Тема:  Дослідження схем автоматизації електрокалориферної установки

Призначення електрокалориферної установки

Опалювальні електрокалорифери серії СФО з трубчастими  ребристими нагрівниками призначені для нагріву повітря до температури 50 ⁰ С в системах повітряного опалення, вентиляції, штучного мікроклімату і в сушильних установках. 

Будова електрокалориферної установки

Електрокалориферна установка (рис. 1) складається з рами 7, вентилятора 5, електрокалорифера 3, м'якої вставки 4, перехідного патрубка 2 та шафи ке­рування.

Рисунок 1.   Електрокалориферна установка:

1—рама; 2 — перехідний патрубок; 3—електрокалорифер: 4— м'яка вставка; 5 — вентилятор.

Електрокалорифер має вигляд камери з листової сталі, в яку вміщено трубчасті нагрівальні елементи.

Технологічна робота електрокалориферної установки

Задана температура вихідного повітря підтримується автоматично двома електроконтактними термометрами, датчики яких установлені на виході повітря з калорифера. При вмиканні електрокалорифера працюють всі нагрівні елементи. Коли температура повітря на виході стане вище граничної, автоматично вимикається одна секція, при дальшому підвищені температури вимикається друга секція. Якщо температура вихідного повітря стане вище граничного для одної секції, то автоматично вимикається останні нагрівачі.

При понижені температури нагрівні елементи вмикаються в зворотній послідовності. В електричних колах контролю температури передбачені автоблокування: при зупинці електродвигуна вентилятора вимикається електрокалорифер; ввімкнути нагрівні елементи неможливо при непрацюючому електродвигуні вентилятора.

Робота принципової електричної схеми електрокалориферної установки

На рисунку 2 зображено принципіальну електричну схему уніфікованого електрокалориферного агрегату серії СФОЦ. Для регулювання потужності електрокалорифера трубчасті нагрівники розділено на три окремі трифазні групи (секції) ЕК1, ЕК2 та ЕК3. Вимикачем SА2 можна вмикати окремі секції нагрівників і регулювати потужність електрокалорифера в межах 100 %, 67 % або 33 % від номінальної потужності. В шафі керування встановлено вимикач QF, запобіжники FU1, FU2, FU3, FU4 для захисту секцій калорифера і кола керування, три електромагнітних пускачі КМ1, КМ2, КМ3 для вмикання секцій нагрівників, сигнальні лампи НL1...НL5, проміжне реле К1, перемикач SА1 для вибору режиму роботи (ручний «Р» чи автоматичний «А»), перемикач SA2 для вибору кількості ввімкнутих секцій при ручному керуванні та автоматичний вимикач QF2 для керування двигуном вентилятора.

Рисунок 2.  Принципіальна електрична схема електрокалориферної установки серії СФОЦ

При ручному керуванні перемикач SА1 встановлюють у положення «Р». Температуру повітря в приміщенні регулюють вмиканням і вимиканням окремих секцій електронагрівників за допомогою перемикача SА2. Якщо температура ребер трубчастого нагрівника перевищить + 180 °С, розімкнеться контакт температурного реле SК1 в колі живлення проміжного реле К1, що призведе до вимикання всіх нагрівників.

При автоматичному керуванні перемикач SА1 ставлять у положення «А». Температура повітря у приміщенні контролюється за допомогою температурних реле SК2 і SК3. Коли температура повітря в приміщенні стане вище встановленої норми, то контакт температурного реле SК2 розімкнеться, що призведе до вимикання першої секції електронагрівників. Якщо температура в приміщенні підвищуватиметься й далі, розімкнеться контакт температурного реле SК3, що призведе до вимикання другої секції електронагрівників. Вимикання останньої секції електронагрівників відбудеться тільки тоді, коли температура ребер трубчастого нагрівального елемента перевищить + 180 °С. Якщо температура стане нижчою від заданої норми, то секції нагрівників вмикаються у зворотному порядку. Про роботу окремих секцій нагрівників сигналізують лампи НL2...НL4.

Призначення датчика температури ДТКБ

Датчик-реле температури камерний біметалічний ДТКБ призначений для двохпозиційного регулювання температури в камерах з неагресивним газоподібної середовищем при відсутності магнітних електричних полів, що діють на магніти приладу.

Датчики ДТКБ застосовуються як в промисловості, так і в побуті для автоматичного регулювання температури в системах опалення та кондиціонування повітря в різних виробничих, житлових, складських приміщеннях, електронних пристроях в приладобудуванні, овочесховищах, теплицях, гаражах, інкубаторах, холодильних камерах.

Загальна будова датчика температури ДТКБ

Рисунок 3. Будова датчика температури ДТКБ:

1- нерухомий контакт; 2 – рухомий контакт; 3 – плоска пружина; 4 – регулювальні гвинти; 5 – постійні магніти; 6  - сталева пластина; 7 – важіль; 8 – біметалева спіраль; 9 – регулювальний ексцентрик.

Рисунок 4. Загальний вигляд датчика температури ДТКБ

Робота датчика температури ДТКБ

Схема датчика температури типу ДТКБ приведена на рисунку 3. Чутливим елементом приладу є біметалічна спіраль 8, яка закріплена на стійці важеля 7. На кінці спіралі укріплена сталева пластина 6, що стикається з плоскою пружиною 3 рухомого контакту 2.

Налаштування реле на задану температуру замикання контактів проводиться ексцентриком 9, при повороті якого повертається пов'язана з ним біметалічна спіраль 8, в результаті чого змінюється відстань між рухомим 2 і нерухомим  контактами 1. Чим більша ця відстань, тим вище температура, при якій відбувається замикання контактів.

Технічна характеристика датчиків температури ДТКБ

Призначення датчика - реле температури ТР-200

Дилатометричні термореле ТР-200 призначений для застосування в пристроях контролю температури неагресивним рідкої або газової середовища, комутації ланцюгів постійного і змінного струму частоти 50 і 60Гц номінальною напругою до 220В.

Загальна будова датчика - реле температури ТР-200

Температурне реле ТР-200 складається з латунної трубки 6 (рис.5), до одного кінця якої прикріплений упор 5. Контакти 4 закріплені на пружинах 3, виготовлених із інвару (сплав заліза з нікелем), температурний коефіцієнт лінійного розширення якого в 20 разів менший порівняно з латунню

Рисунок 5. Датчик-реле температури ТР-200:

1 - регулювальний гвинт; 2 — корпус; З — пружини з інвару; 4 — контакти; 5 — упор; 6 — латунна трубка.

Робота датчика - реле температури ТР-200

Чутливим елементом реле є дилатометричні пристрій, що складається з латунної гільзи 6 і пружини 3 Реле ТР-200 встановлюється таким чином, щоб латунна гільза перебувала, в середовищі, температуру якої. необхідно вимірювати. У торці латунної гільзи закріплений фігурний упор 5. На ізольованих пружинах 3 закріплені нормально замкнуті електричні контакти. Так як коефіцієнт розширення латуні набагато більше, ніж інвара (коефіцієнт розширення инвара в межах температур від -50 до + 100 ° С близький до нуля), то при - нагріванні латунної гільзи 6 вона подовжується і за упор 5 розтягує пружини 3. При цьому електричні контакти 4 розмикаються. При зменшенні температури латунна гільза коротшає - і завдяки пружним властивостям пружини 3 електричні контакти знову замикаються. Температура, три якій розмикаються контакти, визначається величиною зазору між контактами 4.

 Задане значення температури, при якій розмикаються контакти реле, налаштовується шляхом обертання гвинта 1. При обертанні гвинт 1 разом з контактним пристроєм переміщається вздовж нерухомої гайки 2, змінюючи величину зазору.

Рисунок 6 . Загальний вигляд датчика-реле температури ТР-200

 Реле має межі настройки заданого значення температури в межах від 25 до 200 ° С. Похибка спрацьовування контактів ± 5 ° С при швидкості зміни температури не більше 0,5 град. З в хвилину. Найбільша різниця температури замикання і розмикання контактів 5 ° С. Максимально допустима навантаження на контакти 30 ВА при напрузі 220 в змінного струму і не більше 5 Вт при напрузі 220 в постійного струму.