Исследование работы элементных водонагревателей

Для обеспечения горячей водой объектов сельскохозяйственного производства широкое применение нашли элементные водонагреватели. В элементных водонагревателях нагрев воды осуществляется посредством теплопередачи от герметических нагревательных элементов (ТЭНов), помещенных в нагреваемую воду. В зависимости от режима работы принято различать во­донагреватели емкостные (непроточные) и проточные.

В сельскохозяйственном производстве широко распространены трехфазные емкостные элементные водонагреватели. К ним относятся водонагреватели типов: ВЭТ (водоподогреватель электрический термос), УАП (универсальный автоматический подогреватель), САОС (нагрев сопротивлением, ак­кумуляторного типа, открытая система горячего водоснабжения), САЗС (нагрев сопротивлением аккумуляторного типа закрытая система горячего во­доснабжения).

Основные технические характеристики элементных емкостных водонагревателей приведены в таблице 2.1.

В общем случае элементные емкостные водонагреватели состоят из резервуара для воды, защитного кожуха, слоя теплоизоляции, расположенного между резервуаром и кожухом, одного или нескольких ТЭНов, одного или двух температурных реле, трубопроводов горячей и холодной воды.

Таблица 2.1 - Технические характеристики емкостных элементных водонагревателей.

Водонагреватели всех типов подключают к трехфазной сети напряжением 380/220 В частотой 50 Гц.

Элекгроводонагреватели типа ВЭТ широко используют для нагрева воды, потребляемая на различные технологические нужды в животноводстве, мастерских, гаражах, коммунально-бытовых предприятиях. Водонагреватели тина ВЭТ - 200, ВЭТ - 400 снабжены одним, а ВЭТ - 800 и ВЭТ - 1600 двумя нагревательными устройствами и двумя терморегуляторами.

Водонагреватели УАП - 800 и УАП - 1600 работают с тремя уровнями мощности, определенными соотношениями 1: 2/3: 1/3 и соответствующими тремя режимами работы - форсированный нагрев, аккумуляторный режим работы и разогрев 1/4 объема.

Водонагреватели типа САОС и САОЗ предназначены для нагрева воды в системах снабжения горячей водой животноводческих ферм (промывка молочного оборудования, приготовление кормов и др.), гаражей, пунктов техни­ческого обслуживания и коммунально-бытовых предприятий.

Водонагреватели проточного типа отличаются компактностью и быстродействием. В сельскохозяйственном производстве распространены проточные водонагреватели ЭПВ - 2А и ЭФ - Ф - 15. Основные технические характеристики проточных элементных водонагревателей приведены в таблице 2.2

Проточные элементные водонагреватели предназначены для нагрева проточной воды, расходуемой на технологические нужды для обогрева помещений.

Таблица 2.2 - Технические характеристики проточных элементных водонагревателей.

Проточные электроводонагреватели работают только по свободному графику, то есть разбор воды или ее нагрев происходит в течение суток по мере ее потребления.

Примером емкостного водонагревателя является «POLARIS», а проточный элементный водонагреватель «GAMMA - 5». Емкостной водонагреватель «POLARIS» предназначен для обеспечения горячего водоснабжения и имеет следующие характеристики:

1. Номинальное напряжение - 220 В;

2. Объем бака - 50 литров;

3. Номинальная мощность - 1,5 кВт;

4. Максимальное рабочее давление - 8 атм.;

5. Время нагрева от 20 °С до 65°С - 2,45 час;

6. Масса - 16кг.

Воду нагревает находящийся в нижней части бака нагревательный элемент. При потреблении горячей воды, холодная вода, поступающая в нижнюю часть бака, вытесняет нагретую воду через трубку в верхней части бака в распределительную сеть горячей воды. Во время нагрева горит сигнальная лампа. При достижении заданной температуры термостат отключает нагревательный элемент от сети. Индикатор температуры показывает температуру воды на данный момент времени. При снижении температуры водонагреватель автоматически включается.

Температуру нагрева воды можно регулировать вращая отверткой, регулировочный винт термостата (для этого необходимо снять пластмассовую крышку под баком).

Проточный водонагреватель «GAMMA -5» предназначен для быстрого нагрева холодной воды и имеет следующие технические характеристики:

1. Номинальное напряжение - 220 В;

2. Максимальная мощность - 5 кВт;

3. Минимальное допустимое давление - 0,2 атм.;

4. Максимальная производительность - 4,0 л/мин;

5. Максимальная температура воды на выходе - 40 °С.

Проточный водонагреватель работает автоматически.

Электрическая схема работы водонагревателя показана на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 -Электрическая схема проточного водонагревателя

SP - реле давления; SK - контакт термостата; SA1, SA2 - переключатели мощности; EKl, EK2 — нагревательные элементы; HL1, HL2 - световые индикаторы.

Водонагреватель автоматически включается в момент открывания вентиля входной магистрали и включения переключателей и наоборот, выключается в момент закрывания этого вентиля и выключения переключателей.

Температуру воды на выходе регулируют изменением положения вентильной головки. Можно регулировать температуру воды с помощью двухпозиционных переключателей:

1. Включен первый переключатель - минимальный нагрев (2 кВт);

2. Включен второй переключатель - средний нагрев (3 кВт);

3. Включены оба переключателя - максимальный нагрев (5 кВт).