Дослідження схеми автоматизації проточного водонагрівача.

Мета роботи: Дослідити роботу схеми керування автоматизованого проточного водонагрівача.

Правила техніки безпеки: Відповідно до інструкції

Зміст та послідовність виконання завдання

1. Ознайомитися з обладнанням робочого місця і розділом "Загальні теоретичні відомості.”

2. Ознайомитися з призначенням, будовою проточного водонагрівача

3. Ознайомитися з роботою принципової електричної схеми проточного водонагрівача.

4. Ознайомитися з призначенням, будовою та роботою блока вимірювання і регулювання температури (BeeRT).

5. Провести програмування блока вимірювання і регулювання температури (BeeRT) на задану викладачем температуру.

6. Ознайомитися з призначенням та роботою тижневого програматора клімат-контролю "Computherm Q7".

7. Ознайомитися із схемою підключення блока вимірювання і регулювання температури (BeeRT) та тижневого програматора клімат-контролю "Computherm Q7".

8. Оформити звіт по лабораторній роботі.

9. Після закінчення роботи навести порядок на робочому місці.

Після виконання завдань студент повинен знати:

1. Будову проточного водонагрівача.

2. Роботу принципової електричної схеми керування проточного водонагрівача.

3. Будову і роботу блока вимірювання і регулювання температури (BeeRT).

Після виконання завдань студент повинен уміти:

1. Складати принципову електричну схему керування автоматизованого проточного водонагрівача.

2. Проводити налагодження тижневого програматора клімат-контролю "Computherm Q7" на задану температуру.

3. Знаходити несправності в роботі принципової електричної схеми керування автоматизованого проточного водонагрівача.

Завдання для звіту

1. У звіті повинно бути найменування роботи, мета, короткі відомості з розділу: "Загальні теоретичні відомості”.

2. Принципова електрична схема керування автоматизованого проточного водонагрівача.

3. Функціонально – технологічна схема проточного водонагрівача.

4. Скласти специфікацію на ТЗА.

5. Висновок.

ЗАГАЛЬНІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Незважаючи на деякі складності при запуску опалювальних систем на базі проточних електродних котлів, враховуючи обмеження в застосовності (не можна використовувати електродний котел для басейнів, грядок в теплицях, під'їзних шляхів, сходинок, дахів від криги і бурульок) в класичній двотрубної системі відкритого типу з верхнім розливом, електродні котли економічніші ТЕНових котлів як мінімум на 20 - 30%.

Надійність та економічність забезпечується більш простою, надійною конструкцією. У ТЕНів котлі спочатку нагріваються ТЕНи, а потім ТеНи своєю поверхнею віддають тепло рідині.

В електродному котлі роль нагрівача відіграє сама рідина. При пропущенні струму, рідина гріється всім об'ємом, що знаходяться в котлі. Використовуючи електродний нагрів рідини можна зменшити об'єм котла в кілька разів у порівнянні з ТЕНові котли такої ж потужності. Потужність електродного котла залежить від температури подаючої до нього рідини, і може вибиратися автоматикою, в залежності від змін погодних умов.

При правильно побудованій системі електродний котел стартує з малою (менше 50%) від номінальної потужності, і при прогріві поступово набирає номінальну потужність. Сучасна автоматика дозволяє підтримувати комфортну температуру в приміщенні з точністю ± 0,2 ° С.

Таким чином економічність в роботі електродних котлів досягається за рахунок:

- Меншою інерції нагріву (в декілька разів);

- Плавний старт;

- Застосування сучасної автоматики;

- Побудови двотрубної системи відкритого типу з верхнім розливом, з сучасними радіаторами;

- Надійність і довговічність забезпечується простотою конструкції і застосуванням сучасних матеріалів.

Електродний котел, є системою проточного типу, яка володіє істотними перевагами перед котлами, сконструйованими на основі звичайних ТЕНів. Серед головних відмінних рис, якими володіють такі опалювальні котли, варто відзначити можливість використання води в якості частини електричного кола та основного енергоносія. Такий спосіб застосування всіляко сприяє тому, що вода нагрівається безпосередньо, забезпечуючи дуже високий показник ККД, рівний 98%. Таким чином, використання електродного обладнання дозволяє організувати ефективну схему обігріву, що відрізняється високою ефективністю і своєю економічністю.

Технологічна схема проточного електродного водонагрівача показана на рисунку 1.

Складається система з водонагрівача 1, який нагріває воду і за допомогою насоса 7 подає поду споживачам. На впускному трубопроводі 5 знаходиться датчик температури 6 зворотної води, а на випускному трубопроводі 4 розташований датчик температури 3 вихідної води. Система безпеки 2 запобігає виходу з ладу водонагрівача при перевищені тиску в системі.

Для автоматичного керування проточним водонагрівачем використовується двоканальний електронний блок управління водонагрівачем «BeeRT» (рис 2).

Блок вимірювання і регулювання температури (BeeRT) призначений для підтримки заданого теплового режиму роботи електричних нагрівачів (електричних водонагрівачів електродного типу, ТеНові котли, теплових «гармат», теплових завіс, конвекторів та ін).

Застосування в блоці управління BeeRT двох датчиків температури («подача», «обратка»), дозволяє знизити витрату електричної енергії та отримати найбільш сприятливий температурний режим в опалювальному приміщенні.

У BeeRT можливе підключення програматора температури повітря в приміщенні і керування роботою циркуляційного насоса.

Рис 1. Технологічна схема проточного водонагрівача: 1 – водонагрівач, 2 – система безпеки, 3, 6 – датчики температури, 4,5 – трубопроводи, 7 – насос.

Двоканальний електронний блок управління водонагрівачем «BeeRT»

Рис. 2. Загальний вигляд двоканального електронного блока управління водонагрівачем «BeeRT»

1. Технічні дані контролера «BeeRT»

Межі регулювання від 5 ° С до 80 ° С

Максимальний струм навантаження 2 × 5 А

Максимальна потужність навантаження 2 × 1 кВт

Напруга живлення 220 В ± 10%

Маса в повній комплектації 0,3 кг

Основні розміри 80 × 90 х 54 мм

Датчик температури 2 х D18

Довжина соед. кабелю датчика 2 × 4 м

2. Будова щита керування проточним водонагрівачем

В щиті керування розміщено модуль контролера BeeRT 1 (рис. 3), з приєднаними датчиками температури «подачі» 5 та «обратки» 6; магнітний пускач 2; автоматичний вимикач 3; нульова шина 4.

Рис 3. Схема розміщення електрообладнання для керування водонагрівачем контролера BeeRT .

Рис 4. Принципова електрична схема керування проточним водонагрівачем.

3. Порядок роботи

На лицьовій панелі модуля контролера BeeRT розташовані три кнопки "▲", "Р", "▼", два світлодіоди показують роботу насоса і нагрівача та індикатор температури. У поточному режимі на індикаторі температури відображається поточна температура на вході в нагрівач. При натисканні на кнопку «▲» або «▼» на індикаторі відобразиться температура на виході з котла.

Розташування датчиків на котлі повинно відповідати підключенню до модуля контролера BeeRT.

Для зміни установок температури достатньо короткочасно натиснути кнопку "Р" (програмування). На індикаторі висвітиться напис - «Об» (установка температури обратки). Температура обратки - це температура на вході в нагрівач. Температура повітря в приміщенні підбирається цієї температурою. Натисканням на кнопки «▲» або «▼» уставку температури можна змінити. Повторне натискання на кнопку "Р" призводить до появи напису - "_ob" (гістерезис температури обратки). Гістерезис - це різниця між температурою уставки і температурою включення нагрівача. Значення гістерезису визначає точність підтримання температури нагрівачем. Величина гістерезису обратки зазвичай лежить в межах 2 - 6 градусів. Менше значення гістерезису - дозволяє домогтися більш точного температурного режиму, більше значення - знизити витрати електроенергії. Подальші натиснення на кнопку "Р" призводять до появи напису "Ро" (установка температури подачі).Температура подачі - це температура на виході з нагрівача. Дана установка визначає швидкість розігріву системи опалення та температуру радіаторів. Натисканням на кнопки "▲" або "▼" установку температури можна змінити. Наступне натискання на кнопку "Р" призводить до появи напису - "_P_O" (гістерезис температури подачі). Величина гістерезису подачі зазвичай лежить в межах 5 - 10 градусів. Менше значення гістерезису - дозволяє домогтися більш швидкого розігріву системи опалення, більше значення - знизити знос контактних груп пускової апаратури.

У разі відсутності впливу на кнопки протягом 5 с, регулятор автоматично переходить в робочий режим. У терморегуляторі BeeRT передбачена функція управління циркуляційним насосом. Теплоносій в точці знімання температури остигає швидше, ніж у системі опалення, включення циркуляційного насоса здійснюється на 60 с. раніше включення нагрівача, що дозволяє виключити не раціональне включення нагрівача і тим самим знизити витрату електроенергії. Відключення циркуляційного насоса здійснюється на 60 с. пізніше після відключення нагрівача, для виключення локальної концентрації нагрітого теплоносія.

6. Спільна робота BeeRT з програматором температури повітря

Програматор температури повітря дозволяє домогтися комфортної температури в опалювальному приміщенні. Застосування програматора приводить до значної економії електроенергії - 50%. Економія досягається в період Вашої відсутності в приміщенні за рахунок автоматичного зниження температури і в період дії знижених тарифів на електроенергію (у разі застосування багато тарифного лічильника електроенергії).

Застосовуваний програматор температури може мати на вході групу контактів COM / NC (нормально закритий) або COM / NO (нормально відкритий), в залежності від виробника. Для перемикання роботи BeeRT в один з цих режимів роботи необхідно:

1. Одночасно натиснути на протязі 3 сек кнопки «▲» і «▼» - значення «СОМ» готовність вибору.

2. Кнопками «▲» або «▼» вибрати «NC» або «NO», в залежності від паспортних умов застосовуваного виносного програматора.

3. Через кілька секунд BeeRT зафіксує вибране положення

Програматор температури повітря дозволяє домогтися комфортної температури в опалювальному приміщенні. Застосування програматора приводить до значної економії електроенергії - 40%. Економія досягається в період Вашої відсутності в приміщенні за рахунок автоматичного зниження температури і в період дії знижених тарифів на електроенергію (у разі застосування багато тарифного лічильника електроенергії).

З'єднання BeeRT з програматором температури повітря здійснюється за допомогою телефонного дроту, обжатого телефонними роз'ємами з обох сторін.

У разі роботи з програматором температури, в режимі очікування включення нагрівача, модуль контролера BeeRT виводить на індикатор температуру входу нагрівача (обратки). Температура відображається в градусах Цельсія з попереду Пасажира символом "0", наприклад "025"

. Термодатчик D18-4 в термоусадці

Датчик температури з підвищеною швидкістю реакції на зміну температури за рахунок відсутності пластикової оболонки.

Для захисту від вологості ці датчики проходять обробку в два шари спеціальним лаком

Матеріал DS18B20

Рис 5 Схема підключень

Рис 6. Загальний вигляд тижневого програма тора "Computherm Q7".

Тижневий програматор клімат-контроль "Computherm Q7" для опалювальних котлів (рис 6).

Терморегулятори Computherm (Данія) є пристроями клімат-контролю найвищої якості, призначеними для управління нагрівальними приладами та автоматичного підтримування температури в приміщеннях на заданому рівні. Застосування терморегуляторів такого рівня дозволяє зменшити витрати на опалення житлових і виробничих приміщень на 30-40%. Актуальність такої економії зростає з кожним днем.

Кімнатний термостат COMPUTHERM Q7 простий в підключенні і дає можливість керувати будь-яким газовим або електричним котлом і системою кондиціонування, які під'єднуються за допомогою двожильного кабелю, незалежно від керуючої напруги - 24V або 230V.

Термостат може програмуватися з урахуванням ваших потреб і дозволяє регулювати встановлені прилади для нагрівання і охолоджування та підтримувати задану температуру з високою точністю, досягаючи максимального комфорту і економічності.

Для кожного дня тижня може бути встановлена окрема температурна програма. Днем можуть бути вибрані 6 (шість) різних часів включення (з кроком в 10 хв.), і для кожного з часу налаштований різний градус нагрівання / охолодження з кроком 0.5 º С.

Сигнал від термостата у вільних приміщеннях поширюється на відстань 50 м. Це відстань в будівлях може значно зменшитися, особливо якщо на шляху радіохвиль є металеві або залізобетонні конструкції.

Чутливість включення термостата може бути обрана між ± 0.2 º С (заводська настройка рекомендована для радіаторного опалення) та +0 / -2 º С (настройка рекомендована для підлогового опалення). Під цим значенням потрібно мати на увазі температурну різницю між налаштованою і реально виміряної температурою. Наприклад, якщо термостат налаштований на 20,0 º С, то він включить кероване ним пристрій при температурі нижче або рівний 19,8 º С, а при температурі 20,2 º С, відповідно його вимкне.

Термостат має функцію захисту циркуляційного насоса:

Якщо в продовженні 24 годин немає необхідності включення котла по заданій йому програмі, то кімнатний термостат щодня дає сигнал для включення котла один раз на добу в 12год. 00мін.

Технічні характеристики термостата (передавача)

• Діапазон вимірюваної температури 0 - 35 º С (з кроком 0.5 º С)

• Діапазон настроювання температури 7 - 35 º С (з кроком 0.5 º С)

• Точність вимірювання температури ± 0,5 º С

• Обирана чутливість включення ± 0.2 º С (для радіаторного опалення) +0 / -0.2 º С (для підлогового опалення)

• Температура робочого середовища від -10 º С .... +60 º С

• Напруга живлення 2 х 1,5 алкальних батарейки (LR6 AA)

• Споживана потужність 1,3 МВт

• Термін дії батарейок ~ 1 рік

• Робоча частота 868,35 МГц

• Частотний діапазон 868 - 868,6 МГц

• Розмір 130 х 80 х 35 (без ніжок)

• Вага 154 гр.

• Вид термодатчика NTC 10 Kohm ±1% при 25 º С