14

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Аннотация

Введение

1. Классификация ЭТУ по способу превращения электрической энергии в тепловую

2. Электрический расчет нагревательных элементов для электротехнических установок приближённым методом по рабочему току:

2.1 Электрокалорифер

2.2 Ёмкостной электроводонагреватель

2.3 Тепловентилятор

3. Расчет нагревательного элемента тепловентилятора методом удельной мощности

4. Материалы, применяемые при изготовлении нагревательных элементов и электротермических установок емкостных электронагревателей

5. Расчет по регулированию мощности емкостного электронагревателя:

5.1 Двойной треугольник

5.2 Звезда

5.3 Треугольник

5.4 Двойная звезда

5.5 Последовательная звезда

5.6 Последовательный треугольник

6. Автоматизация работы проточного электронагревателя

7. Техника безопасности при эксплуатации электротермических установок

Список используемой литературы



Аннотация

В курсовой работе рассмотрены вопросы расчета нагревательных элементов нихромовых спиралей по рабочему току и методом удельной мощности, вопросы регулирования мощности электротермических установок и их автоматизация. Приведен обзор материалов, используемых при изготовлении трубчатых электронагревателей, конструктивные особенности электротермических установок, рассмотрены вопросы техники безопасности при их эксплуатации.



Введение

Все основные стационарные процессы в сельском хозяйстве выполняют с помощью электрической энергии. Она сравнительно легко передается на большие расстояния и представляет собой наиболее доступный, надежный и универсальный энергетический источник, позволяющий получать энергию других видов.

В зависимости от вида применяемой энергии, характера протекающих процессов, действующих сил различают электротехнологию, биотехнологию, химическую и др.

Электротехнология область науки и техники, изучающая приемы, способы и средства выполнения производственных процессов, использующих электрическую энергию непосредственно или с предварительным преобразованием в другие виды.

Большая часть общего энергетического баланса сельскохозяйственного производства приходится на долю тепловой энергии. Все потребители теплоты можно разделить на производственные и коммунально-бытовые. Первые используют тепловую энергию для создания нужного микроклимата в животноводческих и птицеводческих помещениях, выращивания растений в защищенном грунте, тепловой обработки сельскохозяйственной продукции, кормов, в процессах ремонта машин; вторые для отопления и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий, приготовления пищи и на другие бытовые нужды.

В общем энергетическом балансе потребителей на долю тепловой энергии приходится около 80 всей энергии, потребляемой в сельском хозяйстве.

Для получения теплоты в с. - х. в настоящее время используют преимущественно твердое и жидкое топливо, сжигаемое в местных теплоты установках. Однако наряду с использованием огневых установок все большее распространение получают электронагревательные установки, обладающие существенным преимуществом по сравнению с огневыми установками: возможностью полной автоматизации нагрева и поддержания температуры на заданном уровне, малыми капиталовложениями, меньшей потребности в производственных площадях, лучшими санитарно-техническими условиями, меньшей пожароопасностью.

Однако при выборе установок для получения теплоты в тех случаях, когда соответствующие технологические процессы могут быть обеспечены огневыми установками, следует учитывать ограничения на использование установок электронагрева и обосновывать его применение технико-экономическими расчетами.

Электронагрев в с/х используется для: подогрева воды для технических нужд, подогрева воздуха в установках микроклимата, обогрева с/х животных и птицы, подогрева почвы и воздуха в парниках и теплицах, сушки зерна, сена, овощей, фруктов и т.д.



1. Классификация ЭТУ по способу превращения электрической энергии в тепловую

Таблица 1

Способ нагрева	Механизм преобразования энергии	Область применения и ЭТО
Сопротивлением (прямой и косвенный)	Электрическая энергия превращается в тепловую при протекании тока через проводящие материалы	Нагрев металлов под ковку и термообработку; плавка металлов; нагрев воздуха, воды, пищевых продуктов; нагрев ограждающих поверхностей помещений. Электрические печи сопротивления; электрокалориферные установки; электроводонагреватели; электродные котла и парогенераторы; электродные установки для термообработки кормов; электрические панели и коврики.
Электрической дугой	Электрическая энергия превращается в тепловую в дуговом разряде.	Плавка металлов; получение ферросплавов и абразивов; электросварка; нагрев газов; резка металлов. Электрические дуговые печи прямого и косвенного действия; плазменные дуговые установки; руднотермические печи.
В переменном магнитном поле (индукционный)	Электрическая энергия превращается в энергию переменного магнитного поля. а затем в тепловую в проводящих материалах, помещенных в это поле.	Плавка металлов; нагрев металлов под термообработку и ковку; нагрев металлов для передачи теплоты охлаждающей жидкости или газу. Индукционные плавильные печи; нагревательные индукционные установки; индукционные нагревательные панели; индукционные водонагреватели.
В переменном электрическом поле (диэлектрический)	Электрическая энергия превращается в энергию переменного электрического поля, а затем в тепловую в диэлектриках и полупроводящих материалах, помещенных в это поле.	Нагрев диэлектриков и пластмасс под полимеризацию и пластическую деформацию; сушка древесины и с.-х. продукции. Обработка семян для улучшения посевных и урожайных качеств. Установки для сварки термопластичных материалов; установки для склеивания и сушки древесины; установки общего назначения.
Электронным пучком	Электрическая энергия превращается в энергию электронного пучка, а затем в тепловую в телах, бомбардируемых электронами пучка.	Плавка и нагрев металлов в вакууме; напыление; зонная плавка; сварка, резка; Электронные плавильные и нагревательные установки; установки для зонной плавки.
Квантами (инфракрасный и лазерный)	Электрическая энергия превращается в лучистую, а затем в тепловую в телах, на которые падает лучистый поток.	Отопление помещений; обогрев людей, животных и птицы, сушка лакокрасочных покрытий; сушка с.-х. продукции; резка и сварка материалов; воздействие на семена для улучшения посевных и урожайных качеств. Инфракрасные излучатели; инфракрасные сушилки; лазерные установки.



2. Электрический расчет нагревательных элементов приближённым методом по рабочему току

2.1 Электрокалорифер

1) Определяем рабочий ток

Р:= 500 Вт U:= 380 В

I= 1.316 А

2) Выбираем материал нагревательного элемента - двойной нихром.

Рассчитываем его рабочую температуру tраб, которая не должна превышать допустимую для выбранного материала или сплава.

tmax:= 120єС.

3) Определяем коэффициент монтажа Км и коэффициент среды Кс и рассчитываем фиктивную температуру.

Км = 0.4 принимаем для ТЭНа

Кс = 2.1 для воздушного потока со скоростью 5м/с

tраб = 900

tp = Kм*Kc*tраб tp = 756

4) По рабочему току I и расчетной температуре по таблице находим диаметр проволоки d (мм) и площадь сечения S (мм²).

d:= 0,16мм S = 0.02 мм²

5) Определяем длину проволоки одного элемента

с20= 1.1* 10^-6 (Ом*м)



- удельное электричесое сопротивление нихрома при t = 20градусов; Ом*м

б = 16.6*10^-6- коэффициент теплопередачи для нихрома 1/градус

l = 5.2 м

6) Определяем другие геометрические размеры нагревателя.

Диаметр спирали

D = 8d D = 1,28 мм

Шаг спирали

H = 2d Н = 0,32 мм

Число витков

nс = 1.289 * 10³ витков

Длина спирали

lс = Н*nс*10^-3 lc = 0.413 м

2.2 Емкостной электроводонагреватель

1) Определяем рабочий ток

Р:= 500 Вт, U:= 220 В, I= 2,273 А

2) Выбираем материал нагревательного элемента - двойной нихром.

Рассчитываем его рабочую температуру tраб, которая не должна превышать допустимую для выбранного материала или сплава.

tmax:= 120єС.

3) Определяем коэффициент монтажа Км и коэффициент среды Кс и рассчитываем фиктивную температуру.

Км = 0.4 принимаем для ТЭНа

Кс = 2.5 для воздушного потока со скоростью 5м/с

tраб = 1100

tp = Kм*Kc*tраб tp = 1,1*10³

4) По рабочему току I и расчетной температуре по таблице находим диаметр проволоки d (мм) и площадь сечения S (мм²).

d:= 0,19мм S = 0.028 мм²

5) Определяем длину проволоки одного элемента

с20= 1.1* 10^-6 (Ом*м)

б = 16.6*10^-6- коэффициент теплопередачи для нихрома 1/градус

l = 2,45 м

6) Определяем другие геометрические размеры нагревателя.

Диаметр спирали D = 8d D = 1,52 мм

Шаг спирали H = 2d Н = 0,38 мм

Число витков nс = 511,421 витков

Длина спирали

lс = Н*nс*10^-3 lc = 0.194 м

2.3 Бытовой тепловентилятор

1) Определяем рабочий ток

Р:= 500 Вт U:= 220 В

I= 2,273 А

2) Выбираем материал нагревательного элемента - двойной нихром.

Рассчитываем его рабочую температуру tраб, которая не должна превышать допустимую для выбранного материала или сплава.

tmax:= 120єС.

3) Определяем коэффициент монтажа Км и коэффициент среды Кс и рассчитываем фиктивную температуру.

Км = 0.8 принимаем для ТЭНа

Кс = 2.1 для воздушного потока со скоростью 5м/с

tраб = 400

tp = Kм*Kc*tраб tp = 672

4) По рабочему току I и расчетной температуре по таблице находим диаметр проволоки d (мм) и площадь сечения S (мм²).

d:= 0,24мм S = 0.045 мм²

5) Определяем длину проволоки одного элемента

с20= 1.1* 10^-6 (Ом*м)

б = 16.6*10^-6- коэффициент теплопередачи для нихрома 1/градус

l = 3,954 м

6) Определяем другие геометрические размеры нагревателя.

Диаметр спирали D = 8d D = 1,92 мм

Шаг спирали H = 2d Н = 0,48 мм

Число витков nс = 653,465 витков

Длина спирали lс = Н*nс*10^-3 lc = 0.314 м



3. Расчет нагревательного элемента ЭТУ методом удельной мощности.

Рассчитываем бытовой нагреватель с нагревательным элементом из нихромовой проволоки:

P=0.5 кВт U=48 В

Где U - напряжение питания, В

P - мощность одного нагревательного элемента, Вт

- температура нагреваемой среды,

- рабочая температура спирали нагревательного элемента,

- коэффициент теплопроводности воздуха

- коэффициент кинематической вязкости воздуха

- скорость воздуха

В разделе 2, при расчете нагревательного элемента бытового нагревателя, мы приближенно определили область в которой следует искать оптимальный диаметр нихромовой проволоки.

Определим удельное электрическое сопротивление при температуре , ,

Выразим удельную мощность через электротехническое выражение:

Выразим удельную мощность через теплотехническое выражение:

Итак, имеем систему из двух уравнений:

f1 (d) = ; (Вт/)

f2 (d) = ; (Вт/)

Решим систему уравнений:



Так как по таблице допустимых токов получили, что d = 1 мм, но расчётное (оптимальное) значение диаметра следует искать при

d < 1

Находим диаметр: d=0.9713 мм

Руд=53040 Вт/

При d=0.9713 мм f1 (d) ? f2 (d). Т.е. примем оптимальный диаметр проволоки d = 0, 97 мм, а Руд=53040 Вт/

автоматизация электротермический нихромовый безопасность



4. Материалы, применяемые при изготовлении нагревательных элементов электротермических установок

Конструкция нагревателей

Электрический нагреватель -- основной элемент электротермической установки, преобразующий электрическую энергию в тепловую. Конструктивное исполнение электрического нагревателя определяется нагреваемой средой, характером нагрев, мощностью, технологическим назначением и другими условиями.

В зависимости от конструкции и технологического назначения электрические нагреватели выполняют с электрической изоляцией, защитными устройствами, а также с устройством для крепления и подвода электрического тока.

По исполнению различают открытые, защищенные и герметические нагреватели.

В нагревателях открытого исполнения резистивное тело -- нагревательное сопротивление не изолируют от нагреваемой среды, а размещают непосредственно в ней.

Нагреватели из материала с высоким удельным электрическим сопротивлением изготовляют в виде проволочных или ленточных зигзагов, проволочных спиралей и крепят на керамических стержнях, трубах или изоляторах в воздушном потоке (электрокалориферы) или в воздушном пространстве (электропечи) электротермических установок.

Достоинство открытых нагревателей -- простота устройства, ремонтоспособность и возможность обеспечения высокого коэффициента теплоотдачи с поверхности нагревательного элемента. К недостаткам следует отнести сравнительно низкий срок службы, невысокую механическую прочность и невозможность использования в агрессивных средах.

В нагревателях защищенного исполнения нагревательные сопротивления, изготовляемые из материала с высоким удельным электрическим сопротивлением, размещают в защитном корпусе, предохраняющем их от механических повреждений и от нагревательной среды.

Наиболее совершенными и универсальными являются герметические трубчатые электронагреватели (ТЭН). Их эффективно используют в электрокалориферах, водонагревателях, электрических печах, теплоаккумулирующих установках, электрокипятильниках, бытовых плитах и др. Промышленность выпускает ТЭН напряжением от 12 до 380 В, мощностью от 100 до 25000 Вт, развернутой длиной от 0.25 до 6.3 м и диаметром трубки от 6 до 16 мм.

ТЭН (рис.1) представляет собой тонкостенную металлическую трубку 6 (оболочку), в которую запрессована спираль из проволоки 4 с большим удельным электрическим сопротивлением. Концы спирали приварены к контактным стержням 3, снабженным с внешней стороны контактными устройствами 1,2 для подключения к сети. Спираль изолируется от стенок трубки наполнителем 5 из периклаза (плавленная окись магния), обладающим высокими диэлектрическими свойствами и теплопроводностью. В качестве наполнителя допускается использовать кварцевый песок, электрокорунд и другие материалы. Торцы трубки герметизируют тепловлагостойким составом и изолирующими втулками 7, что исключает доступ воздуха и влаги внутрь ТЭН.

Рис. 1, где, 1 и 2 - контактное устройство; 3 - контактный стержень; 4- нагревательная спираль; 5 - наполнитель (периклаз); 6 - оболочка (трубка) ТЭНа; 7 - изолирующая втулка.

Таблица 2

Основные характеристики ТЭНов

Условное обозначение нагреваемой среды и нагреваемой оболочки ТЭНа	Нагреваемая среда	Характер нагрева	Удельная мощность, Вт/см2 не более	Материал оболочки и температура на оболочке ТЭНа, C	Ресурс ТЭНов, ч
P	Вода, слабые растворы щелочей и кислот	Нагрев, кипячение	15	Углеродистая сталь	7000
C	Воздух, газы, смеси газов	Нагрев в спокойном воздухе	2.2	Углеродистая сталь до 450C	11000
T	то же	то же	5.0	Нержавеющая сталь до 750C	11000
O	то же	Нагрев в движущемся воздухе со скоростью не менее 5 м/c	5.5	Углеродистая сталь до 450C	11000
K	то же	то же	6.5	Нержавеющая сталь до 750C	11000
И	Жиры, масла	Нагрев в ваннах и др. емкостях	3.0	Углеродистая сталь до 300C	7000

В качестве нагревательных сопротивлений ПЭН используют металлическую фольгу, уложенную в виде ткани; полупроводниковые и композиционные материалы. Для ПЭН более перспективны композиционные материалы, состоящие из двух и более компонентов. В композиционных ПЭН нагревательные сопротивления изготовляют из графитизированного или металлического материала в виде токопроводящей ткани. Наиболее распространена углеграфитовая ткань УТТ-2 с допустимой температурой на поверхности до 463 К.



Таблица 3

Коэффициент монтажа К_м для электронагревателей сопротивления (в спокойном воздухе)

Конструктивное выполнение нагревателя	Км
Проволока натянутая горизонтально	1
Проволока на огнестойком каркасе	0.7
Проволочная спираль в воздухе	0.8…0.9
Проволочная спираль на огнеупорном держателе	0.6…0.7
Нагревательный элемент между двумя слоями огнеупорной изоляции	0.5…0.6
Нагревательное сопротивление с герметизированным исполнением (достаточно мощным слоем электрической изоляции, например ТЭНы)	0.3…0.4

Таблица 4

Коэффициент среды К_с для различных условий

Условия работы нагревателя	Кс
В спокойном воздухе	1
В воздушном потоке, скорость которого 1…3…5…10 м/с	1.1…1.8…2.1…3.1
В спокойной воде	2.5
В потоке жидкости	3…3.5

Материалы для электрических нагревателей и требования предъявляемые к ним.

Нагревательное сопротивление -- резистивное тело, наиболее ответственный элемент электрического нагревателя, от которого зависит надежность и долговечность его работы в заданном технологическом режиме. Поэтому к материалам для нагревательных элементов предьявляются особые требования, основанные на следующих: достаточные жаростойкость и жаропрочность (не должны окислятся и терять механических свойств при высоких температурах); большое удельное электрическое сопротивление (должны обеспечивать возможность включения на сетевое напряжение при небольшой длинне нагревателя) и малый температурный коэффициент сопротивления (должны незначительно изменять сопротивление при изменении температуры); стабильность размеров и электрических свойств.

В зависимости от температурного режима и технологических условий нагреваемой cреды для изготовления электрических нагревателей используют металлические и неметаллические материалы. Для низко- и средне-температурных установок широко применяют специальные сплавы: хромоникелевые и железохромоникелевые. Наиболее распространены нихромы. В низкотемпературных установках (до 620 К) электрические нагреватели выполняют из дешевого и доступного материала -- углеродистой стали. Неметаллические нагреватели используют нагреваватели используют в высокотемпературных установок. В ЭТУ с рабочей температурой до 1570 К применяют стержневые цилиндрические нагреватели из карборунда, а с температурой до 1870 К -- из дисилицида молибдена. В высокотемпературных вакуумных печах с температурой нагрева до 3270 К используют графитовые нагреватели в виде стержней, трубок, пластин и другой формы.

Электрические нагреватели из карборунда, дисилицида и графита обладают высоким сопротивлением и переменными температурным коэффициентом сопротивления. Питание на эти нагреватели подается от понижающего трансформаторов с регулируемым вторичным напряжением.

В качестве электроизоляционного наполнителя ТЭНов используется периклаз (плавленый оксид магния, который получают в дуговых электропечах, плавкой магнийсодержащих веществ).К данному наполнителю предъявляются следующие требования:

- низкая удельная электропроводимость;

- высокая электрическая прочность;

- химическая нейтральность;

- достаточно высокий коэффициент теплопроводности;

- низкая влагопоглащаемость;

- достаточная сыпучесть.

В качестве оболочек ТЭНов используют тонкостенные металлические трубы (латунные, алюминиевые, стальные)

Латунь - до 250 C;

Алюминий - до 350 C;

Углеродистая сталь - до 450 C;

Нержавеющая сталь - до 750 C;

Основным требованием предъявляемым к оболочке является механическая прочность, для защиты нагревательного элемента от механических повреждений.

Для повышения долговечности нагревателей применяют защитные покрытия (хромоникелевые и др.). Такие покрытия увеличивают ресурс нагревателей в несколько раз при работе в водных растворах.

Для герметизации ТЭНов применяют:

- кремнийорганические лаки и эмали;

- эпоксидные герметики;

- битумную мастику;

- легкоплавкое стекло.



5. Расчеты по регулированию мощности электротермической установки

Регулировать мощность электротермической установки мы будем, изменяя схему включения нагревателей. Рассчитаем варианты регулирования для емкостного электроводонагревателя.

U=380 ВP=1000 Вт t0=20 С p700С

5.1 Двойной треугольник

Рис. 2 Двойной треугольник

При данной схеме включения каждый нагреватель находится под номинальным напряжением, а значит будет отдавать полную мощность. Так как двойной треугольник содержит шесть нагревательных элементов, то общая мощность равна:

Вт

При обрыве линейного провода (см. рис.2) под напряжением остаются все шесть нагревательных элементов, но четыре из них только под напряжением равным половине номинального. Следовательно, мощность, выделяемая на одном элементе, получается равная:

Вт

Полная мощность тогда получается:

Вт

где n1 - количество нагревателей находящихся не под номинальным напряжением, шт.;

P₁ - мощность, отдаваемая нагревателем, находящимся не под номинальным напряжением, Вт.

При обрыве фазы (см. рис.2) мы получаем, что два нагревателя не включены вообще, а остальные находятся под номинальным напряжением. Следовательно, число нагревателей в работе будет четыре.

Вт

5.2 Звезда

Рис. 3 Звезда

При включении нагревателей по схеме звезда, каждый нагреватель находится под фазным напряжением. Следовательно, нагреватели включены на напряжение равное . Так как то если напряжение уменьшить в раз, то, мощность, выделяемая на нагревательном элементе, получается меньше в 3 раза. Следовательно, полная мощность, отдаваемая схемой, вычисляется по формуле:



Вт

При обрыве линейного или фазного провода в точке А (см. рис.3) в работе оказываются только два нагревателя и включены они на половину линейного напряжения, следовательно, мощность, выделяемая ими, вычисляется так:

Вт

5.3 Треугольник

Рис. 4 Треугольник

При данной схеме включения каждый нагреватель находится под номинальным напряжением, а значит, будет отдавать полную мощность. Данная схема содержит три нагревательных элемента.

Вт

При обрыве линейного провода (см. рис.4) под напряжением остаются все три нагревательных элементов, но два из них только под напряжением равным половине номинального. Следовательно, мощность, выделяемая на одном элементе, получается равная:

Вт

Полная мощность тогда получается:

Вт

где n1 - количество нагревателей находящихся не под номинальным напряжением, шт.;

P₁ - мощность, отдаваемая нагревателем, находящимся не под номинальным напряжением, Вт.

При обрыве фазы (см. рис. 4) мы получаем, что один нагревателя не включен вообще, а остальные находятся под номинальным напряжением. Следовательно, число нагревателей в работе будет два.

Вт

5.4 Двойная звезда

Рис. 5 Двойная звезда

При включении нагревателей по схеме звезда, каждый нагреватель находится под фазным напряжением. Следовательно, нагреватели включены на напряжение равное . Так как то если напряжение уменьшить в раз, то мощность выделяемая на нагревательном элементе получается меньше в 3 раза. Следовательно, полная мощность, отдаваемая схемой, вычисляется по формуле:

Вт

При обрыве линейного или фазного провода (см. рис. 5) в работе оказываются только четыре нагревателя и включены они на половину линейного напряжения, следовательно, мощность, выделяемая ими, вычисляется так:

Вт

5.5 Последовательная звезда

Рис. 6. Последовательная звезда

При включении нагревателей по такой схеме каждый нагреватель находится под напряжением равным , а следовательно, мощность на каждом нагревателе уменьшается в раза. Полная мощность нагревателя включенного по такой схеме вычисляется так:

Вт

При обрыве линейного или фазного провода (см. рис.6) в работе оказываются только четыре нагревателя и включены они на четверть линейного напряжения, согласно зависимости мощности выделяемой на нагревательном элементе от подводимого напряжения получаем:

Вт

5.6 Последовательный треугольник

Рис. 7 Последовательный треугольник

При соединении нагревателей по схеме «последовательный треугольник» все нагревательные элементы оказываются включенными на половину номинального напряжения, поэтому мощность ЭТУ будет равна четверти номинальной мощности шести нагревательных элементов:

Вт

При отключении линейного провода 2 нагревательный элемент окажутся включенными на половину номинального напряжения, а 4 - на напряжение, равное четверти от номинального. Т.к. мощность пропорциональна квадрату приложенного напряжения, то уменьшение напряжения на нагревателях в 2 раза приведет к снижению мощности на этих нагревателях в 4 раза, а уменьшение напряжения в 4 раза - в 16 раз. Отсюда мощность всей ЭТУ будет равна:

Вт

При отключении фазного провода 4 нагревательных элемента останутся под половиной номинального напряжения, а 2 элемента вообще выйдут из работы. Тогда мощность всей ЭТУ будет равна:

Вт

Все полученные данные сводим в таблицу 5.

Таблица 5

Сводная таблица

Схема включения нагревателей	Симметричная 3ф. Нагрузка	Обрыв линейного провода	Обрыв фазы
	число нагревателей в работе	, кВт	число нагревателей в работе	, кВт	число нагревателей в работе	, кВт
Двойной треугольник	6	6	6	3	4	4
Звезда	3	1	2	0.5	2	0.5
Треугольник	3	3	3	1.5	2	2
Двойная звезда	6	2	4	1	4	1
Последовательная звезда	6	0.5	4	0.25	4	0.25
Последовательный треугольник	6	1.5	4	0.75	4	1

6. Разработка принципиальной схемы управления и автоматизации ЭТУ (проточный электроводонагреватель ЭПВ - 2 А)

Рис. 8 Принципиальная электрическая схема управления работой водонагревателя ЭПВ - 2А:

QF - автоматический воздушный выключатель;

КМ - магнитный пускатель; TV - понижающий трансформатор;

VD1 и VD2 - диоды; VT - транзистор; SK1 и SK2 - датчики температуры;

KV - промежуточные реле; C - электролитический конденсатор;

R1 и R2 - резисторы.

Принципиальная электрическая схема управления водонагревателем позволяет осуществлять двухпозиционное регулирование температуры выходящей воды. Если ее температура мала, то контакты датчиков SK1 и SK2 разомкнуты, транзистор VT закрыт, а катушка промежуточного реле обесточена. При наличии струи воды контакт SP замкнут, магнитный пускатель KM включен, и на ТЭН подается напряжение. Когда температура воды достигает верхнего значения, то замкнется контакт SK1, транзистор VT откроется, промежуточное реле разомкнет свои контакты в цепи пускателя KM, и он отключится. Повторно водонагреватель включится при размыкании контакта SK2, настроенного на нижнее значение температуры.



7. Техника безопасности при эксплуатации электротермических установок

Проточные электроводонагреватели

Основной способ защиты от поражения электрическим током при однофазных коротких замыканиях (замыкание на корпус) - зануление. Установка защитного аппарата и максимально допустимое значение сопротивления цепи фаза-нуль должны соответствовать требованиям Руководящих указаний по обеспечению электробезопасности электротермических установок в сельском хозяйстве.

В трубопроводах горячей и холодной воды необходимы изолирующие вставки, рассчитанные в соответствии с Руководящими указаниями по обеспечению электробезопасности электротермических установок. Если водонагреватели снабжены аппаратами защитного отключения, такие вставки не нужны.

У водонагревателей, размещённых в помещениях с искусственным или естественным выравниванием потенциалов, не требуется устанавливать изолирующую вставку в трубопроводы горячей воды, если разбор её происходит здесь же. При этом корпус водонагревателя должен иметь надёжное болтовое соединение с устройством выравнивания потенциалов или металлоконструкциями, создающими естественное выравнивание потенциалов, обеспечивающее напряжение прикосновения не более 12 В.

Водонагреватели, снабжающие горячей водой несколько помещений, должны иметь изолирующие вставки даже если в одном из них (с повышенной опасностью или особо опасных в отношении поражения электрическим током) отсутствует естественное или искусственное выравнивание электрических потенциалов. Трубопроводы в этом помещении не должны иметь связи с заземленными конструкциями и занулённым оборудованием. Если нет возможности выполнить эти требования, необходимо вместо изолирующих вставок осуществлять выравнивание потенциалов в местах разбора воды. Для этого необходимо проложить металлический проводник в полу на расстоянии 1 м от водоразборной трубы, соединить его с трубопроводом и близко расположенным занулённым оборудованием.

Элементные водонагреватели, обеспечивающие горячей водой душевые, должны иметь изолирующие вставки в соответствующих трубопроводах. Душевые кабины, включая место раздевания, следует оборудовать устройствами выравнивания потенциалов в виде металлической сетки с ячейками размером не более 30 30 см^2. Сетку закладывают в слой бетона на глубину 2...3 см от поверхности пола и соединяют сваркой с трубами горячей и холодной воды, а также канализационными.

Для предотвращения воздействия шагового напряжения при выходе из зоны потенциаловыравнивающей сетки (у дверей душевой кабины) следует положить деревянную решетку или резиновый коврик длиной не менее 75 см.

В случае разбора горячей воды непосредственно у водонагревателя, установленного в помещении без устройства выравнивания потенциалов, необходимо выполнить местное выравнивание потенциалов. Его осуществляют прокладкой в слое бетонного пола проводника, расположенного по периметру установки на расстоянии 50 см от ее фундамента. Потенциаловыравнивающий проводник должен иметь надёжное болтовое соединение в двух точках с корпусом установки.

В помещениях с нетокопроводящими полами местного выравнивания потенциалов не требуется. Корпус водонагревателя дополнительно к обычному занулению следует соединить стальной шиной с повторным заземлением или выполнить автоматический контроль состояния нулевого провода.

Если водонагреватели снабжены аппаратурой защитного отключения, то контроля местного выравнивания потенциалов и состояния нулевого провода не требуется.

Список используемых источников

1. Кудрявцев И.Ф., Карасенко В.А. Электрический нагрев и электротехнология.- М.: Колос, 1975. - 383 с.

2. Электротехнология / А.М. Басов и др.- М.: Агропромиздат, 1985.- 256 с.

3. Электротехнология / В.А. Карасенко и др.- М.: Колос, 1992.- 304 с.

4.Электронагревательные установки в сельскохозяйственном производстве / В.Н. Расстригин и др.- М.: Агропромиздат, 1985.- 304 с.

5. Живописцев Е.Н., Косицин О.А. Электротехнология и электроосвещение.- М.: Агропромиздат, 1990.- 304 с.

6. Гайдук В.Н., Шмигель В.Н. Практикум по электротехнологии.- М.: Агропромиздат, 1989.- 175 с.

7. Каганов И.Л. Курсовое и дипломное проектирование.- М.: Агропромиздат, 1990.- 351 с.

8. Правила устройства электроустановок.- М.: Энергоатомиздат, 1986.- 648 с.

9. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителя и правила техники безопасности при эксплуатации установок потребителей.- М.: Энергоатомиздат, 1986.- 392 с.

10. Белавин Ю.А. Трубчатые электрические нагреватели и установки с их применением.- М.: Энергоатомиздат, 1989.- 160 с.

11. Материалы для электротермических установок. Справочное пособие / Н.В. Большаков и др.- М.: Энергоатомиздат, 1987.- 296 с.

12. Автоматическое управление электротермическими установками./ А.Д. Свенчанский и др. - М.: Энергоатомиздат,1990.- 416.с.

Размещено на Allbest.ru