Технические характеристики воздухонагревателя ТАГ – 100

1.1 Описание объекта управления

1.1.1 Общее  описание системы

 

Объектом для установки  автоматизированной системы отопления  являются неотапливаемые производственные помещения общей площадью до 300 кв.м.

Целью установки данной системы  является поддержание комфортной температуры воздуха в холодное время года (при температуре наружного воздуха менее 10 ⁰С), а так же экономия энергии и денежных средств, затрачиваемых на отопление помещения. В связи с этим требуется обеспечить температуру воздуха в помещении в дневное время –25 ⁰С, в ночное время – 14 ⁰С.

Одним из вариантом решения проблемы отопления производственных помещений является применение автономных воздухонагревателей.

Отопление горячим воздухом может  быть вентиляционным (когда приточный  воздух полностью забирается снаружи  помещения), циркуляционным (когда нагревается  только внутренний воздух помещения) и  комбинированным.

Установки для отопления циркуляционным воздухом обычно имеют осевой вентилятор, одно- или двухступенчатую газовую  горелку, принудительный отвод продуктов  сгорания, а также электронный  блок управления. Благодаря использованию  бесшумных вентиляторов и регулируемых жалюзи для изменения направления  потока воздуха, эти установки могут  использоваться даже в небольших  помещениях с низкими потолками  без снижения уровня комфортности для  находящихся в них людей.

 

Установки для вентиляционного  нагрева воздуха служат для отопления  и вентиляции в непрерывном режиме. Это уже целая приточная система, которая устанавливается или  внутри, или снаружи помещения, имеет  электронное управление и возможность  программирования режима работы. К  тому же, кроме летнего вентиляционного  режима, они могут работать в режиме кондиционирования при дополнительной комплектации. Автоматический режим  работы и минимальная инерционность  процесса управления позволяет вентиляционным установкам с высокой точностью  выдерживать заданный температурный  режим в обслуживаемом помещении. Благодаря применению блока электронно-управляемого розжига установки могут выключаться  в нерабочее время и затем  автоматически включаться.

В воздухонагревателях используется технология прямого теплообмена  воздух/воздух, который обеспечивает высокий тепловой КПД, так как  исключается промежуточная стадия жидкого теплоносителя. Система  позволяет избежать прокладку дорогостоящих гидравлических систем отопления, которые - помимо высокой стоимости установки - являются также источником тепловых потерь. С помощью модульной системы за 30 минут можно нагреть воздух даже в большом помещении. Воздухонагреватели устанавливаются напрямую в отапливаемом помещении и не требуют наличия традиционной котельной и выполнения дополнительных строительных работ. Кроме этого, благодаря расположению на стене и сохранения свободного пространства на полу, они позволяют более выгодно использовать внутреннее пространство помещений.

Каждый воздухонагреватель является автономным и независимым отопительным прибором и выполняет двойную  функцию производства и распределения  тепла. Воздухонагреватели подстраиваются к переменным потребностям помещений с точки зрения отопления – можно устанавливать точно требуемое количество аппаратов. Каждый аппарат работает независимо от других установленных аппаратов с независимой регулировкой температуры для каждой отдельной зоны на требуемое время: это обеспечивает соответствие расхода реальным потребностям. Воздухонагреватели, кроме этого, особенно подходят для тех систем, где в будущем возможны изменения/расширения. И еще одним преимуществом системы является постоянство работы даже при аварии одного аппарата, благодаря автономии и независимости других аппаратов системы.

Автономные воздухонагреватели предназначенны для мастерских и промышленных помещений, коммерческих и выставочных комплексов.

1.1.2 Описание элементов системы

1.1.2.1 Технические характеристики воздухонагревателя ТАГ – 100

 

Технические характеристики соответствуют  величинам, приведённым ниже.

• Теплопроизводительность не менее 95000 ккал/ч
• Производительность по воздуху 8500 м³/ч
• Температура нагрева воздуха  40 ⁰С
• Топливо – природный газ
• Расход топлива не более 11,7 кг/ч
• Параметры электрической сети 380/50  В/Гц
• Габаритные размеры, мм:

- Длина     1730

- Ширина  840

- Высота   1280

• Масса 220 кг
• Рабочее давление газа  0,6 МПа
• КПД насоса  0,8

 

1.1.2.2   Требования, предъявляемые к электроприводу ТАГ – 100 и системе автоматизации

 

К электроприводам воздухонагревателей, исходя из условий эксплуатации, предъявляются следующие требования:

• Электроприводы должны обязательно соответствовать требованиям ГОСТ 14691-69, ГОСТ 7192-89, ГОСТ 12997-84.
• Все электрические приводы и комплектующие необходимо изготавливать с определенной степенью защиты, а по требованию заказчиков можно изготавливать электроприводы с повышенной степенью защиты.

Предъявляемые требования по взрывобезопасности приводят к необходимости изготовления электроприводов не только в обычном, но и во взрывозащищенном исполнении. Все электрические приводы должны быть стойкими к различным видам ударных или вибрационных нагрузок во избежание их разрушения. Оборудование должно оставаться работоспособным и сохранять все параметры и характеристики, несмотря на воздействие постоянного магнитного поля и переменных полей с различной сетевой частотой.

Требования к электроприводу в  отношении видов и функций  управления заключаются в том, что  электрические приводы должны обеспечивать такие виды управления, как ручное по месту с использованием ручного  дублера, дистанционное управление с постоянных пультов, а также автоматическое управление с помощью специальных технических средств по типовым алгоритмам.

Говоря о требованиях к электроприводу, стоит отметить и предъявляемые  требования к конструкции. Электрические  приводы изготавливают и разрабатывают  под конкретные виды энергетической арматуры в качестве инструмента  управления ею. Они делятся на однооборотные, многооборотные и прямоходные. Исходя из конструкции и выполняемых функций, электроприводы подразделяются на два вида: для регулирующей и для запорной арматуры, а в зависимости от типа сочленения с арматурой электроприводы бывают встроенные и выносные. 

Еще одно из требований, предъявляемых  к электроприводу, является то, что  в его состав должны входить такие  конструктивные элементы:

• Электродвигатель, который обеспечивает перемещение   рабочего органа;
• Редуктор, который обеспечивает необходимую скорость перемещения у выходного вала электрического привода;
• Устройство ограничения крутящего момента. Этот элемент обеспечивает необходимый уровень уплотнения электродвигателя при полном открытии или закрытии запорной арматуры;
• Устройство для отключения электрического привода при крайних положениях запорного органа.

 

1.1.2.3  Общее описание  ТАГ – 100

 

Воздухонагреватель ТАГ-100 (далее воздухонагреватель) предназначен для обогрева производственных и складских помещений, строительных объектов, мастерских, спортивных, выставочных и торговых залов, сооружений агропромышленного комплекса, теплиц, ангаров и т.д.

Воздухонагреватель  соответствует требованиям безопасности ГОСТ27570.0-87, ГОСТ 27570.15-96 и ППБ-01-93.

 Степень  защиты, обеспечиваемая оболочкой  воздухонагревателя, IP20 по ГОСТ 14254-96.

Нагреватель рекомендуется использовать при  температурах окружающей среды между  - 20 ⁰С  и  + 40⁰С.

 

4.  Электрооборудование ТАГ – 100

 

Электропривод воздушного клапана

Электропривод воздушного клапана со встроенной пружиной возврата предназначен для открытия и закрытия клапана. Воздушный клапан перекрывает поступление воздуха  в пушку.

Вентилятор

В системах нагрева воздуха вентиляторы  являются ответственным элементом. От надежной работы вентилторов зависит стабильная и надежная работа системы отопления воздуха. В России и других странах мира широкое применение получили вентиляторы фирмы «Grundfos».

Для работы вентиляторов в составе систем отопления  воздуха и систем тепло- и холодоснабжения  характерны два основных режима: при  постоянном расходе; при переменном расходе.

При постоянном расходе рекомендуется применение вентиляторов с постоянной частотой вращения ротора приводного электродвигателя рабочего колеса.

Фирма «Grundfos» в системах отопления воздуха производит вентиляторы типа UPS. Для ручного регулирования производительности систем конструкции вентиляторов имеет ручное переключение на три частоты вращения.

Привод ЗРК

Для управления клапанами нагрева и охлаждения используется привод ЗРК типа SSB61U. Привод имеет пропорциональный сигнал управления 0…10В, это сигнал приводит в действие шток привода, воздействующий на шток клапана.

Клапан  открывается пропорционально напряжению на выходе Y. Электромеханические приводы  предназначены для использования  совместно с 3-х ходовыми клапанами  с номинальным ходом штока 5,5 мм типа VXP45.

 

5. Устройство и работа воздухонагревателя ТАГ – 100

 

Воздухонагреватель ТАГ-100 в соответствии с рисунками 1.1, 1.2 состоит из горелки 1, камеры сгорания 2, корпуса 3, вентилятора 4, электродвигателя 5, колесной подвески 6.

Рисунок 1.1 – Воздухонагреватель ТАГ-100, боковой вид

Рисунок 1.2 – Воздухонагреватель ТАГ-100, фронтальный вид

 

Пульт управления содержит световую индикацию наличия  напряжения на  фазах, световую индикацию  включения горелки, световую индикацию  аварии. Питание осуществляется от сети переменного тока ~380В, промышленной частотой 50 Гц. В качестве зажигающего элемента используется электроды, подключенные к трансформатору, подача топлива осуществляется двигателем  М2, нагретый воздух подается в помещение двигателем М1, двигатели короткозамкнутые, асинхронные.

Воздухонагреватель  ТАГ-100 имеет два режима работы: режим нагрева воздуха и режим вентилятора.

В режиме нагрева воздуха напряжение питания  подаётся на горелку и вентилятор через переключатели «ГОРЕЛКА»  и «ВЕНТИЛЯТОР», соответственно. При  этом включаются насос, вентилятор горелки  и электропривод вентилятора  воздухонагревателя. Одновременно подаётся напряжение на электроды розжига.

Топливо (газ) подаётся через фильтр-отстойник насоса на форсунку. Из форсунки распылённое топливо подаётся в камеру сгорания. При помощи вентилятора горелки создаётся топливовоздушная смесь, воспламенение которой происходит от электродов. Воздух, подаваемый вентилятором, нагревается в теплообменнике и выходит через четыре патрубка агрегата.

При достижении температуры в теплообменнике 40 ⁰С срабатывает датчик температуры, который поддерживает работу вентилятора до охлаждения теплообменника до безопасной температуры. При достижении температуры воздуха в теплообменнике значения, установленного ручкой «90⁰С», датчик-реле температуры отключает горелку. При этом вентилятор воздухонагревателя продолжает работать. При понижении температуры в теплообменнике, горелка включается вновь.

Воздухонагреватель  может работать в автоматическом режиме от наружного термостата. Для  этого необходимо снять ответную часть разъёма «ТЕРМОСТАТ», установленного на блоке управления, снять перемычку  и распаять вместо нее провода  от внешнего термостата. 
 При достижении необходимой температуры в обогреваемом помещении, внешний датчик выключит горелку. При этом вентилятор продолжает работу. Горелка возобновит работу при понижении температуры в помещении ниже установленной на внешнем термостате. 
 При работе воздухонагревателя в режиме вентилятора питание на электродвигатель подаётся через переключатель «ВЕНТИЛЯТОР». При этом переключатель «ГОРЕЛКА» не включается.

При возникновении  аварийной ситуации (отказ вентилятора, необоснованное повышение температуры  обогреваемого воздуха и т.д.) датчик-реле температуры отключает  горелку.

Горелка отключается также по сигналу  фоторезистора при затухании  пламени по окончании топлива, засорении форсунки и т. д. В этом случае, чтобы запустить воздухонагреватель вновь, необходимо после устранения причин отключения нажать кнопку сброса на горелке. 
 При включении воздухонагревателя возможно автоматическое отключение горелки из-за низкой температуры топлива (нет воспламенения). Количество отключений допускается не более четырех. Последующие включения производить не ранее, чем через 30 минут.

Во время  последующего запуска воздухонагревателя возможно воспламенение скопившегося в камере сгорания топлива, сопровождающееся появлением черного дыма в патрубке. После выгорания остатков топлива  режим горения восстанавливается.

 

6. Описание работы электрической схемы

 

После подачи питания в цепь управления и силовую часть теплогенератора путем включения автомата Q1. Загорается индикация наличия фаз осуществленная светодиодами А1,А2,А3. Аппарат как уже описывалось выше, может работать в двух режимах: