Обогревательная установка Советский патент 1992 года по МПК F24H3/02 

Изобретение относится к обогревательным установкам и может быть использовано для обогрева производственных и животноводческих помещений с автоматическим поддержанием необходимого микроклимата.

Известна электрокалориферная установка типа СФОА со схемой автоматического регулирования температуры нагреваемого воздуха. Электрокалорифер представляет собой сварную конструкцию, внутри которой установлены трубчатые электронагреватели, объединенные в три самостоятельные секции, при включении и отключении которых можно получить три ступени мощности - 100, 67, 33%. Для циркуляции теплоагента (воздуха) используется вентилятор с приводом от электродвигателя

Недостатком этого устройства является то, что в нем нет возможности плавного автоматического регулирования тепловых режимов обогревателя, так как регулирование производится ступенчато (в три ступени), производительность вентилятора не регулируется. Кроме того, трубчатые нагревательные элементы (ТЭН) являются дорогими, дефицитными, имеют малый срок службы,

Известна электрокалориферная установка с системой автоматического управления микроклиматом по двум параметрам, позволяющая автоматически регулировать не только мощность электрокалорифера (температурный режим), но и производительность вентиляционной установки (влаж- ностный режим). Установка содержит электрокалорифер с двумя секциями нагревательных элементов, подключаемыми к электрической сети через контакты двух

XI

сл

00

ы

01 (Л

магнитных пускателей и электропривода вентилятора на базе двухскоростного асинхронного двигателя, датчиков температуры и влажности. Микроклимат в помещении поддерживается по сигналам датчиков температуры и влажности, отключая и включая секции нагревателей, или работой вентилятора на большой и на меньшей частоте вращения.

Недостатком известного устройства является то. что производительность вентилятора регулируется по двухпозиционному закону только в двух ступенях, мощность нагревателя также регулируется в двух ступенях, т.е. установка имеет очень узкий диапазон регулирования температуры и влажности в помещении, и поэтому эффективность работы установки уменьшается. В случае частых колебаний температуры и влажности воздуха в помещении уменьшается срок службы коммутационной аппаратуры. Кроме того, недостатки трубчатых нагревателей сохраняются.

Целью изобретения является повышение эффективности работы установки автоматическим плавным регулированием температуры и производительности обогреваемого воздуха одним регулятором.

Указанная цель достигается тем, что обогревательная установка, содержащая электрокалорифер с присоединенным к нему вентилятором с асинхронным двигателем, регуляторы влажности и температуры с датчиками этих параметров, дополнительно содержит тиристорный преобразователь напряжения с силовыми входом и выходом и двумя входами управления, к которым подключены упомянутые регуляторы, а электрокалорифер выполнен в виде трех пар металлических обечаек с расположением их в каждой паре концентрично и размещением снаружи на каждой обечайке электрической обмотки наружных обечаек соединены по схеме звезда с подключением к силовому выходу преобразователя, а внутренних - также по схеме звезда с подключением к ротору электродвигателя

На чертеже показана схема предлагаемой обогревательной установки.

Установка состоит из асинхронного двигателя с фазным ротором 1 привода вентилятора, индукционного нагревателя 2, содержащего трехфазные, соосно расположенные внутренние и наружные полые цилиндры, цилиндры с торцов закреплены пластинами 3. между цилиндрами расположена внутренняя трехфазная обмотка 4, концы которой соединены в звезду, а начало этой обмотки соединены к контактным кольцам двигателя, сверху наружного

цилиндра намотана внешняя трехфазная обмотка 5, концы также соединены в звезду а начала подключены к силовому выходу преобразователя напряжения 6, к двум управляющим входам которого подключены выходы двух сравнивающих органов 7 и 8, а к двум входам последних подключены источники задающего сигнала температуры и влажности воздуха, а также соответственно

выходы датчиков температуры и влажности 9,10, силовые входы двигателя 1 и преобразователя 6 подключены к питающей трехфазной сети.

Установка работает следующим образом.

На входы сравнивающих органов 7 и 8 подают сигналы, соответствующие необходимой температуры и влажности воздуха в

помещении, включают питание двигателя 1 и преобразователя 6 Начинает работать электродвигатель вентилятора, а преобразователь б вырабатывает напряжение, питающее наружную обмотку 5 нагревателя,

амплитудой и фазой соответствующее сигналам рассогласования с выходов органов сравнения 7 и 8. При этом электромагнитные потоки пронизывают магнитопровод и вызывают на их поверхности вихревые токи,

за счет чего они нагреваются. Выделяемое тепло зависит от силы и частоты тока в обмотке.

При понижении температуры или повышении влажности воздуха от заданных их величин меняется сигнал с выходов сравнивающих органов 7 и 8 Преобразователь 6 при этом меняет амплитуду и фазу питающего напряжения относительно фазы тока

ротора двигателя таким образом, что увеличиваются выделяемое тепло в нагревателе и частота вращения двигателя, т.е. повышаются температура тепяоагента и производительность вентилятора одновременно. При

этом в цепь ротора двигателя 1 вводится дйполнительное напряжение индуктированное в обмотке 5 преобразователя. Частота вращения асинхронного двигателя зависит от амплитуды и фазы вводимого в

его цепь ротора напряжения. Поэтому, меняя амплитуду и фазу напряжения в обмотке 5, меняются вводимое напряжение а цепь ротора двигателя и соответственно его частота вращения.

При повышении температуры и понижении влажности воздуха от заданной меняются знаки сигналов рассогласования с выходов сравнивающих органов 7 и 8, а преобразователь б уменьшает амплитуду и фазу питающего напряжения индукционный нагреватель 2. При этом уменьшается нагрев и производительность вентилятора одновременно.

Одновременное регулирование производительности вентилятора и температуры теплоагента приводит к эффективному поддержанию микроклимата в помещении. В индукционном нагревателе нагревается массивный магнитопровод, а обмотки рассчитывают по допустимому нггрезу току. Поэтому срок службы таких нагревателей равен сроку службы сухих трансформаторов, это в три раза больше чем срок службы трубчатых электронагревателей.

Экономический эффект от внедрения установки получается за счет увеличения срока службы электронагревателей, уменьшения расхода электроэнергии, так как энергия скольжения асинхронного двигателя используется для нагрева воздуха.

Формула изобретения Обогревательная установка, содержащая электрокалорифер с присоединенным к нему вентилятором с роторным электродвигателем и регуляторы влажности и температуры с датчиками этих параметров, отличающаяся тем, что с целью повышения эффективности работы, она дополнительно содержит тиристорный преобразователь

напряжения с силовыми входом и выходом и двумя входами управления, к последним из которых подключены упомянутые регуляторы, а электрокэлорифер выполнен в виде трех пар металлических обечаек с расположением их в каждой паре концентрично и размещение снаружи на каждой обечайке электрической обмотки, причем обмотки наружных обечаек соединены по схеме звезда

с подключением к силовому выходу преобразователя, а внутренних - также по схеме звезда с подключением к ротору электродвигателя.

Использование: для обогрева помещений. На входы регуляторов (Р) 7 и 8 подают сигналы, соответствующие необходимой температуры и влажности воздуха в помещении, и включают питание двигателя 1 и преобразователя 6. Начинает работать электродвигатель 1 вентилятора, а преобразователь 6 вырабатывает напряжение, питающее обмотку 5 нагревателя амплитудой и фазой, соответствующие сигналам рассогласования с выходом Р 7 и 8. При этом электромагнитные потоки пронизывают обечайки и вызывают на их поверхности вихревые токи, за счет чего они нагреваются. Выделяемое тепло зависит от силы тока и частоты тока вобмотке. При понижении температуры или повышении влажности воздуха от заданной меняются сигналы с выходов Р 7 и 8, Преобразователь при этом меняет амплитуду и фазу питающего напряжения относительно фазы тока ротора двигателя 1, Таким путем увеличивается выделяемое тепло и частота вращения двигателя 1, т.е. увеличивается производительность вентилятора. 1 ил. « Ё

# % $