Расчет, выбор, монтаж и наладка системы отопления гаража автопарка на базе электрического котла

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Характеристика помещения

2. Анализ систем отопления

2.1 Техническая характеристика котла ЭОУ

3. Расчет силовой части системы отопления с выбором аппаратов защиты и управления

3.1 Аппаратура управления и защиты электроустановок

3.2 Автоматические выключатели

3.3 Выбор и расчет электроприводов

3.4 Расчет сечения и выбор марки провода по гаражу

3.5 Расчет сечения и выбор марки провода по вспомогательным помещениям

4. Организация монтажных и наладочных работ

5. Техника безопасности

Заключение

Список литературы



Введение

Важнейшей составной частью предприятий и отраслей АПК, в том числе и сельского хозяйства, являются транспортные средства и дороги. С помощью транспортных средств и дорог сокращается рабочее время на создание и реализацию продукции. Тем самым обеспечивается рост производительности труда и снижение себестоимости продукции. Создание хорошей транспортной сети является и важнейшим условием социального переустройства села.

Использование транспорта в сельском хозяйстве имеет свои особенности: сезонность и неравномерность загрузки подвижного состава, разнообразие грузов, большой объём грузоперевозок на короткое расстояние, децентрализацию транспорта между отдельными предприятиями.

Основные виды транспорта в сельском хозяйстве - грузовые, легковые автомобили, трактора. Применяются трубопроводный, авиационный и гужевой транспорт. Доля автомобильных перевозок составляет - 75%, тракторных - 22 - 23%, гужевого - 2 - 3% от общего объёма транспортных перевозок.

Большинство людей, впервые посетившие магазин отопительного оборудования, удивляются большому выбору электрических котлов. Такой большой ассортимент объясняется растущим спросом на электрические котлы. Давайте разберемся, какие преимущества несет в себе покупка электрического котла?

Одним из главных преимуществ электрических котлов является их небольшой размер, современный дизайн, а также возможность установки вне специально отведенного помещения. Электрические котлы не требует вытяжки, так как при работе не образуют никаких продуктов сгорания. Таким образом, электрический котел можно с удобством установить, например, в санузле. К тому же, из-за низкого уровня шума он не будет причинять неудобств своим пользователям. Другим важным фактором является простота в пользовании данным изделием, в сравнении, например, с газовым или твердотопливным котлом. Одновременно с этим, такие котлы не требуют тщательного обслуживания. Еще одним важным фактором то, что рынок электрических котлов достаточно полно представлен двухконтурными моделями.

Несмотря на большое количество преимуществ, электрические котлы не лишены некоторых недостатков. Стоит заметить, что электрический котел не очень удобен, если у вас случаются перебои с электроэнергией больше чем на сутки. К тому же автоматика таких котлов очень чувствительна к перепадам электроэнергии. Во избежание выхода из строя автоматики котла стоит применять специальные стабилизаторы напряжения для котлов. При использовании электрического котла мощностью больше 6 кВт, не обойтись без 3 фазной сети, что, как правило, предполагает отдельную проводку к котлу. Одной из важнейших частей электрического котла являет ТЭН -- деталь, которая очень чувствительна к качеству воды. Если вода в вашем регионе содержит большое количество солей, это грозит образованием накипи на ТЭНе, и как следствие, выход его из строя. Для предотвращения образования накипи, стоит применять специальные фильтры, которые предотвращают попадание нежелательных примесей в ваш электрический котел.

Но не стоит забывать, что при соблюдении несложных правил по эксплуатации электрического котла, он сможет радовать вас своей работой на протяжении долгого времени.



1. Характеристика помещения

Для обслуживания и хранения автомобильного транспорта чаще всего применяются гаражи, с подведенным водоснабжения, отопительной системой, системой вентиляции и освещением, с устройством и установкой приборов для обслуживания транспорта.

Отопительные система гаража делятся на три основные группы:

• Традиционное отопление, когда жидкий теплоноситель нагревается, а затем, проходя по системе трубопроводов и радиаторов, отдает тепло отапливаемым помещениям;

• Воздушное отопление, когда в качестве теплоносителя используется воздух, подаваемый после подогрева в отапливаемые помещения по воздуховодам;

• Прямое электрическое отопление, когда нагрев помещения осуществляется без теплоносителя, и электрическая энергия непосредственно преобразуется в тепловую.

Наиболее перспективным и экологически безопасным из всех известных систем отопления является прямое электрическое отопление. Оно свободно от проблем, связанных со сжиганием в непосредственной близости от жилых помещений какого-либо вида топлива и применением каких-либо теплоносителей



2. Анализ системы отопления

Электродные котлы ЭОУ являются лучшим решением для автономного отопления гаража. Ионный котел обладает рядом значительных преимуществ:

· оснащение датчиком автоматического контроля температуры нагрева;

· КПД близок к 100 (97-98%);

· низкая инертность дает возможность быстро запускать систему отопления до нужной температуры, а также результативно использовать автоматическую систему управления;

· малая чувствительность к перепадам напряжения -- при перемене напряжения меняется только мощность отопительной установки, но его работа продолжается;

· электродный котел имеет сравнительно небольшие габариты;

· небольшое энергопотребление - теплоноситель греется за считанные минуты полным объемом;

· не требует дополнительного согласования на монтаж и эксплуатацию с органами котлонадзора.

Электрический котел ЭОУ - это установка прямого действия (без использования промежуточных комплектующих). Нагревание жидкости получается вследствие протекания электротока через теплоноситель. Действие нагрева наступает благодаря неупорядоченному движению ионов жидкости-теплоносителя от катода к аноду с частотой 50 колебаний в секунду (отсюда второе название электрокотлов - ионные котлы). Хаотичное движение ионов приводит к максимально быстрому увеличению температуры теплоносителя.



2.1 Техническая характеристика котла ЭОУ

1. В ЭОУ применяется нагревательный элемент из спецсплава, который разработан на основе новейших технологий, благодаря этому, ЭОУ обладает высоким КПД - 98%.

2. Один киловатт мощности ЭОУ отапливает 60 куб. м. (20 кв. м).

3. Продолжительность работы ЭОУ в системе водяного отопления от 1 до 8 часов в сутки в зависимости от температуры окружающей среды (автоматический режим работы с датчиком-реле температуры), поэтому при отоплении площади от 40 до 750 кв. м. потребление электроэнергии в сутки составляет от 2 до 288 кВт/ч (в зависимости от модификации, смотрите таблицу характеристик).

4. ЭОУ во время эксплуатации в системе водяного отопления осуществляет подъём нагретого теплоносителя на высоту от 3 до 24 метров (в зависимости от модификации), за счет большой разницы температур на входе и выходе электроустановки, что позволяет отопить одноэтажные и многоэтажные помещения без использования циркуляционных насосов.

5. ЭОУ подходит для разных типов систем водяного отопления.

6. Вход и выход ЭОУ монтируется в систему водяного отопления через сантехнические муфты, сантехнические переходники или сантехнические шланги. Вход ЭОУ монтируется в обратную линию, а выход в подающую линию системы водяного отопления.

7. В систему водяного отопления, в которой уже установлен котёл (котлы), ЭОУ монтируется параллельно этому котлу (котлам).

8. В системе водяного отопления с принудительной циркуляцией циркуляционный насос монтируется в обратную линию системы водяного отопления перед электроустановкой.

9. Все работы по монтажу электроустановки в систему водяного отопления проводятся так же, как с обычными электрокотлами, газовыми котлами, печами и т.д.

10. Температура на выходе электроустановки: до 95 °C.

11. Рабочая среда (теплоноситель): вода и незамерзающие жидкости для систем водяного отопления.

12. Рабочее напряжение: 220/380 В ± 10%.

13. Длина (однофазная модификация): 300 мм.

14. Присоединительные размеры: вход G1?, выход G1ј?.

15. Длина (трёхфазная модификация): 400 мм.

16. Присоединительные размеры: вход G1ј?, выход G1ј?.

В комплект поставки ЭОУ входит:

1. Электроустановка (ЭОУ) -- 1 шт.

2. Датчик-реле температуры (термостат) -- 1 шт.

3. Паспорт (руководство по эксплуатации) -- 1 экз.

4. Индивидуальная коробка -- 1 шт.

Гарантийный срок -- 10 лет. Срок службы ЭОУ -- 30 лет.



3. Расчет силовой части системы отопления с выбором аппаратов защиты и управления

3.1 Аппаратура управления и защиты электроустановок

Аппаратура управления и защиты электродвигателей -- составная часть электропривода -- предназначена для пуска и остановки двигателя, изменения частоты и направления вращения вала двигателя, а также для обеспечения работы электродвигателя в заданных режимах в соответствии с требованиями технологического процесса и для защиты его от ненормальных режимов работы.

Аппаратура ручного управления приводится в действие обслуживающим персоналом. К. этой аппаратуре относятся выключатели и переключатели, рубильники, пусковые резисторы, кнопочные станции, магнитные пускатели, автоматические выключатели. Ручное управление электроприводами применяется только в установках небольшой мощности с редкими включениями и не требующих дистанционного управления.

Для автоматического управления электроприводом наибольшее распространение получила релейно-контакторная аппаратура, в которой используются контакторы, магнитные пускатели с кнопочными станциями, конечные и путевые выключатели, различные реле и т.п. Для управления и защиты реконструированного машинотракторного парка выбираем магнитные пускатели ПМА4312.

3.2 Автоматические выключатели

Автоматические выключатели (автоматы) предназначены для ручного включения и отключения электроприемников, а также автоматического отключения их в случае короткого замыкания и перегрузки. В конструкции автоматических выключателей имеются электромагнитные и тепловые расцепители. Электромагнитные расцепители срабатывают мгновенно, а тепловые -- с выдержкой времени, зависящей от значения протекающего тока нагрузки.

Электромагнитный расцепитель (рис. 1) служит для защиты электроприемников от токов короткого замыкания.

Рис 1. Схема устройства автоматического выключателя

1 -- пружина; 2 -- главный контакт 3 и 4-защёлки; 5-стальной сердечник; 6 - катушка электромагнита; 7 - биметаллическая пластинка; 8 -- нагревательный элемент

Некоторые типы автоматических выключателей имеют расцепители минимального напряжения, которые обеспечивают нулевую защиту.

Тепловые расцепители регулируют на различные токи перегрузки, электромагнитные расцепители не регулируют. Для защиты реконструированного машинотракторного парка выбираем автоматические выключатели серии А-3144.

энергосберегающий силовой котел отопление



3.3 Выбор и расчет электроприводов

Ремонтные механические мастерские в совхозах и колхозах предназначены для ремонта тракторов, комбайнов и других сельскохозяйственных машин, а в некоторых случаях могут быть использованы для ремонта автомобилей и электрооборудования. Электроэнергия в мастерских в основном используется для электропривода станков и механизмов, электросварочных работ, для тепловых и осветительных приборов. Количество и состав станочного и другого оборудования в мастерских зависят от характера и количества проводимых ремонтов.

Перечень основного электрифицированного оборудования по типовым проектам «Гипрониисельхоз» с указанием установленной мощности электродвигателей в зависимости от количества тракторов в хозяйстве приведен в справочной литературе [21].

Как правило, станки и другие электрифицированные механизмы и инструменты поставляются в комплекте с электродвигателями. Однако в ряде случаев режимы работы металлорежущих станков (скорость, глубина резания) в ремонтных мастерских требуют меньшей мощности, чем мощность поставляемых электродвигателей, что приводит к недоиспользованию мощности последних и снижению их коэффициента мощности. В этих случаях целесообразно устанавливать электродвигатели, мощность которых в большей степени соответствует потребляемой мощности станка. Мощность электродвигателей (кВт) для станков различных типов выбирают по следующим формулам:

а) для токарных, токарно-винторезных, карусельных и строгальных станков

где F_c -- удельное сопротивление резанию, кН/мм²;

g_c -- сечение стружки, мм²;

хр -- скорость резания, м/с; т)

з_ст -- к.п.д. станка (при полной загрузке для строгальных станков 0,6...0,65, для остальных 0,65...0,7);

з_п -- к.п.д. передачи.

Удельное сопротивление резанию для стали принимают равным (2,5...3,5) F_pa3, для чугуна, латуни и бронзы -- (4...5,5) F_pa3. Сопротивление разрыву F_pa3 для стали составляет 300...1200 Н/мм², для чугуна-120...240, для латуни и бронзы--150...200 Н/мм²;

Тогда для токарного станка мощность двигателя:

Выбираем двигатель серии АО-200-2 мощностью 5,5 кВт

б) для сверлильных станков

где Мсв--момент на сверле, кН-м;

n_св -- частота вращения сверла об/мин;

зст -- к.п.д. станка (принимается равным 0.6..0,8)

Момент на сверле (Нм)

Мсв = Ссв dmbn10-2

где Ссв -- постоянная сверления, зависящая от формы и материала сверла;

d -- диаметр сверла, мм;

b -- подача сверла, мм/об;

m и n-показатели степени, зависящие от вида обрабатываемого материал (обычно m = 1,4. 1,9, n =0,7... 1,2).

Мсв = 20•141,4 0,10,7 10-2=1,61

Тогда для сверлильных станков мощность двигателя будет

Выбираем двигатель серии АО-31-4 мощностью 0,4кВт

Для электропривода металлообрабатывающих ставков применяют короткозамкнутые асинхронные двигатели. Многие станки (токарно-винторезные, шлифовальные и др.) имеют многодвигательный привод. В схемы управления и защиты обычно входят магнитные пускатели, пакетные выключатели, тепловые реле, плавкие предохранители, расцепители автоматических выключателей.

в) подъемно-транспортные механизмы ремонтных механических мастерских

Для подъема, опускания и перемещения грузов в механических мастерских применяют электротельферы кран-балки. Электротельферы имеют два двигателя) один из которых служит для привода механизма подъема и опускания груза, другой -- для привода механизма передвижения по монорельсу.

Мощность электродвигателя определяют по формулe

где G_H -- номинальный вес поднимаемого груза, кН;

G_п -- вес подвески, кН;

зп -- к.п.д. передачи;

х1 -- скорость подъема груз (м/с)

Тогда необходимая мощность двигателя тельфера = 1 кВт

Выбираем двигатель серии АО-51-2

Мощность электродвигателя для перемещения груза (кВт) по монорельсу

где fi -- коэффициент трения реборд колеса о полки монорельса (принимается равным 1,25...1,35);

G_H -- номинальный вес груза, кН;

G_м -- собственный вес механизма, кН;

f₂ --коэффициент трения подшипников (для подшипников скольжения 0,07...0,1, для подшипников, качения 0,005...0,01);

г -- радиус шейки вала, м;

f₃ -- коэффициент трения качения (см);

х2 -- скорость передвижения механизма, м/с;

R -- радиус колеса, м.

Тогда необходимая мощность двигателя перемещения груза по монорельсу тельфера = 0,3 кВт

Выбираем двигатель серии АО-31-4

г) вентиляторы системы вентиляции рассчитываются по формуле:

Р = К•Q•НУ(102•зв) кВт

где Q - производительность вентилятора, м3/сек

Н - давление или разряжение, мм вод. ст.

Зв - кпд для малых вентиляторов 0,3-0,5

К - коэффициент = 2 для двигателей до 1 кВт

Тогда необходимая мощность двигателя вентилятора=0,4 кВт. Выбираем двигатель серии АО-31-4

3.4 Расчет сечения и выбор марки провода по гаражу

В пожароопасных зонах любого класса разрешаются все виды прокладок кабелей и проводов. Расстояние от кабелей и изолированных проводов, прокладываемых открыто непосредственно по конструкциям, на изоляторах, лотках, тросах и т. п. до мест открыто хранимых (размещаемых) горючих веществ, должно быть не менее 1 м.

В пожароопасных зонах любого класса кабели и провода должны иметь покров и оболочку из материалов, не распространяющих горение. Применение кабелей с горючей полиэтиленовой изоляцией не допускается. В пожароопасных зонах открытая проводка на несущем тросе рекомендуется выполнять кабелем марки ВВГ, ВРГ, НРГ.

Открытая проводка на несущем тросе имеет следующее преимущество: простое и надежное крепление, возможность подвески линии на любой отметке, простоту демонтажа и переноса линии. При этом трос присоединяют к заземляющему проводнику и фиксируют промежуточные крепления. В заключение провода линии подключают к групповым щиткам.

Т.к. светильники подвесные то минимальное сечение проводников по условию механической прочности для медного кабеля 1,0мм^2.

Значение допустимой потери напряжения во внутренней сети принимают 2-3% от номинального, чтобы обеспечить требуемый уровень напряжения у всех потребителей данной сети.

Потери U в сети рассчитываются по формуле:

?UЯ = УРЯ·?Я ? с·S·cos ц

Где УРЯ·?Я - момент нагрузки кВт

С = 12 - коэф. для однофазной 220В

S - сечение проводника.

?UЯ - принимаемые потери U на Я-м участке сети %

В данном расчете можно принять нагрузку равномерно распределенную (ЛН cos ц = 1) и индуктивным сопротивлением линии можно пренебречь тогда:

?U% = УМ ? с•S

где УМ - (момент нагрузки) одинаковая единичная нагрузка распределена равномерно по участкам. На чертеже приложения видно что

УМА = (Р•L41-4 ) ? с·S

где L41-4 - длина участка из чертежа

Подставив (6) в (5) получим для участка А-(4-41)

?U%А = (0,8•36м) ? 12·1,5 = 1,6%

Аналогично проводится расчет участка В и С

?U%В = (0,6•25м) ? 12·1,5 = 0,8%

?U%С = (0,8•28м) ? 12·1,5 = 1,2%

Выбор сечения проводов по нагреву производится по рассчитанной длительно допустимой токовой нагрузке на провод Iд, причем Iд? I. Находим длительно допустимый ток для расчетного значения сечения Iд = 23А. Ток в ветви протекающий по выбранному сечению меньше допустимого тока и нагрев проводника будет несущественен.

3.5 Расчет сечения и выбор марки провода по вспомогательным помещениям

Из формул (5) и (6) проводим расчет потери напряжения участка цепи до котельной:

?U%кот = 0,1•4,5м /12·1,0 = 0,03%

расчет потери напряжения участка цепи до сварочного цеха:

?U%св = 0,1•8м /12·1,0 = 0,07%

аналогично находим потери напряжения участка цепи для слесарки :

?U%сле = (0,4•12м) ? 12·1,0 = 0,4%

введенное сечение провода по потерям напряжения удовлетворяет заданные пределы ?U%<2,5%.

Выбор сечения проводов по нагреву производится по рассчитанной длительно допустимой токовой нагрузке на провод Iд, причем Iд? I. Находим длительно допустимый ток для расчетного значения сечения Iд = 18А. Ток в ветви протекающий по выбранному сечению меньше допустимого тока и нагрев проводника будет несущественен.

Для участка Д подключения сети освещения к ВРУ расчет потери напряжения проведем по формуле (4). Тогда:

?U%ввод = (2,2•9м) ? 12·2,5 = 0,6%

Выбор сечения проводов по нагреву производится по рассчитанной длительно допустимой токовой нагрузке на провод Iд, причем Iд? I. Находим по таблице 12.7 стр.281 (1) длительно допустимый ток для расчетного значения сечения Iд=33А. Ток в ветви протекающий по выбранному сечению меньше допустимого тока и нагрев проводника будет несущественен.

Обычно, значение допустимой потери напряжения во внутренней сети принимают 2-3% от номинального, чтобы обеспечить требуемый уровень напряжения у всех потребителей данной сети.

В нашем расчете введенные сечения проводов по потерям напряжения удовлетворяет заданному пределу ?U%<3%. Поэтому сечение кабелей выбранных при расчетах для помещения подходит к данному проекту.



4. Организация монтажных и наладочных работ

По факту монтажа системы выполняется ее ввод в эксплуатацию, настройка на необходимый для Вашего дома режим работы. Параллельно осуществляется проверка функционирования всех участков системы, которая после проведения всех операций отвечает:

· санитарно-гигиеническим требованиям;

· эксплуатационным требованиям;

· нормам пожаробезопасности;

· требованиям строительных норм и правил;

· условиям простого и легкого управления.



5. Разработка мероприятий по защите персонала от поражения электрическим током

Безопасность обслуживающего персонала и посторонних лиц должна обеспечиваться путем:

применения надлежащей изоляции, а в отдельных случаях -- повышенной;

применения двойной изоляции;

соблюдения соответствующих расстояний до токоведущих частей или путем закрытия, ограждения токоведущих частей;

применения блокировки аппаратов и ограждающих устройств для предотвращения ошибочных операций и доступа к токоведущим частям;

надежного и быстродействующего автоматического отключения частей электрооборудования, случайно оказавшихся под напряжением, и поврежденных участков сети, в том числе защитного отключения;

заземления или зануления корпусов электрооборудования и элементов электроустановок, которые могут оказаться под напряжением вследствие повреждения изоляции;

выравнивания потенциалов;

применения разделительных трансформаторов;

применения напряжений 42В и ниже переменного тока частотой 50Гц и 110В и ниже постоянного тока;

применения предупреждающей сигнализации, надписей и плакатов;

применения устройств, снижающих напряженность электрических полей;

использования средств защиты и приспособлений, в том числе для защиты от воздействия электрического поля в электроустановках, в которых его напряженность превышает допустимые нормы

Размещено на Allbest.ru

...