Изучение диагностики электрооборудования является важным элементом профессиональной подготовки инженера-электрика. Знания систем, способов и методов диагностирования позволяет с высокой точностью определять механическое состояние оборудования. Благодаря этому снижаются затраты на эксплуатацию электрооборудования, повышается его надежность, сокращаются простой оборудования вследствие отказов и полнее используется ресурс деталей электрических машин и аппаратов.
1. Характеристика элементного водонагревателя
ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬ — теплообменный аппарат для нагревания воды (до 70-95 °С) паром, горячей водой, горячими газами, электрическим током. Водонагреватель применяют в системах горячего водоснабжения и водяного отопления с.-х. производства (животноводческие фермы и комплексы, теплицы и т.п.) и бытовых помещений, нагрева воды для технологических, санитарно-гигиенических и др. нужд. Наиболее распространены водонагреватели поверхностного типа (тепло к нагреваемой воде передаётся через обогреваемую стенку), реже используют контактные водонагреватели (нагреваемая вода непосредственно соприкасается с источниками тепла).
Различают водонагреватель атм., низкого (0,7-0,8 кг*с/см 2 ) и среднего (6-10кг*с/см2 ) давления. Получили распространение также электрический водонагреватель элементного и электродного типов мощностью 6-30 кВт и 25-400 кВт.
Элементные водонагреватели представляют собой установки косвенного электронагрева сопротивлением. Электроэнергия преобразуется в теплоту в нагревательных элементах и от них передается конвекцией и теплопроводностью к воде. Различают емкостные (аккумуляционные) и проточные водонагреватели.
Емкостные (аккумуляционные) водонагреватели предназначены для нагрева и сохранения горячей воды в течение длительного времени. Водонагреватель представляет собой металлический теплоизолированный резервуар цилиндрической формы, внутри которого установлены трубчатые электронагреватели. Такая конструкция в совокупности с автоматизацией работы обеспечивает поддержание требуемой температуры воды, позволяет включать водонагреватель в часы наименьшей загрузки электрических сетей, исключает дополнительные резервуары для накопления горячей воды.
Элементные водонагреватели работаю по принципу косвенного нагрева воды при помощи ТЭН.
Положительные стороны:
- высокая электробезопасность;
- простота обслуживания;
- не изменяют качество воды.
Отрицательные стороны:
История первого электрического прибора для нагревания воды
... исходя из следующих признаков: вида получаемого конечного продукта (горячая вода, кипяток, вместе горячая вода и кипяток) – кипятильники и водонагреватели; принципа действия – аппараты непрерывного действия и периодического действия; ... нагрева до кипения не более 2 мин. Рабочее давление в водопроводной сети - 0,05...0,6 Мпа. Изготовлен из пищевой нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т. Кипятильник ...
- небольшая производительность;
- низкая надёжность;
- низкий коэффициент полезного действия.
Водонагреватель термос означает то, что бак снабжен термоизоляцией.
Регулятор обеспечивает либо нагрев до нужной температуры, либо в заданном интервале.
Регулировка мощности в таких нагревателях обычно не предусматривается. Также не предусматривается защита от сухого хода.
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 размерами не более 30 х 30 см, которую закладывают в слой бетона на глубину 2-3 см от поверхности пола.
Сетку необходимо соединить сваркой с трубами горячей и холодной воды и канализационными.
Для предотвращения воздействий шагового напряжения при выходе из зоны потенциаловыравнивающей сетки (у дверей душевой кабины) следует положить деревянную решетку или резиновый коврик длиной не менее 75 см.
Частное техническое решение, имеющее самостоятельное значение.
Водонагреватель элементный ВО-4,8/10,5-0,4 предназначен для работы в открытых термосифонных системах отопления жилых домов и объектов культурно-бытового назначения, удаленных от центральных котельных, а также для получения горячей воды. Может использоваться на доильных площадках.
Конструкция водонагревателя предусматривает возможность замены фазных ТЭНов из типоразмерного ряда 1,0; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15 и 3,5 кВт, что обеспечивает изменение потребляемой мощности в диапазоне от 3 до 10,5 кВт.
Водонагреватель состоит из корпуса, съемной крышки с расположенными на ней ТЭНами, терморегулятора, скобы заземления, входного и выходного патрубков.
Комплект ТЭНов, устанавливаемый заводом-изготовителем в водонагревателе, обеспечивает номинальную мощность 10,5 кВт. Имеется вариант однофазного исполнения.
Водонагреватель работает в автоматическом режиме по командам терморегулятора, поддерживающего заданную температуру воздуха в помещении, что дает значительную экономию электрической энергии. Для отключения водонагревателя в часы максимумов нагрузок энергосистемы предусмотрена возможность включения реле времени.
Преимущества новой конструкции водонагревателя: автоматическое регулирование температуры воздуха в помещении; широкий диапазон изменения мощности; не требуется постоянного обслуживающего персонала; повышенная пожаробезопасность; новая конструкция устройства для сбора накипи; отсутствие затрат труда на водоподготовку. Единственная ручная операция при эксплуатации — замена трубчатых электронагревателей (ТЭНов).
Нагреватель экономичен в эксплуатации, надежен, имеет низкую стоимость, прост в обслуживании. Годовой экономический эффект по сравнению с печью на жидком топливе — 125$, с печью на твердом топливе — 142$.
2. Принцип работы элементного водонагревателя
Электрическая принципиальная схема управления водонагревателем приведена на рисунке:
Схема предусматривает защиту нагревателей от токов короткого замыкания (предохранители FU1 и FU2, общая защита осуществляется автоматическим выключателем QF), регулирование температуры (датчиками SK1, SK2, промежуточные реле KV1 и KV2) и световую сигнализацию о работе нагревателей (сигнальными лампами HL1 и HL2).
Бесконтактные регуляторы напряжения
... измерительные трансформаторы постоянного тока, стабилизаторы напряжения, регулируемые трансформаторы, датчики положения и другие специальные схемы магнитных усилителей. 1 Бесконтактные полупроводниковые реле Основными элементами бесконтактных полупроводниковых электрических аппаратов являются релейные и импульсные ...
Подключается электронагревательная установка к сети напряжением 380 В.
Электроводонагреватель может работать в трех мощностных режимах:
1) форсированный нагрев — включаются группы нагревателей » Зона 1 » и » Зона 2 » общей мощностью 18 кВт.
При форсированном нагреве схема работает следующим образом.
Напряжение питания схемы подается при включении общего автоматического выключателя QF. При включении пакетных выключателей SA1 и SA2 подается напряжение на промежуточные реле KV1 и KV2, в результате срабатывают катушки магнитных пускателей KM1 и KM2, получая напряжение через замыкающиеся контакты KV 1.1 и KV 2.1. В работу включаются группы нагревателей » Зона 1 » и » Зона 2 «, на щите управления загораются сигнальные лампы.
Автоматическое поддержание температуры воды в электроводонагревателе осуществляется при помощи терморегулятора.
Если температура воды достигает заданного терморегулятором значения (обычно задаются температуры в пределах 80…90 о С), то контакты терморегуляторов SK1 и SK2 размыкаются, обесточивая катушки промежуточных реле KV1 и KV2, тем самым отключая нагревательные элементы. В случае охлаждения воды происходит замыкание контактов терморегуляторов SK1 и SK2, срабатывают промежуточные реле KV1 и KV2 и замыкаются контакты магнитных пускателей КМ 1 и КМ 2, подключая нагревательные элементы к сети.
2) аккумуляционный режим — включается группа нагревателей » Зона 1 » мощностью 12 кВт.
При аккумуляционном режиме схема работает следующим образом.
Напряжение подается при включении общего автоматического выключателя QF. При включении пакетного выключателя SA1 подается напряжение на промежуточное реле KV1, в результате срабатывает катушка магнитного пускателя KM1, получая напряжение через замыкающий контакт KV 1.1. В работу включается группа нагревателей » Зона 1 «, на щите управления загорается сигнальная лампа HL1.
Автоматическое поддержание температуры воды в электроводонагревателе осуществляется аналогично режиму форсированного нагрева. электрическое элементный водонагреватель теплообменный
3) разогрев 0.25 емкости — включается группа нагревателей » Зона 2 » мощностью 6 кВт.
При разогреве
Напряжение на схему подается при включении общего автоматического выключателя QF. При включении пакетного выключателя SA2 подается напряжение на промежуточное реле KV2, в результате срабатывает катушка магнитного пускателя KM2, получая напряжение через замыкающий контакт KV 2.1. В работу включается группа нагревателей » Зона 2 «, на щите управления загорается сигнальная лампа HL2.
Элементные водонагреватели выполняют, обычно, с герметичными нагревателями (ТЭНами), эти нагреватели более безопасны и имеют постоянную мощность по сравнению с электродными нагревателями. Такие нагреватели имеют сравнительно невысокую мощность.
Качество горячей воды
... от назначения ее потребляют в смеси с холодной водой или самостоятельно. Качество горячей воды, расходуемой на бытовые нужды, должно отвечать требованиям. Поступающая ... специальная обработка воды, обусловленная технологическими требованиями, при условии обеспечения качества горячей воды требованиям ГОСТ 2874-82 "Вода питьевая". 2. Для противонакипной обработки воды допускается применение как ...
3. Эксплуатация и техника безопасности
В животноводстве нагретая вода требуется для поения животных, приготовления кормов нужной консистенции и гигиенических целей.
Одним из основных требований, предъявляемым к водогрейным установкам, является соблюдение правил гигиены при минимальных затратах энергии на подогрев необходимого количества воды до требуемой температуры. Этому требованию наилучшим образом отвечают электроводонагреватели.
Перед тем как включить электроводонагреватель в работу, необходимо наполнить его резервуар водой до вытекания ее через трубопровод горячей воды. Следует иметь в виду, что включение электроводонагревателя под напряжение при отсутствии воды в резервуаре приводит к быстрому перегоранию нагревательных элементов (ТЭНов).
В трубопроводе холодной воды обязательно должны быть: вентиль-клапан, который пропускает воду из водопроводной магистрали в резервуар электроводонагревателя, но не выпускает ее обратно, а также тройник со спускным краном, служащий для освобождения резервуара электроводонагревателя от воды при его очистки и ремонте.
При монтаже электроводонагревателей, а также при их реконструкции не допускается сборка трубопровода холодной воды без обратного клапана. При отсутствии обратного клапана или при его неисправности возможно вытягивание горячей воды из резервуара электроводонагревателя в водопроводную магистраль с опасными при этом последствиями.
В электроводонагревателях надежность работы электронагревательных элементов (ТЭНов) в значительной степени определяется характеристикой воды, которая изменяется в широких пределах. Образование на ТЭНах накипи, обладающей низкой теплопроводностью, приводят к нарушению теплового баланса ТЭНа и перегоранию его нагревательного элемента. Скорость образования накипи в первую очередь зависит от жесткости воды, которая имеет соединения кальция и магния. В трубчатых электронагревателях толщина накипи не должна превышать 2 мм. Периодичность очистки ТЭНов от накипи в зависимости от жесткости воды и загрузки их в течение суток определяют по номограмме. Своевременная очистка ТЭНов от накипи предотвращает преждевременный выход их из строя. Основные меры защиты от поражения электрическим током состоят в занулении водонагревателей и парогенераторов, подключении их к водопроводной сети через изолирующие вставки, выравнивании потенциалов в помещениях.
Элементные водонагреватели должны быть запулены. Изолирующие вставки в трубопроводах холодной и горячей воды нужны во всех случаях, за исключением тех, когда водонагреватели снабжены аппаратами защитного отключения и если они установлены и снабжают горячей водой помещения с искусственным или естественным выравниваем потенциаловодонагреватель В помещениях без устройств выравнивания потенциалов необходимо местное выравнивание потенциалов у водонагревателя и в местах разбора воды.
Элементные водонагреватели, обеспечивающие горячей водой душевые, должны иметь изолирующие вставки. Душевые кабины и места раздевания следует оборудовать устройствами выравнивания потенциалов в виде металлической сетки с ячейками размером не более 0,3 х 0,3 м 2 , заложенной в бетон на глубину 20…,30 мм от поверхности пола и соединенной сваркой с трубопроводами холодной и горячей воды, и канализационными.
Системы водоснабжения и приемы очистки воды
... в системе водоснабжения. В зависимости от местных природных условий и характера потребления воды, а также в зависимости от экономических соображений схема водоснабжения и составляющие ее элементы могут меняться весьма сильно. водоснабжение очистное сооружение ...
Для защиты работников от поражения электрическим током во время эксплуатации электрических элементных водонагревателей необходимо:
- корпус электрического элементного водонагревателя должен быть занулен (заземлен);
— * в трубопроводах горячей и холодной воды должны быть изолирующие вставки (резиновый, полиэтиленовый шланг и т. п.), которые должны устанавливаться в ответвлениях от магистральных линий водопроводов к автопоилкам, электронагревателям и другим приемникам, связанным с водопроводами.
Длина вставки должна быть не менее 1 м — в водонагревателях, размещенных в помещениях с искусственным или естественным выравниванием потенциалов. Не нужна изолирующая вставка в трубопроводе горячей воды, если разбор ее происходит непосредственно возле водонагревателя. При этом корпус водонагревателя должен иметь надежное болтовое соединение с устройством выравнивания потенциалов или металлоконструкциями, создающими естественное выравнивание потенциалов, обеспечивающее напряжение прикосновения не более 12 В.
Водонагреватели, обеспечивающие горячей водой несколько помещений, должны иметь изолирующие вставки, если даже 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 зануленным оборудованием. При невозможности соблюсти выравнивание потенциалов в местах разбора воды закладывают металлический проводник в полу на расстоянии 1 м от водоразборной трубы и соединяют его с трубопроводом, а также с близко размещенным зануленным оборудованием;
— Элементные водонагреватели, обеспечивающие горячей водой душевые, должны иметь изолирующие вставки в соответствующих трубопроводах. Душевые кабины и раздевалки следует оборудовать устройствами выравнивания потенциалов в виде металлической сетки с ячейками размером не более 30×30 см, которую закладывают в слой бетона на глубину 2-3 см от поверхности пола. Сетку необходимо соединить сваркой с трубами горячей и холодной воды, а также с канализационными трубами.
Список литературы
[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/trubchatyiy-elektronagrevatel/
1. http://vetrodvig.ru/?p=1618.
2. http://www.aquakit.ru/arts/87/.
3. ?page=5.
