Курсовая Электрический калорифер

Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-25

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Имя

Выберите тип работы:

Принимаю Политику конфиденциальности

Скидка 25% при заказе до 26.11.2024

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«БИРСКАЯ СОЦИАЛЬНО-ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ»

КАФЕДРА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ
Кабанов Олег Николаевич
Студент 3 курса заочного отделения
Курсовая работа

Электрический калорифер
К защите допущен:                                              Научный руководитель:

Зав. кафедрой, к.ф.-м.н., профессор                            к.т.н., доцент

_____________ (М.Ф. Каримов)                            ______________(И.А. Зинов)

«___» _____________ 2010 г.                             «___» _____________2010 г.
Бирск 2010

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ. 3

ГЛАВА 1. СТАНДАРТНЫЙ АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ ОБ ЭЛЕМЕНТАХ КАЛОРИФЕРА.. 5

1.1. Общие сведения о калориферах. 5

1.2. Вентиляторы.. 10

1.3. Электродвигатели. 15

1.4. Электронагревательные элементы.. 19

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ И ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КАЛОРИФЕРА.. 30

2.1. Конструкция и принцип работы калориферов. 30

2.2. Разработка конструкции. Обоснование параметров (техническое задание, техническое предложение) 38

2.3. Разработка и технология изготовления. 47

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 54

ЛИТЕРАТУРА.. 55

ВВЕДЕНИЕ

Здоровье и работоспособность человека напрямую зависят от атмосферы, в которой он находится, от условий микроклимата и воздушной помещения, где он проводит своё время.

Свежесть и чистота, температура и влажность воздуха в помещении обеспечивается системами кондиционирования и вентиляции. Поэтому данные инженерные системы становятся всё более распространёнными. Они всё больше обуславливают комфорт нашей жизни.

Актуальность курсовой работы на тему: «Электрический калорифер» обусловлена тем, что электрические калориферы обеспечивают быстрый, практичный и зачастую наиболее дешевый вид обогрева комнат, складов, мастерских и т.д.

Объектом курсового проектирования служит разработка и изготовление электрического калорифера.

Предметом курсового исследования выделяется процесс изготовления и разработки электрического калорифера.

Целью курсовой работы является достижение достоверных результатов в проектировании и изготовлении электрического калорифера.

Гипотезой курсовой работы является утверждение о том, что изготовление электрического калорифера характеризуются высокой производительностью, его применение позволяет обеспечивать эффективный прогрев и вентиляцию помещений.

Задачами курсового проекта выделяются:

1.                     Осуществление стандартного аналитического обзора источников информации об элементах калорифера.

2.                     Проектирование электрического калорифера, выполняемого по технологии разработки и конструкции.

3.                     Изготовление спроектированного электрического калорифера по обоснованным параметрам.

Методами решения поставленных задач курсовой работы являются:

1.                     Теоретический анализ научно-технологической и методической   литературы по разработке и изготовление электрического калорифера.

2.                     Проектирование электрического калорифера.

3.                     Реализация спроектированного электрического калорифера.

ГЛАВА 1.

СТАНДАРТНЫЙ АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ ОБ ЭЛЕМЕНТАХ КАЛОРИФЕРА

1.1. Общие сведения о калориферах

Кондиционирование воздуха – обработка воздуха и поддержание его состояния внутри помещения, в соответствии с определенными требованиями, независимо от температуры и влажности наружного воздуха и в помещении.

Условия воздушной среды в рабочей зоне промышленных предприятий, общественных и жилых зданий регламентированы санитарными нормами.

Микроклимат помещения характеризуется следующими основными показателями: температурой внутреннего воздуха, относительной влажностью воздуха и скоростью его движения. Сочетание этих показателей, обеспечивающих хорошее самочувствие и работоспособность человека, называют комфортными условиями.

Санитарными нормами установлены также предельно допустимые концентрации вредных газов, паров и пыли в воздухе помещений.

Вентиляционные установки предназначены для подачи наружного воздуха в помещения и удаления загрязненного, системы же кондиционирования, кроме этого, в ряде случаев участвуют в технологических процессах.

Установками кондиционирования воздуха оборудуют цехи заводов по производству синтетических волокон, предназначенных для различных технических изделий, и изготовлению товаров широкого потребления. Эти установки создают искусственный климат при выполнении ряда технологических процессов: формировании структуры полимерных материалов, прядении, сушке и т. п.

При отклонении от заданных параметров воздушной среды в рабочей зоне производственных цехов – температуры, относительной влажности, чистоты и скорости движения воздуха – может резко ухудшиться качество продукции: эластичность, прочность, устойчивость к истиранию и т. п.

Обязательным условием в цехах по производству точных приборов, радиоэлектроники и аналогичной им продукции, является чистота воздуха, так как попадание мельчайших пылинок размером 0,1 − 0,01 мкм и даже меньше может нарушить нормальную работу механизмов. Такие цехи обязательно оборудуются системами кондиционирования с установками для сверхтонкой очистки воздуха.

Не создав искусственный климат, невозможно производить некоторые строительные материалы (стеклянные нити, стекловолокно), а также обеспечить нормальную работу автоматических устройств во многих производствах

Калориферы – это поверхностные теплообменники, в которых теплообмен между взаимодействующими средами осуществляется через разделяющую их стенку.

Они предназначены для нагревания воздуха в системах вентиляции, воздушного отопления, кондиционирования воздуха, в сушильных установках, помещениях с большим объёмом (складские и торговые помещения, промышленные цеха и ангары, гаражи, склады, офисы, спортзалы). Калориферы широко используются в строительстве помещений для создания принудительной и естественной систем вентиляции. Используются при температура внешней окружающей среды от -20 до +40 °С и влажностью 98% при 25 °С С помощью калорифера можно создать значительную разницу температур ( до ста десяти градусов) проходящего через него воздуха . Это позволяет использовать калориферы кск 4 для приточной вентиляционной системы с подачей наружного воздуха с температурами ниже нуля до - 25 градусов. В жаркое время года, калориферы используют как высокомощные вентиляторы. Калорифер устроен из элементов теплоотдачи, трубных решеток и крышек с патрубками для подвода (отвала) теплоносителя и съемных боковых щитков.

При помощи калориферов происходит нагревание приточного воздуха в системе вентиляции и сушильных установках. Калорифер устанавливается в вентиляционной системе как в качестве отдельного модуля, так и в составе моноблочных вентиляционных установок. Калорифер представляет собой устройство для теплообмена, в котором источник тепла нагревает проходящий через калорифер поток воздуха посредством его соприкосновения с нагревающими элементами калорифера. Калориферами также называются и воздухоохладители, которые распространены гораздо меньше. Калорифер-воздухоохладитель работает на основе холодной воды или фреона, находящихся в теплообменных поверхностях калорифера.

Среди используемых в настоящее время встречаются калориферы с пластинчатым ребрением теплоотдающего элемента (КВБ, КВС, КПБ, КПС, КФБ, ТВВ). Подобная конструкция на сегодняшний день считается устаревшей, так как агрегаты подобного типа по сравнению с КСК и КПСК отличает значительно большая материалоёмкость и худшие аэродинамические и теплотехнические показатели. Замена калориферов КВБ, КВС, КПБ, КПС, КФБ, ТВВ на КСК и КПСК соответствующих типоразмеров вполне допустима технически и экономически выгодно.

Назначение калорифера промышленного.

Предназначение водяного калорифера и парового накопителя с накатными ребрами из алюминия заключается в отдаче тепла от нагретых биметаллических ребер воздуху. Воздух должен соответствовать некоторым техническим требованиям, которые находятся в ГОСТ 12.1.005-88. Содержание пыли в воздухе не должно превышать 0,5 мг в объеме одного кубического метра. Воздух должен быть очищен от различных волокон и волокнистых, и липких веществ и материалов в воздуховодах систем вентиляции. Калориферы кск 4 очень часто применяются в системах воздушного отопления и кондиционирования. Использование калорифера обусловлено также климатом: климат должен быть умеренным, а система вентиляции должна быть расположена в третьей категории размещения по ГОСТ 15150-69. В калорифере используется в качестве теплоносителя вода. Когда калорифер работает, вода преобразуется в пар – сухой, насыщенный, а затем и перегретый, и достигает температуры 150°С под давлением до 1,2 МПа. В калориферы кск 4 теплоноситель подается специальными насосами.

Калориферы изготовляют пяти моделей:

-самая малая (СМ)

- малая (М)

- средняя (с)

-большая (Б)

-самая большая (СБ).

В зависимости от присоединительных размеров калориферы каждой модели подразделяются на 12 номеров.

Калориферы выпускают многоходовыми и одноходовыми.

В камерах многоходовых калориферов устроены поперечные перегородки, благодаря которым создается последовательное движение теплоносителя по трубкам.

В одноходовых калориферах теплоноситель движется одновременно по всем трубкам сразу. В крышках калориферов имеются патрубки для подводки теплоносителя.

По виду теплоотдающей поверхности калориферы подразделяют на пластинчатые и спирально-навивные. Трубки, по которым движется теплоноситель, бывают круглые и овальные.

В пластинчатых калориферах площадь поверхности нагрева образуется за счет плотной насадки на трубы пластин из тонколистовой стали, в спирально-навивных калориферах — за счет стальной ленты, навиваемой на трубки с шагом 5 мм. Для обеспечения надежной теплопередачи и защиты от коррозии калориферы снаружи оцинковывают горячим способом.

Калорифер пластинчатый состоит из трубок для прохода теплоносителя, на которые насажены пластины или навита спиральная стальная лента, из коллекторов, штуцеров или патрубков для присоедине¬ния к трубопроводам воды или пара и двух боковых щитков. По всему периметру калорифер обрамлен фланцем из угловой стали для присоединения к нему воздуховодов, диффузоров и т. п.

Промышленность выпускает большое число различных типов калориферов: стальные, пластинчатые, унифицированные, КВС-П и КВП-П площадью поверхности нагрева от 11,4 до 108 м2; многоходовые, рассчитанные на давление пара или воды до 0,01 кПа; спирально-навивные КФСО и КФБО, одноходовые, площадью поверхности нагрева от 9,77 до 43,7 м2; пластинчатые с плоскими овальными трубками — одноходовые СТД-3009В и многоходовые СТД-3010В. У калориферов СТД-3009В теплоносителем является пар, расположение труб вертикальное, у калориферов СТД-3010В теплоноситель — вода, расположение труб горизонтальное. Площадь поверхности нагрева калориферов указанных моделей составляет 29,1 −74,2 м2

Промышленность освоила выпуск калориферов би¬металлических с накатным алюминиевым оребрением типа КСк, которые характеризуются высокими тепло-аэродинамическими показателями. Площадь поверхности нагрева таких калориферов 2,45 — 122,4 м2.

При отсутствии пара или воды применяют электрокалориферы, которые представляют собой стальную раму с натянутыми на ней в несколько рядов спиралями. При прохождении по спирали электрического тока они нагреваются и отдают тепло пропускаемому через них воздуху. У калориферов типа СФО вместо спиралей установлены трубчатые нагревательные элементы, которые для увеличения площади поверхности нагрева имеют оребрение из алюминия. Температура нагреваемого в таких калориферах воздуха достигает 100° С.

1.2. Вентиляторы

Общие сведения о вентиляторах.

Создавать и поддерживать воздух в помещениях в нужном состоянии, а также обеспечивать условия, необходимые для многих технологических процессов, должна вентиляция.

Вентиляция — это организованный воздухообмен, который создают в помещениях, предназначенных для пребывания людей, животных, хранения материалов и продуктов. В настоящее время подавляющее большинство крупных промышленных предприятий, многие культурно-бытовые объекты и сельскохозяйственные постройки имеют хорошо налаженную вентиляцию, а также системы кондиционирования воздуха.

Вентиляционные системы - совокупность технических устройств, обеспечивающих воздухообмен. Побудителем движения воздуха в таких системах является вентилятор. Вентилятор - сложное техническое устройство, преобразующее кинетическую энергию вращающегося колеса в кинетическую и потенциальную энергии перемещаемого объема воздуха. Существует большое многообразие типов вентиляторов, однако в вентсистемах используется всего несколько из них. От выбора типа вентилятора и соответствия поставленной задаче зависят его габариты, потребляемая мощность, технические характеристики, а также шум и некоторые другие свойства вентсистемы.

Типы вентиляторов, используемых в системах вентиляции

Вентиляторы – лопаточные машины, предназначенные для перемещения воздуха или других газов. Вентиляторы условно делятся по развиваемому давлению на вентиляторы:

-низкого давления – до 1000Па;

-среднего давления от 1000Па до 3000Па;

-высокого давления - свыше 3000Па.

Как правило, давление, развиваемое вентиляторами, работающими в вентиляционных системах, не превышает 2000Па. В системах вентиляции и кондиционирования используются следующие типы вентиляторов:

-осевые;

-радиальные;

-диаметральные.

Схемы осевых вентиляторов приведены на рис.1. В осевых вентиляторах поток воздуха входит и выходит по оси вращения колеса.

                                  Рис.1. Схемы осевых вентиляторов:

а) К-колесо; б) К+СА -колесо и спрямляющий аппарат; в) ВНА+К –входной направляющий аппарат и колесо, г) ВНА+К+СА -входной направляющий аппарат, колесо и спрямляющий аппарат; 1-входной коллектор, 2-лопатки колеса, 3-втулка колеса, 4-электродвигатель, 5-корпус, 6,8-спрямляющий аппарат, 7-входной направляющий аппарат.
Осевые вентиляторы могут состоять из одного колеса (рис. 1.а), колеса и спрямляющего аппарата (рис.1.б), входного направляющего аппарата и колеса (рис.1.в), входного направляющего аппарата, колеса и спрямляющего аппарата (рис.1.г). Электродвигатель может быть расположен как перед колесом (рис.1.а), так и за колесом (рис.1.б), причем аэродинамические характеристики вентиляторов, имеющих одинаковые колеса, будут при этом приблизительно одинаковыми.

Остаточная закрутка потока является источником потерь, кроме того может быть причиной дополнительных потерь в элементах, сопрягающих вентилятор с сетью на выходе. Для уменьшения закрутки за колесом используется спрямляющий аппарат. При равных частотах вращения и диаметрах колес, осевые вентиляторы создают в 2-3 раза меньшее давление, но имеют большую производительность, чем радиальные вентиляторы, поэтому в вентиляционных системах они используются в основном для перемещения больших объемов воздуха – на вытяжке, для создания противодымного подпора и т. д.

Осевые вентиляторы могут быть одноступенчатыми, двухступенчатыми и многоступенчатыми.

В многоступенчатом вентиляторе, созданном на базе нескольких одноступенчатых, происходит увеличение давления примерно пропорционально числу ступеней при прежней производительности. Существуют также схемы со встречным вращением и вентиляторы с меридиональным ускорением потока.

В радиальных колесах поток входит по оси вращения колеса, а выходит в радиальной плоскости. Спиральный корпус служит для преобразования потока на выходе из колеса и дополнительного повышения давления вентилятора. Наиболее широко применяются два типа радиальных колес: колеса с лопатками загнутыми назад и с лопатками загнутыми вперед. Радиальные вентиляторы развивают большее давление, по сравнению с осевыми вентиляторами, так как единице объема перемещаемого воздуха сообщается энергия при переходе от радиуса входа к радиусу выхода колеса.

Радиальный вентилятор имеет два входных отверстия и общее выходное и представляет как бы объединение двух зеркальных вентиляторов в спиральных корпусах. Такого типа вентиляторы имеют приблизительно удвоенную производительность (при том же давлении, что и единичный вентилятор). Многоступенчатые радиальные вентиляторы в системах вентиляции встречаются крайне редко. Среди рассматриваемых типов вентиляторов радиальные – наиболее используемые в вентиляционных системах.

Величина зазора между входным патрубком и передним диском колеса, как уже было отмечено, оказывает существенное влияние на КПД вентилятора. С увеличением зазора количество воздуха, перетекающего через него со стороны нагнетания на сторону всасывания, возрастает и подача вентилятора уменьшается.

Вентиляторы изготавливают одностороннего и двустороннего всасывания правого и левого вращения. Если смотреть со стороны входа воздуха, то вентилятор, рабочее колесо которого вращается по часовой стрелке, называется вентилятором правого вращения, против часовой стрелки - левого вращения. На вентилятор двустороннего всасывания следует смотреть со стороны всасывания, свободной от привода.

Варианты положения корпуса радиальных вентиляторов:
а)                                              б)

Рис. 2. Положение корпуса радиальных вентиляторов правого (а) и левого (б) вращения.
Для вентиляторов общего назначения ГОСТ 10616 - 73 с изм. устанавливает семь положений корпуса, определяемых углом поворота относительно исходного нулевого положения. Углы поворота корпуса отсчитывают по направлению вращения рабочего колеса в соответствии с рис. 2. Положения корпуса Пр 225° и Л 225° отсутствуют, что объясняется трудностью присоединения сети к такому вентилятору. Корпуса мельничных вентиляторов могут устанавливаться в 24 положениях (0 - 345° через 15°). Дутьевые вентиляторы и дымососы имеют 18 положений корпуса (0 - 255° через 15°).

В диаметральном вентиляторе поток входит в колесо в диаметральном направлении (перпендикулярно оси вращения колеса), и выходит также в диаметральном направлении. Угол между входом и выходом потока может быть разным, существуют также вентиляторы с различными углами выхода потока, вплоть до 180°. В диаметральных вентиляторах используются радиальные колеса с вперед загнутыми лопатками, близкие к тем, что используются в радиальных вентиляторах. Отличительной особенностью диаметральных вентиляторов является возможность увеличения длины колеса (осевой протяженности), что дает возможность увеличивать производительность вентилятора (при соответствующем увеличении мощности привода). Несмотря на очевидные компоновочные преимущества, диаметральные вентиляторы не нашли широкого применения в вентсистемах. Это связано с относительно малой аэродинамической эффективностью этих вентиляторов. В основном они используются в маломощных завесах, хотя известны попытки применения диаметральных вентиляторов в воздухоприточных установках.

Основные свойства вентилятора, как устройства предназначенного для перемещения воздуха, принято оценивать по его аэродинамическим параметрам: давлению, производительности и потребляемой мощности при нормальных атмосферных условиях, а также коэффициенту полезного действия (КПД).

Единицы измерения.

-давления вентилятора: статическое, полное, динамическое измеряются в Па (1 Па ~0,1 мм. вод. ст);

-производительность вентилятора измеряется в м3/час, м3/с;

-потребляемая мощность вентилятора измеряется в Вт, кВт.

Полное давление вентилятора равно разности полных давлений потока за вентилятором и перед ним:

P_v= P₀₂-P₀₁;

Здесь: P₀₁ - осредненное по входному сечению, P₀₂ -осредненное по выходному сечению полное давление потока.

Статическое давление вентилятора P_sv равно разности полного давления P_v и динамического давления вентилятора P_dv:

P_sv= P_v - P_dv :

Динамическое давление вентилятора P_dv определяется по среднерасходной скорости V_{вых-вент} выхода потока из вентилятора:

P_dv=V_{вых-вент}/2

Скорость выхода потока из вентилятора (один из способов осреднения):

V_{вых-вент}=Q/F_вых ;

где F_вых - площадь поперечного сечения выхода потока из вентилятора; Q–производительность вентилятора.

Полный и статический КПД вентилятора:

η= P_v Q/ N;   η_st= P_sv Q /N

где N - мощность, потребляемая вентилятором.

Мощность, потребляемая вентилятором из электрической сети N_{эл сеть}:

N_{эл сеть}= N/ (ηּ η_{эл двиг}),

где η_{эл двиг} – КПД электродвигателя.

1.3. Электродвигатели

Преобразование энергии в современных электродвигателях осуществляется посредством магнитного поля. Такие электродвигатели называются индуктивными. Возможно также создание электродвигателей, в которых энергия преобразуется посредством электрического поля (емкостные электродвигатели), однако такие электродвигатели существенного практического распространения не имеют. Это объясняется следующим:

В обоих классах электродвигателей взаимодействие между отдельными частями электродвигателя и преобразование энергии происходят через поле, существующее в среде, которая заполняет пространство между взаимодействующими частями электродвигателя. Этой средой обычно является воздух или другое вещество с подобными же магнитными и электрическими свойствами. Однако при практически достижимых интенсивностях магнитного и электрического полей количество энергии в единице объема такой среды будет при магнитном поле в тысячи раз больше, чем при электрическом. Поэтому при одинаковых внешних размерах или габаритах электродвигателей обоих классов индуктивные электродвигатели будут развивать значительно большую мощность.

Для получения по возможности более сильных магнитных полей применяются ферромагнитные сердечники, которые являются неотъемлемыми частями каждого электродвигателя. При переменных магнитных полях сердечники с целью ослабления вихревых токов и уменьшения вызываемых ими потерь энергии изготовляются из листовой электротехнической стали. Другими неотъемлемыми частями электродвигателя являются обмотки из проводниковых материалов, по которым протекают электрические токи. Для электрической изоляции обмоток применяются различные электроизоляционные материалы.

Как известно, электродвигатели обладают свойством обратимости: каждый электрический генератор может работать в качестве двигателя и наоборот, а в каждом трансформаторе и электромашинном преобразователе электрической энергии направление преобразования энергии может быть изменено на обратное. Однако каждая выпускаемая электромашиностроительным заводом вращающаяся машина обычно предназначается для одного, определенного режима работы, например, в качестве генератора или двигателя. Точно так же в трансформаторах одна из обмоток предусматривается для работы в качестве приемника электрической энергии (первичная обмотка), а другая (вторичная обмотка) - для отдачи энергии. При этом оказывается возможным наилучшим образом приспособить электродвигатель для заданных условий работы и добиться наилучшего использования материалов, т.е. получить наибольшую мощность на единицу веса электродвигателя.

Преобразование энергии в электродвигателях неизбежно связано с ее потерями, вызванными перемагничиванием ферромагнитных сердечников, прохождением тока через проводники, трением в подшипниках и о воздух и т. д. Поэтому потребляемая электродвигателем мощность всегда больше отдаваемой, или полезной, мощности, а коэффициент полезного действия (КПД) меньше 100%.

Тем не менее, электродвигатели по сравнению с тепловыми и некоторыми другими типами машин, являются весьма совершенными преобразователями энергии с относительно высокими коэффициентами полезного действия. Так, в самых мощных электродвигателях КПД равен 98—99,5%, а в электродвигателях мощностью 10 вт. к. п. д. составляет 20—40%. Такие величины к. п. д. при столь малых мощностях во многих других типах электродвигателей недостижимы.

Высокие энергетические показатели электродвигателей , удобство подвода и отвода энергии, возможность выполнения на самые разнообразные мощности, скорости вращения, а также удобство обслуживания и простота управления обусловили повсеместное их широкое распространение.

Теряемая в электродвигателях энергия превращается в тепло и вызывает нагревание отдельных их частей. Для надежности работы и достижения приемлемого срока службы нагревание частей электродвигателей должно быть ограничено. Наиболее чувствительными в отношении нагревания являются электроизоляционные материалы, и именно их качеством определяются допустимые уровни нагревания электродвигателей . Большое значение имеет также создание хороших условий отвода тепла и охлаждения электродвигателей.

Потери энергии в электрической машине увеличиваются с повышением ее нагрузки, а вместе с этим увеличивается и нагревание машины. Поэтому наибольшая мощность нагрузки, допускаемая для данной машины, определяется главным образом допустимым уровнем ее нагревания, а также механической прочностью отдельных частей машины, условиями токосъема на скользящих контактах и т. д. Напряженность режима работы электродвигателей переменного тока в отношении электромагнитных нагрузок (величины магнитной индукции, плотности тока и т.д.), потерь энергии и нагревания определяется не активной, а полной мощностью, так как величина магнитного потока в машине определяется полным напряжением, а не его активной составляющей. Полезная мощность, на которую рассчитана электрическая машина, называется номинальной. Все другие величины, которые характеризуют работу электродвигателя при этой мощности, также называются номинальными. К ним относятся: номинальные напряжение, ток, скорость вращения, к. п. д. и другие величины, а для машины переменного тока также номинальная частота и номинальный коэффициент мощности.

Основные номинальные величины указываются в паспортной табличке (на щитке), прикрепленной к машине. Принято, что для двигателя номинальная мощность является полезной мощностью на его валу, а для генератора - электрической мощностью, отдаваемой с его выходных зажимов. При этом для генераторов переменного тока дается либо полная, либо активная номинальная мощность (по последним стандартам - полная мощность). Для трансформаторов и некоторых других машин переменного тока в табличке всегда указывается полная номинальная мощность. Номинальные величины, методы испытаний электрических машин, а также другие их технико-экономические данные и требования регламентируются в России государственными стандартами (ГОСТ) на электродвигатели .

Номинальные напряжения электродвигателей согласованы в ГОСТ со стандартными номинальными напряжениями электрических сетей. Номинальные напряжения для электрических двигателей и первичных обмоток трансформаторов при этом берутся равными стандартным напряжениям электрических сетей, а для генераторов и вторичных обмоток трансформаторов — на 5—10% больше с целью компенсации падения напряжения в сетях. Наиболее употребительные номинальные напряжения электродвигателей следующие: для двигателей постоянного тока ПО, 220 и 440 в, для генераторов постоянного тока 115, 230 и 460 в, для двигателей переменного тока и первичных обмоток трансформаторов 220, 380, 660 б и 3, 6, 10 кв, для генераторов и вторичных обмоток трансформаторов 230, 400, 690 в и 3,15; 6,3; 10,5; 21 кв (для вторичных обмоток трансформаторов также 3,3; 6,6; 11 и 22 кв). Из более высоких напряжений для первичных обмоток трансформаторов стандартными являются 35, 110, 150, 220, 330, 500 и 750 кв и для вторичных обмоток 38,5; 121; 165; 242; 347; 525 и 787 кв.

По мощности электродвигатели можно подразделять на следующие группы:

-до 0,5 квт – электродвигатели весьма малой мощности, или микроэлектродвигатели

-0,5 – 20 квт – электродвигатели малой мощности

-20 – 250 электродвигатели средней мощности

- более 250 квт — электродвигатели большой мощности. Эти границы между группами в определенной степени условны.

1.4. Электронагревательные элементы

Сегодня промышленность выпускает множество бытовых электроприборов, широко используемых в домашнем хозяйстве. Принцип действия всех этих устройств основан на использовании свойств электрического тока, т. е. нагревание проводников, свечение проводников при сильном накале, образование магнитного поля вокруг проводника.

Для того чтобы тот или иной бытовой электроприбор служил долго и исправно, хозяину нужно знать немного о принципе работы устройства, конструктивных особенностях и пр.

В домашнем хозяйстве широкое применение нашли такие нагревательные приборы, как электрические плитки, утюги, жарочные шкафы, электроводонагреватели, электрокипятильники и т. д. Самой главной частью любого нагревательного прибора является нагревательный элемент. Их изготавливают из сплавов, имеющих высокое удельное сопротивление. Нагревательные элементы бывают открытого, закрытого и герметичного типа. Наиболее часто применяемыми являются трубчатые нагревательные элементы герметичного исполнения. Промышленность производит трубчатые электронагреватели, или тэн, длиной до 6 м и диаметром от 10 до 16 мм. Тэн — это тонкая металлическая трубка, имеющая внутри спираль из проволоки с высоким удельным сопротивлением (рис. 49). Концы спирали и контактные стержни соединены между собой и с внешней стороны имеют клеммы. Между трубкой и контактным стержнем смонтирован изолятор.
Рис.2. Устройство трубчатого электронагревателя (тэна):

1 — металлическая оболочка; 2 — спираль; 3 — изолятор; 4 — периклаз
Электрические плитки.

Плитки бывают открытого и закрытого типа, с одной и двумя конфорками, разных мощностей. Все плитки можно разделить на две группы:

с открытым нагревательным элементом;

с закрытым нагревательным элементом.

Эти устройства бывают с напряжением 127 или 220 В переменного тока. Нагревательные элементы (спирали) изготовляют из специальной жаростойкой проволоки высокого сопротивления (нихрома или фехраля) диаметром 0,3—0,6 мм. Плитки одноконфорочные открытого исполнения состоят из корпуса, нагревательного элемента, керамического основания и соединительного шнура (съемного или несъемного), армированного вилкой.

В пазах керамического основания укладывают спираль, концы которой заделаны в контактные пластинки и присоединены к зажимам, изолированным от корпуса фарфоровыми втулками. С наружной стороны плитки к зажимам подключен соединительный шнур, место присоединения которого закрыто металлическим козырьком. Преимуществом плиток с открытой спиралью является простота конструкции, быстрота нагрева, доступность осмотра и ремонта спирали; недостатком — возможность поражения током, соприкасание спирали с дном посуды, выход из строя спирали при попадании на нее воды, пищи и т. п.

Электрические плитки с закрытым нагревательным элементом выпускаются одно- и двухконфорочные, на одну или несколько степеней нагрева. В этих плитках установлены дисковые, кольцевые или трубчатые нагревательные элементы, которые бывают повышенной и малой теплоемкости.

Нагревательный элемент повышенной теплоемкости представляет собой спираль с нанизанными на нее фарфоровыми бусами, которая размещается в канавках чугунной конфорки и закрывается снизу теплоизоляционной массой. Большая теплоемкость увеличивает продолжительность разогрева до 15—20 мин. Элемент малой теплоемкости представляет собой спираль, запрессованную в порошкообразный диэлектрик между половинками корпуса из листовой стали.

В плитках открытого типа тепло передается путем излучения, в плитках закрытого типа — за счет теплопроводности и частично путем излучения. Срок службы плиток с закрытой спиралью значительно больше, чем плиток с открытой спиралью. Герметически закрытый корпус нагревательного элемента предохраняет спираль от попадания на нее воды, пищи и пыли, а также от короткого замыкания и значительно увеличивает срок службы плитки. Коэффициент полезного действия плиток закрытого типа равен 65—80%, а плиток открытого типа — 56-60%.

Наиболее совершенными являются плитки с трубчатым нагревательным элементом. В этих плитках нагревающая поверхность имеет специальные трубчатые ребра, на которые устанавливают посуду, а внутри трубок уложен нагревательный элемент, запрессованный в кварцевый песок.

Одноконфорочные плитки на одну степень нагрева состоят из металлической глухой обоймы — нагревательного элемента кольцевой формы диаметром 150 мм, металлической подставки диаметром 150 мм, на которой при помощи втулок и винтов установлен нагревательный элемент, трех ножек и несъемного соединительного шнура. Спираль запрессована в кольцевую обойму и изолирована специальной порошкообразной массой.

Жарочные шкафы, или духовки.

Жарочные шкафы, или духовки, используют для приготовления мяса, выпекания всевозможных мучных изделий, тушения овощей и пр. Они бывают стационарного и переносного исполнения. Самым простым агрегатом является электрическая переносная духовка. Ее масса вместе с противнями и съемным шнуром составляет всего 9 кг. Она состоит из внутреннего и наружного корпусов, между которыми имеется теплоизоляция из листового асбеста. На верхней и нижней стенках внутреннего корпуса уложены нагревательные элементы, которые представляют собой спирали из нихромовой проволоки с надетыми на них фарфоровыми бусами. Мощность каждого элемента составляет 475 Вт, сопротивление — 25 Ом. Элементы соединены последовательно. В верхней стенке внутреннего корпуса сделаны отверстия для лучшего обогревания духовки. Наружный корпус состоит из кожуха, передней и задней стенок. На передней стенке укреплена открывающаяся вниз дверка с замком. Для переноски духовки на кожухе имеются две ручки. На задней стенке есть окно для подключения к клеммной колодке соединительного шнура.

В случае перегорания нагревательного элемента его нужно заменить. Для этого следует открутить четыре винта с задней стороны духовки, снять заднюю стенку и кожух, отсоединить концы элементов от клеммных штырей, отогнуть скобки, крепящие нагревательный элемент, вынуть его и перегоревшую спираль заменить новой.

Более сложным аппаратом является плитка-духовка. В одном агрегате соединены жарочный шкаф и двухконфорочная плитка. Корпус духовки состоит из двух частей: верхней и нижней. В верхней части в корпус вмонтированы две конфорки плитки, каждая из которых состоит из чугунного диска, керамического основания, в котором имеются две спирали, асбестовая прокладка и зажимной диск.

В нижнюю часть корпуса встроен духовой шкаф. Он подогревается двумя нагревательными элементами мощностью 700 Вт каждый, которые расположены сверху и снизу духовки. Для изоляции шкаф обернут асбестом и фольгой. Дверца шкафа имеет нажимную пружину, постоянно удерживающую дверцу в закрытом положении. На задней стенке шкафа находится панель, на которой установлены пять пакетных переключателей: четыре из них предназначены для включения, выключения и переключения нагревательных элементов плитки и шкафа на различные степени мощности, а пятый — для включения либо духовки, либо плитки, а также отключения их от сети. Ручки переключателей установлены на передней стенке плитки-духовки и соединены с ними металлическими тягами. Верхняя часть корпуса насажена на нижнюю и закреплена четырьмя винтами. Схема данного аппарата составлена так, что одновременное включение плитки и шкафа невозможно.

Электрические чайники.

Электрические чайники представляют собой совокупность чайника с электрическим нагревательным элементом. Они бывают емкостью от 1 до 2 л, рассчитаны на работу от сети переменного тока 127 или 220 В. Чайник состоит из дна и поддона, между которыми размещен нагревательный элемент из нихромовой или фехралевой ленты, намотанной на теплостойкий миканит. Сверху и снизу элемент накрыт изоляционными пластинами.

Металлической пластиной и гайкой собранный нагревательный элемент плотно прижат к дну чайника и закрыт основанием. В чайниках новых конструкций нагревательный элемент сконструирован в виде нихромовой спирали, заложенной в изоляционные керамические бусы, а в некоторых моделях установлены нагревательные элементы трубчатого типа.

Электрические кофеварки.

Кофеварка представляет собой металлический корпус, внутренняя часть которого служит емкостью для воды. Он плотно закрывается крышкой с резиновой уплотнительной прокладкой с помощью винта. Внутри емкости смонтирован нагревательный элемент. Корпус укреплен на пластмассовой стойке, а стойка — на основании. В стойке имеется углубление, в котором установлены две контактные клеммы для подключения соединительного шнура.

Принцип действия кофеварки такой. Вода в емкости закипает и превращается в пар, внутри емкости создается давление и пар проходит по трубке на водораспределительную пластину, под которой расположена чаша с фильтром, где находится молотый кофе, а затем в сборную чашу. В кофеварках установлена сигнальная лампа, которая горит при включении прибора в сеть, и предусмотрено автоматическое отключение кофеварки от сети после приготовления напитка.

Электросамовар.

Он состоит из металлического корпуса, внутренняя часть которого служит резервуаром для воды. Корпус укреплен на основании, внутри которого смонтированы выводные концы спирали и контактных клемм. Внутри резервуара расположена металлическая трубка с нагревательным элементом, выполненным в виде спирали, намотанной на катушку, изолированной от внутренней части трубки. Самовары бывают напряжением 127 или 220 В, емкостью 2—3 л.

Электровафельница.

Вафельница предназначена для выпечки из теста печенья. Она состоит из двух металлических кожухов с пластмассовыми ручками и подставками. В кожух встроены нагревательные элементы и выводные контакты для подключения соединительного шнура. Нагревательные элементы смонтированы на специальных угольниках. Обе половины кожуха соединены между собой шарнирными алюминиевыми формами с выступами. Для сборки прибора на выступах имеются отверстия.

Электрические утюги.

Утюги выпускаются трех типов: без регулирования температуры нагрева; с терморегулятором; с терморегулятором и пароувлажнителем.

Утюги без регулирования температуры. Такие аппараты имеют нагревательный элемент мощностью 320—400 Вт. Масса утюга 2,1—3 кг, время разогрева подошвы до рабочей температуры составляет 15 мин. Подошва является рабочей частью и имеет площадь 160 см2. Толщина подошвы подбирается с таким расчетом, чтобы тепло быстро и равномерно распределялось и долго сохранялось в утюге. Подошва утюга без терморегулятора делается более массивной, чем в утюгах с терморегулятором. Это необходимо для большей аккумуляции тепла, поскольку утюги без терморегулятора имеют меньшую мощность.

В носовой части подошвы имеются две канавки, предназначенные для обхода пуговиц в процессе глажения. Подошва утюга хромируется или никелируется с последующей полировкой. Алюминиевая подошва полируется. Ручку утюга изготавливают из материала с малой теплопроводностью — дерева, пластмассы и т. п. Корпус (кожух) утюга — металлический штампованный. Наружную поверхность корпуса хромируют, никелируют или покрывают стекловидной эмалью. Концы нагревательного элемента присоединены к штифтам или зажимам, к которым подключен съемный или несъемный соединительный шнур.

Нагревательные элементы, применяемые в утюгах, трех типов: пластинчатые с намотанной на миканите нихромовой или фехралевой проволокой; спиральные в виде проволоки, намотанной спиралью с одетыми на нее фарфоровыми бусами; трубчатые, залитые или встроенные в подошву утюга. Пластинчатые и спиральные элементы рассчитаны не менее чем на 1000 ч работы, трубчатые — на 2000 ч.

Утюги без терморегуляторов имеют ряд недостатков: масса утюга для увеличения запаса аккумулированного тепла больше, чем утюга с терморегулятором. Нагрев утюга происходит медленно, расход электроэнергии намного больше. Утюг быстро охлаждается при глажении.

Рис.3. Устройство электрического утюга с терморегулятором:

1 — ручка; 2 — корпус; 3 — подошва; 4 — биметаллический терморегулятор; 5 — лимб терморегулятора; .6 — тэн.
Утюги с терморегулятором (рис.3). При эксплуатации утюга основное значение имеет не масса, а количество выделяемого утюгом тепла и возможность регулирования температуры. Утюги с терморегуляторами обладают этими преимуществами. Они удобны в работе и экономичны по сравнению с утюгами без терморегуляторов. Терморегулятор автоматически поддерживает на подошве постоянную температуру, необходимую для глажения различных тканей. В зависимости от марки утюга нагревательные элементы могут быть спиральными или трубчатыми. Установка на нужную температуру производится рычажком терморегулятора согласно шкале (с точностью ± 10° С):

вискоза (искусственный шелк), трикотаж — 85-115;

шелк натуральный — 115—140;

шерсть — 140—165;

хлопчатобумажная ткань — 165—190;

полотно (льняные ткани) — 190—230.

Действие терморегулятора основано на использовании свойств металлов расширяться (удлиняться) при нагревании. Биметаллическая пластинка, состоящая из двух слоев различных металлов с разным коэффициентом линейного расширения, является основной рабочей частью терморегулятора. Одним концом пластинка прикреплена к подошве утюга, другой конец остается свободным. При нагреве подошвы утюга до установленной температуры биметаллическая пластинка изгибается в сторону металла, имеющего меньший коэффициент линейного расширения, и при достижении заданной температуры размыкает контакты и отключает нагревательный элемент. При снижении температуры подошвы пластинка возвращается в первоначальное положение и включает нагревательный элемент.

Таким образом, температура нагрева утюга автоматически поддерживается в заданных пределах и обеспечивает среднюю температуру глажения. Сигнальная лампочка при включении утюга в сеть загорается, сигнализируя о том, что цепь нагревательного элемента замкнута. При достижении нужной температуры лампочка гаснет, указывая на готовность утюга к глажению. Дальнейшее включение и выключение лампочки характеризует нормальную работу утюга.
Рис.4. Устройство утюга с терморегулятором и пароувлажнителем:

1 - лимб терморегулятора; 2 - корпус; 3 - бачок; 4 - биметаллический терморегулятор; 5 - подошва; 6 - каналы; 7 - клапан; 8 - тэн; 9 - отверстие для залива воды; 10 - ручка; . 11 - кнопка отпаривателя.
Утюги с терморегулятором и пароувлажнителем (пароотпаривателем) (рис.4). Универсальность этих утюгов определяется конструктивной особенностью, позволяющей пользоваться ими как обычными, для сухого глажения всех видов тканей, так и в качестве паровых — для отпаривания. Для этих целей имеется увлажнитель капельного типа, позволяющий при отпаривании поворотом ручки парорегулятора начать паровыделение через подошву утюга или прекратить парообразование.

Происходит это так. Вода из бачка поступает по каналам в подошву утюга, испаряется, и через отверстия в подошве пар поступает на ткань. Выделение пара прекращается также и в том случае, когда утюг стоит вертикально на задней опоре. Терморегулятор, установленный на температуру глажения, наиболее подходящую для данного вида тканей, автоматически регулирует нагрев подошвы утюга в соответствующих пределах. Утюги с терморегулятором и пароотпаривателем выпускают с трубчатыми нагревательными элементами.

Трубчатый нагревательный элемент, залитый в алюминиевую подошву утюга, обеспечивает равномерный нагрев подошвы. Нихромовая спираль, находясь в среде диэлектрика без доступа воздуха, обеспечивает продолжительный срок службы элемента. Рабочая поверхность подошвы утюга составляет 180—214 см. Время разогрева до заданной температуры равно 2—12 мин. Утюги оснащены сигнальными лампочками. Емкость бачка для воды составляет 120—150 см3

ГЛАВА 2.

РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ И ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КАЛОРИФЕРА

2.1. Конструкция и принцип работы калориферов

Калориферы, в зависимости от того, какой источник тепла в них используется, подразделяются на водяные, паровые, электрические и фреоновые.

Теплопередающие элементы калориферов, как правило, представляют собой стальные трубы, снабжённые ребрённой наружной поверхностью. Это помогает увеличить площадь, а соответственно и эффективность теплоотдачи. По оребрённым трубам внутри проходит охлаждающий или нагревающий теплоноситель, а снаружи – потоки воздуха, нагреваемого или охлаждаемого при контакте с трубами. Принцип действия такой схемы основан на том, что теплоноситель, как правило, имеет больший коэффициент теплоотдачи по отношению к воздушным потокам. Рёберная структура калорифера представляет собой насаженные на трубки металлические пластины, либо навитую в видена трубки ленту или тонкую проволоку.

Энергоэффективность калорифера зависит от того, насколько высок коэффициент теплоотдачи калорифера при определённых энергетических затратах, то есть, чем больше тепла калорифер способен отдать при неизменных энергозатратах, тем выше его эффективность. Тем не менее, при подборе такого устройства как калорифер, следует принимать во внимание не только фактор его энергоэффективности, но и другим требованиям, которым должен соответствовать калорифер, чтобы эффективно работать в проектируемой вентиляционной системе, например, вес и габариты прибора. Следует учесть, что после установки калорифера следует исключить химически активные и слипающиеся примеси из проходящего воздуха путём установки дополнительных фильтров.

Калорифер способен значительно нагреть проходящий через него воздух – поднять его температуру на 70 и даже 110 ºС, поэтому его можно использовать для подогрева нагнетаемого воздуха даже при минимальных температурах до -25 ºС. При использовании водяных калориферов не следует забывать об установке узла обвязки, о котором пойдёт речь далее.

Калорифер может устанавливаться по двум различным схемам воздухообмена – по принципу смешения приточного и рециркуляционного воздуха, а также с замкнутой рециркуляцией воздуха. Наиболее эффективная работа калорифера в системах естественной вентиляции достигается при его установки в подвальных помещениях (то есть, у точки воздухозабора). Для систем искусственной или принудительной вентиляции это требование неактуально, т.к. воздух прогоняется через калорифер посредством канальных вентиляторов

Разберем основную схему работы калорифера и его устройство. Калориферы кск 4 это, прежде всего, теплоотдающие элементы из стальных трубок 16х1,5мм с алюминиевыми ребрами, которые соединены с помощью трубных решеток. По бокам он ограничен крышками и боковыми щитками.

Монтаж и установка калорифера.

Монтаж и установка калорифера производится на специальные крепежные отверстия с торцов трубных решеток и съемных щитков.

Присоединительные размеры калориферов позволяют обеспечить сборку по высоте и длине и собрать установку производительностью по воздуху до 500 тыс.м3/час. Теплоотдающий элемент выполнен из стальной трубы 16х1,6мм и алюминиевого накатного оребрения с диаметром 39мм. Шаг между ребрами 3мм.

Особые размеры калориферов позволяют смонтировать калориферный блок или так называемую калориферную установку из нескольких калориферов с единым шагом 125мм. Такая установка дает производительность по воздуху до 500 тыс. м³/час.

В системах механической вентиляции нагревание приточного воздуха, как правило, осуществляется калориферами.

Классифицировать применяющиеся в настоящее время калориферы можно по нескольким признакам. По виду теплоносителя различают калориферы водяные, паровые, электрические. В свою очередь водяные и паровые калориферы подразделяются по виду поверхности на гладкотрубчатые и ребристые, по характеру движения теплоносителя - на одноходовые и многоходовыс. По количеству рядов труб выпускаемые в настоящее время калориферы делятся на две модели: среднюю (С) с тремя рядами труб и большую (Б) - с четырьмя рядами.

Теплоноситель (вода или пар) поступает через входной штуцер, проходит по трубкам и удаляется через выходной штуцер. Нагреваемый воздух обтекает внешние поверхности труб.

По ходу движения воздуха трубки в калориферах могут располагаться в коридорном или в шахматном порядке. В последнем случае обеспечиваются лучшие условия теплопередачи, однако вместе с этим возрастает и сопротивление движению воздуха.

В одноходовых калориферах доступ теплоносителя из распределительных коробок открыт во все трубки и теплоноситель проходит по ним между распределительной и сборной коробками один раз.

Коробки многоходовых калориферов имеют поперечные перегородки, которые создают последовательное движение теплоносителя по трубкам. В таких калориферах скорость движения теплоносителя в трубках при одинаковом расходе по сравнению с одноходовыми больше, в связи с чем интенсивность теплопередачи возрастает. В то же время живое сечение трубок меньше, следовательно, больше сопротивление движению теплоносителя.

В ребристых калориферах наружная поверхность труб имеет ребрение, благодаря чему площадь теплопередающей поверхности увеличивается. Количество трубок у ребристых калориферов меньше, чем у гладкотрубчатых, по теплотехнические показатели выше. Последнее обстоятельство послужило причиной того, что в настоящее время применяются, как правило, ребристые калориферы, серийно выпускаемые отечественной промышленностью.

Оребрение поверхности трубок выполняется различными способами. В пластинчатых калориферах ребра образованы стальными пластинами, насаженными на трубки. Трубки калориферов могут иметь круглое или овальное сечение, пластины могут охватывать одну или несколько трубок и по своей форме быть прямоугольными или круглыми.

В спирально-навивных калориферах ребра на трубках образуются навивкой стальной ленты. При этом за счет большого усилия при навивке обеспечивается плотный контакт между трубкой и лентой, что улучшает условия теплопередачи Однако при такой конструкции ребер сопротивление движению воздуха больше, чем у пластинчатых калориферов.

В электрокалориферах нагревательным элементом служат трубки (иногда с оребрением для увеличения поверхности теплоотдачи), внутри которых находится омическое сопротивление. Трубки располагаются в несколько рядов в шахматном порядке и омываются нагреваемым воздухом

Мощность электрокалориферов, выпускаемых как секции к центральным кондиционерам, составляет 10, 50, 150 и 200кВт, питание осуществляется электрическим током 220 и 380 В. Конструкция электрокалориферов предусматривает возможность регулирования теплоотдачи за счет включения части мощности по сравнению с номинальной.

В калориферной установке, предназначенной для нагревания воздуха, может быть несколько калориферов, которые по ходу движения воздуха располагаются последовательно, параллельно или по смешанной схеме. Как правило, в одной калориферной установке калориферы принимаются одинаковыми по типу и размеру.

Постановка калориферов последовательно один за другим применяется в случае необходимости нагрева воздуха на большую разность температур. Установку калориферов параллельно с подачей нагреваемого воздуха одновременно во все приборы целесообразно применять в случае больших количеств воздуха, нагреваемых на небольшой перепад температур.

В случае больших расходов воздуха, нагреваемых на значительную разность температур, калориферы устанавливаются по смешанной схеме, при которой несколько параллельных рядов калориферов располагаются последовательно один за другим.

Использование для конкретных условий различных схем установки калориферов дает различные эксплуатационные и строительные экономические показатели. Поэтому окончательный вывод об экономичности того или другого способа соединения калориферов в группу можно получить в результате сравнения расходов на строительство, ремонт и стоимость затрачиваемой энергии.

Решающим фактором чаще всего является все же необходимый перепад температур воздуха в установке и конструктивные соображения. Так, в центральных кондиционерах предусматривается последовательная схема расположения калориферов по ходу движения воздуха.

В установках, состоящих из паровых калориферов, предусматривается обводный канал с клапаном, необходимый для регулирования теплосъема с калорифера. Изменяя соотношение количества воздуха, проходящего через калорифер, и воздуха, идущего в обход его, добиваются получения необходимой температуры смеси из калорифером. Для паровых калориферов такое устройство регулирования их теплоотдачи оказывается необходимым, так как регулировка теплосъема путем изменения температуры пара практически исключается. В установках водяных калориферов устройство обводного канала необязательно, так как регулирование теплоотдачи калориферов может быть осуществлено путем изменения температуры теплоносителя. Однако и здесь при наличии обводного канала улучшаются условия регулирования теплосъема и в ряде случаев повышается экономичность системы.

По ходу движения теплоносителя различают такие же три схемы подключения, что и при установке калориферов по ходу движения воздуха. При этом включение калориферов в сеть для подачи теплоносителя может быть произведено различными способами независимо от расположения их по ходу движения воздуха. При последовательном включении калориферов в тепловую сеть их живое сечение по теплоносителю - воде меньше, чем при параллельном, а следовательно, скорость движения теплоносителя больше.

Если в качестве теплоносителя применяется вода, то увеличение скорости ее движения вызывает интенсификацию теплопередачи, но вместе с тем требует большего напора в сети. Поэтому в разных условиях применяются различные схемы подключения калориферов к трубопроводам.

При теплоносителе - паре увеличение скорости его движения не оказывает существенного влияния на увеличение интенсивности теплопередачи. Кроме того, при последовательном подключении теплоотдача второго и последующих калориферов может резко упасть в связи с превращением пара в конденсат в первом калорифере. В связи с этим обычно паровые калориферы подключаются в сеть параллельно. Направление движения пара в калорифере принимается сверху вниз.

Наиболее часто встречаются водяные калориферы, присоединяемые к центральной системе отопления, а также электрические калориферы и электрическими нагревательными элементами.

Быстрее всего через систему вентиляции и кондиционирования помещения способен нагреть паровой калорифер. Источником тепловой энергии в таком калорифере является перегретый водяной пар. Значительный минус такого калорифера – необходимость наличия парогенерирующих устройств, поэтому наиболее оправдана установка такого устройства в промышленных корпусах, оборудованных промышленными паропроводами для непрерывной подачи пара в калорифер.

Для менее мощных вентиляционных систем экономически более оправдано применение электрического калорифера в связи с тем, что такой калорифер не требует подведения сложных коммуникаций – его достаточно подключить к линии электроснабжения.

Электрический калорифер оборудован ТЭНами для более эффективного теплообмена с окружающим воздухом. Использование электрического калорифера оправдано только в том случае, если площадь вентилируемого помещения не превышает 100-150 квадратных метров или 100м3 в час, иначе расход электроэнергии сводит на нет экономию на установке электрического калорифера.

Водяной калорифер является наиболее экономичным решением для помещений площадью более 150 м2, так как подвод линии центрального отопления к калориферу – не высокозатратная задача. Температура поды в таком калорифере может достигать 180 ºС. Цена электрического калорифера немного превышает цену водяного калорифера, хотя последний требует монтажа специального узла обвязки, состоящий из циркуляционного насоса, трёхходового клапана, требуемой арматурой для трубопровода и управляющего модуля. Стоимость такого комплекта начинается от 500 долларов США. Необходимость установки узла обвязки калорифера очевидна: он позволяет управлять производительностью калорифера, а также предохраняет его от замерзания в зимнее время.

Помимо нагревающих калориферов, существуют также и охлаждающие калориферы, или фреоновые воздухоохладители. Принцип их работы схож с принципом работы кондиционера, когда через трубчато-пластинчатый радиатор, заполненный охлаждённым инертным газом – фреоном, проходит воздух, подвергаясь теплообмену с охлаждающим калорифером. Эффективность фреоновых охладителей довольно велика – они способны охлаждать проходящий воздух более чем на 20 ºС. Помимо охлаждения фреоновый калорифер имеет также возможность осушения проходящего через него воздуха путём испарения из него влаги. Фреоновый охладитель требует установки внешнего теплообменника, либо может подключаться к центральной системе кондиционирования. Также необходима система отвода конденсата.

Воздухоохладители также бывают водяными. Существенное преимущество таких калориферов состоит в том, что они не требуют установки внешних теплообменников, а всего лишь нуждаются в подводе линии холодного водоснабжения, хотя их эффективность немного ниже фреоновых охладителей. Воздухохладители такого типа также требуют установки узла обвязки. Они, хоть и не используются в зимнее время, но, тем не менее, нуждаются в регулировке.

Теплоноситель (вода или пар) поступает через входной штуцер, проходит по трубкам и удаляется через выходной штуцер. Нагреваемый воздух обтекает внешние поверхности труб. По ходу движения воздуха трубки в калориферах могут располагаться в коридорном или шахматном порядке. В последнем случае обеспечиваются лучшие условия теплопередачи однако вместе с этим возрастает и сопротивление воздуха. В одноходовых калориферах доступ теплоносителя из распределительных коробок открыт во все трубки и теплоноситель проходит по ним между распределительной и сборной коробками один раз. Коробки многоходовых калориферов имеют поперечные перегородки, которые создают последовательное движение теплоносителя по трубкам. В таких калориферах скорость движения теплоносителя в трубках при одинаковом расходе по сравнению с одноходовыми больше, в связи с чем интенсивность теплопередачи возрастает. В то же время живое сечение трубок меньше, следовательно, больше сопротивление движимого теплоносителя. В ребристых калориферах наружная поверхность труб имеет оребрение, благодаря чему площадь теплопередающей поверхности увеличивается. Количество трубок ребристых калориферов меньше, чем у гладкотрубчатых, но технические показатели выше. Последнее обстоятельство послужило причиной того, что в настоящее время применяются, как правило, ребристые калориферы, серийно выпускаемые отечественной промышленностью. Оребрение поверхностных трубок выполняется различными способами:

В пластинчатых калориферах ребра образованы стальными пластинами, насаженными на трубки. Трубки калориферов могут иметь круглое или овальное сечение, пластины могут охватывать одну или несколько трубок и по своей форме быть прямоугольными или круглыми.

В спирально-навивных калориферах ребра образуются навивкой стальной ленты. При этом за счет большого усилия при навивке обеспечивается плотный контакт между трубкой и лентой, что улучшает условия теплоотдачи. Однако при такой конструкции ребер сопротивление движению воздуха больше, чем у пластинчатых калориферов.

В спирально-накатных калориферах ребра образуются накаткой алюминиевой трубы. При этом за счет большого давления на алюминиевую трубу при накатке обеспечивается очень плотный контакт между алюминиевой и стальной трубкой что значительно улучшает условия теплоотдачи.

2.2. Разработка конструкции. Обоснование параметров (техническое задание, техническое предложение)

Асинхронные двигатели: методы подключения расчет.

Асинхронный электродвигатель, электрическая асинхронная машина для преобразования электрической энергии в механическую. Принцип работы асинхронного электродвигателя основан на взаимодействии вращающегося магнитного поля, возникающего при прохождении трехфазного переменного тока по обмоткам статора, с током, индуктированным полем статора в обмотках ротора, в результате чего возникают механические усилия, заставляющие ротор вращаться в сторону вращения магнитного поля при условии, что частота вращения ротора n меньше частоты вращения поля n1 .Т. о., ротор совершает асинхронное вращение по отношению к полю.

Впервые явление, названное магнетизмом вращения, продемонстрировал французский физик Д. Ф. Араго (1824). Он показал, что укрепленный на вертикальной оси медный диск начинает вращаться, если вращать над ним постоянный магнит. Спустя 55 лет, 28 июня 1879, английский ученый У. Бейли получил вращение магнитного поля поочередным подключением обмоток 4 стержневых электромагнитов к источнику постоянного тока. В работах М. Депре (Франция, 1880—1883), И. Томсона (США, 1887) и др. описываются устройства, основанные также на свойствах вращающегося магнитного поля. Однако строгое научное изложение сущности этого явления впервые, практически одновременно и независимо друг от друга, было дано в 1888 итальянским физиком Г. Феррарисом и хорватским инженером и ученым Н. Тесла.

Двухфазный асинхроный электродвигатель. был изобретен Н. Тесла в 1887 (английский патент № 6481), публичное сообщение об этом изобретении он сделал в 1888. Распространения этот тип асинхронного двигателя не получил главным образом из-за плохих пусковых характеристик. В 1889 М. О. Доливо-Добровольский испытал сконструированный им первый в мире трехфазный асинхроныйдвигатель, в котором применил ротор типа «беличье колесо» (германский патент № 51083), а обмотку статора разместил в пазах по всей окружности статора. В 1890 Доливо-Добровольский изобрел фазный ротор с кольцами и пусковыми устройствами (патенты английский № 20425 и германский № 75361). Через 2 года им же была предложена конструкция ротора, названная «двойной беличьей клеткой», которую, однако, стали широко применять только с 1898 благодаря работам французского инженера П. Бушеро, представившего асинхроный электродвигатель с таким ротором, как двигатель со специальными пусковыми характеристиками.

Конструктивное оформление асинхронного электродвигателя, их мощность и габариты зависят от назначения и условий работы.

Например, двигатели с воздушным и водяным охлаждением (общего применения); герметичные, маслонаполненные (для электробуров) и взрывобезопасные (для работы в шахтах, взрывоопасных помещениях и др.); пыле- брызгозащищенные (для применения в морских условиях и тропическом климате) и т. д. Некоторые виды асинхронных двигателей (например, шаговые, для следящих систем, схем автоматики и телемеханики, со ступенчатой регулировкой скорости и пр.) разрабатываются и выпускаются комплектно с блоками управления и пускозащитной аппаратурой, с встроенными редукторами. Трехфазные асинхронные электродвигателя сравнительно с однофазными обладают лучшими пусковыми и рабочими характеристиками. Основные конструктивные элементы асинхронных двигателей: статор — неподвижная часть (рис.5 а) и ротор — вращающаяся часть (рис.5 б, в). В соответствии со способом выполнения роторной обмотки асинхронного мотора делятся на двигатели с контактными кольцами и короткозамкнутые. Воздушный зазор между статором и ротором у асинхронного электромотора делается по возможности малым (до 0,25 мм). Частота вращения ротора асинхронного электродвигателя зависит от частоты вращения магнитного поля статора и определяется частотой питающего тока и числом пар полюсов двигателя.
Рис.5.Основные конструктивные элементы асинхронных двигателей

а- статор- неподвижная часть; б, в - ротор- вращающаяся часть.
При пуске асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором возникает пусковой ток, сила которого превышает силу номинального тока в 4—7 раз. Поэтому прямое включение в сеть применяется только для моторов мощностью до 200 квт. Более мощные асинхронные электромоторы с короткозамкнутым ротором включают сперва на пониженное напряжение, чтобы сила пускового тока снизилась в 3—4 раза. С этой же целью применяют пуск асинхронного двигателя через автотрансформатор, включенный на время пуска последовательно с обмоткой статора. Силу пускового тока двигателей с фазным ротором ограничивают пусковым сопротивлением в цепи ротора, которое в процессе разбега ротора постепенно уменьшают. После запуска асинхронного электродвигателя обмотку ротора замыкают накоротко. Для уменьшения потерь на трение и износа щеток их обычно поднимают щеткоподъемным приспособлением, которое перед этим замыкает накоротко обмотку ротора через кольца.

Частоту вращения асинхронного электромотора регулируют в основном изменением числа пар полюсов, сопротивления, включенного в цепь ротора, изменением частоты питающего тока, а также каскадным включением нескольких машин. Направление вращения асинхронного электромотора изменяют переключением любых двух фаз обмотки статора.

Асинхронный электродвигатель благодаря простоте в производстве и надежности в эксплуатации широко применяют в электрическом приводе. Основные недостатки асинхронного двигателя — ограниченный диапазон регулирования частоты вращения и значительное потребление реактивной мощности в режиме малых нагрузок. Создание регулируемых статических полупроводниковых преобразователей частоты существенно расширяет область применения асинхронного двигателя в автоматических регулируемых электроприводах.

Конденсаторный асинхронный электродвигатель.

1) асинхронный электродвигатель, питаемый от однофазной сети и имеющий на статоре две обмотки, одна из которых включается в сеть непосредственно, а другая — последовательно с электрическим конденсатором для образования вращающегося магнитного поля. Конденсаторы создают сдвиг фаз между токами обмоток, оси которых сдвинуты в пространстве. Наибольший вращающий момент развивается, когда сдвиг фаз токов составляет 90°, а их амплитуды подобраны так, что вращающееся поле становится круговым. При пуске конденсаторного асинхронного двигателя оба конденсатора включены, а после его разгона один из конденсаторов отключают; это обусловлено тем, что при номинальной частоте вращения требуется значительно меньшая емкость, чем при пуске. конденсаторного асинхронного электродвигателя по пусковым и рабочим характеристикам близок к трехфазному асинхронному двигателю. Применяется в электроприводах малой мощности; при мощностях свыше 1 квт используется редко вследствие значительной стоимости и размеров конденсаторов.

Рис 6. Схема (а) и векторная диаграмма (б) конденсаторного асинхронного двигателя: U, UБ, UC — напряжения; IA, IБ — токи; А и Б — обмотки статора; В — центробежный выключатель для отключения С1 после разгона двигателя; C1 и C2 — конденсаторы.
2) Трехфазный асинхронный электродвигатель, включаемый через конденсатор в однофазную сеть. Рабочая емкость конденсатора для 3-фазного двигателя определяется по формуле Ср = 2800 (мкф), если обмотки соединены по схеме «звезда», или Ср = 4800 (мкф), если обмотки соединены по схеме «треугольник». Емкость пускового конденсатора Сп=(2,5 - 3) ×Ср. Рабочее напряжение конденсаторов должно быть в 1,5 раза выше напряжения сети; конденсаторы устанавливаются обязательно бумажные.
Рис 7. Схема включения в однофазную сеть трехфазного асинхронного двигателя с обмотками статора, соединенными по схеме «звезда» (а) или «треугольник» (б): B1 Переключатель направления вращения (реверс), В2 — Выключатель пусковой емкости; Ср — рабочий конденсатор; Cп — пусковой конденсатор; АД — асинхронный электродвигатель; Q - термостат защиты от перегрева, температура срабатывания 55°С;

Y - термостат защиты от воспламенения, температура срабатывания 120°С.
Асинхронный двигатель с рабочим конденсатором.
Рис.8. Схема включения (а) и механическая характеристика (б) асинхронного двигателя с рабочим конденсатором
Двигатели с пусковым конденсатором и пусковым сопротивлением имеют устройство автоматического отключения пусковой обмотки после выхода в номинальный режим. Это повышает цену двигателя, хотя и снижает его надежность. В тех случаях, когда не требуется больших пусковых моментов, целесообразно применять двигатель с рабочим конденсатором (рис. 8).

В таком двигателе обе обмотки занимают одинаковое число пазов статора NZA = NZB.

Число витков вспомогательной обмотки и емкость конденсатора выбирают из условия получения кругового поля в номинальном режиме (s = sном). Двигатель имеет хорошие рабочие свойства: КПД = 50 - 80 %; cosφ = 0,8 - 0,95; Mмах/Mном = 1,6 - 2,2. Однако пусковой момент его небольшой (Mп/Mном = 0,3 - 0,6) что объясняется эллиптичностью магнитного поля, т.е. наличием значительного обратно вращающего тормозного момента. В целях повышения пускового момента либо увеличивают активное сопротивление ротора, либо выполняют условие получения кругового поля не при номинальном, а при большем скольжении. Однако во всех случаях надо считаться с неизбежным ухудшением энергетических показателей в номинальном режиме.

Простейшие электрические расчеты нагревательных элементов, применяемых в электробытовых приборах

Электронагреватели широко используются в бытовых электроприборах: чайниках, утюгах, каминах, плитках, паяльниках и т. д.

Тепловое действие тока. При прохождении электрического тока через неподвижные металлические проводники единственным результатом работы тока является нагревание этих проводников, и, следовательно, по закону сохранения энергии вся работа, совершенная током, превращается в тепло.

Определим общее количество теплоты, которое должен выделить нагревательный элемент электрочайника, с учетом потерь на нагрев керамики, корпуса чайника и внешней среды:

Мощность электрического тока. Зная работу, совершаемую током за некоторый промежуток времени, можно рассчитать и мощность тока, под которой, так же как и в механике, понимают работу, совершаемую за единицу времени. Из формулы, определяющей работу постоянного тока A = UIt, следует, что мощность его (Р) равна:

Нередко говорят о мощности электрического тока, потребляемой от сети, желая этим выразить мысль, что при помощи электрического тока (за счет тока) нагреваются утюги, электроплитки и т. д.

В соответствии с этим на приборах нередко обозначается их мощность, т. е. мощность тока, необходимая для нормального действия этих приборов. Так, например, для нормальной работы электроплитки на 220 В мощностью 500 Вт требуется ток около 2,3 А при напряжении 220 В (2,3-220^500).

На практике применяют более крупные единицы мощности: 1 гВт (гектоватт) = 100 Вт и 1 кВт (киловатт) = 1000 Вт.

Таким образом, 1 Вт есть мощность, выделяемая током 1 А в проводнике, между концами которого поддерживается напряжение 1 В.

Единица работы, совершаемой электрическим током в течение 1 с при помощи 1 Вт, называется ватт-секундой, или иначе джоулем. Применяют и более крупные единицы работы: 1 гектоватт-час (гВт-ч) или 1 киловатт-час (кВт-ч), который равен работе, совершаемой электрическим током в течение 1 ч при мощности 1 кВт.

Длину и диаметр проволоки нагревательного элемента рассчитывают исходя из величины напряжения сети и заданной мощности нагревательного элемента. Сила тока при данном напряжении и мощности определяется по формуле омическое сопротивление проводника всегда вычисляется по формуле Зная величину тока, можно найти диаметр и сечение проволоки. Основные данные для расчета нагревательных элементов Диаметр нихромовой проволоки при температуре 700° С, мм Площадь поперечного сечения проволоки, мм2

Пример. Определить длину проволоки из нихрома для нагревательного элемента плитки мощностью Р = 600 Вт при напряжении сети U = 220 В.

По этим данным находим диаметр и сечение проволоки: d=0,45 мм, 5=0,159 мм2. Тогда длина проволоки будет равна;

Точно так же можно рассчитать нагревательные элементы и для других электронагревательных приборов.

Примечание. При эксплуатации электрорадиотехнической аппаратуры необходимо знать сечение монтажных проводов - в зависимости от величины проходящего по ним тока. В таблице приведены максимально допустимые токи нагрузки для медных проводов различного сечения.

Допустимые токи нагрузки медных проводов (монтажных)

В тепловентиляторах со спиральным нагревателями блок обогрева представляет собой нихромовую проволоку или спираль, закрепленную на несгораемом основании.

Поверхность такого нагревательного элемента может раскаляться до температуры 1 200 0С, выжигая в помещении кислород. И если в воздухе содержатся взвешнные частицы (пыль, тополиный пух и т.д.), то, попадая на спираль, они выделяют вредные продукты сгорания, вызывающие неприятный запах.

По этим причинам спиральные тепловентиляторы лучше не использовать для продолжительного обогрева жилых или запыленных помещений. Хотя у устройств с открытым нагревательным элементом есть и преимущества: большая температура выходящего воздуха и невысокая цена.

2.3. Разработка и технология изготовления

Одним из основных элементов системы кондиционирования является воздухонагреватель, который необходим для обеспечения нагрева поступающего воздуха до необходимой температуры. Попробуем изготовить калорифер, в котором нагрев воздуха производится за счет прохождения через контур нагревательных электрических элементов или тэнов. Как раз такие воздухонагреватели и получили название электрические.


Рис.9.Устройство электрокалориферных установок.
Калорифер электрический состоит из нагревательного блока, патрубка переходного, мягкой вставки, центробежного вентилятора с электродвигателем, установленного на виброизоляторах и рамы. Калорифер состоит из кожуха и установленных в нем оребренных трубчатых нагревательных элементов. Кожух электрического калорифера представляет собой сварную коробчатую конструкцию из листовой стали.

Переходной патрубок, соединяющий калорифер с мягкой вставкой, представляет собой сварную конструкцию из листовой стали и уголков. Мягкая вставка и виброизоляторы калорифера, на которых установлен вентилятор с электродвигателем, обеспечивают защиту калорифера от вибрации, создаваемой вентилятором. Электрический калорифер и вентилятор установлены на общей раме.

Электрические калориферы состоят из спирально-навивных или спиральнооребренных тэнов, выполненных из нержавеющей стали. Нагревательные элементы соединяются посекционно, что получает получить несколько степеней нагрева воздуха. Электропитание калориферов может быть трехфазным 380В или однофазным 220В. Переход с одного напряжение на другое осуществляется переключением перемычек в присоединительной клеммой коробке.

Электрические калориферы имеют встроенный термостат перегрева (размыкает цепь при 450С) и противопожарный термостат (размыкает цепь при 1300С)

Работа калорифера заключается в том, что холодный воздух снаружи забирается через нагревательный блок калорифер, в котором он подогревается, и проходя центробежный вентилятор подается в распределительную систему или непосредственно в помещение.

Все калориферы СФОЦ имеют три ступени мощности, управление которыми осуществляется вручную со шкафа управления калорифером ШУК.

Шкафы управления электрокалориферных установок

Шкафы управления ШУК предназначены для управления электрическими калориферами СФОЦ и автоматического отключения при аварийных режимах работы. Шкаф калорифера включает в себя аппаратуру управления, индикации и клеммную колодку.

К аппаратуре управления относятся:

- автоматический выключатель, выполняющий функции защиты калорифера от короткого замыкания и служащий для оперативного отключения;

- магнитные пускатели, обеспечивающие включение и отключение нагревательных элементов калориферов по команде со шкафа управления;

- плата индикации, служащая для сигнализации о работе шкафа электрического калорифера и размещения кнопок управления.

Монтаж электрокалориферных установок

Калориферы монтируются в помещениях, не содержащих вредных паров кислот, взрывоопасных газов, токопроводящей пыли и т.п. Температура воздуха в помещении с калорифером от +1°С до + 40°С, влажность воздуха не должна превышать 80% при 35 °С.

Подключение секций электрических нагревателей калорифера СФОЦ к питающей сети производится двумя кабелями (типа ВРГ) с медными жилами сечением, указанном в паспорте. Заземление калорифера производится специальной жилой, сечением согласно паспорта. Использование для этих целей нулевого рабочего проводника не допускается. Подключение калорифера производить при снятых крышках, после чего крышки должны быть поставлены на место. Перед первым включением электрического калорифера снять транспортировочные опоры. Перед монтажом калорифера снять транспортировочные заглушки.

Установку, подключение и периодическое обслуживание калориферов должен выполнять персонал, имеющий квалификационную группу по электрической безопасности не ниже третьей.

Размещение шкафов электрокалориферных установок

Шкаф калорифера ШУК устанавливается вертикально на высоте 1,4 - 1,7 м от пола на стенах и сооружениях в хорошо освещенном и отапливаемом помещении, без повышенной пожарной опасности, не взрывоопасной средой, не содержащей вредных паров, кислот, газов, токопроводящей пыли и т.п.

Влажность воздуха для шкафа калорифера не должна превышать 75%. Шкаф подключается к сети и калориферу согласно схемы. Монтаж электрических цепей шкафа калорифера производится проводами в металлорукаве или кабелем. Ввод проводов в шкаф калорифера ШУК осуществляется через уплотнительные втулки. Заземление корпуса шкафа калорифера выполняется отдельным проводником.

Все работы по монтажу шкафов калориферов производятся квалифицированным персоналом, имеющим квалификационную группу по электробезопасности не ниже третьей.

Меры безопасности электрокалориферных установок

Все работы по электромонтажу калориферов должны выполняться согласно электротехническим правилам и нормам эксплуатации оборудования, работающего под напряжением до 1000 В. При проведении монтажа и во время эксплуатации калориферов СФОЦ необходимо соблюдать следующие требования:

- корпус калорифера, нагревательный блок и электродвигатель должны быть надежно заземлены;

- все работы по осмотру и ремонту электрических калориферов должны проводиться при снятом напряжении.

Дежурный персонал, обслуживающий калориферы, обязан:

- знать устройство калориферов;

- знать электрическую схему калорифера и соблюдать правила техники безопасности;

- уметь определять неполадки в работе электрического калорифера;

- помнить, что включение калорифера при не вращающемся вентиляторе категорически запрещается.

Работа неисправного калорифера СФОЦ категорически запрещается.

Порядок работы электрокалориферных установок

Перед включением электрических калориферов необходимо убедиться в наличии и исправности защитного заземления. Включение калорифера производится автоматическим выключателем, размещенным в шкафу управления. При этом на шкафе калорифера загорается сигнальная лампа.

При эксплуатации калориферов необходимо соблюдать следующие требования:

- не допускается работа электрического калорифера при отключенном вентиляторе;

- не реже одного раза в четыре месяца и перед первым включением калорифера проверять сопротивление изоляции нагревателей относительно корпуса калорифера; эту проверку следует проводить перед каждым включением калорифера после длительного простоя (более 15 дней)

- не реже одного раза в три месяца необходимо проверять состояние защитного заземления калориферов.

Хранение и транспортировка электрокалориферных установок

Калорифер электрический должен храниться в закрытых помещениях в условиях, исключающих возможность воздействия солнечных лучей, влаги, резких колебаний температуры. Температура окружающего воздуха при хранении калориферов должна быть в пределах от -50° С до +40°С. Относительная влажность воздуха для калорифера при температуре +20°С должна быть не более 80%.

Транспортирование калориферов СФОЦ в заводской упаковке допускается производить любым видом транспорта на любые расстояния. Транспортирование электрических калориферов производить только на транспортных опорах. Условия транспортирования калориферов в части воздействия климатических факторов по группе условий хранения 2С ГОСТ 15150-69. Условия транспортирования калориферов в части воздействия механических факторов по группе условий транспортирования Л ГОСТ 23216-78.

Гарантия на электрокалориферные установки

Изготовитель гарантирует нормальную электрических калориферов СФОЦ при соблюдении потребителем условий эксплуатации. Гарантийный срок хранения калорифера 1 год. Гарантийный срок эксплуатации 1 год с момента продажи (передачи) калорифера. Гарантийный срок исчисляется со дня изготовления калориферов, если день его продажи (передачи) установить невозможно.

В течение гарантийного срока завод-изготовитель в отношении недостатков калориферов СФОЦ удовлетворяет требования потребителя в соответствии с действующим законодательством, при условии соблюдения потребителем правил эксплуатации, хранения и транспортирования электрических калориферов.

Производство электрокалориферных установок

Производство электрических калориферов осуществляется по следующей схеме:

1) Вырезка заготовок на все металлические детали калориферов СФОЦ производится на лазерном станке HKS-3015.

2) Гибка мелких деталей калориферов выполняется на штампах. Корпусные детали калориферов гнутся на универсальных гибочных машинах.

3) Покраска корпусных деталей калориферов электрических осуществляется полиэфирной порошковой краской на покрасочной камере фирмы "Nordson", с последующей полимеризацией порошкового покрытия в печи, работающей на природном газе.

4) Изготовление тенов в калориферы СФОЦ производится на оборудовании "Kanthal".

5) Готовые к сборке комплектующие для калориферов поступают на сборочный конвейер, где производится сборка изделий. Далее калориферы проходят приёмо-сдаточные испытания на специальном стенде на функционирование и проверку электрических параметров.

6) Калориферы СФОЦ упаковываются вместе с установочными креплениями в гофрокартонную тару.

К основным преимуществам использования электрических воздухонагревателей можно отнести следующие факторы: небольшая дельта перепада давления, простота расчета мощности и экономичность в процессе эксплуатации и монтажа.

Одним из недостатков электрических воздухонагревателей является то, что нити накаливания, выполненные из металла, имеют значительный инерционный потенциал. Из-за этого в случае перегрева они могут выйти из строя. Однако данный недостаток конструктивной особенности электрических воздухонагревателей с легкостью устраняется благодаря наличию дополнительной защиты от перегрева.

Область применения тепловентиляторов и калориферов

По способу установки различают переносные тепловентиляторы и стационарные — напольные, настенные, потолочные и т. д.

В качестве источников тепла эти устройства способны решать множество задач — от обогрева жилых и производственных помещений, дач, гаражей, теплиц и парников до сушки разнообразных материалов и покрытий. Мощные тепловентиляторы (тепловые пушки) ввиду их большой производительности использовать в небольших помещения нерационально. Эти приборы применяют в магазинах, гаражах, на складах и стройплощадках площадью от 30 до 300 м2. Переносными тепловентиляторами пользуются как для полного обогрева помещения, так и для дополнительного. В плохо отапливаемых производственных и складских помещениях, спортивных залах добиваются хороших результатов при помощи стационарных тепловых вентиляторов. Данное оборудование хорошо зарекомендовало себя там, где предъявляются высокие требования к безопасности эксплуатации, например, в пожароопасных помещениях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Система вентиляции должна обеспечивать нормативный воздухообмен во всех помещениях, предусмотренных проектом. Не допускается расхождение объема притока или вытяжки от проектного более 10%, не допускается также снижение или увеличение температуры приточного воздуха более чем на 2 °C по сравнению с температурой воздуха, предусмотренной в проекте; а естественная вентиляция должна обеспечивать нормальный воздухообмен при температурах наружного воздуха плюс 5 °C и ниже.

Системы вентиляции должны быть выполнены в соответствии с проектом и требованиями глав СНиП по проектированию отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и правилами производства и приемки работ санитарно-технического оборудования зданий и сооружений.

Правильная и своевременная эксплуатация вентиляционных агрегатов и их составных частей приведет к более длительному обслуживанию.

Целью курсового проектирования является приобретение студентами навыков по конструированию и расчету систем теплогазоснабжения и вентиляции на основе приобретенных теоретических знаний в процессе изучения курса лекций, а также научить студентов умело пользоваться справочными и нормативными материалами.

В результате выполнения курсового проекта должно быть получено рациональное решение основных вопросов инженерных систем объекта. Все принципиальные решения должны быть увязаны с требованиями действующих норм и экономически обоснованы.

Курсовая работа представляет собой самостоятельную работу, выполняемую после изучения основного учебного пособия и посвященную расчету и конструированию систем теплогазоснабжения и вентиляции

ЛИТЕРАТУРА

1.     Каганов В.И. Радиотехника: Учеб. пособие для сред. Проф. образов. – М.: изд. Центр «Академия», 2006. – 352 с.

2.     Калантаров П.Л., Цейтлин Л.А. Расчет индуктивностей: Ленинград, Энергоатомиздат, Ленинградское отделение,1986. – 473 с.

3.     Касаткин А.С. Электротехника: Учебник для студ. неэлектрич. спец. вузов. – М.: Высшая школа. – 2003. – 469 с.

4.     Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника. – М.: Энергоиздат, 1983. – 523 с.

5.       Касьянов В.А. Физика 11 класс: Учебник для общеобразовательных учреждений. – М.: изд. «Дрофа», 2006. – 244 с.

6.     Кисаримов Р.В. Справочник электрика. – М.: Издательство «РадиоСофт», 2002. – 285 с.

7.     Кругликов Г.И. Методика преподавания технологии с практикумом: Учеб. пособие для студ. высших учеб. заведений. – М.: Издательский центр «Академия», 2002. – 480 с.

8.     Лабораторный практикум по общей физике: Учеб. пособие для студентов физ.-мат. фак. пед. ин-тов / Ю.А.Кравцов, А.Н. Мансуров, Н.Г.Птицина и др. / Под ред. Е.М. Гершензона, Н.Н.Малова. – М.: Просвещение, 1985. – 351 с.

9.       Лоторейчук Е.А. Теоретические основы электротехники: Учебник. – М.: Форум: ИНФРА. – М., 2006. – 316 с.

10. Латыпов Р.Ш., Шарафиев Р.Г. Техническая термодинамика и энерготехнология химических производств: Учебник для вузов. – М.: Энергоиздат, 1998. – 344 с.

11. Марон А.Е., Марон Е.А. Физика 11 класс: Дидактические материалы – М.: Дрофа, 2004. – 347 с.

12. Марон А.Е., Марон Е.А. «Сборник качественных задач по физике» 7 – 9 кл. – М.: изд. «Просвещение», 2006. – 175 с.

13. Мастронас З.П., Синдеев Ю.Г., Физика: методика и практика преподавания. Серия «Книга для учителя». – Ростов-на-Дону: Феникс, 2002. – 288 с.

14.   Миловзоров О.В., Панков И.Г. Электротехника: Учеб. для вузов. – М.: Высшая школа, 2006. – 288с.

15. Методика трудового обучения с практикумом. / Под ред. Тхоржевского Д.А. – М.: Просвещение, 1987. – 447с.

16. Морозов А.Г. Электротехника, электроника и импульсная техника: Учебное пособие для инженерно- эконом. спец. вузов. –М.: высшая школа, 1987. – 448 с.

17. Мякишев Г.Я. Физика. Механика. – М.: изд. Дрофа, 2004. – 369 с.

18. Мякишев Г.Я. Физика. Электродинамика. 10 – 11-е классы. – М.: изд. Дрофа, 2004. – 347 с.

19. Никулин Н.В. Электроматериаловедение. – М.: Издательство «Высшая школа», 1989. – 582 с.

20. Основы промышленной электроники. / Под ред. В.Г. Герасимова. – М.: Высшая школа, 1986. – 437 с.

21. Пинский А.А. Учебник физики 11 класс. – М.: Просвещение, 2000. – 236с.

22.   Правила устройства электроустановок. – М.: Издательство «Энергоиздат», 1990. – 177 с.

23. Правила эксплуатации электроустановок потребителей. – М.: Издательство «Энергоатомиздат», 1992. – 184 с.

24. Правила техники безопасности при проведении электромонтажных работ. – М.: Издательство «Энергоатомиздат», 1991. – 164 с.

25. Савельев И.В. Курс общей физики: Учебное пособие для студентов высш. учеб. заведений. – 3-е изд., испр. – М.: Наука, 1988. – 496 с.

26. Сасова И.А. Технология 5-8 кл.: Программа/ И.А. Сасова, А.В. Марченко. – М.: Вентана – Граф, 2005. – 93с.

27. Сибкин Ю.Д., Сибкин М. Ю. Техническое обслуживание, ремонт электрооборудования и сетей промышленных предприятий. – М.: Издательство «Профиздат», 2001. – 369 с.

28. Сивухин Д.В. Электричество: Учеб.пособие. – М.: Наука. Гл. редакция физ - матем. литер-ры, 1983. – 688 с.

29. Томилин А.Н. Мир электричества – М.: Дрофа, 2004. – 178 с.

Bukvasha