Руководство_по_эксплуатации_АСО-03

ФГБОУ ВПО «Южно-Уральский Государственный университет» НИУ

ООО НПП «Учебная техника-Профи»

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ И СИСТЕМ «АВТОНОМНАЯ СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ»

АСО-03

Руководство по эксплуатации

ОТСО.036.РЭ

2012г.

ОТСО.036.РЭ

1 Назначение

Автоматизированная установка «Автономная система отопления» АСО-03 (далее - стенд) предназначена для изучения устройства и принципов действия автономных систем отопления, экспериментального исследования процессов в системах отопления и определения характеристик отопительных приборов.

Стенд может быть использован для проведения лабораторных работ по курсам «Теплоснабжение», «Отопление и отопительные системы», «Теплотехнические измерения» и «Автоматизация систем отопления» в высших, средних и профессиональных учебных заведений в лабораторных условиях при температурах от + 10 до + 35 оС, относительной влажности воздуха до 80 % при 25 оС.

2 Основные технические данные

2.1Стенд включает в себя все основные элементы стандартной автономной системы отопления, среди которых:

- теплогенератор с устройством регулирования температуры (электроводонагреватель

ETALON 350);

- автоматический регулятор температуры теплоносителя в контуре отопительных приборов (электропривод и вентиль трехходовой ESBE);

- циркуляционные насосы в контуре теплогенератора и контуре отопительных приборов («GRUNDFOS UPS» или аналог);

- два отопительных прибора (радиатора водяного отопления); - счетчик расходомер общего расхода теплоносителя (счетчик холодной и горячей

воды крыльчатый СВ-15Г или аналог); - насос для заправки системы под давлением (электронасос бытовой вибрационный

БВ-0, 12-40-У5 «Малыш» или аналог).

- элементы безопасности, запорно-регулирующая арматура для изменения конфигурации системы и режима ее работы, элементы для заполнения системы теплоносителем под давлением и его слива.

2.2Основные параметры и размеры

2.2.1 Габаритные размеры панели с автономной системы отопления, мм:

- длина	не более 1450;
- высота	не более 840;
- глубина	не более 515.
2.2.2 Емкость теплоносителя, л	не более 10
2.2.3 Предельное давление
(определяется предохранительным клапаном), атм	1,6
2.2.4 Максимальная температура теплоносителя, ºС	100
2.2.5 Рабочая температура теплоносителя, ºС	не более 90
2.2.6 Сосуд для заправки, л:	20
2.2.7 Расширительный бак, л	8
2.2.8 Масса стенда, кг:	не более 60
2.2.9 Электропитание от сети переменного тока
напряжением, В	220±22
частотой, Гц	50±0,4
2.2.10 Номинальная потребляемая мощность
теплогенератора, кВт	3,5
2.2.11 Потребляемая мощность, кВт,	не более 3,5
2.2.12 Средний срок службы до списания, лет	не менее 5

2

ОТСО.036.РЭ

3 Комплектность

Комплект поставки должен соответствовать указанному в таблице 1. Таблица 1

Наименование и условное	Количество	Примечание
обозначение изделия
Системный блок ПЭВМ с	1 шт.	с клавиатурой, мышью и
платой ввода-вывода		сетевым кабелем
информации
LCD монитор	1 шт.	19”
Панель с автономной	1 шт.
системой отопления
Сосуд для заправки и	1 шт.
опорожнения системы
Сигнальные кабели для	2 шт.	КАБ1 и КАБ2
подключения к ПЭВМ
Руководство по эксплуатации	1 экз.	ОТСО.036.РЭ
на лабораторный стенд
«Автоматизированная
установка для исследования
характеристик отопительных
приборов и систем АСО-03»
Вентиль трехходовой ESBE.	1 экз.
Паспорт
Электропривод ESBE.	1 экз.
Паспорт
Вибрационные насосы.	1 экз.
Инструкция по эксплуатации.
Методические рекомендации	1 экз.	СD-диск
по выполнению
лабораторных работ

3

ОТСО.036.РЭ

4 Устройство и принцип работы

4.1Стенд тренажер представляет собой действующую автономную систему отопления закрытого типа с принудительной циркуляцией, содержащую все основные компоненты современных систем отопления.

Избыточное давление в системе гарантирует устойчивую работу циркуляционных насосов отсутствие кавитации и расширяет рабочий диапазон температур теплоносителя без вскипания.

Стенд тренажер может работать при температуре теплоносителя до 100 градусов Цельсия. Для проведения практических и лабораторных работ рекомендуем работать при температурах до 90 градусов Цельсия.

4.2Стенд выполнен в настольном варианте.

Основные компоненты автономной системы отопления собраны на настольной панели. Внешний вид стенда приведен на Рис 1, панели - на Рис.2, панели сзади – Рис.3. Схема системы отопления приведена на Рис. 4.

Рис.1 Внешний вид установки.

4

ОТСО.036.РЭ

Рис.2 Внешний вид установки с основными элементами автономной системы отопления.

Рис.3 Внешний вид установки сзади

5

ОТСО.036.РЭ

Рис.4 Схема автономной системы отопления.

Компоненты и органы управления стенда: 1- теплогенератор с автоматическим регулятором температуры; 2- расширительный бак:

3- манометрический термометр и манометр для измерения температуры теплоносителя на выходе теплогенератора и давления в системе;

4- предохранительный клапан на 1,5 ати, для аварийного сброса давления из системы; 5- автоматический паровоздушный клапан поплавкового типа для удаления воздуха

из системы; 6- автоматический регулятор температуры теплоносителя на входе отопительных

приборов смесительного типа с электроприводом; 7- трехходовой кран КР1 для ручной установки температуры теплоносителя на

«горячем» входе автоматического регулятора; 8- трехходовой переключающий кран КР3, устанавливающий отопительный прибор

ОП1 или внешний отопительный прибор ОП ВН. (в зависимости от положения кранов КР4 и КР5) в схему последовательного (положение 1) или одиночного (положение 2) подключения;

9- трехходовой переключающий кран КР2, устанавливающий отопительный прибор ОП2 в схему одиночного (положение 1) или последовательного (положение 2) подключения;

10датчик температуры ТЕ1 теплоносителя на входе автоматического регулятора 6; 11датчик температуры ТЕ2 теплоносителя и на входе отопительного прибора ОП1 или внешнего отопительного прибора (в зависимости от положения кранов КР4 и

КР5); 12отопительные приборы ОП1 и ОП2;

13краны «Маевского» для удаления воздуха из отопительных приборов. 14регуляторы расхода отопительных приборов ОП1 и ОП2;

15шунтирующие перемычки отопительных приборов ОП1 или ОП ВН. и ОП2; 16отключающие краны перемычек отопительных приборов ОП1 или ОП ВН. и ОП2;

6

ОТСО.036.РЭ 17датчик температуры ТЕ3 теплоносителя на выходе отопительного прибора ОП1

или ОП ВН.; 18датчик температуры ТЕ4 смеси рабочего и шунтирующего потоков теплоносителя

на выходе отопительного прибора ОП1 или ОП ВН.; 19датчик температуры ТЕ5 теплоносителя на выходе отопительного прибора ОП2;

20датчик температуры ТЕ6 смеси рабочего и шунтирующего потоков теплоносителя на выходе отопительного прибора ОП2;

21датчик температуры ТЕ7 окружающего воздуха;

22циркуляционный насос в контуре отопительных приборов;

23регулятор общего расхода теплоносителя; 24счетчик расходомер общего расхода теплоносителя в контуре отопительных

приборов; 25фильтр;

26узел заполнения системы (заправочный вентиль, обратный клапан); 27сливной кран со шлангом; 28датчик температуры ТЕ8 на выходе теплогенератора;

29датчик температуры ТЕ9 на выходе автоматического регулятора температуры теплоносителя в контуре отопительных приборов;

30насос для заправки системы с заправочным шлангом; 31щиток управления;

32ПЭВМ с монитором клавиатурой мышью и платой ввода-вывода информации; 33сосуд для хранения теплоносителя, заправки и опорожнения системы; 34сосуд для сбора теплоносителя с предохранительного клапана; 35розетки 220 В для подключения системного блока ПЭВМ и монитора; 36розетка 220 В для подключения насоса заправки; 37сигнальные кабели для подключения ПЭВМ; 38циркуляционный насос в контуре теплогенератора.

39КР4, КР5 трехходовые переключающие краны для включения в систему отопительного прибора ОП1 или внешнего отопительного прибора.

Вкачестве теплогенератора 1 использован проточный водонагреватель с позиционным регулятором температуры (электрокотел) и автоматическим регулятором температуры.

Всистеме используется расширительный бак 2 мембранного типа. Объем расширительного бака составляет 8 литров. В исходном состоянии расширительный бак заполняется воздухом до давления 0,07 Мпа (0,7 ати), что позволяет поддерживать рабочее давление в системе от 0,08 Мпа (0,8 ати).

При повышении давления в системе до 0,15 Мпа (1,5 ати) срабатывает предохранительный клапан 4, открывая выход воде или пару в специальный сосуд 34, расположенный на задней стенке панели.

Температура теплоносителя на выходе теплогенератора 1 и давление в системе контролируются манометрическим термометром 3.

На выходе теплогенератора 1 расположен и автоматический паро-воздушный клапан поплавкового типа 5. При заполнении системы теплоносителем или при наличии пузырьков воздуха при работе системы, в корпусе клапана скапливается воздух. Поплавок опускается, приоткрывая игольчатый клапан, и скопившийся воздух или пар беспрепятственно выводится из системы.

Элементы 3, 4, 5 обеспечивают безопасность систем отопления и называются «группой безопасности».

Позиционный регулятор температуры теплогенератора используется в качестве дополнительной защиты от перегрева. Перед началом эксперимента на нем необходимо установить значение равное допустимому значению температуры в данном эксперименте.

7

ОТСО.036.РЭ

Циркуляция теплоносителя в контуре теплогенератора обеспечивается циркуляционным насосом 38.

Свыхода теплогенератора 1 горячий теплоноситель подается на трехходовый кран КР1 - 7. На другой вход крана КР1 поступает холодный теплоноситель с «обратной» ветви контура отопительных приборов. В зависимости от положения рукоятки крана КР1, температура теплоносителя на его выходе может оперативно изменяться в пределах от максимального до минимального значения. Эта возможность предусмотрена для исследования характеристик автоматического регулятора температуры теплоносителя 6 в контуре отопительных приборов. Автоматический регулятор смесительного типа 6 имеет электропривод который управляется ПЭВМ. Параметры регулятора оперативно устанавливаются из управляющей программы. Предусмотрено также ручное управление регулятором из управляющей программы.

Температура теплоносителя на входе и выходе автоматического регулятора 6 измеряется датчиками ТЕ1 - 10 и ТЕ9 - 29 и отображается на экране монитора при работе управляющей программы.

Свыхода регулятора 6 теплоноситель подается на вход контура отопительных приборов 12 ОП1, ОП2, или внешний отопительный прибор.

Каждый из отопительных приборов 12 может быть подключен по параллельной или последовательной схеме. Если один из отопительных приборов подключен по параллельной схеме, то второй прибор может использоваться в параллельной схеме или будет выключен. В последовательную схему могут быть включены только оба прибора одновременно.

Каждый отопительный прибор12 имеет ручной регулятор 14, шунтирующую перемычку 15 с калиброванными ограничительными шайбами и отключающий перемычку кран 16. Шунтирующие перемычки 15 и отключающие краны 16 используются при исследовании работы отопительных приборов в однотрубной (последовательной) схеме включения.

Каждый отопительный прибор 12 снабжен краном «Маевского» 13 для выпуска воздуха при заполнении системы теплоносителем и во время эксплуатации.

Схема включения отопительных приборов 12 в систему определяется положением трехходовых кранов КР2 - 9 и КР3 - 8.

Вход отопительного прибора ОП1 или внешнего отопительного прибора всегда подключен к верхней точке подачи теплоносителя. Выход ОП1 в зависимости от положения трехходового крана КР3 подключается ко входу трехходового крана КР2 (положение 1) или к «обратной» магистрали (положение 2).

Фактически кран КР3 или подготавливает цепь для последовательного включения отопительных приборов - (положение 1), или включает прибор ОП1 в систему самостоятельно (положение 2).

На вход отопительного прибора ОП2 теплоноситель поступает с выхода трехходового крана 9 (КР2). В положении 2 крана КР2, теплоноситель может поступить только со стороны крана КР3, и только в случае, если КР3 находится в положении 1. В положении 1 крана КР2 теплоноситель в прибор ОП2 беспрепятственно поступает с верхней точки подачи, и прибор включен самостоятельно. Выход прибора ОП2 всегда подключен к «обратной» магистрали.

При последовательном (однотрубном) включении отопительных приборов ОП1 всегда будет верхним а ОП2 нижним.

При параллельном подключении отопительных приборов ( КР2 в положении 1 и КР3 в положении 2), температура на входах приборов одинакова и соответствует Т2, а на выходах Т3; Т4 и Т5; Т6 соответственно.

Поскольку расходомер теплоносителя в контуре отопительных приборов при параллельном подключении измеряет суммарный расход, то мощности отдельных

8

ОТСО.036.РЭ

отопительных приборов в этом случае не рассчитываются и не выводится на индикацию.

Трехходовые краны КР4 и КР5 используются для подключения внешнего отопительного прибора вместо штатного ОП1. Подключение производится с помощью соединительных шлангов входящих в комплект поставки. При установке кранов КР4 и КР5 в положение «ОП внеш.» отопительный прибор ОП1 отключается, а вместо него физически подключается внешний ОП с регулятором. При этом используются штатные шунтирующая перемычка с ограничительной шайбой и краном, датчики температуры.

Температура теплоносителя в различных точках системы измеряется проточными термометрами сопротивления 10 - 11, 17 - 21 и выводится на монитор ПЭВМ. Показания обновляются один раз в секунду. Поскольку температура изменяется относительно медленно, то рядом с текущим значением температуры выводится изменение температуры за последние 10 секунд. В случае если процесс установился, то изменение будет близко к нулю. Наблюдение за изменением температуры позволяет учащемуся оценить динамику процесса и сделать вывод об установившемся режиме.

Датчик 11 (ТЕ2) измеряет температуру теплоносителя в верхней точке подачи. Практически она равна температуре теплоносителя на выходе автоматического регулятора.

Датчик 17 (ТЕ3) измеряет температуру теплоносителя собственно на выходе ОП1 (верхнего при последовательном включении), без учета теплоносителя протекающего через шунтирующую перемычку 15.

Датчик 18 (ТЕ4) измеряет температуру теплоносителя на выходе ОП1 (верхнего при последовательном включении), с учетом теплоносителя протекающего через шунтирующую перемычку 15. Она же равна температуре теплоносителя на входе нижнего отопительного прибора при последовательном включении.

Датчик 19 (ТЕ5) измеряет температуру теплоносителя на выходе второго отопительного прибора ОП2 (нижнего при последовательном включении), без учета теплоносителя протекающего через шунтирующую перемычку 15.

Датчик 20 (ТЕ6) измеряет температуру на выходе отопительного прибора ОП2 (нижнего при последовательном включении), с учетом теплоносителя протекающего через шунтирующую перемычку 15. Она же равна температуре теплоносителя на выходе обоих отопительных приборов при последовательном включении.

Датчик 21 (ТЕ7) измеряет температуру окружающего воздуха в отапливаемом помещении.

Датчик 28 (ТЕ8) измеряет температуру теплоносителя на выходе теплогенератора 1. Датчик 29 (ТЕ9) измеряет температуру на выходе автоматического регулятора

температуры теплоносителя 6.

Теплоноситель, прошедший через отопительные приборы проходит через регулятор общего расхода теплоносителя 23, фильтр 25 и счетчик-расходомер общего расхода теплоносителя 24, поступает на вход теплогенератора и холодный вход регулятора смесительного типа 6.

Расходомер 24 выполнен на базе счетчика горячей воды и дополнен устройством электронного съема информации. Цена импульса для конкретного датчика может корректироваться из управляющей программы.

Проточный фильтр 25 обеспечивает очистку теплоносителя от всевозможных частиц, которые могут вывести насос из строя.

Используемый циркуляционный насос 22 имеет три скорости вращения. Переключение производится рукояткой расположенной непосредственно на насосе. Необходимый для экспериментов расход теплоносителя в контуре отопительных приборов устанавливается регулятором 23 и переключателем циркуляционного насоса. Теплогенератор 1 и стенд-тренажер в целом допускают работу в безрасходном режиме в контуре отопительных приборов, без каких либо последствий.

9

ОТСО.036.РЭ На панели стенда расположены также шаровый кран со штуцером, проточный фильтр

и обратный клапан 26, используемые при заправке стенда теплоносителем. Здесь же, в нижней точке системы, установлен кран для слива теплоносителя из системы со сливным шлангом 27.

На панели стенда расположен пульт управления, в котором находятся (слева направо): 1- Устройство защитного отключения (УЗО).

2- Автомат включения/выключения теплогенератора.

3- Автомат включения/выключения циркуляционных насосов, цепей питания датчиков и автоматических регуляторов температуры в контурах теплогенератора и отопительных приборов.

4- Автомат включения/выключения сдвоенной розетки 220 В для подключения системного блока ПЭВМ и монитора (расположена на задней стенке панели).

5- Автомат включения/выключения одинарной розетки 220 В для подключения заправочного насоса (расположена на задней стенке панели).

Питание стенда осуществляется через однофазную розетку с защитным проводником, рассчитанную на ток не менее 15 ампер.

Стенд комплектуется сосудом 33 для хранения, заправки или слива теплоносителя, а также насосом 30 с подвесом и шлангом для заправки системы под давлением.

В качестве теплоносителя желательно использовать специально подготовленную воду для отопительных систем. Допустимо использовать чистую водопроводную воду. Емкость стенда без дополнительного отопительного прибора составляет около 8 литров теплоносителя.

5 Указания мер безопасности.

5.1К работе на «Автоматизированной установке для исследования характеристик отопительных приборов и систем» допускаются лица, ознакомленные с ее устройством, принципом действия и мерами безопасности в соответствии с требованиями, приведенными в настоящем разделе.

5.2Шнур питания установки должен быть подключен к сетевой розетке с защитным проводником.

5.3Наладочные работы, осмотры и ремонт производить только после отключения стенда от сети питания с помощью сетевой вилки.

5.4Выполнение лабораторной работы производится бригадой количеством не менее двух человек, один из которых является наблюдателем и при возникновении опасности обесточивает лабораторный стол.

5.5Теплогенератор можно включать только, если система заполнена теплоносителем. Признаком заполнения системы является наличие давления и отсутствие воздуха в системе.

5.6Необходимо периодически проверять исправность предохранительного клапана и отсутствие утечек в системе (по стабильности давления).

5.7Не допускать попадания теплоносителя на пульт управления и блок управления

Вслучае накопления теплоносителя в сосуде для сбора с предохранительного клапана, опорожните сосуд.

6 Подготовка к работе.

6.1Освободите стенд – тренажер от упаковки и установите панель стенда на стол.

6.2Убедитесь в исправности и целостности всех элементов стенда и соединений.

6.3Установите в удобном месте системный блок ПЭВМ. Монитор, клавиатуру и мышь. Соедините устройства ПЭВМ штатными кабелями.

10