Схема сау емкостного водонагревателя типа уап
Обновлено: 07.07.2024
Лабораторная работа 15. ИЗУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРЕВАТЕЛЕЙ ВОДЫ
1. Цель работы: изучить конструкцию, принцип действия , правила монтажа и эксплуатации электрических водонагревателей. Определить коэффициент полезного действия электродного водонагревателя.
Задание
2.1. к самостоятельной работе:
- ознакомиться и дать краткое описание принципа действия электрических водонагревателей элементного и электродного типов [ 1, 2, 11, 13,14,15];
- описать способы регулирования мощности электродного водонагревателя;
- указать основные правила монтажа и техники безопасности при эксплуатации электрических водонагревателей [ 1, 8, 9, 13];
- вычертить принципиальную схему ( рис. 15.8), таблицу и выписать расчетные формулы 15.1 . 15.4 ;
- подготовить устные ответы на контрольные вопросы.
2.2. к работе в лаборатории:
- изучить устройство, электрическую схему и правила эксплуатации электрических водонагревателей ЭВ-150, ЭВ-Ф-15, САОС и САЗС;
- изучить конструкции и расшифровку условных обозначений трубчатых электрических нагревателей (ТЭН );
- изучить устройство, электрическую схему и правила эксплуатации электродного котла ЭП3-100-И3 ;
- собрать монтажную схему и провести испытания электродного водонагревателя;
- построить график зависимости Р= ¦(t);
- записать выводы по результатам исследования электродного водонагревателя.
Бщие сведения
При изучении электрических водонагревателей обратите внимание на то, что подогретая вода необходима для поения животных, приготовления кормов, подмывания вымени коров, промывки молокопроводов, полива растений в парниках и теплицах. Наибольшее распространение получилиэлементные нагреватели , которые могут использоваться для нагрева не только воды, но и воздуха, почвы и других сред. Их принцип действия основан на выделении тепла при протекании электрического тока по металлическому или неметаллическому проводнику, либо по полупроводниковой пленке. В практике наиболее распространены трубчатые электрические нагреватели (ТЭН). Нагревательная спираль помещена в тонкостенную металлическую трубку и изолирована от нее наполнителем, который хорошо проводит тепло (рис. 15.1 ).
Концы трубки герметически закрыты. В трехфазных водонагревателях ТЭНы включаются в сеть звездой или треугольником в зависимости от их номинального напряжения и линейного напряжения сети. Срок службы их составляет 10000 ч. Достоинства ТЭНов - универсальность, удобство монтажа, безопасность обслуживания. Недостаток - выход их строя спирали при включении нагревателя без воды.
Рис. 15.1. Схема устройства трубчатого нагревателя:
1 - выводы спирали ; 2 - изоляторы ; 3 - спираль из нихрома ; 4 - наполнитель ; 5 - трубка
Конструкции и расшифровка условных обозначений ТЭНов представлены на стенде " Электронагревательные приборы".
Изучая типы элементных водонагревателей, обратите внимание на то, что они могут быть периодического действия, или аккумулирующие ( типа УАП, ЭВ, САОС, САЗС ), непрерывного действия или проточные ( ВЭП, ЭВП, ЭВ-Ф ). У первых большой объем бака ( от 100 до 1600 л ) и нагревают они воду в течение 4-5 ч, т.к. их мощность сравнительно невелика. При достижении заданной температуры воды нагреватели автоматически отключаются. Их рекомендуется включать в ночные часы, а днем использовать горячую воду. У проточных водонагревателей объем бака невелик ( от 5 до 100 л ), но установлены ТЭНы большой мощности. Поэтому время нагрева воды составляет 1-4 мин.
Технические данные выпускаемых промышленностью водонагревателей приведены в таблице стенда "Электронагревательные приборы".
В лаборатории установлены элементный водонагреватель периодического действия типа ЭВ-150 и проточный типа ЭВ-Ф-15. При их изучении особое внимание обратите на правила монтажа и безопасной эксплуатации.
Водонагреватель ЭВ-150 состоит из цилиндрического бака 1 емкостью 150 л ( рис. 15.2 ) и кожуха 2. Между баком и кожухом помещена теплоизоляция 13. Нагревательное устройство 12 состоит из трех ТЭНов мощностью 2 кВт каждый и рассчитанных на напряжение 220 В.
Рис. 15.2. Устройство электроводонагревателя ЭВ-150:
1 - бак; 2 - кожух; 3 - сливная труба; 4 - подающая труба;
5 - питающий кабель; 6 - капилляр манометрического термометра; 7 - тройник; 8 – щит управления;
9 - водопроводная сеть; 10, 17 - изолирующие вставки;
11 - подающий вентиль; 12 - нагревательное устройство; 13 - теплоизоляция; 14 - манометрический термометр ; 15 - датчик манометрического термометра; 16 - клеммная коробка нагревательного устройства; 18 - обратный клапан; 19 - сливной кран; 20 - клапан избыточного давления
Щит управления 8 изготовлен из листовой стали . В щите находится аппаратура управления и защиты. Для включения нагревательного устройства Е1 - ЕЗ ( рис. 15.3 ) служит магнитный пускатель КМ1 и промежуточно реле КV1, управляемое манометрическим термометром SК. Для защиты от короткого замыкания имеются плавкие предохранители FU1 - FUЗ . Пакетный выключатель QS1 предназначен для включения цепей управления.
Рис. 1.5.3. Принципиальная электрическая схема включения электроводонагревателя ЭВ-150
Перед включением водонагревателя в сеть необходимо убедиться , что бак заполнен водой. Для этого открывают вентиль 11 на впускной трубе 4 и держат его открытым, пока вода не будет вытекать из сливной трубы 3. На манометрическом термометре задают пределы температуры воды путем установки двух указателей в виде красных стрелок на нужные деления шкалы. Затем включают водонагреватель в сеть, замыкая контакты QS1. Срабатывает магнитный пускатель КМ1, загорается сигнальная лампа НL1 на щите.
Контакты манометрического термометра SК1 замыкаются при достижении нижнего предела заданной температуры воды, но нагрев продолжается до замыкания контактов верхнего предела SК2. Срабатывает промежуточное реле КV1, отключая контактами КV1.1 катушку магнитного пускателя КМ1 и шунтируя с помощью КV1.2 контакты SК2. Если температура воды снизилась в результате ее расхода или охлаждения, повторное включение водонагревателя произойдет при размыкании контактов SК1.
Для обеспечения безопасной работы водонагревателя предусмотрен обратный клапан 18 ( рис. 15.2 ) на подающей водопроводной трубе, исключающий возможность выпуска воды из бака при ее отсутствии в водопроводной сети.
Чтобы избежать взрыва бака в случае закипания воды при отказе автоматики регулирования температуры, на выходе водонагревателя установлен клапан избыточного давления 20. Запрещается устанавливать запорный вентиль на сливной трубе. В случае пробоя изоляции ТЭНов напряжение попадает на бак водонагревателя и соединенные с ним металлические трубопроводы. Для защиты людей и животных бак водонагревателя заземляют, а водопроводные трубы присоединяют через изолирующие вставки ( резиновые шланги ) длиной не менее 1 м. Сопротивление воды внутри вставки должно быть достаточно большим, чтобы ограничить ток, протекающий по телу человека или животного в аварийном режиме, до безопасной величины.
Водонагреватель ЭВ-Ф-15 имеет бак 1 ( рис. 15.4 ) емкостью 14 л, на верхней крышке которого установлены три ТЭНа мощностью 5 кВт каждый, рассчитанных на напряжение 220 В. Здесь же установлено температурное реле 12, которое отключает нагревательное устройство при температуре воды 75-80°С. Для визуального контроля температуры воды служит термометр 11.
Схема подвода и отвода воды аналогична водонагревателю ЭВ-150. Регулирование температуры подогреваемой воды осуществляется вентилем 8.
Электрическая схема ( рис. 15.5 ) обеспечивает работу водонагревателя в автоматическом и ручном режимах ( тумблер SА1 ). В автоматическом режиме замкнуты нижние контакты SА1, включающие в работу температурное реле SK1 и реле времени КТ1. При достижении заданной температуры 75-80°С контакты термореле размыкаются и выдают сигнал на отключение ТЭНов. Поступающая холодная вода охлаждает датчик термореле, и его контакты замыкаются. Однако включение ТЭНов произойдет лишь через 15-45 с. Выдержку времени обеспечивает реле КТ1. Оно исключает многократное включение магнитного пускателя КМ1 при дребезжании контактов термореле SК1 и за счет этого исключает подгорание контактов этих аппаратов. Кроме того, оно усиливает сигнал термореле SК1, чем повышает надежность его работы.
Рис. 15.4 Устройство электроводонагревателя ЭВ–Ф-15:
1 – бак; 2 – кожух; 3 – трубчатый электронагреватель; 4 – клапан избыточного давления; 5 – обратный клапан; 6, 10 – изолирующие вставки; 7 –вентиль; 8 – подающая труба; 9 – сливная труба; 9 – термометр; 12 – температурное реле ТР-200; 13 – кабель подключения ТЭНов; 14 – кабель подключения температурного реле; 15 – щит управления; 16 – питающий кабель.
Действительно, контакты реле SК1 включены не в цепь катушки пускателя КМ1, а в цепь управления тиристора VS1. Тиристор управляет катушкой пускателя КМ 1.
В ручном режиме термореле не участвует в автоматическом поддержании температуры воды. Работа в ручном режиме допускается лишь при выходе из строя автоматики на период ее восстановления. При этом необходимо строго контролировать температуру воды на выходе из водонагревателя по термометру, не допуская ее нагрева выше 75 0 С.
Электроводонагреватели серий САОС и САЗС являются аккумулирующими и по конструкции аналогичны водонагревателю ЭВ-150.
Рис. 15.5. Принципиальная электрическая схема включения электроводонагревателя ЭВ-Ф-15: QF1 - автоматический выключатель; Е1-ЕЗ - ТЭНы : FU1 - плавкий предохранитель защиты цепи управления ; SВ1 - кнопка " Стоп" ; SВ2 - кнопка " Пуск" ; SА1 - переключатель режима работы ; КМ1 - магнитный пускатель; НL1 - сигнальная лампа включения сети ; НL2 - сигнальная лампа включения ТЭНов; SK1 - контакты температурного реле ; КТ1 - электронное реле времени ( плата)
Отличаются от последнего тем , что не имеют вентиля на подающей трубе и работают под избыточным давлением водопроводной сети до 0,4 МПа.
В водонагревателе САОС разбор горячей воды может осуществляться одновременно в нескольких точках с помощью вентилей, устанавливаемых на выходном патрубке. Для предотвращения взрыва бака водонагреватель имеет клапан избыточного давления и терморегулятор, а также обратный клапан.
Водонагреватель САЗС оборудован циркуляционным насосом, что позволяет непрерывно подавать нагретую воду в трубопроводную систему ( в автопоилки, для подмывания вымени коров и т.п.). Управление насосом осуществляет отдельный терморегулятор, датчик которого установлен в наиболее холодном месте подачи воды.
Водонагреватели САОС и САЗС выпускаются с емкостью бака 400, 800 и 1600л.
Электродные водонагреватели работают по принципу прямого нагрева: вода нагревается протекающим по ней электрическим током, подводимым при помощи электродов. Электроды изготовлены в виде стальных пластин , стержней или труб . К каждому электроду подводится один провод сети.
Электрическое сопротивление воды между электродами зависит от их площади, расстояния между ними, а также от количества растворенных в воде солей и ее температуры. С повышением температуры воды, которая является при наличии солей слабым электролитом, ее сопротивление уменьшается , а потребляемый ток и мощность водонагревателя растут.
В трехфазных электродных водонагревателях и паровых котлах для создания симметричной нагрузки фаз сети электроды располагают на одинаковом расстоянии друг от друга. Так , в лабораторном водонагревателе они выполнены в виде пластин, изогнутых под углом 120° ( рис. 15.6 ). Такая конструкция электродов соответствует включению сопротивлений фаз треугольником.
Рис. 15.6. Электроды лабораторного электродного водонагревателя
Мощность водонагревателя или котла можно регулировать изменением площади электродов или расстоянием между ними. Обычно между электродами устанавливают регулируемую по высоте пластину из изоляционного материала ( рис. 15.7 ).
Рис. 15.7. Регулирование мощности электродного водонагревателя: 1 - электроды; 2 - изоляционная пластина
В отличие от элементных электродные водонагреватели не боятся включения в сеть без воды, так как цепь оказывается разомкнутой и нагреватель не работает.
Недостатками их являются зависимость потребляемой мощности от содержания солей и температуры воды и повышенная опасность поражения током. Для обеспечения безопасности внутреннюю поверхность бака покрывают изоляционным материалом. Предусматривается автоматическое отключение при несимметричном режиме (ток в нулевом проводе более 25% номинального тока фазы) и при коротком замыкании, а также автоматическое управление температурой воды на выходе водонагревателя, работающего в системе отопления или горячего водоснабжения. На животноводческих фермах запрещается устанавливать водонагреватели в стойловых помещениях. Наружный кожух водонагревателя заземляют.
В сельскохозяйственном производстве используются электродные водонагреватели серии ЭПЗ-ИЗ мощностью от 25 до 400 кВт для водяного отопления и в первичном контуре теплообменника системы горячего водоснабжения. Они имеют плавную регулировку мощности в пределах 20 . 100%. Максимальная температура воды на выходе 95°С.
Создание электрической схемы автоматизированной водонагревательной установки УАП-800
Техническая характеристика и анализ исходной схемы водонагревателя УАП-800. Разработка нестандартного элемента-щита управления водонагревателя. Выбор элементов, входящих в схему УАП-800. Определение основных показателей надежности, виды отказов прибора.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 18.10.2017 |
Размер файла | 407,8 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
ГАПОУ «Аграрный техникум»
Курсовой проект
По дисциплине: «Автоматизация сельского хозяйства»
На тему: «Создание электрической схемы автоматизированной водонагревательной установки УАП-800»
Содержание
1. Анализ водонагревателей
1.1 Общая характеристика водонагревателя УАП-800
1.2 Техническая характеристика водонагревателя УАП -800
1.3 Анализ исходной схемы водонагревателя УАП -800
2. Разработка нестандартного элемента-щита управления водонагревателя УАП -800
2.1 Проектирование принципиальной схемы. Выбор элементов, входящих в схему УАП -800
2.2 Разработка монтажной схемы щита управления водонагревателя УАП -800
3. Определение основных показателей надежности
4. Охрана труда и техника безопасности
водонагреватель щит управление отказ
Автоматизация технологических процессов характеризуется частичной или полной заменой человека-оператора специальными техническими средствами контроля и управления. Внедрение средств автоматизации стало возможным только после проведения комплексной механизации и электрификации с/х производства, большой организационной и научно-исследовательской работы по созданию систем автоматики, приборов специального назначения.
Автоматизация технологического процесса в фермерских хозяйствах позволяет выполнять отдельные операции без непосредственного участия человека. С помощью с/х производства повышается надежность и продлевается срок службы технологического оборудования, облегчаются условия труда, повышается его безопасность.
Основанием для синтеза САУ служат зоотехнические нормы и требования, а также конструктивные характеристики помещения и работающего в нем технологического оборудования. Поэтому было решено провести частичную автоматизацию для облегчения условий труда, улучшения безопасности и увеличения срока службы.
Объект исследования: водонагреватель УАП -800
Предмет: автоматизация водонагревателя УАП -800
Цель: создание электрической схемы автоматизированной водонагревательной установки УАП - 800
· изучить литературу по автоматизации данной установки;
· изучить принципиальную схему водонагревателя УАП -800;
· изучить принцип работы установки;
· внести в схему новые средства автоматизации;
1. Анализ водонагревателей
Водонагреватели-термосы типа ВЭТ при длительном хранении увлажняются -- влага из воздуха проникает внутрь трубчатых элементов. Нагреватели можно просушить, включая их все три последовательно в цепь напряжением 127 В на воздухе или 220 В в воде. Включение их на полное напряжение на воздухе быстро выводит их из строя.
Корпус водонагревателя должен быть надежно заземлен, сопротивление изоляции отдельного элемента хорошего качества должно быть не менее 15. 20 МОм, общее -- 0,5 МОм.
Причиной медленного нагрева воды может быть понижение напряжения сети, работа нагревателей на двух фазах, например при перегорании одного из элементов. Характер повреждения определяют при помощи вольтметра или контрольной лампы.
В последнее время взамен указанных нагревателей промышленность поставляет сельскому хозяйству водонагреватели типа УАП, УАП-200, УАП-400, УАП-800, УАП-1000. Они предназначены для подогрева воды при поливе растений в теплицах, парниках, на
фермах, в гаражах и для бытовых нужд. По своей конструкции они мало отличаются от нагревателей типа ВЭТ.
Для зон с низкой температурой промышленность выпускает электронагревательные установки для автопоилок ВЭП-600 с тиристорным управлением. По данным кафедры применения ЧИМЭСХ, при большой влажности среды, в которой работают эти нагреватели, влага, попадая на платы схемы управления, нарушает работу последней. Поэтому необходимо в шкафу управления создавать микроклимат при помощи обычной контрольной лампы. Кроме того, нередко плохо выполненное соединение насоса с электродвигателем приводит к быстрому износу сальника и попаданию влаги в электродвигатель. Рекомендуется просверлить отверстия в нижней части подшипникового щита, электродвигателя со стороны насоса.
Это отверстие предназначено для отведения влаги от обмотки, поскольку, попадая в электродвигатель, влага сразу же стекает вниз. Появление капель из отверстия сигнализирует о разрушении сальника.
Для поения крупного рогатого скота в коровниках при беспривязном содержании промышленность поставляет групповые- четырехместные автопоилки АТК.-4 с электроподогревом воды. Нагревателями воды служат тепловые элементы (ТЭНы). Недостаток конструкции этих поилок -- малая жесткость. В эксплуатации необходимо повышать их механическую прочность.
В отличие от водонагревателей воздухонагреватели более опасны в пожарном отношении. В сельском хозяйстве применяются электрокалориферы СФО и СФОА. Электрокалорифер СФО комплектуется на месте, а СФОА представляет собой агрегат, полностью скомплектованный на заводе-изготовителе. Эти. калориферы имеют очень хорошую амортизационную способность, отлично сбалансированы и бесшумны в работе. Схема управления калориферной установкой должна исключать работу спиралей без обдува их воздухом. Один раз в месяц нагреватели нужно очищать от пыли и грязи.
Рабочим органом элементных водонагревателей является трубчатый электрический нагреватель (ТЭН) (рис.1). Он состоит из металлической трубки 2, внутри которой находится нихромовая спираль 1 с высоким омическим сопротивлением. Спираль от трубки изолирована диэлектриком 3 с высокой теплопроводностью (кварцевый песок или плавленая окись магния). Упругость массы позволяет придавать элементам нужную форму, приспосабливая его к конструкции прибора. Концы спирали приварены к выводным стержням 4. На торцах электронагревателей устанавливают фарфоровые изоляторы 5. Для предотвращения попадания влаги в наполнитель нагреватель герметизируют кремнийорганическими лаками. Гайками 6 ТЭН крепится к корпусу нагревательной установки.
1.1 Общая характеристика водонагревателя УАП-800
Электронагреватели УАП используют для горячего водоснабжения. Имеют три режима работы по мощности и работают при избыточном давлении воды до 0,4 МПа.
Холодная вода поступает в водонагреватель через нижний трубопровод, на котором кроме вентиля может быть установлен обратный клапан для предотвращения обратного хода воды. Вода блоком ТЭНов нагревается до необходимой температуры, которая автоматически поддерживается в нагретом состоянии на заданном уровне терморегулятором ТРМ202-Щ1Р, датчик которого ТСМ находится в воде и расположен в одном блоке с тэнами. В качестве аварийного регулятора используют аналогичный терморегулятор. Водонагреватель, как правило, имеет предохранительный пружинный клапан, срабатывающий при увеличении давления воды более 0,4 МПа
Рис. 1.2. Элементный водонагреватель УАП-800:
1 - циркуляционный насос; 2 - трубопровод горячей воды; 3 - показывающий термометр; 4 - шкаф управления; 5 - кожух; 6 - блок ТЭНов; 7 - трубопровод холодной воды; 8 - изолирующие вставки.
В данном разделе представлена общая характеристика водонагревателя УАП -800.
1.2 Техническая характеристика водонагревателя УАП -800
Для дальнейшего выбора оборудования мы должны знать основные технические данные, которые представлены в таблице 1
Создание электрической схемы автоматизированной водонагревательной установки УАП-800
Техническая характеристика и анализ исходной схемы водонагревателя УАП-800. Разработка нестандартного элемента-щита управления водонагревателя. Выбор элементов, входящих в схему УАП-800. Определение основных показателей надежности, виды отказов прибора.
Рубрика | Производство и технологии |
Предмет | Автоматизация сельского хозяйства |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Прислал(а) | Светик |
Дата добавления | 18.10.2017 |
Размер файла | 407,8 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Подобные документы
Автоматизация мелиоративной насосной станцииХарактеристика мелиоративной насосной станции, выбор принципиальной электрической схемы. Составление схемы соединений щита управления. Экономическая эффективность схемы системы автоматического управления. Определение надежности элементов автоматики.
курсовая работа [537,1 K], добавлен 19.03.2011
Изучение современных методов управления производственными процессами на основе компьютерных технологий. Разработка математической модели бытового водонагревателя с системой подводящих труб и создание автоматизированной системы управления в Trace Mode.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 14.07.2012
Принцип действия и техническая характеристика водонагревателя электрического НЭ-1А. Расчет производительности аппарата. Тепловой баланс аппарата. Основные технические показатели работы водонагревателя. Расчет кинематического коэффициента теплоотдачи.
курсовая работа [108,3 K], добавлен 17.06.2011
Определение основных параметров установки кузнечного индукционного нагревателя. Разработка электрической схемы и выбор электрооборудования. Выбор конденсаторных банок и токоподвода. Расчёт охлаждения элементов установки. Выбор механизмов установки.
курсовая работа [825,8 K], добавлен 09.01.2014
Методология анализа и оценки техногенного риска, математические формулировки, используемые при оценке основных свойств и параметров надежности технических объектов, элементы физики отказов, структурные схемы надежности технических систем и их расчет.
курсовая работа [130,7 K], добавлен 15.02.2017
Разработка технологической схемы автоматизации электрообогреваемого пола. Расчет и выбор элементов автоматики. Анализ требований в схеме управления. Определение основных показателей надежности. Техника безопасности при монтаже средств автоматизации.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 30.05.2015
Описание работы технологической линии. Требования к системе управления. Разработка алгоритма системы автоматического управления линией. Разработка полной принципиальной электрической схемы. Выбор средств автоматизации и разработка щита управления.
Автоматический нагреватель.Автоматизация работы емкостного водонагревателя.
Элементные водонагреватели представляют собой установки косвенного электронагрева сопротивлением. Электроэнергия преобразуется в теплоту в нагревательных элементах и от них передается конвенкцией и теплопроводностью к воде. Различают емкостные (аккумуляционные) и проточные водонагреватели.
Емкостные (аккумуляционные) водонагреватели предназначены для нагрева и сохранения горячей воды в течении длительного времени. Водонагреватель представляет собой металлический теплоизолированный резервуар цилиндрической формы, внутри которого установлены трубчатые электронагреватели. Такая конструкция в совокупности с автоматизацией работы обеспечивает поддержание требуемой температуры воды, позволяет включать водонагреватель в часы наименьшей загрузки электрических сетей, исключает дополнительные резервуары для накопления горячей воды.
В сельском хозяйстве используют водонагреватели типов УАП, САОС, УНС и ВЭТ.
Электрическая принципиальная схема управления водонагревателем приведена на рис.8. Схема предусматривает защиту нагревателей от токов короткого замыкания (предохранители FU1 и FU2 , общая защита осуществляется автоматическим выключателем QF), регулирование температуры (датчиками SK1, SK2, промежуточные реле KV1 и KV2) и световую сигнализацию о работе нагревателей (сигнальными лампами HL1 и HL2).
Подключается электронагревательная установка к сети напряжением 380 В.
Электроводонагреватель может работать в трех мощностных режимах :
При форсированном нагреве схема работает следующим образом. Напряжение питания схемы подается при включении общего автоматического выключателя QF. При включении пакетных выключателей SA1 и SA2 подается напряжение на промежуточные реле KV1 и KV2, в результате срабатывают катушки магнитных пускателей KM1 и KM2, получая напряжение через замыкающиеся контакты KV 1.1 и KV 2.1. В работу включаются группы нагревателей “ Зона 1 ” и “ Зона 2 ”, на щите управления загораются сигнальные лампы.
При аккумуляционном режиме схема работает следующим образом. Напряжение подается при включении общего автоматического выключателя QF. При включении пакетного выключателя SA1 подается напряжение на промежуточное реле KV1, в результате срабатывает катушка магнитного пускателя KM1, получая напряжение через замыкающий контакт KV 1.1. В работу включается группа нагревателей “ Зона 1 ”, на щите управления загорается сигнальная лампа HL1 .
Автоматическое поддержание температуры воды в электроводонагревателе осуществляется аналогично режиму форсированного нагрева.
При разогреве 0.25 емкости схема работает следующим образом. Напряжение на схему подается при включении общего автоматического выключателя QF. При включении пакетного выключателя SA2 подается напряжение на промежуточное реле KV2, в результате срабатывает катушка магнитного пускателя KM2, получая напряжение через замыкающий контакт KV 2.1. В работу включается группа нагревателей “ Зона 2 ”, на щите управления загорается сигнальная лампа HL2 .
Автоматическое поддержание температуры воды в нагревателе осуществляется аналогично режиму форсированного нагрева.
Основные технические данные электроводонагревагелен типа вэт
Таблица 2
Основные технические данные водонагревателей тина уап
Вместимость резервуара, л
Напряжение сети, В
Рабочая температура, °С
Время нагрева до рабочей
Электроводонагреватель типаУАП 400/0,9-М1 (рис.3) состоит из сварного электрического резервуара 6, изготовленного .из листовой стали. К боковой поверхности резервуара приварен патрубок с крышкой, на котором крепят нагревательные блоки; УАП 400/0,9-М 1 содержит один, а УАП 800/0,9-М 1 и УАП 1600/0,9-И1 - по два нагревательных блока.
Рис. 3. Электронагреватель типа УА11-400/0,9-М1:
1 т- патрубок; 2 - вентиль холодной воды; 3 - обратный клапан; 4 - ТЭНы; 5 - терморегулятор; 6 - резервуар; 7 - слой теплоизоляции; 8 - труба забора торящей воды; 9 - кожух; 10 - термометр; 11 - крышкаконтактных соединений; 12 - сливной патрубок
Нагревательный блок выполнен из нагревательных трубчатых элементов 4 типа ТЭН. Нагревательные элементы крепят на фланце через уплотнительные резиновые прокладки. На резервуаре установлены предохранительная мембрана и патрубок 1 разбора горячей воды. Мембрана предохраняет резервуар электроводонагревателя от разрыва при повышении в нем избыточного давления. Слой тепловой изоляции 7, заполняющий пространство между резервуаром и наружным кожухом 9, служит для уменьшения тепловых потерь.
Температура в водонагревателе поддерживается автоматически. Для контроля температуры воды на электронагревателе установлен термометр 10. На трубопроводе подачи холодной воды в электроводонагревателе установлены запорный вентиль 2 и обратный клапан 3. Обратный клапан не позволяет снижаться уровню воды в резервуаре при падении давления в водопроводной сети или открытом запорном вентиле н
На опоре размещен болт заземления. Слив воды осуществляется через сливной патрубок 12, Принципиальная электрическая схема электроводонагревателя приведена на рис. 4.
Рис. 4. Электрическая схема управления электроводонагревателем УАП-800/0,9-М1:
В1, В2 - выключатели автоматические; ВЗ, В4 - выключатели пакетные, Kl, К2 - магнитные пускатели, РП1, РП2 - реле промежуточные, TPl ТР2 - терморегуляторы; JIl, JI2 - лампы сигнальные; Rl, R2 - резисторы
Станция управления электроводонагревателем представляет собой; металлический ящик с крышкой и уплотнениями, в котором размещены выключатель, магнитный пускатель, предохранители, сигнальная арматура, температурное реле типа ТР-200.
Электроводонагреватель комплектуется станцией управления, аппаДратура которой рассчитана на соответствующий тип УАП. Электроводонагреватель (кроме УАП-400) может работать в трех мощностных режимах:
форсированный нагрев - включаются группы нагревателей "Зона 1") и "Зона2 общей мощностью 18 кВт для УАП 800/0,9-М1 и 30 кВт для УАП 1600/0,9-И1.
аккумуляционный режим — включается группа нагревателей "Зона1”мощностью 12 кВт для УАП 800/0,9-М1 и 18 кВт для УАП 1600/0,9-И1.
разогрев 1/5 емкости - включается группа нагревателей "Зона 2" мощностью 6 кВт для УАП 800/0,9-М1 и 12 кВт для УАП 1600/0,9-И1
Электроводонагреватель типа ЭВ-150предназначен для нагрева воды на фермах и в других сельскохозяйственных производственных помещениях.
Номинальная мощность его нагревательного устройства - 6 кВт, производительность (при нагреве воды от 5° до 86 °С) - 55 кг/ч, вместимость - 150 л, напряжение питания от трехфазной сети с нулем частотой 50 Гц - 380/220 В, КПД - 0,82.
Водонагреватель состоит из цилиндрического бака, который окружен кожухом. Нагревательное устройство включает три трубчатых электронагревательных элемента типа ТЭН.
В шкафу управления размещена аппаратура защиты и управления ЭВ-150. Включение водонагревателя осуществляется магнитным пускателем под действием теплового реле. Защита цепей от коротких замыканий выполняется плавкими вставками. Принцип работы ЭВ-150 аналогичен электроводонагревателям типа ВЭТ и УАП.
От избыточного давления ЭВ-150 защищен двумя резиновыми мембранами, изготовленными из листовой резины. В мембранах имеются прорези длиной 20 мм
ПРОТОЧНЫЕ ЭЛЕМЕНТНЫЕ ЭЛЕКТРОВОДОНАГРЕВАТЕЛИ
Промышленность выпускает два типа проточных электроводонагревателей ЭПВ-2А и ВЭП-600 Их основные технические данные приведены в табл, 3.
Электрические водонагреватели
В настоящее время промышленность выпускает электрические водонагреватели типа ВЭТ и УАП вместимостью 200, 400, 800 и 1600 л, которые используют для нагрева воды, потребляемой на технологические санитарно-гигиенические нужды животноводческих ферм, приготовление кормов, нужды гаражей, мастерских и предприятий коммунально- бытового обслуживания.
Электронагреватели типа ВЭТ. Технические характеристики электронагревателей представлены в табл. 1. Нагрев воды в них осуществляется трубчатыми электронагревателями (ТЭНами), Электроводонагреватель типа ВЭТ-400 (рис. 1) представляет собой теплоизолированный бак и состоит из корпуса с крышкой, стального резервуара соответствующей вместимости, в который вмонтированы ТЭНы 6 и терморегулятор 5. Пространство между емкостью и корпусом заполнено теплоизоляцией 4.
Холодная вода через вентиль 10, резиновый шланг 9 и обратный клапан 11 поступает в нижнюю часть емкости. Нагретая вода вытесняется через выходной патрубок 12 при открытом вентиле 10. На выходном патрубке 12 вентиль не устанавливают. Для выпуска воды из емкости следует пользоваться краном 14; для выполнения погрузочных - разгрузочных работ в период монтажа и ремонта предусмотрен рым-болт 13.
Рис. 1. Электрический водонагреватель типа ВЭТ - 400:
1 - крышка; 2 - верхняя часть кожуха; 3 - емкость; 4 - нижняя часть кожуха; 5 - терморегулятор; 6 - ТЭНы; 7 - теплоизоляция; 8 - опорный брусок; 9 - резиновый шланг; 10 - вентиль; 11 - обратный клапан; 12 - выходной патрубок; 13 - рым-болт; 14 - кран холодной воды.
Подключается электронагревательная установка к сети напряжением 380/220 В с глухозаземленнойнейтралью. Вместе с водонагревателем поставляется станция управления, в которую входят: автоматический выключатель, магнитный пускатель, аварийный выключатель и добавочное сопротивление. Электрическая схема управления водонагревателем ВЭТ-400 показана на рис. 2.
Работает схема следующим образом. При включении автомата Fи замкнутом контакте В катушка магнитного пускателя К срабатывает, получая напряжение питания через замыкающий контакт терморегулятора ТР. Если температура водьг ниже заданного терморегулятором значения (обычно 80°. 90 °С), электронагревательные элементы включаются. После достижения температуры воды заданного значения контакты терморегулятора TPразмыкаются, катушка пускателя обесточивается и нагреватели отключаются. В случае охлаждения воды магнитный пускатель срабатывает и подключает нагревательные элементы к сети.
Рис. 2. Электрическая принципиальная схема управления ВЭТ-400:
F-выключатель автоматический; TP - терморегулятор; К - магнитный пускатель; В-контакт магнитного пускателя
30.2. Электрический нагрев воды
Для нагрева воды на животноводческих и птицеводческих фермах, в теплично-парниковых хозяйствах, гаражах, мастерских и других помещениях применяют элементные электроводонагреватели или электродные.
Впервых из них нагрев воды осуществляют с помощью электронагревателей аккумуляционного типа УАП, имеющих высокий коэффициент полезного действия, автоматическое управление температурой воды и скоростью нагрева. Эти электроводонагреватели имеют теплоизоляционный слой между резервуаром и кожухом, благодаря чему температура воды при отключении напряжения снижается очень медленно — на 0,8 "С за 1 ч.
Рис. 30.2. Электроводонагреватель УАП-200/0,9-И2:
1 — винт для зануления; 2— сливная пробка; 3— обратный клапан; 4— электронагреватели; 5 — термодатчик; 6— теплоизоляция; 7—кожух; 8 — термометр; 9— предохранительный клапан
Аккумуляционные электроводонагреватели способны обеспечить круглосуточное снабжение горячей водой, а включаться только в ночные часы провалов графиков нагрузок энергосистемы.
Для этого управление электроводонагревателями типа УАП вместимостью 800 и 1600 л предусматривается по заданной программе, обеспечивающей включение их в провалы графиков нагрузки и выключение в период максимальных нагрузок. Вода в этих электронагревателях нагревается трубчатыми электронагревательными элементами — ТЭНами.
Электронагреватель типа УАП-200/0,9-И2 выполнен в виде
цилиндрического резервуара (рис. 30.2), на поверхности которого уложен теплоизоляционный слой из минеральной или стеклянной ваты, а в последних конструкциях — из синтетического леноматериала. Сверху
теплоизоляция защищена кожухом. Снизу к резервуару приварены ножки, к нижней боковой части — патрубок с фланцем, на котором укреплены три трубчатых нагревательных элемента (ТЭН-10) мощностью по 2 кВт. Фланцевый проем закрывается съемной панелью. На фланце размещены датчик и температурное реле, с помощью которых осуществляется автоматический режим работы и поддерживается постоянная температура воды (90 °С), которую можно контролировать термометром в металлической оправе.
Для обеспечения безопасности (на случай взрыва) электроводонагреватель имеет предохранительный клапан, который срабатывает при повышении давления внутри резервуара выше допустимого. Станция управления размещается в отдельном шкафу, который устанавливают около электроводонагревателя. Кожух электроводонагревателя и шкаф управления окрашивают химо-стойкой эмалью.
Разбор воды из электроводонагревателя осуществляется путем перелива, при этом нагретая вода вытесняется через верхний разборный патрубок резервуара давлением холодной воды, поступающей из водопровода через нижний приточный патрубок. Такой способ имеет ряд преимуществ, так как резервуар всегда остается наполненным, что обеспечивает максимальный запас воды, исключает возможность «сухой» (без воды) работы водонагревателя. Разбор горячей и нагрев поступающей холодной воды происходят одновременно.
Для подогрева воды до 90 ° С применяют проточный электро-водонагреватель ВНС-600/0,2.
В электродных водонагревателях нагрев воды осуществляется за счет прохождения электрического тока через воду между электродами. В сельском хозяйстве наиболее распространены электродные водонагревательные установки типов ЭПЗ и КЭВ мощностью 25. 100 и 40. 1000 кВт.
Электроводонагреватели типа КЭВ изготовляют в двух исполнениях: с пластинчатыми и цилиндрическими электродами. На рисунке 30.3 представлено устройство котла КЭВ с пластинчатыми электродами. В корпус водонагревателя, изготовленный из стандартной трубы, вварены входной и выходной патрубки для воды. Вода нагревается при движении между плоскими электродами, собранными в один многопластинчатый пакет. Электродные пластины изолированы одна от другой фторопластовыми втулками.
Питание от сети переменного трехфазного тока подводится к электродным пластинам по трем токоведущим шпилькам, изолированным от дна изолятора. Регулирование мощности осуществляется с помощью пакета диэлектрических пластин, помещенных в верхней части котла и перемещающихся вертикально в зазорах между электродными пластинами с помощью мотовила.
Рис. 30.3. Схема электродного котла типа КЭВ:
1 — патрубок для отвода воды; 2— корпус; 3 — патрубок
для ввода воды; 4— проходной изолятор; 5— ввод тока;
6—многопластинчатый электродный пакет; 7—пакет
диэлектрических пластин; 8— маховик
Для выравнивания фазных нагрузок крайние пластины в электродном пакете изолированы с наружной стороны.
В сельскохозяйственном производстве также применяют электродные котлы для получения пара, используемого при запаривании кормов, стерилизации молочной посуды, например котлы типов КЭПР и КЭП.
Основные недостатки электродных водогрейных установок: зависимость их мощности от удельного сопротив ления используемой воды, т. е. от наличия в ней растворимых веществ, определяющих ее проводимость; повышенная электроопасность при аварийных асимметричных режимах работы установок, а также в питающей электросети; возможность выноса опасных потенциалов через подводящие и разводящие трубопроводы.
Читайте также: