книги из ГПНТБ / Электрооборудование и автоматизация сельскохозяйственных агрегатов и установок учеб. пособие

датчик температуры помещения ЛТ2 (установкой переключателя Ві в нижнее положение). Сигнальные лампочки ЛС2 (красная), ЛСЗ (зеленая) и ЛС1 (желтая) загораются соответственно при включении отключении и аварийном отключении котла. При переводе переклю­ чателя В2 в положение Р котел может управляться вручную.

Рис. 178. Электрическая схема котла КЭВЗ-25/0,4.

Водяные и паровые электродные котлы типа ЭКВ и ЭКП. Такие котлы выпускаются на различные мощности от 20 до 400 кВт при

280

Т а б л и ц а 20

Техническая характеристика электродных котлов типа ЭКВ и ЭКП

подводах к проходным изоляторам на крышке центральной камеры 3. Вода в котел поступает через поплавковый клапан 7, который поддер­ живает ее уровень выше верхнего среза пакета электродов. Верхние,

Рис. 179. Электродный паровой котел ЭКП-160/0,4:

5 — регулирующий клапан; 6 — внешняя камера; 7 — поплав­ ковый клапан.

не заполненные водой части центральной 3 и внешней 6 камер пред­

назначены для накопления пара.

Отличительной особенностью этих котлов является автоматиче­ ское регулирование мощности в зависимости от разбора пара. При давлении пара, не превышающем максимально допустимое, клапан 5 регулятора давления прямого действия 4 открыт, и вода в обеих

381

камерах 3 и 6 находится на одинаковом уровне, полностью закрывая электроды и обеспечивая полную мощность. С уменьшением разбора пара давление его возрастает; при превышении заданного значения срабатывает регулятор 4 и перекрывает клапаном 5 сообщение цент­ ральной и внешней камер. Под действием возрастающего давления пара вода из камеры 3 вытесняется во внешнюю камеру 6. При этом электроды оголяются и мощность котла уменьшается. Этот принцип обеспечивает автоматическую работу не только при изменении интен­ сивности разбора пара, но и при изменении удельного сопротивления воды, что выгодно отличает котлы такого типа от водогрейных типа КЭВЗ, рассчитанных на воду определенного удельного сопротивления.

23.3.ОСОБЕННОСТИ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ, МОНТАЖА

ИЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЕЙ

ИКОТЛОВ

Электрические водонагреватели и парообразователи при несоблю­ дении надлежащих условий монтажа и эксплуатации могут представ­ лять значительную опасность с точки зрения поражения людей и животных электрическим током. Это обусловлено тем, что они уста­ навливаются, как правило, в сырых помещениях и обслуживаются неквалифицированным персоналом. Электродные аппараты, помимо

этого, имеют повышенную опасность, обусловленную принципом их работы.

При установке в сухих отапливаемых помещениях элементные аппараты по условиям опасности не отличаются от других электро­ установок, например электродвигателей, и по отношению к ним должны выполняться обычные меры безопасности, предусмотренные Прави­

лами устройства электроустановок (ПУЭ) и Правилами технической эксплуатации (ПТЭ).

Однако на практике электрические водонагреватели и парообра­ зователи в большинстве случаев устанавливаются в молочных, кор­ моприготовительных и других сырых и особо сырых помещениях,

и это требует повышенного внимания к обеспечению безопасности их обслуживания.

Основные мероприятия по обеспечению безопасности при установке

имонтаже нагревательных аппаратов сводятся к следующему.

1.Электрические водонагреватели и парообразователи должны устанавливаться в отдельных помещениях, доступ в которые возможен

лишь для специально проинструктированных лиц. В крайнем случае

эти помещения должны быть отделены от помещений для жи­ вотных.

2.Корпусы аппаратов и все металлические части, которые в ре­

зультате повреждения изоляции могут оказаться под напряжением, должны быть надежно заземлены.

3.Соединение аппаратов с питающим водопроводом и водоразбор­

ными устройствами должно осуществляться только через изолирующие вставки.

382

4. Подсоединение аппаратов к питающей сети должно быть на­ дежным и соответствовать существующим правилам.

При несоблюдении отмеченных мер эксплуатация электронагрева­ тельных установок запрещается. Все операции по обслуживанию и ремонту должны производиться только при отключенных установках.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 13

Изучение схем автоматизации электрических водонагревателей и котлов

Содержание работы. 1. Изучение конструкции элементного водона­ гревателя типа ВЭТ-200 и аппаратуры управления.

2.Изучение схемы управления элементным водонагревателем.

3.Проверка работы установки в режимах подогревателя и тер­

моса.

4.Изучение конструкции электродного водогрейного котла типа КЭВЗ и аппаратуры управления.

5.Изучение схемы управления котлом КЭВЗ.

6.Проверка работы котла в режимах автоматического поддержа­ ния температуры при ручном управлении.

7.Регулирование мощности котла КЭВЗ.

Описание лабораторной установки. Учебная установка включает элементный водонагреватель ВЭТ-200 и электродный котел КЭВЗ, а также измерительные приборы и аппараты: амперметры, вольтметры, ваттметры, трансформаторы тока, секундомер.

Порядок проведения работы. Изучив устройство элементного водо­ нагревателя и ознакомившись с аппаратурой управления и приборами, собирают схему (см. рис. 175).

После заполнения резервуара нагревателя водой и установки теп­ лового реле на заданную температуру нагрева воды водонагреватель включают в сеть в режиме подогревателя. При этом записывают на­ чальную температуру воды, время включения и показания всех при­ боров. После автоматического отключения нагревательных элементов записывают время отключения и температуру нагрева воды. По полу­ ченным данным определяется продолжительность нагрева воды и

в режим термоса и наблюдают за работой схемы автоматики. В этом режиме работы нагревателя измеряют температуру воды при включе­ нии и отключении нагревательных элементов и продолжительность нагрева и охлаждения.

Изучают устройство электродного водогрейного котла. Ознако­ мившись с аппаратурой его управления и приборами, собирают схему (см. рис. 178). Установкой переключателя В2 в положение Р прове­ ряют ручное управление котлом. При этом определяют диапазон регу­ лирования мощности, изменяя с помощью маховичка положение изо-

383

ляционных цилиндров. Установив переключатель В2 в положении А проверяют работу схемы в автоматическом режиме нагрева. ’ Содержание отчета. Отчет должен содержать: 1) электрические схемы водонагревателя ВЭТ-200 и котла КЭВЗ; 2) опытные и расчет­ ные данные; 3) технические характеристики аппаратуры и измеритель­

ных приборов; 4) выводы по работе.

Контрольные вопросы

1. Как работает электрическая схема управления водонагревателя ВЭТ-200

врежиме термоса и подогревателя?

2.Как устроен проточный водонагреватель типа ЭПВ?

3.Как и в каких пределах регулируется мощность электродного водогрейного котла типа КЭВЗ?

4.Как работает электрическая схема управления котла КЭВЗ в автоматиче­ ском режиме и при ручном управлении?

5.Как устроен паровой электрокотел типа ЭКП?

6.Каковы особенности техники безопасности, монтажа и эксплуатации электри­ ческих водонагревателей и котлов?

24.ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ОБОГРЕВ ПАРНИКОВ, ТЕПЛИЦ, ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ И ПТИЦЕВОДЧЕСКИХ

ПОМЕЩЕНИЙ

24.1. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ И АВТОМАТИЗАЦИЯ ОБОГРЕВА ПАРНИКОВ И ТЕПЛИЦ

Виды и способы обогрева в закрытом грунте. В зависимости от вида применяемого теплоносителя обогрев парников и теплиц бывает: биологический, при котором тепло получается в результате разложе­ ния навоза, закладываемого под растительный слой почвы; от огневых установок (котельных); электрический.

Применение того или иного вида обогрева определяется климати­ ческими условиями, агротехническими требованиями к выращиванию растений, способом обогрева и технико-экономическими показателями.

Б и о л о г и ч е с к и й о б о г р е в является наиболее трудоем­ ким, так как он связан с большими затратами труда по транспорти­ ровке навоза, набивке им парников и последующей очистке их от перегноя. Подачу тепла практически невозможно регулировать, так как сгорание навоза во времени происходит неравномерно.

Т е п л о с н а б ж е н и е от огневых котельных в настоящее время широко применяется для обогрева теплиц. Однако сооружение котельных связано со значительными капитальными затратами, тре­ бует хорошо налаженного снабжения топливом и экономически оправ­ дывается только в крупных тепличных хозяйствах, расположенных обычно вблизи городов.

Э л е к т р и ч е с к и й о б о г р е в парников и теплиц имеет существенные преимущества по сравнению с другими видами обо­ грева. Основными из них являются: постоянная готовность к работе,

384

легкость разогрева почвы, возможность создания правильного соот­ ношения между температурами почвы и воздуха, равномерное распре­

деление температуры по участкам, автоматическое регулирование теплового режима.

экономичный по расходу тепловой энергии почвенно-воздушный обогрев.

Рис. 180. Устройство электрообогрева парников:

а — стальной проволокой в асбоцементных или гончарных трубах: / — парубни; 2 — элементы почвенного обогрева; 3 — элементы воздушного обогрева; 6 — нагревательным проводом ПОСХП: / — элементы почвенного обогрева; 2 — экранная металлическая сетка; 3 — элементы воздуш­

ного обогрева.

в парниках и теплицах относятся элементный и электрокалорифер­ ный. Электродный способ обогрева почвы не получил широкого рас­ пространения из-за повышенной электроопасности и больших расходов листовой стали на электроды.

Обогрев парников стальной неизолированной проволокой в трубах.

При этом способе обогрева электронагреватели изготовляются из стальной оцинкованной проволоки 0 2 ,2 -ь З мм, проложенной внутри асбоцементных или гончарных труб.

Вдоль парника прокладываются четыре нагревательных элемента (рис. 180, а): два воздушных и два почвенных. Для почвенных нагрева­ тельных элементов применяются асбоцементные трубы ф 100- г - 150 мм, укладываемые в слой песка толщиной 10 -г- 15 см. Для обогрева воз­

385

духа используются трубы ф 50 -г- 75 мм с той целью, чтобы они зани­ мали меньше полезной площади парника. Прокладываются они по парубням на крюках или специальных опорах. Торцы труб заделы­ вают изолирующими заглушками.

Для обеспечения удобства замены нагревательной проволоки по концам парника делаются колодцы, отделяемые от основной части парника бетонными или кирпичными перегородками.

Нагревательные элементы четырех парников соединяются после­ довательно (отдельно для воздушных и почвенных нагревателей) и включаются непосредственно в сеть с напряжением 380/220 В.

Достоинствами этого способа обогрева являются простота выпол­ нения монтажных работ и замены проволоки нагревательных эле­ ментов при ее перегорании, обеспечение требуемых температурных режимов почвы и воздуха, большая теплоаккумулирующая способ­ ность. К недостаткам относятся малый срок службы нагревательной проволоки (1—2 сезона), значительные потери полезной площади парника (до 20%) в связи с наличием труб воздушного обогрева и мон­ тажных колодцев, неравномерное распределение температуры по продольной оси парника.

Обогрев парников специальными нагревательными проводами.

Для обогрева почвы и воздуха в парниках применяются специальные стальные нагревательные провода с пластмассовой изоляцией марок ПОСХВ, ГТОСХП и ПОСХПВ. Провод ПОСХП используется для обогрева почвы. Его укладывают на дно котлована, как правило, двумя секциями, по нескольку ниток в каждой секции (рис. 180, б). Для защиты от механических повреждений нагревательный провод зали­ вают цементно-песочной смесью или покрывают металлической сеткой.

Обогрев воздуха осуществляют проводом ПОСХВ или ПОСХПВ, проложенным в несколько параллельных рядов на подвесках вдоль

парубней. Напряжение питания нагревательных элементов равно

220 В.

Достоинствами этого способа обогрева являются равномерность прогрева почвы, значительная теплоаккумулирующая способность парника, надежность и долговечность нагревательного устройства. К недостатками относятся малая теплостойкость провода ПОСХВ (не более 70 °С), трудность замены почвенного нагревательного эле­

мента и сравнительно высокая трудоемкость работ при изготовлении цементной стяжки.

Обогрев парников стальной неизолированной проволокой. Нагрева­ тельный элемент выполняется из стальной неизолированной прово­ локи ф 4 -г- 7 мм, прокладываемой в слое песка в несколько параллель­

ных рядов. Такой же электронагреватель может быть применен для обогрева воздуха в парнике.

Нагревательные элементы по условиям электробезопасности необ­

ходимо питать от понижающих трансформаторов со вторичным напря­ жением от 24 до 50 В.

Положительными особенностями этого способа обогрева парников являются: простота конструкции и монтажа нагревательного устрой­

386

ства, простота разогрева, хорошее распределение температур и боль­ шая степень безопасности обслуживания. К недостаткам относятся необходимость применения специальных понижающих трансформа­ торов, подверженность нагревательного провода коррозии и сложность замены провода, связанная с необходимостью удаления почвы из парника.

Обогрев парников асфальтобетонным нагревательным устройством.

Конструктивно нагревательное устройство парника может быть вы­ полнено или в виде асфальтобетонного монолита с размерами 21 X X 1,3 X 0,07 м, в середине которого зигзагообразно уложена неизо­ лированная стальная проволока ф 2ч-3 мм и длиной 350 м, или смонти­ ровано из отдельных асфальтобетонных блоков прямоугольной формы с размерами 0,5 X 0,5 X 0,06 м. Внутри блоков заложена стальная проволока. Блоки укладывают на шлаковый теплоизоляционный слой парника, выводы проволок соседних блоков соединяют сваркой, а места стыков изолируют асфальтобетонной массой. Смонтированные блоки или монолит засыпают песком и слоем питательного грунта. Нагревательное устройство подключают к сети 380/220 В. При напря­ жении 220 В мощность нагревательного устройства одного парника составляет около 5 кВт.

Достоинствами этого способа электрообогрева являются равно­ мерность прогрева почвы, большая теплоаккумулирующая способ­ ность и достаточная электромеханическая прочность нагревательного устройства. К недостаткам относятся отсутствие обогрева воздуха в парниках, трудоемкость изготовления асфальтобетонного нагрева­ тельного устройства, сложность его замены.

Обогрев парников при помощи электрокалориферов. Для обогрева почвы нагретый в электрокалориферах воздух прогоняется по гон­ чарным или асбоцементным трубам, уложенным в подпочвенный слой парников. Трубы по торцам парников сообщаются с воздуховодами, представляющими собой кирпичные или сборные железобетонные ка­ налы, смонтированные по периметру квартала парников. Электрокало­ риферы устанавливаются в специальных пристройках — вентиляцион­ ных камерах.

К достоинствам этого способа обогрева относятся безопасность работы в парниках при работающем электрокалорифере, значительная теплоаккумулирующая способность, простота эксплуатации. Недостат­ ками являются отсутствие воздушного обогрева, трудность обеспече­ ния равномерного температурного поля в почвенном слое, необходи­ мость в тщательной тепловой изоляции воздуховодных каналов и до­ полнительные потери тепла в них.

Электрический обогрев теплиц. Способы электрообогрева теплиц принципиально не отличаются от способов обогрева парников. Наи­ большее распространение для обогрева воздуха и почвы в теплицах получил электрокалориферный способ. При обогреве воздуха при­ меняют электрокалориферы с сосредоточенным выпуском нагретого воздуха или с его распределением по теплице с помощью воздуховодов из полимерной пленки. Так как калориферы устанавливают непосред­

387

ственно в теплице, отсутствуют дополнительные потери тепла в воз­ духоводах.

Автоматическое управление нагревательными устройствами парни­

ков. Для автоматического управления температурным режимом почвы и воздуха в парниках и теплицах с электрическими нагревательными элементами применяются полупроводниковые терморегуляторы типа ПТР-2, контактные электротермометры и другие приборы.

Терморегулятором ПТР-2 можно регулировать температуру воз­ духа и почвы в диапазоне от 5 до 35 °С с погрешностью ± 1 °С. В соче-

вательных элементов применяются магнитные пускатели типов ПА-321,

ПА-322, ПА-422, ПА-522.

Для защиты от перегрузок и коротких замыканий используются токовые автоматы типа А 3124 в трехполюсном исполнении с электро­ магнитными расцепителями на соответствующий ток.

В целях сокращения количества аппаратуры и повышения надеж­ ности работы установки следует использовать один датчик темпера­ туры на группу, состоящую из 4—6 парников. Для парников с поч­ венно-воздушным обогревом датчик устанавливается в воздушном пространстве одного из парников группы на высоте 10 см от поверх­ ности почвы. Он включает одновременно и почвенные и воздушные нагревательные элементы. В парниках с одним почвенным обогревом датчик устанавливается в почве парника на глубине 10 см.

На рис. 181 приведена схема включения нагревательных элемен­ тов группы из четырех парников с почвенно-воздушным обогревом. С помощью переключателей В2 и ВЗ нагревательные элементы почвы или воздуха четырех последовательно включенных парников могут

388

быть включены на фазное или линейное напряжение для ступенчатого изменения их мощности.

При установке переключателя В1 в положение А на терморегуля­ тор ПТР подается фазное напряжение, а катушка магнитного пуска­ теля КЛ 'через контакты терморегулятора включается на линейное напряжение. Терморегулятором ПТР осуществляется двухпозицион­ ное регулирование температурного режима.

При неисправности автоматического регулятора для ручного вклю­ чения магнитного пускателя переключатель В1 переводят в поло­ жение Р.

Регулирование микроклимата в теплицах. Микроклимат в теплицах регулируется путем поддержания необходимой температуры и отно­ сительной влажности воздуха, а также искусственным увеличением содержания в воздухе углекислого газа. Следует иметь в виду, что каждый из указанных факторов действует на растение неизолиро­ ванно, а в комплексе с другими и замена одного другим недопустима. Нельзя, например, заменить недостаток тепла увеличением освещен­ ности или наоборот. Согласование факторов микроклимата должно выполняться по правилу: чем лучше освещенность, тем выше должна быть температура и содержание углекислоты в воздухе и наоборот.

Регулирование температуры в теплицах осуществляют включе­ нием и выключением системы отопления или усилением и уменьше­ нием действия вентиляции. Относительную влажность уменьшают путем усиленного проветривания теплицы, а увеличивают распыле­ нием воды. Содержание углекислого газа в воздухе регулируют вруч­ ную или автоматически.

Автоматическое регулирование температуры в теплицах зависит от способа обогрева. При электрокалориферном отоплении и обогреве для автоматического регулирования температурного режима в теп­ лицах могут быть использованы схема и аппаратура, применяемые в парниках.

Для создания определенного микроклимата в теплицах применяют комплекты оборудования, осуществляющие автоматическое регули­ рование отопления, увлажнения воздуха и вентиляции.

Экономическая эффективность электрообогрева парников и теплиц.

Она зависит в первую очередь от климатического района, типа куль­ тивационных помещений закрытого грунта и других факторов.

Электрообогрев парников в настоящее время является рентабель­ ным, особенно для южных районов и средней полосы СССР. Из опыт­ ных и расчетных данных следует, что затраты энергии на электрообо­ грев парников и теплиц меньше, чем на водяной обогрев, а урожай овощей и качество рассады — на 10—15% выше. Это объясняется в основном созданием оптимальных условий для выращивания расте­ ний в результате автоматического регулирования микроклимата. За­ траты на электрообогрев парников окупаются за 3—4 года.

Особенности эксплуатации парников и теплиц с электрообогревом и техника безопасности. Парники и теплицы с электрообогревом отно­ сятся к установкам повышенной опасности поражения электрическим

389