8.2. Автоматизація електричних водонагрівників

У сільськогосподарському виробництві використовують електричні водонагрівники-термоси типу ВЗТ і УАП міст­кістю 200, 400, 800 і 1600 л. Вони призначені для нагрівання води для технологічних та санітарно-гігієнічних потреб, приготування кормів, потреби гаражів, майстерень, установ комунально-побутового обслуговування. Всі ці водонагрів- ники автоматизовані.

Водонагрівник ВЗТ-400 поєднується до електромережі 380/200 В. В станції керування встановлені автоматичний вимикач, магнітний пускач, аварійний вимикач і додатковий опір* (рис. 8.3).

Схема працює так. Якщо вода в резервуарі холодна і контакти терморегулятора ТР замкнені, то досить ввімкну­ти автомат і вимикач 5Л, як спрацьовує магнітний пус­кач І(М і подає напругу на нагрівні елементи ТЗН. Одно­часно замикаються контакти КМ-2. Коли вода нагріваєть­ся до розрахункової температури (80—90 °С), контакт тер­мореле розімкнеться, але котушка магнітного пускача залишиться під напругою через замикаючий контакт КМ2 і додатковий опір Р. Нагрівання води триває доти, поки не замкнеться замикаючий контакт 5К.Тоді котушка магніт­ного пускача КМ буде закорочена і знеструмлена, пускач розімкне свої контакти і нагрівання води припиниться. Нагрівання води до 80 °С триває приблизно 4 год.

Аналогічно побудовані і працюють схеми керування електроводонагрівниками-термосами ВЗТ-800 і ВЗТ-1600. На відміну від попередньої схеми ці водонагрівники ма-

ють по три комплекти нагрівних елементів і можуть пра­цювати у трьох режимах: форсований (ввімкнені дві групи електронагрівників), акумуляційний (ввімкнена нижня група нагрівників) і швидкісний (ввімкнена верхня група нагрівників). Електронагрівники типу УАП за призначен­ням і принципом дії аналогічні водонагрівникам типу ВЗТ. УАП 400/0,9-М1 має один нагрівальний блок, а в УАП 800/0,9-М 1 і УАП 1600/0,9-Й 1 встановлені по два блоки нагрівників.

У шафі станції керування (рис. 8.4) встановлені авто­матичні вимикачі QF1 і QF2, магнітні пускачі, пакетні ви­микачі 5Л1 і SA2 для вимикання кіл керування, сигнальні лампи HL1 і HL2. Як датчик температури використовують термореле TP-2Q0. При подачі напруги на схему за допо­могою автоматів QF1 і QF2 і при ввімкнутих пакетних ви­микачах 5Л1 і SA2вмикаються спочатку проміжні реле. KV\ і KV2, а за ними магнітні пускачі КМ1 і /CM2, що по­дають напругу на нагрівні елементи Е1 і Е2.

Передбачена робота нагрівників по трьох режимах: форсований (ввімкнені обидві групи нагрівників); акуму­ляційний (ввімкнена лише нижня група нагрівників потуж­ністю 12 кВт «Зона 1») і швидкісний (ввімкнена лише верхня група нагрівників потужністю 6 кВт «Зона 2»). Ке­рування першою групою нагрівників здійснюється за допо­могою термореле 5/С1, а другою — SK2 типу ТР-200.

Схема автоматизації УАП-400 аналогічна розглянутій.

8.5. Принципова електрична схема «лектроводонагрівника типу ЭПВ-2А

Тільки в неї один блок нагрів­ників і відповідно один комп­лект елементів керування.

Поряд з резервуарними в сільському господарстві засто­совують проточні єлектрово- донагрівники. Поширеним є водонагрівник ЭПВ-2А з труб­частими елементами продуктивністю до ши л/год при на­гріванні води до 90 °С. Електрична схема керування уста­новкою наведена на рис. 8.5. Вмикається схема вручну на­тисканням на кнопку «Пуск». Вимикається водонагрівник автоматично при нагріванні води до заданої температури, при якій розмикаються контакти термореле SK. Водона­грівник може бути відімкнутим від електромережі і вруч­ну. Для цього треба натиснути на кнопку «Стоп» — S1.

(У сільському господарстві поширені не тільки елемент­ні, а і електродні електроводонагрівники. За принципом дії вони належать до установок прямого нагріву, тобто нагрі­вання води здійснюється за рахунок виділення теплоти без­посередньо у водному середовищі при проходженні через нього електричного струму між електродами. Найпошире­нішими є електроводонагрівники типу ЭПЗ і КЭВ різної потужності, призначені для нагрівання води до температу­ри 95 °С. Вони випускаються продуктивністю від 0,86 до 3,6 м³/год і потужністю від 25 до 250 кВт. J

Оскільки водонагрівники типу ЗПЗ^призначені для пі­дігрівання води в системі з циркуляцією по замкненому КОН­ТУРУ, то до комплекту обладнання входить електронасос, М (рис. 8.6). ЭПЗ поєднуються до електромережі як вручну, так і автоматично. Режим роботи встановлюється за до­помогою пакетного перемикача SA2 (положення Р—ручне керування, О — нейтральне, А — автоматичне), Контроль температури води здійснюється за допомогою манометрич­ного електроконтактного термометра SK1 типу ТПК-СК який має два контакти: мінімальної SKI.2 і максимальної S/C1.1 температури. При температурі води менше допустимої контакти SKL2 замкнуті, а контакти SKIA — розімкнуті. При підвищенні температури води в баці електроводонаг- рівника контакти SKI.2 розмикаються. Якщо температура підніметься до максимально допустимого значення, зами­каються контакти SKIA.

Схема в автоматичному режимі працює так. При ввімк­нутому вимикачі S/11 вмикають автоматичний вимикач QF та його замикаючі контакти QF. 1 подають живлення на ко­ло керування електроводонагрівником. Тобто через замк­нуті контакти 5/С1.2, KV2A і /CF5.1 напруга подається на котушку проміжного реле KV3, через контакти якого KV3.2 отримує живлення котушка магнітного пускача КМ. При цьому силові контакти пускача КМ1 подають напругу на електронагрівні елементи Е. При розмиканні контактів 5/С1.2 електронагрівні електроди залишаються ввімкнути­ми, тому що ці контакти заблоковані контактами KV3A. Тільки тоді, коли замкнуться контакти SK1.1 (максимальна температура води), спрацьовує реле KV2, розмикає кон­такти KV2A в колі котушки реле KV3, розмикаються кон­такти KV3.2 в колі котушки магнітного пускача КМ і ос­танній вимикає електронагрівні електроди з електромережі.

Схемою передбачене і аварійне вимикання нагрівних електродів з мережі. Для цього в схемі встановлене тем­пературне реле SK2. Його контакти при температурі во­ди в баці 130 °С вмикаються, подають живлення на ко­тушку реле ЛТ5, розмикаючі контакти якого КУЬЛ знахо­дяться в колі живлення котушки реле КУ3. Таким чином, незалежно від положення контактів термореле 5/С1 нагрів­ні електроди вимикаються з електромережі.

Аварійне вимикання електродів також відбувається при появі суттєвої несиметрії в електромережі. При цьому спрацьовує реле КУ\, котушка якого ввімкнена між нульо­вим проводом і корпусом водонагрівника. Контакти цього реле КУ 1.1 в колі котушки КУ5 замикаються, вмикають ре~ ле КУ5, розмикаючі контакти якого КУЬЛ зиеструмлюють котушку реле КУЗ і внаслідок цього електроди вимика­ються з мережі.

Електродні електроводопагрівники (котли) типу КЗВ призначені для опалення приміщень і мають замкнутий контур, по якому нагріта вода циркулює за допомогою цир­куляційного насоса. Схемою керування передбачені вми­кання — вимикання електрокотла в ручному або автома­тичному режимах. Автоматичне керування здійснюється за допомогою електроконтактного термометра ТПГ-СК, роз­рахованого на вмикання електрокотла в електромережу при мінімально допустимій і вимикання при максимально до­пустимій температурі. Як і в попередній схемі, в схемі КЗВ передбачене аварійне вимикання електрокотла при надто високій температурі води.

Передбачене також блокування від роботи електрокотла при несиметрії напруги в трифазній мережі і при невклю- ченні циркуляційного насоса.

Електродні котли-пароутворювачі КЗПР-160 і КЗПР-250 застосовують для отримання насиченої пари, що викорис­товується в технологічних процесах на тваринницьких фер­мах і комплексах. Вони споживають потужність відповідно 160 і 250 кВт і мають паропродуктивність 210 і 320 кг/гоД. Керування котлами здійснюється в ручному і автоматично­му режимах, які встановлюють за допомогою перемикачів 5Л1 і 5Л2 (рис. 8.7).

Вмиканням рубильника 5Л і однополюсних автоматич­них вимикачів ф’Ч і подається напруга на кола керу­вання і сигналізації електродного електрокотла. В автома­тичному режимі проміжне реле КУЗ спрацьовує і через свої контакти КУ3.1 подає живлення на котушку контакто­ра КМ5, контакти якого /Ш5.1 вмикають електрокотел в електромережу.

Електроди котла залишаться приєднаними до мережі до­ти, поки в котлі тиск не підніметься до максимального зна­чення і контакти 5/С1.2 електроконтактного манометра зам­кнуться. Тоді котушка проміжного реле КУ2 опиниться під

напругою, контакти KV2A блокують контакти SK1.2, а кон­такти KV2.2 розмикаються і котушка реле KV3 знеструм- люється. При цьому розмикаються контакти KV3.1 в колі котушки КМ5 і силові контакти, через які одержує жив­лення електрокотел, розмикаються.

У схемі передбачені два блокування від роботи при не- симетрії напруги в мережі (спрацьовує реле KV6, замика­ються контакти KV6A, спрацьовує реле KV4, розмикаються контакти KV4,1, знеструмлюється реле KV3, розмикаються контакти ДТ3.1 і контактор КМ5 вимикає електрокотел з електромережі), а також від включення електронагрівни- ків при непрацюючому електронасосі (блок-контакти OF3.1) В схему ввімкнуті також контакти SK2A аварійного мано­метричного реле. При підвищенні тиску в електрокотлі до максимально допустимого значення ці контакти розмика­ються і електрокотел вимикається з мережі. Контакти К 1/4.3 подають живлення на виносну сигналізацію.