Курсовая работа: Разработка аккумулирующего электроводонагревателя электродного типа
Курсовая работа: Разработка аккумулирующего электроводонагревателя электродного типа
Содержание
Введение
1
Разработка технологической схемы
нагревателя и краткое описание работы его основных узлов
2
Расчёт мощности нагревателя и
параметров электродов
3
Определение расчётной мощности и тока
потребителя
4
Разработка схемы электроснабжения
5
Выбор проводников питающей сети
6
Выбор коммутационных и защитных
аппаратов
7
Проверка выбранных аппаратов защиты на
отключающую способность и срабатывание по однофазному току короткого замыкания
на землю
8
Требования к автоматике управления ЭВН
9
Выбор
системы регулирования мощности установки
10
Выбор элементов схемы управления, защиты,
блокировки и сигнализации
11
Описание работы схемы управления
12
Программирование и настройка элементов
схемы управления
13
Расчёт и выбор элементов схемы
управления ЭВН
14
Расчёт местного освещения
15
Расчёт удельного расхода электроэнергии
на единицу продукции
Заключение
Литература
Введение
Графики
нагрузки энергосистемы в нашей стране имеют весьма большие ночные провалы.
Заполнение ночных провалов графиков нагрузки даёт возможность включения в это
время наряду с другими теплоаккумулирующими приборами установки
теплоаккумулирующих ёмкостных электроводонагревателей с оплатой электроэнергии
по льготному ночному тарифу, значительно более дешёвому чем дневной. Разбор же
горячей воды потребителем может вестись в любое время суток. Именно по этим
вышеперечисленным причинам ёмкостные нагреватели получили широкое распространение.
Аккумулирующий
водонагреватель имеет сосуд с усиленной теплоизоляцией, обеспечивающий долгое
хранение нагретой воды, и устройство для регулирования или ограничения
температуры воды. Емкость его обычно зависит от дневной потребности в горячей
воде с температурой около 85°С.
Закрытый
водонагреватель функционирует под давлением воды в водопроводе. Расход воды
регулируется одним или несколькими вентилями в системе слива. Это позволяет
обслуживать одним прибором несколько точек разбора. Прибор присоединяется к
водопроводной сети через специальную защитно-регулировочную арматуру. Рабочим
бакам закрытых водонагревателей придают большую прочность, так как они
постоянно находятся под полным давлением водопроводной сети , которое может
достигнуть 6*105 Па, а в отдельных случаях и 10*105 Па; при нагреве к этому
давлению добавляется давление от расширения воды. Подача холодной воды в
рабочий бак из водопроводной сети идёт напрямую, а регулирование расхода
горячей воды находится на линии слива, на ней устанавливается вентиль горячей
воды. При сливе горячей воды в бак из водопровода поступает такое же количество
холодной воды.
Водонагреватели
снабжаются термоограничителями, уствака которого значительно выше чем у
терморегулятора. Термоограничитель срабатывает только при аварии
терморегулятора, отключая нагревательные элементы.
Для
обеспечения безопасности эксплуатации закрытых электроводонагревателей
применяют предохранительную аппаратуру, например, на линии подвода холодной
воды из водопровода монтируется предохранительный клапан, который в случае
недопустимого большого повышения давления в рабочем баке уменьшает избыточное
давление, спуская излишек воды через специальную воронку в канализацию.
Рабочий
бак нагревателя представляет собой цилиндрический резервуар с выпуклым (или
вогнутым) днищем и крышкой. Толщину стенок бака определяют расчётом на
прочность с учётом испытательного давления воды.
Для
установки приборов напольного типа на пол предусматриваются три-четыре ножки
или специальное цилиндрическое основание. Лучший материал для рабочего бака –
нержавеющая сталь – прочный коррозионно-стойкий материал, но применение её
ограничено из-за дефицитности и дороговизны. Защитные покрытия повышают срок
службы бака из обычной углеродистой стали. Широкое применение получило горячее
или гальваническое цинкование внутренней поверхности стального бака.
В
ёмкостных электронагревателях применяют в основном открытые нагревательные
элементы, выполненные из проволоки высокого сопротивления, уложенные в
керамическое основание, и закрытые (ТЭН). Реже в крупных промышленных
нагревателях применяют электродные нагревательные элементы в которых ток,
проходя через воду помещённую между двумя пластинами, нагревает её. Для
равномерного распределения температуры воды внутри бака нагревательный элемент
размещают в нижней его части: чем ниже расположен нагревательный элемент, тем
лучше.
Кожух
электроводонагревателя – его внешняя оболочка. Он служит для защиты
теплоизоляции, электромонтажа нагревателей и терморегуляторов, для крепления на
стене или установки на полу, а так же для придания прибору внешнего вида,
соответствующего требованиям технической эстетики.
Теплоизоляция
– это один из важнейших узлов теплоаккумулирующих электроводонагревателей. Для
теплоизоляции используется пространство между рабочим баком и кожухом. Днище,
как правило, не теплоизолируется. В качестве теплоизоляционных материалов
обычно применяют пробку, минеральную вату, стекловолокно, пенопласт.
Электроводонагреватели
снабжают терморегулирующими устройствами, которые подразделяются на следующие
типы:
-
терморегуляторы , которые при достижении заданной температуры воды отключают, а
в последствии включают прибор снова;
-
термоограничители, которые при достижении водой заданной температуры отключают
электроэнергию. Повторное включение должно осуществляться вручную.
-
Предохранительные термоограничители препятствующие увеличению температуры воды,
например, в случае отказа терморегулятора.
Потребность
в предохранительных термоограничителях, устанавливаемых вместе с
терморегуляторами, объясняется возможностью возникновения аварийных ситуаций в
результате выхода из строя терморегулятора.
1 Разработка
технологической схемы нагревателя и краткое описание
работы его
основных узлов
Корпус
рассчитываемого аккумулирующего нагревателя представляет собой вертикально расположенный
цилиндрический сосуд с двумя полусферами с его торцов. Корпус выполнен из
нержавеющей стали, и конструктивно состоит из трёх частей, снабжённых фланцами,
и соединённых между собой болтовыми соединениями через резиновую уплотнительную
прокладку, для исключения течи в соединениях. Такая конструкция корпуса
позволяет легко разбирать и собирать нагреватель для его очистки и доступа к
внутренним элементам с целью их замены или ремонта. Подвод холодной воды от
централизованной системы водоснабжения осуществляется через двухдюймовый
водопроводный вентиль, сетчатый фильтр и предохранительный клапан с нижней
стороны бака нагревателя. Фильтр необходим для очистки воды с целью
предотвращения загрязнения нагревателя и преждевременного выхода его из строя.
Предохранительный клапан предназначен для отвода избыточного количества воды из
рабочего бака при её нагреве и закрытом вентиле холодной воды. Отвод горячей
воды из нагревателя осуществляется из верхней его части, так как в процессе
нагрева тёплая вода поднимается кверху. На отводе горячей воды установлен
водопроводный вентиль. В самую нижнюю точку корпуса вварен отвод с дюймовым
вентилем для осушения ёмкости в случае ремонта или плановой очистки
нагревателя. Все отводы до ближайшего вентиля или клапана выполнены из труб из
нержавеющей стали и вварены в корпус нагревателя. Блок пластинчатых электродов
выполнен из нержавеющей стали и расположен в нижней части корпуса, так как
более холодная вода собирается внизу. Пластины электродов в разрезе
представляют собой равносторонний треугольник соединяются в звезду с нулевым
проводом и подвешены на четырёх токоведущих стержнях из нержавеющей стали
диаметром 20 мм. Для большей механической прочности и исключения возможности
возникновения короткого замыкания, вследствие незначительной деформации
токоведущих стержней, пластины соединены между собой болтовым соединением через
изолирующие эбонитовые втулки и шайбы. Токоведущие стержни выходят и верхней
части бака нагревателя, располагаются друг относительно друга в вершинах
равностороннего треугольника с центром расположенным на продольной оси бака,
изолированы от корпуса резиновыми конусами и являются вводами для подключения
силового кабеля. Использование резиновых конусов позволяет не только
электрически изолировать стержни от основного корпуса, но и предотвратить течь
воды наружу вдоль стержней. Для защиты нагревателя от «сухого» хода и
отключения питания при уровне воды в баке ниже установленного в верхней части
корпуса предусмотрен датчик электродного типа, изолированный таким же способом
как и силовые токоведущие стержни. Если уровень воды в баке опустится ниже
нижнего конца электрода, сопротивление между электродом и корпусом резко
возрастёт и схема управления снимет питание с нагревателя и подаст
соответствующую сигнализацию. Для измерения температуры воды на среднем уровне
боковой поверхности корпуса расположен датчик температуры, сигнал с которого
поступает на схему управления нагревателем. Измерительным органом датчика
температуры является чувствительный терморезистор, изменяющий своё сопротивление
пропорциональную температуре среды в которой он расположен, в данном случае
воды. Для большей надёжности системы выше датчика температуры расположено
термореле, измерительным органом которого является биметаллическая пластина.
Реле отстроено на замыкание контактов при температуре превышающей 90°С. В целях
электробезопасности корпус нагревателя заземляется. В нормальном режиме
эксплуатации нагревателя вентили горячей и холодной воды должны быть открыты
для беспрепятственного выталкивания горячей воды обратно в систему
водоснабжения в случае если вентили у непосредственного потребителя закрыты, а
вентиль осушения закрыт. Клапан избыточного давления является не рабочим а
аварийным. Величина уставки давления срабатывания для клапана выбирается в
зависимости от давления в системе водоснабжения на уровне установки
нагревателя. Для снижения тепловых потерь снаружи корпус электронагревателя
теплоизолирован.
Страницы: 1, 2, 3, 4 |