Заступник директора з навчальної роботи

Заступник директора з навчальної роботи

 

_____ Л.М. Ковалевська

"_____"____________ 200_ р.

Інструкційна картка

Для проведення лабораторно-практичних занять

з курсу Електротехнологія

 

 

Робоче місце № 4б

 

 

Тема роботи Дослідження роботи і визначення основних параметрів елементного

проточного водонагрівача ЭПВ-2А

 

 

Тривалість заняття 80 хв.

 

 

Викладач _________ Шелест А.П.

 

Розглянуто на засіданні циклової комісії професійно-практичної підготовки

відділення електрифікації і автоматизації с. г.

 

 

Протокол № ____ від ________ 200_ р.

 

Голова комісії _______ Кашенко П.С.

 

Мета роботи. Вивчення будови, правил експлуатації та визначення енер­гетичних характеристик проточного водонагрівача типу ЭПВ-2А.

 

Загальні відомості

 

Проточний водонагрівач типу ЭПВ-2А складається із зварного металевого корпуса з подвійними стінками, усередині якого розміщені три нагрівальні елементи типу ТЕН. Ці елементи з номінальною напругою 220 В залежно від напруги мережі з'єднуються в "зірку" або "трикутник". Сумарна потужність нагрівальних елементів становить 10,5 кВт. Оскільки потужність нагріва­льних елементів постійна, то температура води на виході з водонагрівача (при постійній температурі на вході) залежить від продуктивності водонагрі­вача.

У разі підігрівання води на 20 °С продуктивність водонагрівача дорівнює 400 л/год, а при підігріванні на 80 °С - близько 100 л/год. Максимальна температура нагрівання води у водонагрівачі 95 °С. При досягненні цієї температури водонагрівач вимикається з мережі за допомогою температур­ного реле ТР-200, вбудованого в кришку водонагрівача. Температура нагрі­вання води регулюється ступенем відкриття вентиля на живильному патру­бку.

Для захисту водонагрівача від ушкодження у разі підвищення тиску, яке може виникнути під час кипіння води та закритому вентилі на водозабірному патрубку, у випадку несправності ТР-200, він обладнаний запобіжним клапа­ном, відрегульованим на тиск 2105 Па. З цієї ж причини забороняється вста­новлювати вентиль на водозабірному патрубку.

Порівняно з водонагрівачами термосного типу проточний має такі пере­ваги: малі габарити, компактність, можливість отримати гарячу воду вже через декілька хвилин після вмикання в мережу.

Водонагрівач ЭПВ-2А не можна вмикати без води, оскільки в результаті зменшення тепловіддачі ТЕНи нагріваються вище допустимої температури і перегоряють.

 

Програма роботи

 

1. Ознайомитись з будовою і правилами експлуатації проточного водонагрівача та обладнанням робочого місця.

2. Вивчити, накреслити і зібрати електричну схему для дослідження енергетичних характеристик водонагрівача (рис. 2).

3. Дослідити і побудувати залежність температури підігрівання води (різниці температур води на вході і виході) від втрат Δθ = φ(Q)

4. На основі дослідних даних розрахувати і побудувати залежність ККД водонагрівача від температури підігрівання води η=φ(Δθ).

5. Розрахувати і побудувати залежність питомих витрат електроенергії від температури підігрівання води а = φ(Δθ).

 

Хід роботи

 

Під час виконання роботи необхідно враховувати, що в лабораторному водонагрівачі з метою зменшення споживаної потужності трубчасті нагрівачі з номінальною напругою 220 В вмикаються в мережу 220/127 В при з'єднанні в "зірку". Приблизно можна вважати, що потужність, яка споживається, і про­дуктивність водонагрівача пропорційні квадрату підведеної напруги. Тому номінальну потужність Р_ном і продуктивність Q_ном при напрузі 380/220 В і з'єднанні ТЕНів у "зірку" можна визначити з виразів:

 

; ,

 

де Р і Q - відповідно споживана потужність і продуктивність водонагрівача під час досліду, кВт і л/год; U і U_ном - відповідно напруга під час досліду і номінальна напруга ТЕНів.

Перед вмиканням водонагрівача в мережу необхідно переконатись, що він заповнений водою. Для цього відкривають вентиль на вході водонагрівача і чекають, доки з водозабірного патрубка почне витікати вода. Витрати води під час досліду (продуктивність) регулюють ступенем відкриття вентиля і визначають її за допомогою диференціального манометра та трубки Вентурі. При цьому продуктивність водонагрівача (л/год) обчислюється за формулою:

 

,

 

де К - коефіцієнт, який залежить від співвідношення діаметрів розширеної та звуженої частин трубки Вентурі (визначається дослідним шляхом); g - прискорення вільного падіння, g=9,8 м/c²; h - різниця рівнів води в трубках дифе­ренціального манометра, мм.

 

Спочатку визначають витрати, що відповідають, максимальному перепаду води в трубках диференціального манометра. Після запису усталеного значення температури на вході і виході з водонагрівача встановлюють менші перепади води в трубках манометра з таким розрахунком, щоб отримати не менше п'яти точок.

ККД і питомі втрати електроенергії (кВт·год/л) при різній продуктивності визначають з виразів:

; ,

 

де С = 4,19 - питома теплоємність води, кДж/(л·°С); Δθ - різниця температур води на вході і виході, °С; P - потужність, яка споживається водонагрівачем, кВт.

 

 

 

Рис. 1. Елементний проточний водо- Рис. 2. Принципіальна електрична схема

нагрівник типу ЭПВ-2А: елементного водонагрівника ЭПВ-2А.

1 - ковпак; 2 - термометр; 3 - кришка;

4 - гумова прокладка; 5 - запобіжний клапан;

6 - розширювач; 7 - нагрівальний елемент;

8 - резервуар; 9 - кожух.

Дослідні і розрахункові дані заносять у табл. 1.

 

Таблиця 1.

 

 

За результатами дослідів і розрахунків будують залежності: Δθ = φ(Q) η = φ(Δθ) а = φ(Δθ).

Після виконання завдання студент повинен знати:

 

Будову і принцип дії водонагрівача, правила експлуатації, роботу схеми керування.

Після виконання завдання студент повинен вміти:

 

Складати схему, визначати потужність, будувати графіки.

Зміст звіту

 

1. Мета і програма роботи.

2. Електрична схема.

3. Перелік обладнання та вимірювальних приладів.

4. Таблиця експериментальних і розрахункових даних (табл. 1).

5. Графіки залежностей: Δθ = φ(Q) η = φ(Δθ) а = φ(Δθ).

6. Висновки.

 

Контрольні питання

 

1. Конструкція елементного проточного водонагрівача ЭПВ-2А.

2. Правила експлуатації елементних проточних водонагрівачів.

3. Переваги елементних проточних водонагрівачів порівняно з ємнісними (термосними).

4. Методика визначення витрати води в лабораторній установці.

5. Як можна регулювати температуру води на виході водонагрівача?

6. Які режими роботи недопустимі для елементних водонагрівачів?

7. Чому в разі збільшення витрати води через водонагрівач різниця температур води на вході і виході зменшується?

8. Призначення запобіжного клапана.

 

Міністерство аграрної політики України

Таращанський агротехнічний коледж

 

 

Кабінет, лабораторія Електрообладнання

 

Затверджую:

Інструкційна картка

Робоче місце № 6в

 

 

Тема роботи Дослідження роботи і визначення основних параметрів елементного

проточного водонагрівача ВЭП-600

 

 

Тривалість заняття 80 хв.

 

 

Викладач _________ Шелест А.П.

 

Розглянуто на засіданні циклової комісії професійно-практичної підготовки

відділення електрифікації і автоматизації с. г.

 

 

Протокол № ____ від ________ 200_ р.

 

Голова комісії _______ Кашенко П.С.

 

 

Мета роботи. Вивчення будови, принципу роботи, схеми автоматизації та дослідження енергетичних характеристик водонагрівача ВЭП-600.

 

Загальні відомості

 

Водонагрівач електричний ВЭП-600 призначений для підігрівання води в системі автонапування тварин у зимовий період при прив'язному утри­манні і може використовуватись для нагрівання води до 80 °С для господарських потреб.

У комплект установки ВЭП-600 входять: водонагрівач, насос і шафа керування.

 

Технічні дані водонагрівача ВЭП-600

 

Продуктивність при нагріванні води від 5 до 10 °С, л/год 600

Місткість бака, л 100

Потужність нагрівальних елементів, кВт 10,5

Напруга, В 380/220

Установка терморегулятора температури води у водонагрівачі, °С 10; 16; 22

Потужність електродвигуна насоса, кВт 0,6

Кількість худоби, що обслуговується, голів 200

 

Водонагрівач складається з бака, кожуха з теплоізоляцією, блока ТЕНів, запобіжного клапана, термодатчика, технічного термометра в оправі і трьох клапанів Б-32-16.

Запобіжний клапан пружинного типу спрацьовує при тиску 3105 Па.

У шафі керування встановлені: автоматичний вимикач, запобіжники, пускачі магнітні і два терморегулятори.

 

 

Рис. 1. Підігрів води для автонапування водонагрівачем ВЭП-600: 1 - шафа керування; 2 - запобіжний клапан; 3 і 16 - датчики температури; 4 - термометр; 5, 9 і 11- зворотні клапани; 6 і 12 - ізоляційні трубки; 7 - насос; 8 - кронштейн; 10 - бак; 13 - хомут; 14 - скоби; 15 - кабель.

 

Терморегулятор являє собою напівпровідниковий пристрій, який підсилює сигнал термодатчика. Він включає: проміжне реле, транзистор, резистори, конденсатор, випрямний міст (рис. 2). Терморегулятор, датчик SK1 якого встановлений у бачку водонагрівача, вмикає і вимикає ТЕНи, а терморе­гулятор, датчик SK2 якого встановлений у кінці водопровідної мережі системи напування, керує роботою електродвигуна М циркуляційного насоса.

 

 

Рис. 2. Принципиальна електрична схема водонагрівача ВЭП-600.

 

Вмикання водонагрівача здійснюється встановленням пакетного вимикача QS у положення "ввімкнено". При цьому отримує живлення котушка магнітного пускача КМ1 через розмикаючий контакт проміжного реле KV1, і магнітний пускач вмикає нагрівальні елементи ЕК. У момент досягнення заданої температури в баку замикаються контакти ртутного контактного термометра SK1, котушка реле KV1 отримує живлення та розмикає свої контакти в колі котушки магнітного пускача КМ1, і нагрі­вальні елементи відключаються від мережі.

Циркуляційний насос може працювати як у ручному, так і в автома­тичному режимах. В ручному режимі керування насосом виконується перемикачем SA, а в автоматичному - терморегулятором, датчик якого SK2 встановлений у кінці водопровідної мережі системи напування.

 

Програма роботи

1. Ознайомитись з обладнанням робочого місця, замалювати з натури ескіз водопровідної мережі системи автонапування тварин з електропідігрівом води за допомогою водонагрівача ВЭП-600.

2. Вивчити будову та схему автоматичного керування водонагрівачем і циркуляційним насосом (рис. 2).

3. Скласти електричну схему, увімкнути установку в мережу і випробу­вати її роботу.

4. Дослідити і побудувати залежність температури води від часу θ_в=φ(t) при працюючому насосі.

5. Визначити питому поверхневу потужність трубчастих електронагрівачів і питомі витрати електроенергії на підігрівання води.

 

Хід роботи

Перед вмиканням водонагрівача в мережу необхідно переконатися, що система заповнена водою. Для цього натискають на клапан автопоїлки. Якщо при цьому вода не надходить до неї, то необхідно відкрити вентиль на живильному трубопроводі і заповнити систему водою.

Для дослідження залежності θ_в=φ(t) установку вмикають у мережу і проводять дослід протягом одного циклу (до повторного вмикання нагрі­вальних елементів після охолодження води в системі при працюючому циркуляційному насосі). Під час досліду через кожні 5 хв. записують покази амперметра, вольтметра і термометра.

Питому поверхневу потужність (Вт/см²) трубчастих електронагрівників, установлених у водонагрівачі, визначають з виразу:

 

,

 

де Р_н.е.ном – номінальна потужність, яка споживається нагрівальними елементами, Вт; F- площа поверхні ТЕНів (для ВЭП-600 – F = 750 см²).

Оскільки для зменшення споживаної потужності ТЕНи водонагрівача з номінальною напругою 220 В ввімкнені в мережу 220/127 В у разі з'єдна­ння в "зірку", то їхномінальна потужність може бути обчислена за форму­лою:

 

,

 

де Р_н.е - потужність, яка споживається ТЕНами під час досліду, Вт; U - напруга на ТЕНах під час досліду, В; U _ном - номінальна напруга ТЕНів, В.

Потужність електродвигуна визначають з урахуванням його паспортних даних:

 

,

 

де η - ККД електродвигуна; cosφ - коефіцієнт потужності електродвигуна.

Питомі витрати електроенергії (кВт·год/л) на підігрівання води:

 

 

де Р - сумарна потужність, яка споживається нагрівальними елементами та електродвигуном циркуляційного насоса під час досліду, Вт (при цьому необхідно врахувати коефіцієнт потужності двигуна); t - час роботи установки протягом одного циклу, год; V- об'єм води в системі, л (у нашому випадку V = 110 л).

Результати досліду і розрахунків заносять у табл. 1 і 2.

Таблиця 1.

 

Таблиця 2.

 

 

За результатами досліду будують залежність θ_в = φ(t).

 

Після виконання завдання студент повинен знати:

Будову і принцип ДІЇ водонагрівача, правила експлуатації, роботу схеми керування.

 

Після виконання завдання студент повинен вміти:

Складати схему, визначати потужність, будувати графіки.

 

Зміст звіту

 

1. Мета і програма роботи.

2. Ескіз водопровідної мережі системи автонапування тварин з водона­грівачем ВЭП-600.

3. Електрична схема (рис. 2).

4. Перелік обладнання та вимірювальних приладів.

5. Таблиці експериментальних і розрахункових даних (табл. 1 і 2).

6. Графік залежності θ_в = φ(t).

7. Висновки.

 

Контрольні питання

 

1. Призначення, будова та основні дані технічної характеристики водонагрівача ВЭП-600.

2. Схема циркуляції води в літній і зимовий періоди.

3. Робота схеми керування водонагрівачем ВЭП-600 в ручному режимі.

4. Які використовуються датчики температури і де вони встановлюються?

5. Призначення транзисторних елементів у схемі.

6. Призначення насоса. Чому його роботою керує один з датчиків температури?

7. Призначення зворотних клапанів та гумових вставок у системі водопроводу.

8. Який режим роботи недопустимий для водонагрівача ВЭП-600?

9. Призначення запобіжного клапана і місце його встановлення.

10. Робота схеми керування водонагрівачем ВЭП-600 в автоматичному режимі.

 

Міністерство аграрної політики України

Таращанський агротехнічний коледж

 

 

Кабінет, лабораторія Електрообладнання

 

Затверджую:

Інструкційна картка

Робоче місце № 11в

 

 

Тема роботи Дослідження роботи електродного водонагрівача ЭПЗ-100

 

 

Тривалість заняття 80 хв.

 

 

Викладач _________ Шелест А.П.

 

Розглянуто на засіданні циклової комісії професійно-практичної підготовки

відділення електрифікації і автоматизації с. г.

 

 

Протокол № ____ від ________ 200_ р.

 

Голова комісії _______ Кашенко П.С.

 

 

Мета роботи. Вивчення будови, принципу дії, схеми автоматичного керування та дослідження енергетичних характеристик електродного водонагрівника ЭПЗ-100И1.

Загальні відомості

 

Електродний проточний водонагрівач ЭПЗ-100И1 призначений для нагрівання води в системах опалення та гарячого водопостачання будівель. При використанні водонагрівача в системі гарячого водопостачання необхідний теплообмінник, у первинний замкнутий контур якого вклю­чається водонагрівач, а з вторинного відкритого контуру здійснюється відбір гарячої води.

Водонагрівач являє собою циліндричний стальний корпус, який має теплоізоляцію, закриту стальним кожухом. У корпус вварені два патру­бки: нижній - для підведення, а верхній - для відведення гарячої води. На верхній кришці змонтовані три елементи електродної групи. Кожний елемент складається з фазного електрода, антиелектрода та ізоляційної труби. Електроди та антиелектроди виготовлені із стальних труб та розмі­щені концентрично відносно один одного. Ізоляційні труби закріплені на траверсі, яка в процесі регулювання потужності переміщується по ходо­вому гвинту, який приводиться в рух маховиком.

Через верхню кришку проходять в ущільнених ізоляторах три струмопроводи до електродів.

До верхнього патрубка кріпиться перехідний патрубок, в який уварені два штуцери для встановлення датчиків температури.

У днищі бака передбачений патрубок для зливання води.

Нагрівання води здійснюється під час проходження через неї електри­чного струму між фазними електродами і антиелектродами. Потужність, яка споживається котлом, регулюється зміною ступеня екранування еле­ктродів ізоляційними трубами.

Прилади та апарати керування і захисту розміщені в станції керування типу ШУА-1. Автоматичне керування водонагрівником та його аварійне відклю­чення (якщо температура води перевищує встановлене максимальне значення) здійснюється за допомогою електроконтактних термометрів манометричної дії SK1 і SK2 типу ТПГ-СК.

Схему керування водонагрівачем ЭПЗ-100 наведено на рис. 1. У момент вмикання автоматичного вимикача QF1 запускається двигун М циркуляційного насоса і замикається допоміжний контакт QF1 електри­чного блокування в колі керування водонагрівачем. Для вмикання котла замикають рубильник QS1 і перемикачем SA вибирають режим роботи: ручний або автоматичний.

У разі ручного керування через контакти (3)-(4) перемикача SA подається живлення на котушку проміжного реле KV2, яке своїм контактом KV2.3 керує контактором KM. Останній підключає водонагрівач до мережі.

В автоматичному режимі керування проміжним реле KV2 здійснює електроконтактний термометр SKI. Якщо температура води, яка виходить з водонагрівача, нижче встановленого мінімального значення, контакт SK1.2 замкнений, і реле KV2 спрацьовує. При цьому контактом KV2.3 вмика­ється контактор KM, контактом KV2.2 блокується контакт SK1.2, а кон­тактом KV2.1 готується до роботи коло котушки реле KV1. При нагріванні води до встановленого максимального значення замикається контакт SK1.1, і спрацьовує реле KV1, яке контактом КV1.2 вмикає реле KV2, що обумовлює повернення контактора KM. Повторне вмикання котла відбу­вається в разі зниження температури води до встановленого мінімального значення і замикання контакту SK1.2.

Якщо температура води перевищує встановлене максимальне значення електроконтактний термометр SK2 дає команду на відключення водонагрівача від мережі. Повторне вмикання здійснюється встановленням перемикача SA в нульове положення, а потім в один з режимів роботи.

Захист головного кола водонагрівача від коротких замикань здійснюється запобіжниками FU1…FU3, а кіл керування - запобіжниками FU4 і FU5. Амперметр РА контролює навантаження водонагрівача і є індикатором вмикання його в мережу.

При несиметрії живильної напруги (наприклад, перегоряння запобі­жника в головному колі), що може призвести до появи небезпечного потенціалу на корпусі водонагрівача, спрацьовує реле KV4, яке відключає котел від мережі.

 

 

Рис. 1. Принципіальна схема керування електродним водонагрівачем ЭПЗ-100И1.

 

Технічна характеристика електродного водонагрівача ЭПЗ-100И1

 

Номінальна потужність, кВт 100

Напруга мережі, В 380

Допустимі межі питомого опору води при 20 °С, Ом · м 10…50

Температура води, °С:

на вході у водонагрівач 70

на виході з водонагрівача 95

Максимальний робочий тиск, Па 610

Діапазон регулювання потужності, % 10…100

Коефіцієнт корисної дії 0,99

Витрати води, м³ / год 3,45

Об'єм бака, л 28

Маса, кг 97

 

Програма роботи

 

1. Вивчити будову і принцип дії електродного водонагрівача ЭПЗ-100И1.

2. Зібрати і увімкнути схему керування водонагрівачем (рис. 1).

3. Вмикати установку і випробувати її роботу в ручному і автоматичному режимах.

4. Перевірити дію блокування циркуляційного насоса та захисту від несиметрії напруги.

Хід роботи

 

Лабораторна установка складається з водонагрівача ЭПЗ-100И1, циркуляційного насоса, опалювальної батареї, розширювального бачка, трубопроводів з штуцером для випускання повітря, манометра та запірних вентилів.

Перед вмиканням насоса слід переконатися, що система заповнена водою. Для цього відкривають вентиль на штуцері для випускання повітря і перевіряють наявність води в розширювальному бачку. Рівень води повинен бути в межах від однієї третини до половини висоти бачка. Після перевірки вентиль на випускному штуцері закривають.

Дослідження водонагрівача виконується за схемою, зображеною на рис. 1.

Для перевірки спрацювання захисту від несиметрії напруги розмика­ють рубильник QS2.

Перевірка дії блокування циркуляційного насоса виконується при працюючому водонагрівачі шляхом відключення автоматичного вимикача QF живлення двигуна приводу циркуляційного насоса. При цьому має відбутися відключення водонагрівача. Дане блокування запобігає можливості закипання води в баку водонагрівача невеликої місткості (28 л) та значної потужності (до 100 кВт) за відсутності циркуляції води.

Задану силу навантаження в холодному стані встановлюють оберта­нням маховика ходового гвинта, по якому на траверсі переміщуються ізоляційні труби, які екранують електроди від антиелектродів.

Після виконання завдання студент повинен знати:

Будову і принцип дії водонагрівача, правила експлуатації, роботу схеми керування.

 

Після виконання завдання студент повинен вміти:

Складати схему, визначати потужність, будувати графіки.

 

Зміст звіту

 

1. Мета і програма роботи.

2. Електрична схема водонагрівача ЭПЗ-100И1 (рис. 1).

3. Перелік обладнання та вимірювальних приладів.

4. Висновки.

Контрольні питання

 

1. Конструкція електродного водонагрівача ЭПЗ-100И1.

2. Як регулюється потужність водонагрівача?

3. Робота схеми керування.

4. Які застосовуються терморегулятори, принцип їх роботи. Призначення другого терморегулятора SK2.

5. Призначення циркуляційного насоса. Яке передбачено блокування?

6. Призначення реле КА в нульовому проводі. Оцінка ефективності такого рішення для забезпечення безпечності експлуатації.

7. Недолік використання запобіжників для захисту водонагрівача від аварійних режимів роботи.

8. Причина зростання струмів у процесі нагрівання води.

Міністерство аграрної політики України

Таращанський агротехнічний коледж

 

 

Кабінет, лабораторія Електрообладнання

 

Затверджую:

Інструкційна картка

Робоче місце № 12а

 

 

Тема роботи Дослідження роботи і визначення енергетичних параметрів

електрокалориферної установки СФОЦ-25

 

 

Тривалість заняття 80 хв.

 

 

Викладач _________ Шелест А.П.

 

Розглянуто на засіданні циклової комісії професійно-практичної підготовки

відділення електрифікації і автоматизації с. г.

 

 

Протокол № ____ від ________ 200_ р.

 

Голова комісії _______ Кашенко П.С.

 

 

Мета роботи. Вивчення конструкції, електричної схеми та експериментальне визначення основних енергетичних показників електрокалориферної установки СФОЦ-25.

 

Загальні відомості

Електрокалориферні установки серії СФОЦ використовуються для піді­грівання повітря в системах вентиляції та повітряного опалення тваринниць­ких приміщень і теплиць.

Установка складається (рис. 1) з електрокалорифера та вентилятора з електро­двигуном, які встановлені на спільній рамі. Для зменшення вібрацій та шуму вентилятор з електродвигуном кріпиться до рами за допомогою віброізоляторів (амортизуючих пружин).

 

 

Рис. 1. Конструкція електрокалориферної установки СФОЦ: 1 - електрокалорифер; 2 – перехідний патрубок (дифузор); 3 - м'яка вставка; 4 - вентилятор; 5 - електродвигун; 6 - віброізолятор; 7 - рама.

 

Калорифер являє собою зварну каркасну конструкцію, усередині якої розміщені ребристі (для покращення відведення теплоти) трубчасті електричні нагрівачі, які об'єднані в три секції. Потужність калорифера регулюється ступенево (100, 67 і 33 %) шляхом вмикання різної кількості секцій. Для більш рівномірного обдування нагрівальних елементів калорифер розміщено з боку всмоктування вентилятора. Температуру повітря па виході калорифера можна регулювати зміною продуктивності вентилятора за допомогою заслінки.

Живлення нагрівачів здійснюється від мережі 380/220 В. При напрузі 380 В нагрівачі з'єднуються "зіркою", а при 220 В - "трикутником".

Керувати установкою можна ручним способом або автоматично (рис. 2). Автоматичне керування здійснюється температурним реле SK2 і SK3 типу ДТКБ, які встановлюються в опалювальному приміщенні. Температурні реле настроюють таким чином, щоб вставка (температура спрацювання) реле SK3 була на 2-3 °С більше вставки реле SK2.

Захист нагрівачів від перегрівання здійснюється температурним реле SK1, яке встановлене в калорифері.

Нагрівальні елементи калорифера розраховані на роботу в повітряному потоці. У нерухомому повітрі тепловіддача зменшується, що призводить до перегрівання і виходу з ладу нагрівачів. Тому в калорифері передбачено блокування, яке не дозволяє ввімкнути нагрівальні елементи до тих пір, поки не буде ввімкнений вентилятор. Дане блокування здійснюється допоміжними замикаючими контактами автоматичного вимикача QF двигуна вентилятора, які ввімкнені в коло керування нагрівальними елементами калорифера.

Для роботи електрокалорифера в автоматичному режимі перемикач SA1 встанов­люють в положення 3, a SA2 — в положення 1 (рис. 2).

 

 

Рис. 2. Принципіальна електрична схема керування роботою електрокалорифера типу СФОЦ

 

При вмиканні рубильника SA напруга подається на кола керування і сигналізації. Засвічується сигнальна лампа HL1. Магнітний пускач КМ1 вмикається і своїми замикаю­чими контактами KM1.1 готує кола котушок магнітних пус­качів КМ2, КМ3 і КМ4 до роботи. Після включення автома­тичного вимикача QF починає працювати електродвигун вентилятора, а через замикаючі контакти QF.1 напруга подається на кола котушок КМ2, КМ3 і КМ4. Магнітний пускач КМ4 спрацьовує і вмикає під напругу секцію електронагрівників ЕК3. Якщо температура повітря в приміщен­ні, що обігрівається, нижча заданого значення, то контак­ти термореле SK2 та SК3 будуть замкнені і це забезпечить спрацювання магнітних пускачів КМ2 і КМ3, які ввімк­нуть в електромережу відповідно електронагрівники ЕК1 і ЕК2.

З підвищенням температури повітря в приміщенні до значення уставки термореле SK2, його контакти розмика­ються і магнітний пускач КМ2 вимикає секцію електронагрівників ЕК1 з мережі. Електрокалориферна установка далі буде працювати на 2/3 номінальної потужності. При подаль­шому підвищенні температури розмикаються контакти SК3, знеструмлюється магнітний пускач КМ3 і вимикається секція електронагрівників ЕК2. Тепер електрокалориферна установка буде ввімкнута в електромережу лише на 1/3 номінальної потужності.

При пониженні температури повітря в приміщенні ниж­че заданої величини автоматично вмикаються секції елек­тронагрівників у зворотній послідовності. Секція нагрівни­ків ЕК3 може бути вимкнутою лише вручну при вимиканні рубильника SA і автоматичного вимикача QF.

Захист електрокалорифера від підвищення температури нагрівних елементів понад 190 °С здійснюється дилатометричним датчиком температури типу ТР-200 (контакти SK1). Блок-контакти QF.1 не дозволяють вмикати електронагрівні елементи при непрацюючому електровентиляторі М.

Технічна характеристика електрокалориферної установки СФОЦ-25

 

Напруга живильної мережі, В 380/220

Кількість фаз 3

Максимальна потужність електрокалорифера, кВт 22,5

Номінальна потужність електродвигуна вентилятора, кВт 0,75

Продуктивність при температурному перепаді повітря, яке

нагрівається, 50 °С, м³/ год 1480

Найбільша температура повітря на виході, °С 50

Максимальна температура на поверхні оребрення (при

температурному перепаді 50 °С), °С 180

 

Програма роботи

1. Ознайомитись з електрокалориферною установкою СФОЦ-25 та станцією керування.

2. Вивчити і зібрати електричну схему установки (рис. 2), випробувати її роботу в ручному та автоматичному режимах, перевірити блокування вмикання нагрівальних елементів.

3. Дослідити залежність температури повітря на виході з калорифера θ_вих від часу t до досягнення усталеного режиму і побудувати залежність θ_вих = φ(t).

4. Виміряти потужність установки, електродвигуна та нагрівальних елементів для кожного з трьох ступенів вмикання нагрівачів.

5. Розрахунковим шляхом визначити питому поверхневу потужність трубча­стих електронагрівачів установки Р_пит питомі витрати електроенергії на нагрівання повітря а та ККД установки η.

6. Визначити температуру спрацювання аварійного терморегулятора SK1.

 

Хід роботи

Перед вмиканням нагрівальних елементів калорифера необхідно перевірити правильність напрямку обертання вентилятора (обертання колеса повинно здійснюватись у напрямку стрілки, яка вказана на кожусі вентилятора).

Розгінна характеристика установки θ_вих=φ(t) знімається при одній працю­ючій секції калорифера до усталеного режиму. Значення параметрів, які змінюються, необхідно записувати через кожні 5 хв.

Результати заносять у табл. 1.

Таблиця 1.

 

 

За результатами досліджень будується розгінна характеристика установки θ_вих=φ(t).

Питомі втрати електроенергії (кВт·год/м³· ^оС) на нагрівання повітря визначаються з виразу:

,

де Р_уст - потужність установки, кВт; Q - повітропродуктивність установки, м³/ год; θ_вх і θ_вих - відповідно температура на вході і виході з установки, °С, в усталеному режимі.

 

Коефіцієнт корисної дії установки розраховується за формулою:

 

 

де с - теплоємність повітря (при температурі 0…100 °С приймають, що с = 1,12 кДж/(кг°С); γ - густина повітря, кг/м³.

 

Потужність нагрівальних елементів Р_НЕ визначається відніманням потужності, яка споживається електродвигуном Р_д від загальної потужності, що споживається установкою Р_уст.

Результати вимірювань для кожного з трьох ступенів потужності нагрівальних елементів заносять у табл. 2.

 

Таблиця 2.

 

Питома поверхнева потужність нагрівачів (оребрених ТЕНів) обчислюється з виразу:

,

де F_не - поверхня нагрівальних елементів, що віддає теплоту (для калорифера СФОЦ-25 F_НЕ = 13700 см²).

 

Температура спрацювання аварійного терморегулятора SK1 визначається за допомогою термопари, яка закріплюється на оребренні ТЕНа, та магнітоелектричного мілівольтметра при закритій заслінці повітропроводу.

 

Після виконання завдання студент повинен знати:

 

Будову і принцип дії електрокалориферної установки, правила експлу­атації, роботу схеми керування.

Після виконання завдання студент повинен вміти:

Складати схему, визначати потужність, будувати графіки.

 

Зміст звіту

1. Мета і програма роботи.

2. Електрична схема калориферної установки (рис. 2).

3.Перелік обладнання та вимірювальних приладів.

4. Таблиця експериментальних даних (табл. 1).

5. Розгінна характеристика установки θ_вих=φ(t).

6. Обчислення параметрів а і η.

7. Таблиця експериментальних і розрахункових даних (табл. 2).

8. Температура спрацювання (θ_спр) аварійного терморегулятора SK1.

9. Висновки.

Контрольні питання

1. Призначення та конструкція електрокалориферних установок СФОА, СФОЦ.

2. Робота схеми керування електрокалориферною установкою.

3.Де встановлюються терморегулятори SK1, SK2 і SK3?

4. Для чого застосовують оребрення ТЕНів?

5. Призначення блокування вмикання калорифера.

6. Яким чином змінюється потужність калорифера?

7. Якими термодатчиками (терморегуляторами) комплектуються електрокалорифери? Можливість їх використання у тваринницьких приміщеннях?

8.Чому терморегулятор SK1 настроюється на температуру 180 °С?

9. Як можна регулювати продуктивність вентилятора?

10. Чому ККД електрокалорифера прямо пропорційний витратам повітря Q та різниці температур на виході θ_вих і вході θ_вх?

 

 

Міністерство аграрної політики України

Таращанський агротехнічний коледж

 

 

Кабінет, лабораторія Електрообладнання

 

Затверджую:

Заступник директора

З навчальної роботи

 

_______ Л.М. Ковалевська

"_____"____________ 200_ р.

Інструкційна картка

Робоче місце № 3

 

 

Тема роботи Дослідження роботи електричної огорожі

 

 

Тривалість заняття 80 хв.

 

 

Викладач _________ /Шелест А.П./

 

Розглянуто на засіданні циклової комісії професійно-практичної підготовки

відділення електрифікації і автоматизації с. г.

 

 

Протокол № ____ від ________ 200_ р.

 

Голова комісії _______ /Кашенко П.С./

 

 

Мета роботи. Вивчення будови, принципу роботи та правил експлуатації електричної огорожі. Експериментальне визначення кількості електрики в імпульсі.

 

Загальні відомості