1. Ознайомитися з обладнанням робочого місця і розділом "Загальні теоретичні відомості.”
2. Ознайомитися з призначенням, будовою і роботою принципової електричної схеми електродного водонагрівача.
3. Ознайомитися з призначенням, роботою і будовою терморегулятора.
4. Скласти схему, яка показана на малюнку 5.
5. Провести настройку терморегулятора на задану температуру.
6. Після дозволу викладача подати напругу на схему.
7. Дослідити схему керування в різних режимах керування.
8. Після закінчення роботи навести порядок на робочому місці.

1. Будову електродного водонагрівача.
2. Роботу принципової електричної схеми керування автоматизованого електродного водонагрівача.
3. Будову і роботу терморегулятора.

1. Складати принципову електричну схему керування автоматизованого електродного водонагрівача.
2. Проводити налагодження терморегулятора на задану температуру.
3. Знаходити несправності в роботі принципової електричної схеми керування автоматизованого електродного водонагрівача.

1. У звіті повинно бути найменування роботи, мета, короткі відомості з розділу: "Загальні теоретичні відомості”.
2. Принципова електрична схема керування автоматизованого електродного водонагрівача.
3. Функціональна схема електродного водонагрівача.
4. Скласти специфікацію на ТЗА.
5. Висновок.

ЗАГАЛЬНІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Автоматичне керування електродними водогрійними і паровими котлами здійснюється по температурі, тиску і рівню води в котлі. Електродний метод нагрівання води й одержання пари забезпечує простоту конструкції і глибоке регулювання потужності від 10 до 100%. Недоліками варто назвати залежність потужності від температури і засоленості води, а також відкладення солей на електродах. Ці котли використовують у системах гарячого водопостачання в центральних і місцевих електрокотельнях. Для зменшення накипоутвореня воду попередньо зм'якшують чи та сама вода використовується як теплоносій між котлом і теплообмінним апаратом (бойлером).

Для одержання гарячої води і пари застосовуються електродні казани типів: КEВ (котел електродний водогрійний), КЕВЗ (із замкнутим контуром) потужністю від 10 до 6000 кВт, ЕПЗ (електродний прямоточний із замкнутим контуром), КЕПР (котел електродний паровий регульований) потужністю 160, 250, 2500 і 5000 кВт, ЕКП (електродний котел парової) потужністю 100, 300 кВт і вище й інші.

За принципом дії вони належать до установок прямого нагріву, тобто нагрівання води здійснюється за рахунок виділення теплоти безпосередньо у водному середовищі при проходженні через нього електричного струму між електродами. Найпоширенішими є електроводонагрівники типу ЕПЗ і КЕВ різної потужності, призначені для нагрівання води до температури 95 °С. Вони випускаються продуктивністю від 0,86 до 8,6 м/³год і потужністю від 25 до 250 кВт.

Електроводонагрівачі типу ЕПЗ призначені для опалення тваринницьких приміщень, а також використовуються для підігрівання води в системі гарячого водопостачання технологічних процесі, для опалення і гарячого водопостачання комунальних і культурно – побутових приміщень в сільській місцевості.

Оскільки водонагрівники типу ЕПЗ призначені для підігрівання води в системі з циркуляцією по замкненому контуру, то до комплекту обладнання входить електронасос М

Водонагрівник має циліндричний стальний корпус 2, покритий зверху теплоізоляцією і металевим кожухом. Корпус має верхній 15 і нижній 20 патрубки відповідно для підведення і відведення води. Електродна група змонтована на кришці 7 за допомогою прохідних ізоляторів 12 і складається з блоків регулювальних 5 і фазних 6 електродів. Потужність котла регулюється повертанням за допомогою ручки 9 у горизонтальній площині електродів на кут від 0 до 60°.

ЕПЗ приєднуються до електромережі як вручну, так і автоматично. Режим роботи встановлюється за допомогою пакетного перемикача SA2 (положення Р — ручне керування, О — нейтральне, А — автоматичне), Контроль температури води здійснюється за допомогою манометричного електроконтактного термометра SK типу ТПК-СК, який має два контакти: мінімальної SK1 і максимальної SК2 температури. При температурі води менше допустимої контакти SK1 замкнуті, а контакти SК2—розімкнуті. При підвищенні температури води в баці електроводонагрівника контакти SК1 розмикаються. Якщо температура підніметься до максимально допустимого значення, замикаються контакти SК2.

Мал. 1. Технологічна схема управління проточним електродним водонагрівником типу ЕПЗ.

1 — скоби; 2 — корпус; 3, 13— кожухи; 4, 18—ізоляційні екрани; 5 — регулювальний електрод; 6 — фазні електроди; 7 — кришка; 8 — шкала, 9—ручка; 10—ввід струму; 11 —шини; 12 — ізолятор; 14, 22 — дренажі; 15, 20 — патрубки; 16 — ізоляційна пластина; 17—поворотна вісь; 19 — траверса; 21—ізолятор дна.

Схема в автоматичному режимі працює так. При ввімкнутому вимикачі SA1 вмикають автоматичний вимикач QF та його замикаючі контакти QF1 подають живлення на коло керування електроводонагрівником. Тобто через замкнуті контакти SК1, KV2.1 і KV5.1 напруга подається на котушку проміжного реле KV3, через контакти якого KV3.2 отримує живлення котушка магнітного пускача KM. При цьому силові контакти пускача КМ1 подають напругу на електронагрівні елементи Е. При розмиканні контактів SK1 електронагрівні електроди залишаються ввімкнутими, тому що ці контакти заблоковані контактами КV3.1 Тільки тоді, коли замкнуться контакти SK2 (максимальна температура води), спрацьовує реле КV2, розмикає контакти KV2.1 в колі котушки реле KV3, розмикаються контакти KV3.2 в колі котушки магнітного пускача KM і останній вимикає електронагрівні електроди з електромережі.

Схемою передбачене і аварійне вимикання нагрівних електродів з мережі. Для цього в схемі встановлене температурне реле SK3. Його контакти при температурі води в баці 130 °С вмикаються, подають живлення на котушку реле КV5, розмикаючі контакти якого КV5.1 знаходяться в колі живлення котушки реле КV3. Таким чином, незалежно від положення контактів термореле SK2 нагрівні електроди вимикаються з електромережі.

Мал. 2 Принципова електрична схема управління проточним електродним водонагрівником типу ЕПЗ.

Аварійне вимикання електродів також відбувається при появі суттєвої несиметрії в електромережі. При цьому спрацьовує реле KV1, котушка якого ввімкнена між нульовим проводом і корпусом водонагрівника. Контакти цього реле KV1.1 в колі котушки KV5 замикаються, вмикають реле KV5, розмикаючі контакти якого KV5.1 знеструмлюють котушку реле KV3 і внаслідок цього електроди вимикаються з мережі.

Манометричні електроконтактні термометри типу ТПГ-СК і ТПП-СК встановлені на електродних водонагрівниках ЭПЗ-100 для вимірювання і регулювання температури води. Принцип роботи цих термометрів пояснює схема на малюнку 3.

Манометричний термометр складається із термобалона 1, з'єднаного капіляром 2 з манометричною пружиною 3, і стрілки 4. На стрілці закріплено рухомий контакт 1, а на шкалі встановлені нерухомі контакти 7. Вся система термобалон — капіляр — манометрична пружина герметична і заповнена у термометрів ТПГ-СК аргоном або азотом, у ТПП-СК — фреоном, хлористим метилом або ацетоном. Ці гази й рідини мають великий температурний коефіцієнт об'ємного розширення.

При зміні температури середовища, в якому знаходиться термобалон, змінюється тиск рідини або газу в замкнутій системі. Тиск сприймається манометричною пружиною, і вона закручується або розкручується, вільний кінець її повертає стрілку і закріплений на ній рухомий контакт. При досягненні заданої температури рухомий і нерухомий контакти замикають коло сигналізації або керування нагрівною установкою. Таким чином, манометричні електроконтактні термометри можна використовувати як для візуального спостереження (вимірювання) за температурою так і для сигналізації або регулювання температурного режиму установки. Під час регулювання приладу нерухомі контакти за допомогою спеціального ключа переміщують на шкалі і установлюють на задану температуру.

Мал. 3. Технологічна схема манометричного контактного термометра:

1 — термобалон; 2 — капіляр; 3 — пружини: 4 — стрілка; 5 — температурна шкали; 6 і 7 — контакти.

Манометричні електроконтактні термометри ТПГ-СК виготовляють декількох типорозмірів для вимірювання температур від —50 до +400 °С. Довжина капілярної трубки дорівнює від 1,6 до 25 м, клас точності 2,5. Розривна потужність контактів не більше 10 ВА при напрузі 220 В постійного і змінного струму, що достатньо для вмикання котушок проміжних реле типу РПТ-100. МКУ-48, РП-23 і РП-25.

При монтажі та експлуатації манометричних термометрів необхідно обережно поводитись з капіляром, не допускати різких перегинів (радіус заокруглення не повинен бути менше 50 мм), ударів, які можуть призвести до його закупорювання або порушення герметичності. Для захисту від механічних пошкоджень капіляр про­кладають у металевій або поліетиленовій оболонці.

Терморегулятор ТУДЕ призначений для сигналізації і двопозиційного регулювання температури газів та рідин. Чутливий елемент регулятора складається з латунної трубки 1 (мал. 4) і стержня 2 з кварцу або інвару. Стержень 2 через стержень 3 притискується до трубки пружиною 4. З стержнем 3 жорстко з'єднана плата 9, на якій встановлено контактний пристрій. Останній складається з важелів 6 і 8, пружини 11, важеля 12 з контактом 13, регулювального гвинта 7 та контакта 14.

Мал. 4. Принципова схема терморегулятора ТУДЭ:

1 — латунна трубка; 2 і 3 — стержні; 4 — пружина; 5 — корпус; 6, 8, 12 — важелі; 7 — регулювальний гвинт; 9 — плата; 10 — штифт; 11 — пружина; 13 і 14 - контакти.

При зміні температури середовища змінюється довжина трубки, що викликає поздовжнє переміщення стержнів 2 і 3 разом з контактним пристроєм. Важіль 6, впираючись у регулювальний гвинт 7, повертається і займає положення, при якому сила дії пружини 11 змінює свій напрямок, приводячи в дію важіль 8. При цьому важіль 12, з'єднаний з важелем 8, замикає або розмикає контакти,

Допустима сила струму контактів при активному навантаженні становить 10 А, а при індуктивному—2А.

Випускається 12 типорозмірів терморегуляторів з межами уставок температури під —30 до +1000 °С. Терморегулятор ТУДЕ-2 має діапазон температур від 0 до 100 °С. Диференціал температури (зона нечутливості) у всіх терморегуляторів може змінюватись від 4 до 20°С.