 |
|
Электрокалориферная установка
Цель работы
Программа работы
Общие теоретические сведения
Методика работы
Содержание отчёта
Контрольные вопросы
Приложение 2
Цель работы
Изучить устройство, принцип действия, электрическую схему и правила эксплуатации электрокалориферной установки СФОЦ-100
Программа работы
- Ознакомиться с теоретическими сведениями.
- Изучить методику и выполнить работу.
- Опробовать установку в ручном и автоматическом режимах.
- Построить график зависимости температуры воздуха на выходе из калорифера от числа включенных секций Твых = f(n).
- Определить удельный расход электроэнергии на нагрев воздуха Эуд и КПД установки.
- Составить и защитить отчёт.
Общие теоретические сведения
Электрические калориферы предназначены для нагрева воздуха и газов, используемых для интенсификации теплообмена в низко- и среднетемпературных электропечах (печные), при сушке изделий и материалов, для различных технологических целей (технологические), а также для поддержания температурных режимов в системах проточной вентиляции и отопления сельскохозяйственных, коммунальных и промышленных помещений (вентиляционно-отопительные).
Электрокалориферные установки серий СФОА и СФОЦ используют для подогрева воздуха в животноводческих помещениях и теплицах.
Установка состоит из электрокалорифера и вентилятора с электродвигателем, закреплённых на общей раме. Чтобы снизить вибрации и шум, для соединения калорифера с вентилятором применяют переходные гибкие рукава. Кроме того, вентилятор с электродвигателем крепят к раме при помощи виброизоляторов (амортизирующих пружин).
Калорифер представляет собой сварную каркасную конструкцию, внутри которой установлены оребренные трубчатые электронагреватели, объединенные в три секции. Мощность калорифера регулируется ступенчато (100, 67 и 33%) при включении различного числа секций.
 |
Рис. 2.1. Общий вид электрокалориферной установки типа СФОА:
1 - рама; 2 - электрокалорифер; 3 - диффузор; 4 - мягкая вставка; 5 - вентилятор; 6 - электродвигатель; 7 - виброизолятор |
Для более равномерного обдувания нагревателей потоком воздуха калорифер расположен со стороны всасывания вентилятора. Температуру воздуха на выходе калорифера можно регулировать, изменяя подачу вентилятора при помощи заслонки.
Управлять установкой можно вручную или автоматически (рис.2.2). Переключателем SA1 устанавливают режим работы, а переключателем SА2 включают необходимое число секций калорифера при ручном управлении. Автоматическое управление осуществляется температурным реле SK2 и SK3, которое монтируют в обогреваемом помещении. Уставка (температура срабатывания) реле SК2 настраивается на 2…3 ºC больше уставки реле SK3. Температурное реле SK1, установленное в калорифере, предназначено для защиты нагревателей от перегрева и отрегулировано на 180ºС.
Трубчатые электронагреватели калорифера рассчитаны на работу в воздушном потоке. В неподвижном воздухе (при неработающем вентиляторе) теплоотдача уменьшается, что приводит к перегреву и выходу нагревателей из строя. В электрической схеме калорифера предусмотрена блокировка (контакты автоматического выключателя QF2), которая не позволяет включать нагреватели при неработающем вентиляторе.
 |
Рис. 2.2. Электрическая схема для исследования
электрокалориферной установки СФОЦ-100.
|
Методика работы
Устройство, принцип действия, электрическую схему и правила эксплуатации электрокалориферной установки изучают по методическим указаниям к лабораторной работе и техническому паспорту установки.
Для построения зависимости Твых = f(n) измеряют температуру воздуха на выходе из калорифера при различном числе включенных секций нагревателей. В начале опыта включают одну секцию и записывают значения измеряемых величин через каждые 5 мин до установившегося режима. Режим можно считать установившимся, если на протяжении 5 мин разность температур
(Твых - Твх) изменяется не больше, чем на 1ºС.
Мощность Рнэ нагревательных элементов определяют, вычитая мощность Рдв, потребляемую электродвигателем, из общей мощности Руст, потребляемой установкой.
Скорость воздуха V в калорифере измеряют индукционным анемометром, а температуру Тнэ поверхности нагревателей - термопарой.
Результаты опытов и расчётов сводят в табл. 2.1.
Таблица 2.1
Результаты опытов и расчётов
| t, мин | n | Руст, кВт | Pнэ, кВт | Рдв, кВт | Тнэ, ºС | Твых, ºС | Твх, ºС | V, м/с | Акал, м² | Q, м³/ч |
|---|
| | | | | | | | | | | |
Удельный расход электроэнергии на нагрев воздуха, кВт·ч/м³ºС рассчитывается по формуле:
где Q = З600vАкал - подача вентилятора, м³/ч,
Акал - площадь активного сечения калорифера, м².
Коэффициент полезного действия калориферной установки в установившемся режиме вычисляется по формуле:
где ρв - плотность воздуха, кг/м³,
с - удельная изобарная теплоёмкость воздуха, кДж/(кгºС) ,
с =1 кДж /(кгºС).
Плотность воздуха:
где Тср=(Твых + Твх)/2 - средняя температура воздуха в калорифере, ºС,
р - барометрическое давление в данном районе во время проведения эксперимента, кПа. (р=98,7кПа).
Содержание отчёта
- Цель работы.
- Электрическая схема электрокалориферной установки.
- Таблицы опытных и расчётных данных.
- Расчётные формулы, график зависимости Твых = f(n), значения КПД и удельного расхода электроэнергии на нагрев воздуха.
- Выводы по работе.
Контрольные вопросы
- Расскажите об устройстве и области применения электрокалориферных установок серий СФОО и СФОЦ.
- Как регулируют тепловую мощность установки и температуру воздуха на выходе калорифера?
- Почему калорифер устанавливают со стороны всасывающего патрубка вентилятора?
- Какая максимальная температура воздуха допускается в отопительных калориферах?
- Как изменятся потребляемая мощность и температура поверхности ТЭНов при остановке вентилятора?
- Какая блокировка предусмотрена в схеме управления электрокалориферной установкой?
- Объясните работу электрокалориферной установки в автоматическом режиме.
- К каким последствиям может привести неработающий вентилятор?
- Чем измеряют скорость воздуха в калорифере?
- Как будет работать установка, если изменится фазировка в сети?
- Как обнаружить неисправные ТЭНы в электрокалорифере?
- В каких случаях выходят из строя предохранители ТЭНов?
Приложение 2
Таблица 1
Электрокалориферные установки
| Марка | Мощность нагревателя,
кВт | Производи-
тельность по воздуху, м³/ч | Габаритные размеры, мм | Масса, кг |
|---|
| СФО-5/3,3 | 5 | 650 | 600×550×300 | 20 |
| СФО-20 | 20 | 1500 | 800×600×445 | 50 |
| СФО-10 | 10 | 100 | 735×645×390 | 40 |
| СФО-33 | 33 | 3750 | 860×825×815 | 90 |
| СФО-66 | 66 | 3250 | 1070×825×715 | 135 |
| СФО-99 | 92 | 3200 | 1280×900×715 | 180 |
| СФОЦ‑100 | 90 | 5000 | 1550×920×1100 | 200 |
| СФОЦ-16 | 15 | 1500 | 1250×715×680 | 80 |
| СФОЦ-160 | 157,5 | 7500 | 1720×1150×1400 | 260 |
| СФОЦ-25 | 22,5 | 2000 | 1350×715×790 | 100 |
| СФОЦ-250 | 247,5 | 11500 | 2600×1150×1715 | 380 |
| СФОЦ-40 | 45 | 3000 | 1450×800×930 | 140 |
| СФОЦ-60 | 67,5 | 4000 | 1550×920×1100 | 190 |
| ЭКМ-2 | 2,5 | 140 | - | 4 |
| ЭКМ-6 | 6,0 | 280 | - | 10 |
| ЭТВ-15 | 15,0 | 1600 | - | 26 |
| ЭТВ-24 | 24,0 | 3000 | - | 40 |
| ЭТВ-40 | 40,0 | 3000 | - | 60 |
| ЭКВ-15 | 14,4 | 1100 | 730×650×840 | 41 |
| ЭКВ-20 | 19,2 | 1100 | 730×650×840 | 48 |
| ЭКВ-30 | 30,0 | 2020 | 760×795×990 | 72 |
| ЭКВ-40 | 37,5 | 2020 | 760×795×990 | 76 |
| ЭКВ-60 | 60,0 | 2020 | 760×815×1040 | 88 |
| ЭКВМ-15 | 14,4 | 1100 | 440×530×950 | 40 |
| ЭКВМ-20 | 19,2 | 1100 | 440×530×950 | 45 |
| ЭКВМ-30 | 30,0 | 2020 | 485×680×1140 | 65 |
| ЭКВМ-40 | 37,5 | 2020 | 485×680×1140 | 70 |
| ЭКВМ-60 | 60,0 | 2020 | 555×680×1140 | 80 |
| КЭВ-12 | 12 | 1400 | 420×275×750 | 30 |
| КЭВ-12А | 12,0 | 2200 | 420×275×750 | 30 |
| КЭВ-18 | 18,0 | 2200 | 420×350×750 | 35 |
| КЭВ-24 | 24,0 | 2200 | 450×350×750 | 35 |
| ЭК-15 | 14,4 | 1100 | 730×650×840 | 40 |
| ЭК-20 | 19,2 | 1100 | 730×650×840 | 47 |
|
