1. Аккумуляциялық типті элементті су қыздырғыштар, типтері, құрылысы, техникалық мәліметтері, принциптік басқару және автоматтандыру электр сұлбалары
2. Ағынды элементті электрлік су қыздырғыштар мен электрлік қазанжайлар, типтері, құрылысы, техникалық мәліметтері, принциптік басқару және автоматтандыру электр сұлбалары
3. Электрлік су қыздырғыштары мен бу генераторларын қауіпсіз эксплуатациялаудың негізгі ережелері
1. Аккумуляциялық типті элементті су қыздырғыштар, типтері, құрылысы, техникалық мәліметтері, принциптік басқару және автоматтандыру электр сұлбалары
Аккумуляциялық типті элементті су қыздырғыштар. Элементті су қыздырғыштарда түтікті электр қыздырғыштар (ТЭҚ) пайдаланылады. Сондықтан олар электродты су қыздырғыштарға қарағанда эксплуатациялауда қауіпсіз, суды ластамайды және олардың қуаты өзгермейді. Бірақ қыздырғыштардың жұмыс істеу мерзімі аз болғандықтан олардың сенімділігі төмен және эксплуатациялық шығындары жоғары болады. Элементті су қыздырғыштар кіші қуатты (30 кВт дейін) болып шығарылады. Олар кіші жеке тұрған тұтынушыларды ыстық сумен жабдықтауға қолданылады.
Ауыл шаруашылық өндірісінде элементті электрлік су қыздырғыштар мал фермаларында, кешендерінде, құс фабрикаларында, жылы-жайларда, көшетжайларда, гараждарда, жөндеу шеберханаларында, тұрмыстық кәсіпорындарында және т.б. өндірістік үй-жайларда пайдаланылады. Олар өндірістік үй-жайларды орталық жылу жүйесінен ыстық сумен жабдықтауға мүмкіншілік болмағанда немесе ондай жабдықтау тиімсіз болғанда қолданылады.
Қазіргі уақытта жылу энергиясын шоғырлап жинайтын жеке су қыздырғыштар кең таралған. Олар автоматты басқарылады. Мұндай су қыздырғыштардың пайдалы әсер коэффициенті жоғары болады. Оларда су температурасын және оның қыздыру жылдамдығын реттеу жеңіл келеді. Орталық жылу жүйесінен ыстық сумен жабдықтауға қарағанда, жеке су қыздырғыштарды ыстық су тұтынатын жерге қою тиімді келеді. Осы себептен түтік және басқа металл бөлшектердің шығыны азаяды. Элементті су қыздырғыштар бір және үш фазалық болып дайындалады.
Жылу энергиясын шоғырлап жинайтын аккумуляциялық типті элементті су қыздырғыштардың ішкі резервуары мен сыртқы қаптамасының арасында жылылықты өткізбейтін жылулық оқшаулама болады. Сондықтан қыздырғыш электр торабынан ажыратылғаннан кейін су температурасы баяу төмендейді (бір сағатта 0,5…1 °С шамасында). Мұндай су қыздырғыштарды электр торабына тек түнде, яғни электр жүйесінде жүк аз кезінде қосып, өндірістік үй-жайларды күні-түні ыстық сумен қамтамасыз етуге болады. Осы мақсатқа сыйымдылығы 800 және 1600 л су қыздырғыштар пайдаланылады. Оларды уақыт релелері арқылы немесе қосалқы станциядағы жүк мөлшері әсерімен жұмыс істейтін датчиктер арқылы белгілі бағдарламамен автоматты басқаруға болады.
Ауыл шаруашылығында УАП, САОС, САЗС типті элементті электрлік су қыздырғыштар пайдаланылады.
Бұрын жылу энергиясын шоғырлап жинайтын аккумуляциялық ВЭТ типті су қыздырғыштар қолданылды. Өнеркәсіп олардың орнына УАП типті су қыздырғыштарды шығарады. Оларда су қыздыруға түтікті электр қыздырғыштар пайдаланылады. Мұндай қыздырғыш элементтердің құрылмасы қарапайым, пайдалы әсер коэффициенті жоғары, қуат коэффициенті бірге тең және құны төмен болады. Олар пайдалануда қауіпсіз.
Ауыл шаруашылығына арналған су қыздырғыштарда сыртқы түтігі тот баспайтын болаттан дайындалған және құрылмасының саңылаусыздығы жетілдірілген түтікті қыздырғыш элементтер пайдаланылады.
УАП типті электрлік су қыздырғыштар (3.1-кесте) кернеуі 380/220 В үш фазалы айнымалы ток электр торабына қосуға арналған. Олар ГОСТ 19348-74 «Ауыл шаруашылығына арналған электр-термиялық бұйымдар. Жалпы техникалық шарттар» деген мемлекеттік стандарттың талаптарына толық жауап береді.
Кесте 3.1. УАП типті су қыздырғыштардың негізгі техникалық мәліметтері
Көрсеткіші УАП-400/0,9М1 УАП-800/0,9М1 УАП-1600/0,9И1
Резервуарының сыйымдылығы, л 400 800 1600
Қуаты, кВт 12 18 30
Қыздыру блоктарының саны 1 2 2
Қыздырғыштар саны 6 9 15
Судың жұмыс температурасы, °С 90±4 90±4 90±4
Суды жұмыс температурасына дейін қыздыру уақыты, сағ 2,9 4,0 4,6
УАП типті су қыздырғыштардың барлық тораптары мен бөлшектері бірыңғайланған. Осы себептен олардың құны төмендеді, өндіру технологиясы оңайлады және қыздырғыштарды жөндеу және пайдалану кезінде техникалық қызмет көрсету жеңілдеді. Бұл типті су қыздырғыштарда қуаты 2 кВт түтікті электр қыздырғыштар қолданылады.
УАП-800/0,9 М1 типті элементті су қыздырғыш (3.1-сурет) табақша болаттан балқытылып дайындалған цилиндрлік резервуардан 8 тұрады. Резервуардың бүйіріне келте түтіктер балқытылып бекітілген. Түтіктерге қыздыру блоктары (УАП-400 су қыздырғышында тек төменгі қыздыру блогы болады) бекітіледі.
Әрбір қыздыру блогының фланеці бар. Оларға төменгі 5 және жоғарғы 9 түтікті қыздырғыш элементтер бекітіледі. Олардың арасына қосылысты тығыздау үшін резеңке төсемдер салынады. Фланецте қорек көзінің бейтарабымен сенімді электрлік байланыс болуын қамтамасыз етуге арналған нольдік сым қосылатын болт бар. Резервуарға термореттегіштер 6 орнатуға арналған бобышкалар балқытып бекітілген. Резервуардың жоғарғы жағында мембраналық сақтандырғыш клапан 11 және ыстық суды шығаратын келте түтік орнатылған. Резервуар ішіндегі қысым әр түрлі себептердің әрекетімен белгілі мөлшерден асқан кезде, сақтандырғыш клапанның мембранасы тесіліп істен шығады да резервуарды жарылудан сақтайды.
Сурет 3.1. УАП-800/0,9М1 типті электр су қыздырғыш:
1 — ағызғыш тығын; 2 — ағызғыш вентиль; 3 — жапқыш вентиль; 4 — қайтарғыш клапан; 5 — төменгі қыздырғыш элементтер; 6 — термореле; 7 — қаптама; 8 — резервуар; 9 — жоғарғы қыздырғыш элементтер; 10 — жылулық оқшаулама; 11 — сақтандырғыш клапан; 12 — термометр
Резервуар 8 мен сыртқы сәндік қаптама 7 аралығындағы қуыс кеңістікті толтырып тұрған жылулық оқшаулама 10 жылылық шығындарын азайтады. Жылылық оқшаулама ретінде минералдық немесе шынылық мақта, ал соңғы құрылмаларда синтетикалық көбік материалдар пайдаланылады.
Су температурасын көзбен бақылау үшін қондырғының үстіне термометр 12 орнатылған. Қондырғыға салқын су беретін түтікте суды төгуге 2 және жабуға 3 арналған вентильдер, сондай-ақ суды кері жіберілетін клапан 4 орнатылған. Клапан су жүйесінде қысым төмендегенде резервуар ішіндегі су деңгейі төмендемеуін қамтамасыз етеді. Ыстық су резервуарға балқытып бекітілген шықпалық келте түтікпен жүйедегі салқын судың қысымымен сығылып шығарылады.
Шықпалық келте түтікте және ыстық суды пайдаланатын торапта вентиль және басқа жапқыш арматура қоюға болмайды.
УАП типті су қыздырғыштардың климаттық дайындалуы «УХЛ», ал орнатылу категориясы «4» болады. Су қыздырғыш басқару станциясымен жабдықталады. Оның ішінде су қыздырғыштың тип-мөлшеріне сәйкес басқару, реттеу, қорғау және сигналдау аппараттары болады.
УАП-800 типті су қыздырғышының принциптік басқару электр сұлбасы 3.2 — суретте берілген.
УАП-800 және УАП-1600 типті су қыздырғыштар мынадай қуаттық үш режимде жұмыс істей алады: тез қыздыру режимі: екі зонаның да қыздырғыштар тобы жұмысқа қосылады, жалпы қуат УАП-800 су қыздырғышқа 18 кВт, ал УАП 1600 су қыздырғышта 30 кВт болады; жылу энергиясын шоғырлап жинау (аккумуляциялау) режимі: УАП-800 су қыздырғышта қуаты 12 кВт, ал УАП-1600 су қыздырғышта қуаты 18 кВт төменгі аймақтың қыздырғыштар тобы жұмысқа қосылады; резервуардағы судың жоғарғы бестен бір бөлігін қыздыру режимі: УАП-800 су қыздырғышта қуаты 6 кВт, ал УАП-1600 су қыздырғышта қуаты 12 кВт жоғарғы аймақтың қыздырғыштар тобы жұмыс істейді.
Су қыздырғыштың түтікті электр қыздырғыштары қысқа тұйықталу токтарынан QF1 және QF2 автоматты ажыратқыштармен қорғалады.
Сурет 3.2. УАП-800/0,9М1 су қыздырғышын принциптік басқару электр сұлбасы
Қондырғының жоғарғы және төменгі жақтарында орналасқан қыздырғыш элементтерін басқаратын тізбектер электр торабына SA1 және SA2 пакетті ажыратқыштарымен қосылады және ажыратылады. Қыздыру блоктары термореттегіштердің SK1 және SK2 түйіспелерінің көмегімен автоматты басқарылады. SA1 және SA2 пакетті ажыратқыштарды қосқанда, басқару тізбектеріне кернеу беріледі. Су температурасы белгіленген шектен төмен болғандықтан, термореттегіштердің SK1 және SK2 түйіспелері тұйықталуы болады. KV1 және KV2 аралық релелер іске қосылып, өздерінің KV1.1 және KV2.1 түйіспелерін тұйықтайды. KM1 және KM2 магниттік жүргізгіштер іске қосылып, өздерінің күштік түйіспелерімен қыздыру блоктарын электр торабына жалғайды. Су температурасы 90±4 ℃ жеткенде термореттегіштердің SK1 және SK2 түйіспелері ажырап, KV1 және KV2 аралық релелерінің шарғыларын қорексіздендіреді. Олар өздерінің KM1 және KM2 магниттік жүргізгіштер шарғылары тізбектеріндегі KV1.1 және KV2.1 түйіспелерін ажыратады. Магниттік жүргізгіштер өздерінің күштік түйіспелерімен қыздырғыш топтарын электр торабынан ажыратады. Су температурасы 5 ℃-қа төмендегенде қыздыру блоктары электр торабына автоматты қосылып, судың белгіленген температурасын қамтамасыз етеді.
УАП-1600 су қыздырғышын басқару сұлбасында төменгі аймағының қыздырғыштары екі топқа бөлінген және олар жеке магниттік жүргізгіштермен басқарылады.
УАП типті қондырғылар қоректендіргіш және таратқыш су құбырлар жүйелеріне резеңкеленген мата шлангтармен қосылады. Осы себептен олардың пайдалану қауіпсіздігі жоғары болады.
УАП типті электрлік су қыздырғыштардың жоғарыда қаралған жылу энергиясын шоғырлап жинайтын типтерінен басқа типтері де шығарылады. Олар төмен температуралық және ағынды болып шығарылады. Мысалы, УАП-100/0,4 (мал желінін жуып-шаюға), УАП-300/0,2 (ірі қара малды суаруға). УАП-100/0,2 (шошқаларды суаруға) су қыздырғыштарын шығару жоспарланады. Белгілерді: алымында – резервуардың сыйымдылығы, л, бөлімінде – судың максимал температурасы, жүздік градуста (0,2-20 ℃ дейін; 0,4-40 ℃ дейін; 0,9-90 ℃ дейін). УАП-100/0,2 және УАП-100/0,4 су қыздырғыштарының қуаты 2 кВт, ал УАП-300/0,2 және УАП-1600/0,2 су қыздырғыштарының қуаты 6 кВт болады.
УАП типті электрлік су қыздырғыштар негізінде САОС және САЗС типті электрлік су қыздырғыштар (3.2 — кесте) жасалынды. САОС типті қондырғылар су құбырлары жүйесіндегі қысымға тең артылған қысымда жұмыс істейді.
Кесте 3.2. САОС және САЗС типті электрлік су қыздырғыштардың негізгі техникалық мәліметтері
Көрсеткіші САОС-400/90-И1, САЗС-400/90-И1 САОС-800/90-И1, САЗС-800/90-И1 САОС-1600/90-И1, САЗС-1600/90-И1
Резервуардың сыйымдылығы, л 400 800 1600
Қуаты, кВт 12 18 30
Қыздыру блоктарының саны 1 2 2
Судың максимал температурасы, °С 90±3 90±3 90±3
Суды максимал температураға қыздыру уақыты, сағ 3,5 5 6
САОС-800/90-И1 электрлік су қыздырғыштың типін көрсететін шартты белгіні былай айырып оқуға болады: С — қыздыру тәсілі – кедергімен; А — негізгі құрылмалық белгі – аккумуляциялық (жылу энергиясын шоғырлап жинайтын); О — ашық жүйе (ыстық сумен жабдықтау жүйесі); С — жүйе (мал фермаларын және т.б. үй-жайларды ыстық сумен жергілікті жабдықтауға арналған); 800 — сыйымдылығы, л, 90 — судың шықпалық максимал температурасы, °С; И1 — дайындалуы – бірінші.
Су қыздырғыштар мал фермаларын ыстық сумен жабдықтау жергілікті жүйелерінде (сүт түтіктері мен ыдыстарын жууға, жем-шөпті жылулық өңдеуге), сондай-ақ гараждарда, тұрмыстық кәсіпорындарының қажеттеріне пайдаланылады.
САОС-400/90-И1 типті электрлік су қыздырғыштың құрылысы 3.3-суретте көрсетілген.
Қондырғы су қыздырғыштан 1 және басқару шкапынан 13 тұрады. Су қыздырғыштың негізгі элементтері: жылулық оқшауламасы 5 және сәндік қаптамасы бар резервуар 8, қыздыру блогы 2, құбырлық арматура және өлшегіш құралдар.
Сурет 3.3. САОС -400/90-И1 типті электрлік су қыздырғыш:
1 — су қыздырғыш; 2 — қыздыру блогы; 3 — термореле; 4 — термореттегіш; 5 — жылулық оқшаулама; 6 — термометр; 7 — артық қысым клапаны; 8 — резервуар; 9 — ағызғыш тығын; 10 — қайтарғыш клапан; 11 — келте түтік; 12 — муфталық вентиль; 13 — басқару шкапы
Резервуар 8 екі жағына элипстік түптер балқытып біріктірілген тік цилиндр түрінде дайындалған. Ол төменгі түбіне балқытып бекітілген үш тіректік табандарға орнатылған. Резервуарға бекітілген: қыздыру блогын 2 бекітуге арналған фланецті келте түтік, термометрді 6 және температуралық (аппатық) релені 3 бекітуге арналған штуцерлер, суды қондырғыға беруге және одан шығаруға арналған келте түтіктер. Қыздыру блогы 2 түтікті электр қыздырғыштар монтаждалған фланец түрінде дайындалған. Осы фланецке термореттегіштің 4 датчигі монтаждалған.
Су қыздырғыш жапқыш вентильмен 12, қайтарғыш клапанмен 10, ағызғыш тығыны бар 9 келте түтікпен 11 және артық қысым клапанымен 7 жабдықталған. Су температурасын температуралық реле 3 көмегімен реттейді.
Серіппелі типті артық қысым клапаны салқын су түтігінде орнатылады. Ол қондырғыны өзінің ішіндегі су қысымы белгіленген шектен жоғарылағанда апаттан қорғайды.
Қондырғы құрамына құбырлық арматура кіреді. Оның көмегімен ыстық су бірнеше тұтынушыларға беріледі (УАП типті қондырғыларда ыстық су бір нүктеден таратылады). Қондырғыны сумен толтыру үшін ыстық су таратылатын жүйедегі бір вентильді ашық қалдыру керек. Содан кейін салқын су беретін құбырдағы вентиль ашылады. Салқын су беретін құбырдағы вентиль әдетте ашық болады. Салқын су резервуардағы ыстық суды сығып шығарады.
Резервуардағы су түтікті электр қыздырғыштармен белгіленген температураға дейін қыздырылады, содан кейін қыздыру автоматты тоқталады. Мұнан былай су температурасы белгіленген деңгейде автоматты түрде ұсталады.
Қондырғыда апаттық термореттегіш ретінде ТРК типті термореттегіш, ал су температурасын реттегіш ретінде Т-419, БРТ, ТУДЭ, Т-32-07 немесе ТРК-1 типті температуралық релелер пайдаланылады.
САОС-800/90-И1 типті су қыздырғыштарының принциптік басқару электр сұлбасы 3.4-суретте берілген.
Сұлбада температура реттегіш ретінде Т-419 типті температуралық реле пайдаланылған.
ТРК типті апаттық термореттегіш қыздырылатын судың температурасы +95 °С жеткенде қондырғыны электр торабынан ажыратуға арналған. Ол датчиктен (қорғағыш қаптаманың ішінде орнатылған сынапты шыны термореттегіш) және УКТ-4 күшейткіш құрылғыдан тұрады. Датчик қондырғы резервуарының, ал күшейткіш басқару шкапының ішінде орнатылады.
Сурет 3.4. САОС-800/90-И1 типті су қыздырғышының принциптік басқару электр сұлбасы
Су қыздырғышты жұмысқа қосу үшін SB2 бастырманы басып, апаттық термореттегішті қоректендіру керек. Осы кезде реттегіштің KV1 аралық релесі электр тізбегіне қосылып, өзінің KV1.1. және KV1.2. түйіспелерін тұйықтайды. KV1.2 түйіспелер арқылы KM1 магниттік жүргізгіштің шарғысы қоректелінеді. Жүргізгіш өзінің күштік түйіспелерімен төменгі қыздырғыш элементтерді, ал KM1.4. түйіспелерімен KM2 магниттік жүргізгіштің шарғысын электр торабына қосады. KM2 магниттік жүргізгіш өзінің күштік түйіспелерімен жоғарғы қыздыру блогын электр торабына қосады. Су белгіленген температураға дейін қызғанда резервуар ішінде орналасқан Т-419 температура реттегіштің датчигі KM1 және KM2 магниттік жүргізгіштер арқылы қондырғыны электр торабынан ажыратады. Су температурасы белгіленген шекке дейін төмендегенде реттегіш қондырғыны қайтадан жұмысқа қосып, су температурасын автоматты түрде қажетті деңгейде ұстап тұрады.
Қондырғы электр торабынан апаттық термореттегішпен ажыратылғанда, оны тек су температурасы төмендегеннен кейін SB2 бастырмасын басумен жұмысқа қосады.
САЗС типті электрлік су қыздырғыштар (3.5 — сурет) САОС типті қондырғылар негізінде дайындалған. Олардың қосымша тұйықталған құбырлар жүйесі болады. Жүйеге циркуляциялық (су ағынын қамтамасыз ететін) сорғыш енгізілген.
Сурет 3.5. САЗС-400/90-И1 электрлік су қыздырғыш
Сорғыштың жеке басқару қалқаны бар.
САЗС-400/90-И1 типті су қыздырғышының принциптік басқару электр сұлбасы 3.6 — суретте берілген.
Сурет 3.6. САЗС-400/90-И1 типті электрлік су қыздырғышының принциптік басқару электр сұлбасы
Қондырғыдағы су температурасы БРТ-2 температура реттегіштің көмегімен автоматты түрде белгіленген шекте ұсталады. Резервуардағы су 95 ℃-қа дейін қызғанда, ТУДЭ-2 немесе Т-32-07 апаттық термореттегіш өзінің SK түйіспелерін ажыратумен қондырғыны электр торабынан ажыратады.
Циркуляциялық сорғыш ыстық су тарату жүйесінің ең салқын нүктесінде орнатылған БРТ-2 температуралық реленің датчигі көмегімен басқарылады. Температуралық реленің сигналы бойынша сорғышты мезгіл-мезгіл жұмысқа қосып, жүйедегі суды қондырғы арқылы өткізеді. Осы себептен жүйедегі судың температурасы белгіленген шекте ұсталынып тұрылады.
2. Ағынды элементті электрлік су қыздырғыштар, типтері, құрылысы, техникалық мәліметтері, принциптік басқару және автоматтандыру электр сұлбалары
Ағынды элементті электрлік су қыздырғыштар. Ағынды элементті электрлік су қыздырғыштар аккумуляциялық элементті су қыздырғыштарға қарағанда кіші мөлшерлі және тез әрекет ететін болып келеді.
Өнеркәсіп ВЭП-600 және ЭВ-Ф-15 типті элементті электрлік су қыздырғыштар (3.3-кесте) шығарады.
ВЭП-600 типті су қыздырғыш 200 бас сиыр байлаулы ұсталатын қоралардың автоматты суару жүйесінде суды жылытуға арналған. Қондырғы ағынды-циркуляциялық режимде жұмыс істейді. Жүйедегі су температурасы термодатчик көмегімен автоматты реттелінеді.
Қондырғыда су температурасын 80 ℃-қа дейін қыздыруға арналған термодатчик орнатылғанда, ол еркін графикпен жұмыс істейді. ВЭП-600 қондырғы (3.7 — сурет) су қыздырғыштан 3, басқару шкапынан 1, сорғыштан 5 және автосуарғыштардан тұрады. Су қыздырғыш су құбырлар торабына, сорғышқа және автосуарғыш жүйесіне оқшауламалық ендірме 2 арқылы қосылады. Бұл оның электрлік қауіпсіздігін жоғарылатады.
Кесте 3.3 — Ағынды электрлік су қыздырғыштың негізгі техникалық мәліметтері.
Көрсеткіші ВЭП-600 ЭВ-Ф-15
Қуаты, кВт 10,5 15
Сыйымдылығы, л 100 12
Ағынды суды қыздыру максимал температурасы, °С 80 75±5
Өнімділігі, л/сағ:
10 °С-қа қыздырғанда
600
—
20 °С-қа қыздырғанда 320 —
30 °С-қа қыздырғанда — 415±5
70 °С-қа қыздырғанда — 178±3
80 °С-қа қыздырғанда 100 —
Су қыздырғыш – сыртында сәндік қаптамасы бар цилиндрлік резервуар. Жылылық шығынын азайту үшін резервуар мен қаптаманың арасындағы кеңістікке минералдық мақтадан немесе басқа жылу өткізбейтін материалдан жылулық оқшаулама салынған. Резервуар ішіне қуаты 3,5 кВт үш түтікті электр қыздырғыштардан тұратын қыздыру блогы орнатылған. Резервуардың жоғарғы қақпағында сақтандырғыш клапан, термометр, термодатчик орналастырылған. Су қыздырғышқа қосылған құбырларда қайтармалы клапандар бар.
Сурет 3.7. ВЭП-600 типті ағынды электрлік су қыздырғыш:
1 — басқару шкапы; 2 — оқшауламалық ендірмелер; 3 — су қыздырғыш; 4 — электр кабельдері; 5 — электр қозғалтқышты сорғыш
Сақтандырғыш клапан қысым 0,3 МПа болғанда іске қосылады. Ол қыздыру блогын автоматты ажырататын жүйе жұмыс істемей қалғанда, қондырғыны апаттан сақтауға арналған.
Термодатчик қыздырғыш элементтерді автоматты түрде жұмысқа қосуға пайдаланылады. Технологиялық мақсатқа байланысты 10, 16, 22 және 80℃ белгіленген термодатчиктер қолданылады. Су қыздырғыш сиыр қораларында қондырылғанда қыздырғышқа +10 ℃-қа арналған термодатчик, ал автосуарғыш жүйесінің ең салқын нүктесіне +5 ℃-қа белгіленген термодатчик орнатылады. Сиыр бұзаулайтын қоражайларда — +16 ℃ және +10 ℃, ал бұзау қораларында — +22 ℃. Резервуар ішіндегі су температурасын көзбен бақылауға термометр пайдаланылады. Қайтармалы клапандар циркуляциялық жүйеде кері ағындарды болдырмайды. Центрден тепкіш сорғыш құбырлар жүйесіндегі суды мезгіл-мезгіл қондырғыдан өткізіп жылытып тұрады. Ол үшін автосуару жүйесінің ең салқын нүктесінде орналасқан термодатчик көмегімен сорғыш мезгіл-мезгіл жұмысқа қосылып тұрылады.
ВЭП-600 типті қондырғысын принциптік басқару электр сұлбасы 10.8 — суретте берілген. Сұлбада қыздыру блогын және сорғышты жұмысқа қосу және ажырату (KM1 және KM2.3 магниттік жүргізгіштермен), қыздыру элементтерін, электр қозғалтқышын және басқару тізбектерін әдеттегісіз режимнен қорғау (FV1, FV2 сақтандырғыштармен және QF автоматты ажыратқышпен) қарастырылған.
Сұлба былай жұмыс істейді QS пакетті және QF автоматты ажыратқыштарды қосады, ал SA тумблерін «АВТ» жағдайына қояды. Сол кезде TV трансформатор және VD1…VD4 диодты көпір қорек көзіне қосылады. Қондырғыдағы су температурасы белгіленген шектен төмен болса (мысалы, 16 ℃-тан), термодатчиктің SK1 түйіспелері ажыратылулы келеді. Сондықтан VS1 симисторының басқару электродына кернеу беріледі. Симистор ашылады да, KM1 магниттік жүргізгіштің шарғысы қорек алады. KM1 магниттік жүргізгіштің күштік түйіспелері арқылы EK қыздыру блогы электр торабына қосылады. Резервуардағы су температурасы белгіленген мәнге дейін жоғарылағанша қыздыру элементтері жұмыс істейді. Содан кейін SK1 түйіспелері тұйықталады да VS1 симисторы жабылады. Осы себептен KM1 магниттік жүргізгіш қорексізденеді де өзінің күштік түйіспелерімен қыздыру элементтерін электр торабынан ажыратады.
Автосуарғыштар жүйесіндегі су температурасы ең соңғы автосуарғышта орналасқан SK2 термодатчикпен бақылауланылады. Ол белгіленген деңгейден төмен болғанда (мысалы, 10 °С-тан), SK2 түйіспелері ажырайды. Сондықтан VS2 симистор ашылады. Осы себептен KM2 магниттік жүргізгіштің шарғысына кернеу беріледі. Жүргізгіш сорғыш электр қозғалтқышын ток көзіне қосады. Су автосуарғыштар жүйесінде өзінің белгіленген мәніне жеткенше айналып ағады.
Сурет 3.8. ВЭП-600 типті су қыздырғышының принциптік басқару электр сұлбасы
ЭВ-Ф-15 типті электрлік су қыздырғыш (10.9 — сурет) мал фермалары мен кешендерінде, гараждарында, шеберханаларда, үй-жай кәсіпорындарында пайдаланылатын ағынды суды қыздыруға қолданылады. Ол сыйымдылығы аз және қыздыру жылдамдығы төмен болатын ЭПВ-2А типті ағынды су қыздырғыштың орнына шығарылады.
Сурет 3.9. ЭВ-Ф-15 электрлік су қыздырғыш:
1 — ыстық су шығарғыш түтік; 2 — термометр; 3 — басқару шкапы; 4 және 6 – қоректендірулік кабельдер; 5 — температура датчигінің кабелі; 7 — су қыздырғыш; 8 — қайтарғыш клапан; 9 — құбырлар жүйесінен су әкелгіш түтік; 10 — вентиль; 11 — сақтандырғыш клапан
Су қыздырғыш сыртында сәндік қаптамасы бар болат резервуардан тұрады. Резервуар мен қаптаманың арасына жылулық оқшаулама оралған.
Резервуардың ішіне қуаты 5 кВт үш түтікті электр қыздырғыштар бекітілген.
Су түтікпен 9 су қыздырғыштың 7 ішіне кіріп, электр қыздырғыштармен жанасады да белгіленілген температураға дейін қызады. Кірмелік түтікте орнатылған вентиль 10 көмегімен ыстық суды тұтынуға болады. Шықпалық түтікте 1 орналасқан термометрмен 2 жылытылған су температурасын бақылайды.
Су беретін жүйеде қысым аз болғанда, су өте жоғары температураға дейін қызуы мүмкін. Осы режимнен қорғау үшін 75 ℃-қа реттелінген ТР-200 термореле орнатылған. Жоғары қысымнан сақтандырғыш клапан 11 қорғайды. Салқын су жүйесінде қысым төмендегенде түтікті электр қыздырғыштарды сусыз жұмыс істеуден қорғау үшін қондырғы қайтарғыш клапанмен 8 жабдықталған.
Су қыздырғыштың басқару шкапы 3 электр торабына және қыздырғыш элементтеріне күш кабельдерімен (4 және 6) қосылған.
ЭВ-Ф-15 типті ағынды элетрлік су қыздырғышын негіздік басқару электр сұлбасы 3.10 — суретте берілген.
Сурет 3.10. ЭВ-Ф-15 ағынды электрлік су қыздырғышының принциптік басқару электр сұлбасы
Қондырғыны қысқаша тұйықталудан автоматты ажыратқыш QF1 қорғайды.
Сұлбада қондырғыны қол және автоматты режимдерінде басқару қарастырылған. Қол режимінде су қыздырғышын бастырмалар SB1 және SB2 көмегімен басқарады. Бұл жолы термореле SK1 және уақыт релесі KT1 жұмыс істемейді.
Автоматты режимде SA1 тумблерді «АВТ» жағдайына ауыстырады QF1 автоматты ажыратқышты қосады. Су салқын болғандықтан термореленің SK1 түйіспелері тұйықталуы болады. Сондықтан KM1 магниттік жүргізгіштің шарғысына кернеу беріледі. Жүргізгіш өзінің күштік түйіспелерімен қыздыру элементтерін электр торабына қосады да су қыздырылады. Су температурасы 80 градусқа жеткенде термореленің (ТР-200) SK1 түйіспелері ажырайды. Сондықтан тиристордың басқару тізбегі де ажырайды да тиростор VS1 жабылады. Осы себептен KM1 магниттік жүргізгіш EK1…EK3 қыздыру элементтерін электр торабынан ажыратады.Қондырғыға құбырлар жүйесінен келіп жатқан салқын су әсерінен термореленің сезімді элементінің біртіндеп салқындауынан оның SK1 түйіспелері тұйықталады. KT1 уақыт релесі VD2…VD5 диодтық көпір арқылы қоректенеді. R3 резистор арқылы сүзгіштің C1 конденсаторы VD1 стабилитронның тұрақтандырулық кернеуіне дейін, ал R1 резистор арқылы C2 конденсатор зарядталынады. R1C2-контурының уақыт тұрақтылығымен және VT1 транзистордың ашылу табалдырығымен анықталатын 15…45 секунд уақыт өткеннен кейін VT1 транзистор ашылады. Сондықтан C2 конденсатор R2 резисторға зарядсызданады. R2 резисторда бөлінетін кернеу импульсінің әсерінен VS1 тиристор ашылады. Ол VD2…VD5 көпірді тұйықтайды. KM1 магниттік жүргізгіштің, шарғысы FV1 сақтандырғыш, SB1 бастырма, VD3 диод, VS1 тиристор, VD5 диод, SA1 ауыстырып қосқыштың 3 және 4 түйіспелері арқылы қорек алады (қоректендірулік кернеудің оң жарты толқыны). Қоректендірулік кернеудің теріс жарты толқынында KM1 магниттік жүргізгіштің шарғысы жоғарғыдай тізбекпен қорек алады, бірақ тізбекте VD3 және VD5 диодтардың орнына VD4 және VD2 диодтар болады. KM1 магниттік жүргізгіш іске қосылып, өзінің күштік түйіспелерімен қыздырғыш элементтерді электр торабына қосады.
KM1.3. блок-түйіспелер және R4 резистор арқылы VS1 тиристор ашық күйінде ұсталады. Сондықтан KM1 магниттік жүргізгіш тізбекке қосулы болады. Осы уақытта термореленің SK1 түйіспелері, магниттік жүргізгіштің KM1.3. блок-түйіспелері және R4 резистор арқылы ток импульстері өтеді. Импульстер амплитудасы (80 мА шамасында) VS1 тиристордың сенімді іске қосылуын қамтамасыз етеді. Термореле арқылы өтетін кіші мәнді ток оның SK1 түйіспелерінің жұмысын жеңілдетеді. Өйткені шарғының тұтынатын негізгі тогы тиристордың анод-катод элетродтары арқылы өтеді. Магниттік жүргізгіш жұмыс істей бергендіктен қыздырғыш элементтер суды қыздыра береді.
Су температурасы белгіленген шекке жеткенде термореленің SK1 түйіспелері ажырайды. Осы кезде VS1 тиристордың басқару тізбегі де ажырайды. Ол жабылады да KM1 магниттік жүргізгіш шарғысының қорек тізбегін ажыратады. Жүргізгіш өзінің күштік түйіспелерімен қыздырғыш элементтерді электр торабынан айырады.
Су салқындағанда және осы себептен термореленің түйіспелері тұйықталғанда, магниттік жүргізгіш 15…45 с уақыт өткеннен кейін қайта жұмысқа қосылады. Осындай уақыттық интервал термореле түйіспелерінің дырылдау уақытын азайту үшін таңдап алынған. Су температурасы арқылы жоғарылағанда және төмендегенде терморелелерінің түйіспелері дырылдай бастайды. Ол магниттік жүргізгішке беріледі. Осы себептен жүкті электр торабына бірнеше рет қосып және ажыратып тұратын магниттік жүргізгіштің түйіспелері тез күйіп кетеді. Сондықтан магниттік жүргізгіш тез істен шығады. Уақыт релесі термореле түйіспелерінің ширақ жұмыс істеуін қамтамасыз етеді.
Ыстық сумен жабдықтайтын басқа электртермиялық қондырғылар. «Ауыл шаруашылығын механикаландыру және электрлендіру ғылыми-зерттеу институтында» мал фермалары мен кешендерінде технологиялық қажетке пайдаланылатын суды қыздыруға арналған КОГВ-1000/25 және КОГВ-2500/63 типті жабдықтар ойлап шығарылады (3.4-кесте). Бұл жабдықтар 200 және 400 бас сиыр қораларын технологиялық ыстық сумен жабдықтауға және қыста сүт блогының қосымша бөлмелерін жылытуға пайдаланылады.
КОГВ-1000/25 жабдығының принциптік сұлбасы 3.11 — суретте берілген.
Кесте 3.4. КОГВ жабдықтар жинақтарының негізгі техникалық мәліметтері
Көрсеткіші КОГВ-1000/25 КОГВ-2500/63
Номинал қуаты, кВт 25 63
Номинал кернеуі, кВт 0,38 0,38
Судың 20 °С-тағы меншікті электрлік кедергісі, Ом·м 30 10…50
Бойлер-аккумулятордың жұмыс көлемі, л 1000 2500
Бойлердегі судың есептік қысымы, кПа 250 250
Жылу алмастырғыш бетінің ауданы, м^2 3,32 6,31
Жылу бергіштің температурасы, ℃ 95±3 95±3
Бойлердегі су температурасы, ℃:
бастапқы
соңғы
12±2
70±2
12±2
70±2
Бойлерде суды қыздыру уақыты, сағ, көп емес 6 6
Тәуліктік өнімділігі, л:
еркін режимде
еркінсіз режимде
4000
2000
10000
5000
Судың бойлерде табиғи суу жылдамдығы, °С/сағ 1 0,8
Ыстық судың «су қыздырғыш-жылу алмасытырғыш радиатор» контурындағы циркуляциялану тәсілі табиғи еріксіз
Жылытылатын үй-жайлардың көлемі, м^3 250 550
Жылытылатын үй-жайдағы ауа температурасы, ℃ 18±2 18±2
Жабдықтар жинағы электродты су қыздырғыштан 2, бойлер-жылылық аккумуляторынан 1, басқару шкапынан 3, кеңейткіш бактан 4, тіректен 5 және жалғауыш құбырлардан 6 тұрады.
Жылылық көзі ретінде КОГВ-1000/25 жинағында ЭВН-10/20-0,4 типті электродты су қыздырғыш, ал КОГВ-2500/63 жинағында ЭВН-63/0,4 немесе ЭПЗ-100 типті электродты су қыздырғыш пайдаланылады. Бұл жолы ЭПЗ-100 су қыздырғыштың қуаты 60 кВт-қа реттелінуі керек.
Бойлер-аккумулятордың цилиндрлік тұрқының түптері сфералық болып дайындалған. Бір түбіне қақпақпен жабылатын цилиндрлік мойын балқытылып бекітілген. Бойлердің ішінде центрлес жарты шеңберлер доғаларының бойымен орналасқан түтіктер шоғы түрінде орындалған жылу алмастырғыш бекітілген. Жылу алмастырғышпен ағатын ыстық судың жылу бергіштігімен бойлер ішіндегі су қызады. Су температурасын реттеу және жабдықтар жинағын автоматты басқару үшін бойлер қақпағына термореттегіштің датчигі орнатылған. Реттегіш түйіспелері басқару шкапында реле тізбегіне қосылған.
Қыздырғыш контурды сумен толтырып тұру үшін кеңейткіш бак пайдаланылған. Оның ішіндегі су деңгейі қалтқы клапанмен реттелінеді. Бойлерді жылылық аккумуляторы ретінде пайдалану үшін оны сыртынан жылулық оқшауламамен қаптаған.
Сурет 3.11. КОГВ-1000/25 жабдықтар жинағының принциптік сұлбасы:
1 — бойлер-жылылық аккумулятор; 2 — электродты су қыздырғыш; 3 — басқару шкапы; 4 — кеңейткіш бак; 5 — тіреу; 6 — құбырлар; 7 — вентиль; 8 — жылу алмастырғыш; 9 — резеңке ендірмелер; 10 және 11 — қамыттар; 12 және 13 — жылу алмастырғыштың кірмелік және шықпалық келте түтіктері; 14 — стакан; 15 — тығыздағыш; 16 — үш ұштық
Жабдықтар жинағын басқару шкапының көмегімен еркін, еркінсіз, жаздық және қыстық режимдерде автоматты басқаруға болады. Жабдықтар жинағын тек жылыту немесе ыстық сумен жабдықтау жүйесінде және екі жүйеде бірдей пайдалануға болады.
Жүргізу–реттеу және техникалық күту жұмыстары қол режимінде орындалады.
Жабдықтар жинағы 2РВМ уақыт релесімен белгіленілген бағдарлама бойынша автоматты режимде жұмыс істейді.
АГК-4А типті электрлік жылытылатын топтың автосуарғыш элементті су қыздырғыштарға жатады. Олар байланбай еркін ұсталатын ірі қара малдарды суаруға пайдаланылады.
Суартқыштың металл тұрқы ішіне қуаты 1 кВт түтікті электр қыздырғыш орнатылған. Тұрықтың үстіне сыйымдылығы 60 л бак бекітілген. Суды белгіленілген деңгейде ұстап тұру үшін бак қалтқылы-поршеньді клапанмен жабдықталған. Су температурасы термореттегіш көмегімен 4…18 ℃ шегінде тұрақты ұсталады.
Бір суарғыш 100 бас ірі қара малды суаруға арналған. Төрт мал бір уақытта су іше алады.
Электрлік қазан-жайлар. Қолдану мақсатына орай электрлік қазан-жайлар жергілікті және орталық болып бөлінеді. Жергілікті қазан-жайлар жеке үй-жайлардағы тұтынушыларды жылылықпен қамтамасыз етуге пайдаланылады. Олар негізінде мамандандырылған болады. Мысалы, тек үй-жайларды жылытуға немесе ыстық сумен қамтамасыз етуге арналған. Жергілікті қазан-жайларда су қыздырғыштар немесе бу өндіргіш қондырғылар бір-бірінен тәуелсіз жұмыс істейді.
Орталық электрлік қазан-жайлар көптеген әр түрлі тұтынушыларды жылу мен жан-жақты қамтамасыз етуге арналады. Оларда су қыздыруға немесе, бу өндіруге электродты су қыздырғыштар немесе бу генераторлары (қазандары) қолданылады. Бұл – олардың орталық отындық қазан-жайлардан негізгі айырмашылығы. Орталық электрлік қазан-жайлар жеке үйжайлар болып орындалады. Электрлік қазан-жайлардың жылумеханикалық және электрлік бөлімдері олардың қуатына, қазандар санына, жұмыс режиміне және т.б. жағдайларға байланысты дайындалады. Жылылықпен сенімді қамтамасыз ету үшін электрлік қазанжайларда орнатылатын қазандар саны екіден кем болмауы керек. Құбырлар жүйесінде су шығынын толықтырып тұруға арналған сорғыштар болады. Электр қазандарын басқару сұлбасына осы сорғыштар жұмыс істеуімен электрлі үйлесімділік түйіспелер енгізіледі.
Орталық электрлік қазан-жайлардан жылылықпен қамтамасыз ету ыстық су немесе бу көмегімен жүзеге асырылады. Ыстық су немесе бу электродты қазандарда алынады да тұтынушыларға құбырлар жүйесімен жеткізіледі.
Электрлік қазан-жайлардың өздеріне тән мынадай кемшіліктері бар:
1. Электр энергиясын еркін графикпен тұтынатын электрлік қазанжайларды пайдаланғанда кейбір жағдайларда электр торабын қайта құру керек болады. Бұл ақша қаражатын көп жұмсауды қажет қылады.
2. Электрлік қазан-жайлардың отындық қазанжайларға қарағанда электрлік қауіптілігі жоғары келеді.
Бірақ электрлік қазанжайлардың отындық қазанжайлардан артық-шылқтары да бар. Ол электр энергиясын энергия бергіш ретінде пайдалануға байланысты болады. Электр энергиясының басқа энергия бергіштерге қарағанда айтарлықтай артықшылықтары бар.
Электрлік қазанжайлардың артықшылықтары мен кемшіліктерін талдап жіктеу нәтижесінде олардың мына жағдайларда тиімді болуы мүмкін екендігін айтуға болады: электр жүйесінде артық қуат бар, ал электр тораптарының электр тогын өткізу қабілеті жеткілікті болғанда; электр жүйесінің жүктік графигінде терең және ұзақ уақыттық ойылған жерлер болғанда; жылулық және электрлік жүктердің шыңдары бір уақытта болмағанда; жұмыс қолы жетпейтін аудандарда (электрлік қазанжайлар тұрақты кезекшілерсіз де жұмыс істей алады).
3. Электрлік су қыздырғыштары мен бу генераторларын қауіпсіз эксплуатациялаудың негізгі ережелері
Су қыздыруға және бу өндіруге арналған электр-термиялық жабдықтар тиісті құрылыс және эксплуатациялау ережелерін орындамағанда адамдар мен жануарларды электр тогымен және аппараттардың тұрқы қопарылғанда соққы толқынмен зақымдау жөнінен өте қауіпті болуы, сондай-ақ ыстық сумен немесе бумен күйдіруі мүмкін. Жабдықтарды эксплуатациялауда «Тұтынушылардың электр қондырғыларын техникалық пайдалану ережелері» және «Тұтынушылардың электр қондырғыларын пайдаланудағы қауіпсіздік техникасының ережелері», «Электродты қазандар құрылысының және пайдаланылуының электрлік қауіпсіздік нұсқаулары», «Ауылшаруашылық өндірісінде электр-термиялық қондырғыларының электрлік қауіпсіздігін қамтамасыз ету басшылық нұсқаулары» және «дайындаушы заводтың нұсқаулары» талаптарын басшылыққа алу керек.
Ауыл шаруашылығында су қыздыруға және бу өндіруге арналған электр-термиялық жабдықтарын қауіпсіз эксплуатациялаудың ең жалпы ережелері:
1. Мемлекеттік стандартқа (ГОСТ) немесе техникалық шартқа сәйкес келетін және тек заводта дайындалған жабдықтарды эксплуатациялауға пайдалануға болады.
2. Электр тогын өткізгіш бөлшектерді жапқыш қабықшалар мен қоршауларды тек арнайы аспаптар немесе кілттер көмегімен ашуға болады.
3. Жабдықтарды қысқа тұйықталудан қорғағыш құрылғы болуға тиіс, ал нөлдік сымға қосылатын бөлшектерінде нөлдік қорғағыш өткізгішті жалғайтын арнайы болт болуы керек.
4. Жабдықты эксплуатациялайтын жерге қондыру арнайы осы мақсатқа жасалынған жоба бойынша орындалады.
5. Су қыздырғыштарын және бу генераторларын өте қауіпті үй-жайларда (мал қораларында, жуыну бөлмелерінде және т.б.) орнатуға болмайды. Оларды негізінде арнайы үй-жайларда (электрлік қазан-жайларда) орнатады.
6. 1000 В-ке дейін кернеумен қоректенетін жабдықтарда қызмет көрсетуге мамандығы үшінші біліктілік топтан төмен емес мамандарға рұқсат етіледі.
7. Су қазандарының барлық элементтерінің тұрықтары нөлдік сымға қосылады.
8. Электродты қазандарды бейтарабы жермен тікелей қосылған трансформаторлардан қоректендіргенде, қазандардың жұлдыздық коэффициенті мынадай болғанда, олардың тұрықтарын нөлдік сымға жалғайды
k_Y=(P-P_оқш)/P=25/P,
мұнда P – қазанның әдеттегі режимдегі қуаты; P_оқш – қазан тұрқының ішкі бетін электр-оқшауламалық материалмен қаптаған жағдайдағы қуат.
Электродты су қыздырғыш ерекше қауіпті немесе қауіптілігі жоғары үй-жайларда орнатылған технологиялық жабдықтармен қосылған болса, үй-жайларда электр потенциалын теңейтін құрылғы құру қажет болады. Бұл құрылғы жанасу (тиіп кету) кернеуі мәнінің 12 В-тен көп болмауын қамтамасыз етуі керек. Потенциалды теңдейтін құрылғы болмаған жағдайда, қазанның бейтүгел фазалық режимнен қорғағышы болуы қажет.
9. Сегізінші баптың шарттарын орындауға мүмкіншілік болмаса, қазанның тұрқын жерден, жермен қосылған бөлшектерден және нөлдік сыммен қосылған жабдықтардан оқшаулау керек. Бұл жағдайда қазанды нөлдік сыммен қосылған тормен қоршау қажет болады (тордың биіктігі 1,7 м-ден жоғары, ал оны қазаннан 1 м-ден кем емес қашықтықта орналастыру керек).
10. Су қыздыруға арналған жабдықтарды құбырлар жүйесіне оқшауламалық ендірмелер (резеңке, полиэтилен, фторопласт түтіктер) арқылы жалғайды. Ендірмелер ішіндегі су бағанасының кедергісі олардан кейінгі жерде жанасу кернеуінің мәні 12 В-тен аспауын қамтамасыз ету керек. Бұл шарт ендірме ұзындығы, м, мынадай болғанда орындалады:
l=(14000∙d^2)/ρ,
мұндағы d — ендірме түтіктің ішкі диаметрі, м; ρ — судың меншікті электрлік кедергісі, Ом·м (салқын су құбырларына 20 ℃-тағы, ыстық су құбырларына 100 ℃-тағы).
11. Ендірмелерден кейін құбырлар ең кем дегенде екі нүктеде нөлдік сымға қосылуы керек.
12. Электродты қазанды жұмысқа қосардың алдында қоректендіргіш судың меншікті электрлік кедергісін анықтайды. Оның мәні қазан құжатында көрсетілген мәннен өзгеше болса, суға тұз немесе тазартылған су қосады. Қосылатын тұздың немесе тазартылған судың мөлшерін қазанды дайындаған зауыттың оны эксплуатациялау туралы нұсқауларында көрсетілген тәсілмен анықтайды.