Установка для регулирования температуры помещений Советский патент 1992 года по МПК F24F11/04 

Изобретение относится к технике микроклимата и может найти широкое примене- ние в отопительно-вентиляционных системах сельскохозяйственных производственных помещений, преимущественно животноводческих.

Температура современных животноводческих помещений регулируется путем изменения воздухообмена и теплоподачи. С этой целью применяются регулируемые вентиляционные и калориферные установки, имеющие одинаковую структуру, что позволяет идентифицировать их и рассматривать как одну установку для регулирования температуры, содержащую электровентиляторы и калориферы, связанные через коммутационный блок с соответствующими выходами многопозиционного измерителя-преобразователя температуры.

При изменении температуры внутри помещения изменяется число подключенных вентиляторов и калориферов и, следовательно, их суммарная производительность, что приводит к стабилизации температуры

на оптимальном уровне. Недостатком применяемых установок является сложность конструкции - на каждую ступень регулирования приходится не менее одного силового коммутатора и одного коммутатора цепей управления.

Наиболее близкой к предлагаемой является установка для регулирования температуры помещений, содержащая вентиляторы, калориферы, коммутационный блок, многопозиционный измеритель- преобразователь температуры, состоящий из магнитоуправляемых контактов и коммутирующих постоянных магнитов, расположенных на пластине.

Недостатком такой установки является сложность цепей управления.

Цель изобретения - упрощение конструкции установки.

Достижение цели повышает надежность установки и снижает потери продукции, обусловленные ее поломками.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для регулирования температуС

XI ы ю

ю ю

ры помещений, содержащей вентиляторы, калориферы, коммутационный блок, многопозиционный измеритель-преобразователь температуры, состоящий из многоуправляемых контактов и коммутирующих постоянных магнитов, расположенных на пластине, коммутирующие постоянные магниты размещены на пластине рядами, разделенными на участки, количество которых кратно количеству вентиляторов и калориферов, при этом каждый ряд расположен напротив своего магнитоуп равляемого контакта, причем пластина выполнена из ферромагнитного материала, а на одной из сторон коммутирующего постоянного магнита выполнен скос.

На фиг.1 изображена принципиальная схема установки; на фиг.2 - диаграмма работы магнито-контактной пары.

Установка содержит калориферы 1-4 (фиг.1), подключенные к коммутационному блоку 5, присоединенному к выходам 6-9 многопозиционного измерителя-преобразователя температуры 10.

Многопозиционный измеритель-преобразователь температуры 10 состоит из маг- нитоуправляемых контактов 11-14, связанных с выходами 9-6 соответственно, и коммутирующих постоянных магнитов 15- 24, размещенных на ферромагнитной пластине 25, причем коммутирующие постоянные магниты 15-24 размещены на ферромагнитной пластине 25 рядами: коммутирующие постоянные магниты 15-18 размещены в ряд напротив магнитоуправ- ляемого контакта 11, коммутирующие постоянные магниты 19-21 - в ряд напротив магнитоуправляемого контакта 12, коммутирующие постоянные магниты 22-23 - в ряд напротив магнитоуправляемого контакта 13 и коммутирующий постоянный магнит 24 - в ряд напротив магнитоуправляемого контакта 14. Ряды коммутирующих магнитов 15-24 разделены на участки I-IV, на каждом из которых размещены по одному коммутирующему постоянному магниту каждого ряда: на участке I размещены коммутирующие постоянные магниты 15,19,22 и 24 в поочередном порядке, на участке II - коммутирующие постоянные магниты 16,20 и 23 в поочередном порядке и коммутирующий постоянный магнит 24 постоянно, на участке III - коммутирующие постоянные магниты 17 и 21 в поочередном порядке и коммутирующие постоянные магниты 23 и 24 постоянно, на уч.эстке IV - коммутирующие постоянные ма гниты 18,21,23 и 24 постоянно. Ферромагнитная пластина 25 соединена через задатчик 26 внутренней температуры с термосистемой в видетермосильфона 27 и термобаллона 28, соединенных трубкой 29.

Коммутационный блок 5 содержит промежуточные реле 30-33 и магнитные пускатели 34-37. Катушки промежуточных реле 30-33 подключены к соответствующим выходам 9-6 многопозиционного измерителя- преобразователя температуры 10, а их замыкающие контакты 38-41 соответствен0 но включены в цепи питания катушек магнитных пускателей 34-37, замыкающие контакты 42-45 которых соответственно подключены к калориферам 1-4.

Калориферы 1-4 выполнены на мощно5 сти 25,50,75 и 100 кВт соответственно, что позволяет получить десять ступеней регулирования мощности.

Установка работает следующим образом.

0 При внутренней температуре, равной первой заданной температуре отключения первой степени tot , нескошенная грань коммутирующего постоянного магнита 15 находится в положении II (фиг. 26), соответ5 ствующем отключению магнитоуправляе- мых контактов 11-14 при удалении коммутирующих постоянных магнитов 15- 24 влево от них. В этом положении коммутирующего постоянного магнита 15 ни один из

0 магнитоуправляемых контактов 11-14 не включен, ни одна из катушек промежуточных реле 30-33 не запитана, ни один из калориферов 1-4 не подключен к сети. Установка отключена.

5 Ни один из калориферов 1-4 не включен также при внутренних температурах выше первой заданной температуры отключения первой ступени регулирования trV. При этих внутренних температурах нескошен0 ная грань магнита 15 находится левее положения II.

При понижении внутренней температуры рабочее тело, содержащееся в термо- сильфоне 27 (фиг.1), термобаллоне 28 и

5 соединительной трубке 29, сужается, что приводит к уменьшению длины термосиль- фона 27, который,укорачиваясь, перемещает ферромагнитную пластину 25 и установленные на ней коммутирующие по0 стоянные магниты 15-24 в направлении к магнитоуправляемым контактам 11-14.

Коммутирующий постоянный магнит 15 первого ряда, размещенный на участке I напротив магнитоуправляемого контакта 11,

5 приближается к магнитоуправляемому контакту 11 слева и замыкает его в тот момент, когда нескошенная грань этого коммутирующего постоянного магнита займет положение (фиг.2а), соответствующее включению магнитоуправляемых контактов 11-14 при

приближении коммутирующих постоянных магнитов 15-24 к ним слева. Это положение коммутирующего постоянного магнита 15 соответствует первой заданной температуре включения первой ступени tsi . Замкнувшись, магнитоуправляемый контакт 11 подает питание на катушку промежуточного реле 30 (фиг.1), которое замыкает свой контакт 38 в цепи питания катушки магнитного пускателя 34, который, в свою очередь, контактом 42 подключает к сети калорифер 1 мощностью 25 кВт. После включения калорифера 1 внутренняя температура повышается, что приводит к перемещению коммутирующего постоянного магнита 15 влево от магнитоуправляемого контакта 11. Поскольку приращение теплопритока относительно невелико (25 кВт), рост внутренней температуры вскоре замедляется, а затем прекращается вовсе из-за возросших тепло- потерь через ограждения помещения. Перемещение коммутирующего постоянного магнита 15 прекращается при внутренней температуре IB большей tei , но меньшей toi1, где toi1 tei1. Новой установившейся внутренней температуре IB соответствует положение коммутирующего постоянного магнита 15, при котором его нескошенная грань находится между положениями I и И (не показано). В этом положении калорифер 1 остается включенным,

Если же, при движении коммутирующего постоянного магната 15 влево, его нескошенная грань достигает положения I (фиг.2), калорифер 1 отключается, что приводит к повторному снижению внутренней температуры и снова к включению калорифера 1. В этом случае установка работает в режимах включения-отключения калорифера 1. Вероятность этих режимов мала, так как приращение теплопритока мало, что уже отмечалось.

Различие в положениях I и И коммутирующего постоянного магнита 15, соответствующих включению магнитоуправляемого контакта 11 при приближении коммутирующего постоянного магнита 15 и отключению его при удалении коммутирующего постоянного магнита 15,объясняется гистерезисом магнитоуправляемого контакта 11. Сказанное относится и к другим магнито-контакт- ным парам.

Пусть при включенном калорифере 1 внутренняя температура продолжает снижаться. При этом коммутирующий постоян- ный магнит 15 приближается к уже замкнутому магнитоуправляемому контакту 11, проходит под ним и достигает своей скошенной гранью положения /(фиг.2в), соответствующего отключению магнитоуправляемых

контактов 11-14 при удалении коммутирующих постоянных магнитов 15-17 первого ряда, 10 и 20 второго ряда и 22 третьего ряда вправо от них. Это положение коммутирующего постоянного магнита 15 соответствует второй заданной температуре отключения первой ступени нагрева to21. В этом положении коммутирующего постоянного магнита 15 магнитоуправляемый контакт 12, расположенный на фиг.2 за магнитоуправляемым контактом 11, еще не замкнут, так как коммутирующий постоянный магнит 19 второго ряда.следующий за коммутирующим постоянным магнитом 15 первого ряда, не достиг

еще своей нескошенной гранью положения I (фиг.2в). Установка отключается, что приводит к ускоренному снижению внутренней температуры. При этом коммутирующий постоянный магнит 19, переместившись на

расстояние 5t (фиг.2в) достигает своей нескошенной гранью положения I и замыкает магнитоуправляемый контакт 12, который запитывает катушку промежуточного реле 31, которое своим контактом 39 подает питание на катушку магнитного пускателя 35, который своим контактом 43 подключает к сети калорифер 2 мощностью 50 кВт. Это положение коммутирующего постоянного магнита 19 соответствует первой заданной

температуре включения второй ступени tBl2, причем T021.

В действительности задатчиком 26 (фиг.1) многопозиционного измерителя- преобразователя температуры 10 можно задать одну из заданных температур, а остальные определятся автоматически в зависимости от гистерезиса магнитоуправляемых контактов 11-14 и расположения коммутирующих постоянных магнитов 1524 на ферромагнитной пластине 25.

Коммутирующие постоянные магниты 18,21,23 и 24 могут выполняться без скоса рабочего торца.

После включения калорифера 2 внутренняя температура повысится и ферромагнитная пластина 25 передвинется влево так, что нескошенная грань коммутирующего постоянного магнита 19 расположится между положениями 1 и I, а скошенная

грань коммутирующего постоянного магнита 15 - между положениями III и IV (не показаны).

При этом калорифер 2 остается включенным, т.е. остается включенной вторая

ступень.

Пусть теперь внутренняя температура повышается вследствие, например, повышения наружной. По мере повышения внутренней температуры, ферромагнитная

пластина 25 вместе с коммутирующими постоянными магнитами 15-24 перемещается влево по отношению к магнитоуправляе- мым контактам 11-14. При этом наступит момент, когда коммутирующий постоянный магнит 15 своей скошенной гранью займет положение III (фиг.2г), соответствующее включению магнитоуправляемых контактов 11-14 при приближении коммутирующих постоянных магнитов 15-17, 19,20 и 22 к ним справа. Этому положению коммутирующего постоянного магнита 15 соответствует вторая заданная температура включения первой ступени tB21. Магнитоуправляемый контакт 11 снова замкнется, что приведет к включению калорифера 1 мощностью 25 кВт. При этом калорифер 2 мощностью 50 кВт также будет включен, поскольку нескошенная грань коммутирующего постоянного магнита 19 не достигла (на дг) положения II (фиг.2г), соответствующего отключению магнитоуправляемого контакта 12. Таким образом включены калорифер 1 мощностью 25 кВт и калорифер 2 мощностью 50 кВт. Это приведет к ускоренному нарастанию внутренней температуры, ферромагнитная пластина 25 передвигается влево на дг (фиг.2г), что приведет к отключению калорифера 2 мощностью 50 кВт. Вторая ступень регулирования мощностью 50 кВт переклю- чается на первую мощностью 25 кВт. Положению II нескошенной грани коммутирующего постоянного магнита 19 соответствует первая заданная температура отключения второй ступени регулирова- ния toi2, причем названные заданные температуры находятся в соотношении toi1 tB21 t021 tei2. Аналогичным является переключение второй ступени регулирования на третью и обратно, третьей на четвертую и обратно, пятой на шестую и обратно, шестой на седьмую и обратно, восьмой на девятую и обратно. Для этих ступеней регулирования переключение ступени с меньшей мощностью на ступень большей мощности проходит с кратковременным отключением установки, а обратное переключение - с кратковременным включением ступени, следующей за переключаемым. Причем при прохождении под магнитоуправляемыми контактами 11-14 коммутирующих постоянных магнитов

15,19,22и 24 участка I (фиг. 1) магнитоуправ- ляемые контакты 11-14 и связанные с ними калориферы 1-4 соответственно включают- ся в поочередном порядке, при прохождении коммутирующих постоянных магнитов

16,20,23и 24 участка II магнитоуправляемые контакты 11-13 включаются в поочередном

порядке, а магнитоуправляемый контакт 14 включен постоянно, при прохождении коммутирующих постоянных магнитов 17,21,23 и 24участка HI магнитоуправляемые контакты 11 и 12 включаются в поочередном порядке, а 13 и 14 включены постоянно и при прохождении коммутирующих постоянных магнитов 18,21,23 и 24 участка IV магнитоуправляемые контакты 11-14 включены постоянно.

Значительно проще проходит переключение четвертой ступени регулирования на пятую и обратно, седьмой на восьмую и обратно, девятой на десятую и обратно.

Пример. Переключение четвертой ступени регулирования на пятую и обратно.

Пусть при включенной четвертой ступени регулирования, т.е. при замкнутом маг- нитоуправляемом контакте 14 и подключенном калорифере 4 мощностью 100 кВт, внутренняя температура снижается. Тогда ферромагнитная пластина 25 с коммутирующими постоянными магнитами 15-24 перемещается вправо. Когда нескошенная грань коммутирующего постоянного магнита 16 (фиг.1) займет положение I (фиг.2), замкнется магнитоуправляемый контакт 11, к сети подключится калорифер 1 мощностью 25 кВт при уже включенном калорифере 4 мощностью 100 кВт. Таким образом, суммарная мощность пятой ступени составит 125 кВт. Если теперь внутренняя температура по какой-либо причине повышается, калорифер 1 отключится при достижении нескошенной рабочей гранью коммутирующего постоянного магнита 16 положения II (фиг,2). Причем такому переключению ступеней регулирования соответствуетпрохождениеподмагнитоуправляемыми контактами 11-14 коммутирующих постоянных магнитов 24 и 16,23 и 17,21 и 18, размещенных на границе между участками I и II, II и III, III nlV соответственно.

По мере снижения внутренней температуры последовательно включаются первая- десятая ступени регулирования мощностью 25-250 кВт соответственно, через каждые 25 кВт. При повышении внутренней температуры отключение ступеней регулирования проходит в обратном порядке. Нужный порядок (шифр) включения ступеней обеспечивается описанным размещением коммутирующих постоянных магнитов 15- 24 на ферромагнитной пластине 25. Кроме того, для правильного функционирования установки необходимо, чтобы разрывы между соседними коммутирующими постоянными магнитами одного и того же участка, например между коммутирующими постоянными магнитами 15 и 19 участка I (фиг.1), составляли не менее расстояния между положениями включения I (фиг.2) и отключения IV магнитоуправляемого контакта одним и тем же коммутирующим постоянным магнитом, например 15 при понижении температуры, но не более расстояния между такими же положениями 111 и II при повышении температуры. Различное расстояние между положениями включения и от ключе- ния одного и того же магнитоуправляемого контакта одним и тем же коммутирующим постоянным магнитом при понижении и повышении внутренней температуры обеспечивается различным гистерезисом магнитоуправляемого контакта при расположении коммутирующего постоянного магнита слева и справа от него. В свою очередь, различный гистерезис магнитоуправляемых контактов достигается за счет скоса одной из граней коммутирующих постоянных магнитов. Тот же эффект достигается при применении магнитов с нескошенной гранью, но имеющих различную намагниченность противоположных граней.

При десяти ступенях регулирования в силовых цепях предлагаемой установки задействованы четыре магнитных пускателя,

т.е. значительно меньше, чем по одному на ступень регулирования. В цепях управления также содержится менее, чем по одному коммутатору на ступень регулирования. Диоды отсутствуют.

Таким образом, предлагаемая установка значительно проще известных и значительно надежнее.

Формула изобретения Установка для регулирования температуры помещений, содержащая вентилятор, калориферы, коммутационный блок, многопозиционный измеритель-преобразователь температуры, состоящий из магнитоуправляемых контактов и коммутирующих посто- янных магнитов, расположенных на пластине, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, коммутирующие постоянные магниты размещены на пластине рядами, разделенными на участки, количество которых кратно количеству вентиляторов и калориферов, при этом каждый ряд расположен напротив своего магнитоуправляемого контакта, причем пластина выполнена из ферромагнитного материала, а на одной из сторон коммутирующего постоянного магнита выполнен скос.

Изобретение может быть использовано в отопительно-вентиляционных системах с/х производственных помещений, в частности животноводческих. Различное расстояние между положениями включения и отключения одного и того же магнитоуправ- ляемого контакта одним и тем же коммутирующим постоянным магнитом при разной температуре обеспечивается различным гистерезисом, который достигается за счет скоса одного из граней коммутирующих постоянных магнитов. 2 ил.

/

Г

10

25

5 Ј

-Ј.

в

П I

Ш Я

25 /

15

и

25

15

Si

25

15