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 станции

Характеристика 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

Автоматизированная система управления бытового водонагревателя с системой подводящих труб

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

Расчет водонагревателя электрического НЭ-1А

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

Кузнечный индукционный нагреватель

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

Оценка надежности технической системы методом разложения схемы относительно произвольного элемента

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

Автоматизация электрообогреваемого пола промышленного помещения

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

Удаление навоза на молочно-товарных фермах

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: