6
3 +030220585 - 1.1 - 10.12.2015
1. INTRODUCTION
ENG
Fig. 1.a
Typically in warmer climates, the RPRV valve (fl ash or medium pressure valve) tends to work at high opening percentages for an extended time, which means medium temperature compressors do more work and operate at a high suction-discharge pressure diff erence.
The use of a compressor, or group of compressors, installed between the receiver and medium temperature compressor, as shown in Figure 1.a, off ers the following advantages:
• reduced use of the RPRV valve;
• higher effi
• higher effi
5 +030220585 - 1.1 - 10.12.2015
ENG
There are three modes for managing parallel compression:
1. control by external board and digital inputs/outputs
Fig. 2.a
2. via pLAN network, using a dedicated board with address 9
Fig. 2.b
3. as an integrated function on the main pRack board (limited to one modulating compressor).
+030220585 - 1.1 - 10.12.2015
6
ENG
3. CONDITIONS FOR ACTIVATION
As well as enabling the function on screen Cca01
parallel compression is activated based on the percentage of opening of the RPRV valve and the gas cooler outlet temperature. In particular:
• the gas cooler outlet temperature must be higher than a threshold;
• the percentage of opening of the RPRV valve must be higher than a threshold for a set time
Screen Cca02 is used to set the thresholds described above:
Parallel compression is deactivated, and the standard RPRV valve set point restored, when at least one of the following conditions occurs:
• the pRack is switched OFF (from the screen, supervisor or digital input);
• the gas cooler outlet temperature falls below the T
• the parallel compression control percentage is zero.
GC
OFF threshold;
NOTE: the high pressure prevention function and high pressure alarms managed by the main board will only act on the compressors on line 1 (medium temperature); the parallel compression function will not stop, nor will the capacity be decreased.
7 +030220585 - 1.1 - 10.12.2015
ENG
4. ACTIONS ON RPRV VALVE SET POINT
FOR ACTIVATION
To prevent the fl ash valve from simultaneously controlling the parallel compression function, as this is more
1 Parallel Compression Control
SET POINT RPRV
35 barg
2 Parallel Compression Feedback
SET POINT RPRV
35 barg
OFF CONTROL
3
Control set point increase for flash valve
SET POINT RPRV
38 barg
ON CONTROL
4 Closing flash valve
SET POINT RPRV
38 barg
ON CONTROL ON CLOSE
Fig. 4.a
On screen Cca03, the off set to be applied to the RPRV valve set point and the incremental time to apply this for can be set:
When parallel compression is deactivated due to one of the conditions described above, the RPRV valve set point returns to the standard value, in the time set on screen Cca03.
+030220585 - 1.1 - 10.12.2015
8
ENG
5. PARALLEL COMPRESSION CONTROL
If parallel compression is managed by an external board, this must be confi gured using the Wizard, considering that the system manages suction only and that the control set point is the pressure required in the CO
2
receiver
The following confi gurations are recommended for controlling the compressor or compressors used for parallel compression.
One modulating compressor only
If there is only one modulating compressor, proportional plus integral control (P+I) is recommended. The set point can be the same used for receiver pressure control using the fl ash valve. One possible confi guration is shown below:
• PROP.+INT. control
• set point 35 barg
• diff erential 2 barg
• integral time 120 seconds
Two or more compressors
If the parallel compression is managed using more than one compressor, the recommended control strategy is dead zone.
In this case, the control set point should be set slightly lower (e.g. 1 barg) than the fl ash valve set point; this ensures prompt activation of parallel compression when the conditions are right.
9 +030220585 - 1.1 - 10.12.2015
ENG
6. EXTERNAL CONTROL BOARD
AND DIGITAL I/O
Fig. 6.a
This type of confi guration uses an external board to manage parallel compression, without being connected to the main board via serial cable.
Theoretically this solution can be used with any pRack controller: Compact, pR100, pR100T, pR300, pR300T.
Nonetheless, it is recommended to use a controller for transcritical systems, i.e. pR100T or pR300T.
Main board confi guration
When the control conditions concerning fl ash valve opening percentage and gas cooler outlet temperature are right, the parallel compression activation signal is sent via a digital output. The DO used can be set on screen Cca13:
+030220585 - 1.1 - 10.12.2015
10
ENG
With this confi guration, feedback is required on when parallel compression actually starts, using a digital input on the main board. The position of the DI can be set on screen Cca12:
Parallel compression control board confi guration
It is recommended to manage activation and deactivation of parallel compression using the set point variation from digital input function. The advantage of this compared to the ON/OFF from digital input function is that the latter does not feature an alarm signal when the unit is OFF. This confi guration can be set as shown in the following example:
1. enable set point compensation for the parallel compression control board
2. specify a compensation off set (e.g. 10 barg) for deactivation
3. extend the set point confi guration range to allow application of the compensation off set
11 +030220585 - 1.1 - 10.12.2015
ENG
4. enable compensation from digital input
5. specify the position of the digital input associated with the compensation function
As concerns the digital output on the parallel compression control board connected to the input described above, it is recommended to use a generic function that is activated when at least one compressor is active, for example:
1. enable a generic function
2. set the current percentage of compressor capacity as the monitored variable
+030220585 - 1.1 - 10.12.2015
12
3. specify the set activation point and diff erential, 1% for both parameters
ENG
4. associate an output relay for the generic function used as feedback
The example described above will give the confi guration illustrated in the following diagram:
Fig. 6.b
13 +030220585 - 1.1 - 10.12.2015
ENG
7. CONTROL BOARD CONNECTED VIA PLAN
Fig. 7.a
The parallel compression control board can be connected via network (pLAN) to the main pRack board.
This type of confi guration requires the use of a pR300T board for managing parallel compression, with the same software version as used on the main board.
The network address of the parallel compression control board will be 9. When updating the software, using pRack Manager, the user needs to choose the CLEARALL_ADD_9.DEV fi le in the column on the right:
Fig. 7.b
+030220585 - 1.1 - 10.12.2015
14
ENG
If choosing to use a pRack without built-in display (closed), to confi gure this connect the dedicated pGD display and set the network address to 30. This can be done easily by pressing the UP + ENTER + DOWN buttons together.
The network confi guration will be as illustrated in the following fi gure:
Fig. 7.c
ADVANTAGES: compared to parallel compression control using a digital input and output, this has the advantage of preventing simultaneous compressor starts, we well as displaying the installed parallel compression capacity; moreover, no additional confi guration is needed for activation and feedback.
15 +030220585 - 1.1 - 10.12.2015
ENG
8. INTEGRATED COMPRESSOR CONTROL
Fig. 8.a
This mode allows the main pRack board (pLAN1) to be used to also control parallel compression, via a modulating device.
Screen Cca04 specifi es the parallel compression set point and control parameters (PID); screen Cca14 assigns the analogue output for controlling the inverter:
+030220585 - 1.1 - 10.12.2015
16
ENG
The features of the compressor, concerning safety times, minimum and maximum operating frequency, increase and decrease times, can likewise be confi gured on screens Cca05, Cca06 and Cca07:
Given that compressor management is integrated, an alarm from programmable digital input is made available on screens Cca11 and Cca12:
In addition, a dedicated high temperature alarm can be confi gured for the parallel compression discharge temperature. The screens used are Eia14 for selecting the associated analogue input, and Cca08 for setting the activation threshold and delay:
17 +030220585 - 1.1 - 10.12.2015
ENG
Screen Aa67 has been added to the information screens. This shows the status and activation percentage of the parallel compression function, the current fl ash valve set point and the receiver pressure:
This screen is available for all parallel compression confi guration modes: integrated, external via pLAN and external with connection via digital I/O. For the latter, the percentage displayed will be 0% or 100%, relating to the feedback signal, indicating activation or deactivation of parallel compression.
In the event of confi guration with integrated modulating compressor control, screen Aa77 will also show the parallel compression discharge temperature:
+030220585 - 1.1 - 10.12.2015
18
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Tel. (+39) 049.9716611 - Fax (+39) 049.9716600
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