12.Водогрейное оборудование.
Классификация:
- виду получаемого конечного продукта - кипятильники, водонагреватели и кофеварки;
- организационно - техническому признаку - непрерывного и периодического действия;
- виду используемого энергоносителя - электрические, газовые, твердотопливные, жидкотопливные;
- конструктивному исполнению - настольные, напольные, цилиндрические, прямоугольные;
- степени автоматизации - автоматизированные, полуавтоматизированные и неавтоматизированные;
- конструкции нагревательных элементов - ТЭНовые, электродные, кожухотрубные, пластинчатые и т. д.
19.Электрические кипятильники кнэ-100
Кипятильник типа КНЭ состоит из питательной коробки, соединенной с водогрейным резервуаром, имеющим в верхней части переливную трубу и сборник кипятка. В водогрейном резервуаре расположены трубчатые электронагреватели, переливная труба и сливной патрубок с пробкой.
Сборник кипятка имеет разборный кран, отражатель, закрепленный в нижней части крышки, и отверстие, через которое кипяток при переполнении сборника попадает в питательную коробку. Уровень воды в питательной коробке и, следовательно, в переливной трубе поддерживается с помощью поплавкового устройства, которое состоит из поплавка, рычага и клапана.
Поплавковое устройство представляет собой рычажный механизм, большое плечо которого соединено с поплавком, а малое плечо - с герметизирующей прокладкой (пробкой). При заполнении питательной коробки водой поплавок, всплывает, воздействует на большой рычаг с силой и тем самым создает силу в зоне герметизации питающего трубопровода. Длину малого и большого рычагов выбирают из условия создания усилия в зоне герметизации, превышающего усилие воды, истекающей из питающего трубопровода, при определенном уровне воды.
|
|
Рис. 12.1. Электрический кипятильник КНЭ:
1 - водогрейный резервуар, заполненный водой; 2 - соединительная трубка;
3 - электрод нижнего уровня; 4 - сборник кипятка; 5 - электрод верхнего уровня;
6 - электрод защиты от «сухого хода»; 7 - поплавок; 8 - крышка; 9 - отражатель;
10 - отверстие; 11 - питательная коробка; 12 - клапан; 13 - переливная труба;
14 - питающий трубопровод; 15 - сливной кран; 16 - ТЭН; 17 - кожух;
18 - сливной патрубок; 19 - сигнальная труба; 20 - рычаг
В питательной коробке выходное отверстие питающего трубопровода полностью перекрывается и поступление воды прекращается. Этот уровень зависит от зазора в зоне герметизации питающего трубопровода, а также от конечного положения поплавка изменением указанных параметров достигают требуемого уровня воды в питательной коробке. Объем сборника кипятка рассчитывают исходя из условия, что разбор кипятка из него осуществляется не более чем за 15 мин. За пределами этого времени Температура кипятка на выходе из разборного крана будет ниже допустимого значения.
Автоматика кипятильника обеспечивает защиту ТЭНов от «сухого хода», отключение их при наполнении сборника кипятка и включении реле разбора кипятка при понижении его уровня до нижнего заданного предела. Для этого в кипятильнике установлены следующие электроды: на дне питательной коробки - электрод защиты от «сухого хода», который контролирует наличие воды, поступающей из водопровода в кипятильник, в сборнике кипятка - электроды нижнего и верхнего уровней.
B некоторых конструкциях кипятильников, примерно к середине (по высоте) переливной трубы, присоединяют отводной патрубок с краном для отбора горячей воды. Горячая вода используется для санитарно-технических целей и имеет температуру не ниже 70 °C. Таким образом, в таком аппарате можно одновременно приготовлять кипяток и горячую воду.
Принцип действия кипятильника основан на использовании свойства двух сообщающихся сосудов, в одном из которых жидкость меняет свою объемную плотность. При разных объемных плотностях жидкостей в сообщающихся сосудах высота столба жидкости определяется при условии равенства давления, создаваемого жидкостями в нижней точке. Чем меньше объемная плотность жидкости, тем больше высота ее столба в сосуде и наоборот.
B кипятильнике сообщающиеся сосуды представляют собой: с одной стороны - питательная коробка и соединительная трубка, а с другой - водогрейный резервуар и переливная труба. В начальный момент оба сосуда заполнены холодной водой, уровень которой в питательной коробке и переливной трубе одинаков. При нагревании воды в водогрейном резервуаре и переливной трубе уровень ее в переливной трубе повышается. Однако это повышение уровня небольшое, так как вода при нагревании изменяет свою плотность незначительно, и ее перелива из переливной трубы не происходит.
Процесс приготовления кипятка в кипятильнике заключается в следующем. Холодная вода из водопроводной сети по питающей трубе через клапан поступает в питательную коробку, а из нее по соединительной трубке - в водогрейный резервуар и переливную трубу. Когда уровень воды в переливной трубе и питательной коробке достигает требуемой величины, поплавковый клапан перекрывает питающий трубопровод.
Когда нагревательные элементы включены, находящаяся рядом с ТЭНами вода нагревается и поднимается вверх. B верхней части водогрейного резервуара и в переливной трубе собирается более горячая вода из-за меньшей ее плотности, а в нижней части - более холодная. B верхней части водогрейного резервуара вода быстро нагревается до кипения, так как в ней находится около трети теплоотдающей поверхности ТЭНов. Кипение воды сопровождается значительным выделением пузырьков пара, которые, будучи намного легче воды, устремляются вверх, но не конденсируются, поскольку температура воды близка к температуре пара. При этом объемная плотность смеси становится намного меньше и происходит выброс кипятка с паром из переливной трубы.
Кипяток, ударяясь об отражатель, направляется в сборник кипятка. Пар, соприкасаясь с холодными стенками питательной коробки, конденсируется и стекает в сборник кипятка. Кроме того, со стенками питательной коробки частично соприкасается и кипяток, поэтому температура его на выходе из разборного крана ниже температуры кипения. При этом вода в питательной коробке частично нагревается, что приводит к повышению КПД кипятильника.
После выброса порции кипятка из переливной трубы уровень его понижается, поэтому в нижнюю часть водогрейного резервуара по соединительной трубке начинает поступать холодная вода. При этом уровень воды в питательной коробке понижается, поплавок опускается и водопроводная вода заполняет питательную коробку до требуемого уровня. За это время на верхней части ТЭНов накапливается большое количество пузырьков пара, которые отрываются от них и устремляются в переливную трубу, при этом вновь происходит выброс порции кипятка (интервал между выбросами - несколько секунд).
Существенным недостатком в работе кипятильника непрерывного действия является интенсивное образование накипи на ТЭНах и в переливной трубе. B зависимости от жесткости воды и производительности кипятильника ТЭНы и переливная труба кипятильника покрываются накипью.
Образование накипи на ТЭНах увеличивает термическое сопротивление, что приводит к увеличению температуры спирали и, как следствие, преждевременному выходу ее из строя.
Для оценки работы кипятильника введен термин «нормальный кипяток», которым принято называть воду, нагретую от 10 до 100 °С. Поэтому все показатели работы кипятильников пересчитывают на нормальный кипяток, что позволяет объективно оценивать их работу. При этом определяют нормальную производительность кипятильника, расход электроэнергии на приготовление 1 кг нормального кипятка и КПД.
Также работу кипятильника характеризует первоначальная продолжительность разогрева воды до кипения и расход электроэнергии на разогрев аппарата.
Кроме отечественных широко распространены разные модели кипятильников многих зарубежных фирм, которые по устройству и основным характеристикам аналогичны отечественным. Зарубежные кипятильники выпускаются фирмами Animo (Голландия), Starfood (Тайвань) и др.
Правила эксплуатации кипятильников
До включения электрических кипятильников проверяют надежность механического соединения заземляющего болта на корпусе кипятильника с шиной защитного заземления.
Перед началом работы проверяют, открыт ли вентиль на подводящей водопроводной трубе и заполнен ли кипятильник водой. Затем по уровню воды в переливной трубе определяют правильность регулирования питательного клапана. После этого сливают из сборника оставшийся кипяток и устанавливают под сигнальной трубкой ведро (если трубка не имеет слива в канализацию).
После включения электрического питания загорается красная сигнальная лампа, а после заполнения питательной коробки водой - зеленая, которая свидетельствует о том, что ТЭНы находятся под напряжением и нагреваются.
При первоначальном пуске после длительных простаивания или обработке внутренних поверхностей и ТЭНов моющими средствами для удаления накипи, а также после ремонта, связанного со сменой электронагревателей, первые 20...30 л кипятка требуется слить в подставленную емкость, промыв тем самым внутренние поверхности.
В процессе работы кипятильника регулярно отбирают кипяток. При этом первые порции сливают, так как они могут быть некипячеными.
Отбор кипятка лучше производить при некотором скоплении его в сборнике. Не следует допускать переполнения сборника кипятка, о чем свидетельствует появление струи горячей воды из сигнальной трубы.
В процессе работы электрических кипятильников происходит интенсивное отложение накипи на ТЭНах и в переливной трубе или кольцевом щелевом канале. Интенсивное отложение накипи на ТЭНах приводит к резкому сокращению срока их службы, а образование значительного слоя накипи в переливной трубе создает ситуацию, когда в сборник кипятка попадает некипяченая вода. Поэтому необходимо осуществлять постоянный контроль за величиной слоя накипи в переливной трубке или кольцевом щелевом канале и на поверхности ТЭНов. Один раз в 2-3 мес. следует очищать ТЭНы и переливную трубу от накипи при интенсивной эксплуатации кипятильника. Кроме того, каждые 2-3 дня поверхность электродов очищают от накипи мягкой фланелевой тканью.
Порядок проведения работ по удалению накипи следующий:
1. при закрытом кране подачи водопроводной воды слить воду из водогрейного резервуара через сливной патрубок 18;
2. залить моющее средство для удаления накипи в питательную коробку в расчете на 30 л воды и открыть кран подачи водопроводной воды для заполнения водогрейного резервуара и питательной коробки водой;
3. закрыть кран подачи водопроводной воды, включить аппарат и кипятить в течение 2-3 ч, а затем дать время остыть и отстояться;
4. слить моющий раствор из водогрейного резервуара через сливной патрубок в подставленную емкость или канализацию;
5. подать водопроводную воду, довести ее до кипения и вновь опорожнить водогрейной резервуар через сливной патрубок.
При выкидывании воды (в процессе выполнении работ по удалению накипи) возможно, срабатывание датчика защиты от «сухого хода». Для продолжения работы следует снять верхнюю крышку кипятильника и долить воду с моющим раствором вручную.
Необходимо систематически осматривать фланцевые уплотнения, а при обнаружении утечки воды - затягивать гайки на стяжных болтах и заменить, если это необходимо, прокладки. В случае разработки кранов необходимо подтянуть пробки. Следует проверять также электрокоммуникации и в случае необходимости производить мелкий ремонт пускорегулирующих приборов.
Если потребность в кипятке отпала, то необходимо прекратить нагрев неавтоматизированного кипятильника или резко уменьшить количество подводимой к нему теплоты.
После окончания работы вентиль на водопроводной трубе закрывают, отключают подачу энергоносителя и сливают кипяток из сборника кипятка. Наружную поверхность кипятильника протирают влажной тканью, хромированные и полированные поверхности - фланелевой тканью с порошком мела.