Для отбора тепла от аккумулирующих тел пользуются или их естественной теплоотдачей, или искусственно создаваемыми токами воздуха.
Примером электронагревательного устройства с аккумулированием тепла может служить электрическая кухонная плита Seeha-nsra, схема устройства которой дана на рисунке 7. Зарядка плиты тепловой энергией производится в ночное время. Энергия запасается гл. обр.чугунными плитами. При пользовании плитой пускается в ход вентилятор, и в соответствии с желаемой степенью нагрева приоткрываются регулирующие вентили. Поток воздуха проходит через слой песка, нагревается и .затем отдает тепло реб-
Рие. 7. Схема устройства, электрической плиты с теяяоакхуму-лированием: 1 —нагреватель; 2 — теилоаккумулятор т чугунных плит; 3—крупныйпееок; 4—регулирующие венчики; б — рабочие плитки; 6—водоподогреватвдь; 7—вентилятор.
ристым поверхностям плиток. После плиток воздух отдает еще тепло в змеевике водоподогревателя. Тепловые потери плиты в нерабочее время невелики, так как теплоаккумулирующее тело хорошо изолировано.
Контрольные приборы. Основной величиной; наблюдение за которой бывает необходимо для контролирования режима работы эл. тепловых установок; является температура. В некоторых специальных случаях большое значение приобретает также влажность воздуха. Для контролирования температуры употребляются ртутные термометры, термометры сопротивления, термопары, оптические и радиационные пирометры. Для контролирования влажности служат психрометры и гигрометры. Некоторые типы эл. контрольных приборов выполняются самопишущими.
Аппаратура автоматического управления. Цель применения аппаратуры залючается в достижении следующих эффектов: 1) ограничение расхода энергии минимальной величиной, достижимой при данной установке; 2) экономия на рабсиле вплоть до полного упразднения обслуживающего персонала; 3) точное регулирование процессов нагрева в соответствии с условиями, выдвигаемыми практикой;
4) предохранение установок от аварий;
5) обеспечение условий техники безопасности.
Важнейшими приборами автоматического управления являются: регуляторы температуры, термореле, выключатели с часовым механизмом, регуляторы влажности.
Чаще всего задача регулятора температуры состоит в поддержании температуры в некоторых постоянных и узких границах. Иногда же требуется, чтобы температура менялась по некоторой заданной кривой, как функция времени („программное регулирование“). Работа установок, снабженных регуляторами температуры, в отношении условий регулирования характеризуется показателями точности, эффективности и устойчивости Точность определяется максимальной величиной отклонений температурных условий от заданных, получающихсяпо достижении установкой ее нормального рабочего состояния. Под эффективностью разумеется скорость восстановления нормальной температуры после того, как по некоторой причине произошло понижение температуры. При достижении установкой, во время разогрева, ее рабочего состояния, как правило, наблюдается период неустойчивости, когда амплитуда колебаний температуры превосходитнормальную. Чем этот период и амплитуда получаются меньшими, тем большую установка имеет устойчивость (рисунок 8).
7 стационарное о режима
Времяпериод нздэеба период приведения устойчивоеот 7в C1opacoirii термостата £ состояниетемпературы 0» устойчивому состоят /«
Рисунок 8, Диаграмма изменения температуры нагревательной установка в период пуска.
Существуют 3 основных способа воздействия на мощность установки для регулирования температуры: 1) способ „все или ничего“, или регулирование полной мощностью. Способ состоит в том, что по достижении рабочей температуры вся мощность выключается, затем, по охлаждении установки на некоторое число градусов, вея мощность включается вновь и так далее 2) Регулирование частью мощности. При этом способе часть мощности остается действующей постоянно, а другая часть включается и выключается, как при 1-м способе. 2-й способ по сравнению с 1 -м дает большую точность. 3) Реостатный способ. Дает возможность весьма плавного регулирования, но связан е потерями энергии в реостате, поэтому имеет значение лишь для лабораторных установок.
Основные требования к терморегу-лирующим устройствам: чувствительность, устойчивость, надежность, постоянство характеристики. В общем случае в терморегулирующие устройства входят: собственно регулятор или термокоммутатор, промежуточное реле, и реле рабочего, тока (нагревателя).
Для построения термо-коммутаторов используются следующие эффекты нагрева: 1) расширение металлов, жидкостей и паров жидкостей; 2) увеличение давления газов; 3} изменение магнитных свойств; 4) изменение электросопротивления; 5) генерация термотоков; 6) испускание лучистой энер гии с возбуждением фотоэффекта.
Схемы устройства отдельных типов термокоммутаторов. Диласион“ ные термокоммутаторы (рисунок 9). Беру-тся два твердых ~ тела удлиненнойформы, из которых одно термоактивное, а другое термоинерт-
Рнс. 9. Схема дидасионного НОв> И ПРИВ0-ЭЯТ терлюк »ммутатпра: Т. А. — ИХ В МвХаНИЧб-Тв1 М08К1 явное тнло; Т. И.— СКую СВЯЗЬ МвЖ-термоинертноетело: У, В.— J
установочный винт; Р−ры- ДУ СОООЙ. НОЛЬ-чажок; Kj и Ка — юнтагс-ш зуСb раЗНИДвЙ электрического контура. J Т
в величинах абсолютных удлинений, получаемых этими телами при нагревании, приводят в действие контактный рычажок. Термоактивные тела делаются из меди, латуни, железа, никеля, цинка. Термоинертные—из инвара, фарфора, кварца. Диласионные регуляторы применяются обычно при Траб «= 400—500°С, но известны конструкции для Траб=120СГС.
Биметаллические т.-к. (рисунок 10 и 11). Применяемый в термокоммутаторах
Рисунок 30. Схема биметаллического термокоммутатора: А— ермокс миллиметрову та-тор с работой на включение:
1 — биметалл: 2—контактная стойка.
Ь
термический биметалл ес“ 11 Сземаг . биметалл и чепредставляет собой меха- ского термокомническое соединение с наложением друг на друга чение: 1—биме-двух металлических ПО- талл;3и4 —
E0HT8iS><Iblt
лоеок, обладающих разными коэффициентами линейного расширения. При нагревании в биметалле возникают внутренние напряжения, заставляющие его изгибаться по форме сферической поверхности (при равномерн. нагреве). Пользуясь зтим, берут биметаллическую пластинку (иаи спираль) и, закрепляя один из ее концов неподвижно, другим заставляют производить при нагревании замыкание или размыкание контактов регулятора. Материалами активных компонентов биметалла (с большим коэфф. лин. расшир.) служат: латунь, константан, ферроникеля с содержанием от 22 до 27% Ni. Для инертных компонентов берутся ферроникеля с содержанием Ni от 36% (инвар) до 46%. Максимальная рабочая температура доходит до 550° 0. При инваре tMaKC=150-200° С-Т.-к. с расширением жидкости (рисунок 12 и 13). Делаются в виде термометров.
Рисунок 12. Простои ртутный термокоммут&тор.
у которых в капилляр вводятся 2 платиновые проволочки. Поднимающийся при нагревании столбик ртути мент замыкает проволочки, которые вводятся в электрический контур регулятора. Применяются при t до 250—
зоо° а
Т.-к. с расширением паров жидкостей (рисунок 14 —16). Делаются термометрического типа, с упругой диафрагмой или с «мехом4“.
В первом случае берется трубка с глухим коленом увели-
Рисунок 13. Ртутный контактный термометр.
в известный мо-
Рисунок 14. Схема газотермического термокоммутатора; 1 — у стан- воч-ный винт; 2—контактная платинойая проволока; 3 — ле! котпаряющаяся жидкость; 4—ртуть; 5— платиновый контакт.
чанного против трубки диаметра. В колено вводятся небольшое количество
Рисунок 15. Схема термокоммутатора с диафрагмой.
схемы мостика, в которую включается контактный гальванометр. При отклонении температуры установки от нормальной мостик выходит из равио-
+ 
ртути и поверх нее легко испаряющаяся жидкость. Ртуть служат для замы
Рнс
16. Схема термокоммутатора с мехом.
кания контактов, образуемых, как и в пре-дыдущем случае.2-мя платиновыми проволочками. Работа коммутатора с д и а ф раг-мой основывается на быстром переходе упругой части диафрагмы из положения вогнутости внутрь в положение выпуклости наружу под действием паров, интенсивно образующихся по достижении точки кипения жидкости.
TV к. с изменением давления жидкости или газа. Использование эффекта достигается с помощью трубки Бурдона, которая с повышением температуры разгибается (рисунок 17).
Гис. 17. Схема тер-моко.м мути тора о трубкой Бурдона: 1— трубка Бурдона; 2—неподвижная трубка.
TVk. с сопротивлением. Используется влияние температуры на величину электр. сопротивления проводниковых или полупроводниковых материалов, В 1-м случае схема коммутатора такова (рисунок 18): специальное сопротивление или сопротивление самой нагревательной установки вводится в одно из плечгис. 1Ь. ъхема термокоммутатора____
К—контактный гальванометр.
весия. Стрелка гальванометра отклоняется и действует на контактное устройство. Т.-к. применяется при темн, до 1500° С.
Т.-к. е генерацией термотоков. Коммутатор составляется из термопары, горячий спай которой вводится в рабочее пространство установки и контактного гальванометра. Используется при температурах до 1500° С.
Т.-к. с использованием фотоэффекта. Применяется при температурах интенсивного испускания лучистой энергии -Импульсатором служит фотоэлемент. Развиваемый им эл. ток усиливается электронной лампой и служит для возбуждения реле нагревателя.
Общие схемы действия регуляторов температуры. При незначительных мощностях выключение рабочего тока может производиться непосредственно термокоммутатором. Выключаемая мощность существенно по-вышается, если термокоммутатор снабжается приспособлением для мгновенного размыкания тока. При мощности в не
рпе. 19. Схема соединений нагревательного устройства с термине миллиметровутатором, работающий на размыкание тока: В— цепь нагреватели; К, и К. — контакты.
сколько киловатт требуется уже применение реле рабочего тока. Термокоммутатор производит в этом случае размыкание и замыкание цепи магнитной катушки реле (рисунок 19, 20). При особенно больших выключаемых мощностях иля при слишком малых силах тока,
Рисунок 20. Схема соединений пропускаемых нагревательного устрой- твРМО-КОММУТаТО-чтт с термокоммутагорем, г ~
работающим на замыкание рОМ, Применяется тока: R — вспомогательное прОМвЖУТОЧ-
сопротивление. ное реле (РИС. 21).
В качестве реле рабочего тока берутся обычно эл. магнитные контакторы (рисунок 22).
Гяс. 21. Схема промежуточного реле с соленоидом и ртутным прерывателем: 1 — к реле нагревателя—к термокоммутатору.
Рисунок 22. Схема электромагнитного контактора.
Термо-реле. Задача термо-реле со-шюитвтом, чтобы выключать установку но завершении проводимой термической операции. О бычная сх ема дей ствия реле такова. При пуске установки заряжается приводное пружинное устройство реле. По достижении установкой конечной температуры процесса усилием, развиваемым термочувствительным органом реле, освобождается задержннк пружины, и последняя производит работу выключения. Применяемые термочувствительные органы аналогичны тем, которые применяю гея и в регуляторах температуры.
Выключатели с часовым механизмом употребляются для автоматического включения и выключения установок в заранее назначенное время.
Регуляторы влаоюности строятся по принципу психрометра. Термочувствительный орган регулятора поддерживается все время в увлажненном состоянии. В зависимости от влажности воздуха изменяется скорость испарения влаги чувствительным органом, а вследствие этого и его температура. С изменением же последней изменяется деформация чувствительного органа, которая и используется для приведения в действие контактного устройства.
Существующие эл. тепловые приборы и установки. Проводя наиболее общую классификацию, существующие эл. тепл, приборы и установки можно разделить на оборудование: .1) для пром. предприятий тяжелой и легкой индустрии, 2) для сельского хозяйства, 8) лабораторное, 4) для предприятий, обслуживающих бытовые нужды, и для индивидуального быта.
Индустриальное оборудование. Операции, выполняемые с помощью эл. теплового оборудования, по отдельным отраслям промышленности таковы: а) металлургия: выплавка чугуна, плавка и рафинирование железа-и стали, выплавка не-железных металлов, изготовление различных сплавов, в том числе особо высокого качества, б) Металлообрабатывающая промышленность: прокаливание, закаливание, отжиг, отпуск, сварка, пайка, в) Керамическая промышленность: плавка и пеюеработка кварца; получение тугоплавких окисей и их синтез; искусственное изготовление драгоценных камней; получение извести, цемента; получение шамота, стеатита и пр, обжиг изделий из шамотовой, фарфоровой и прочих масс; покрытие глазурью, г) Химическая промышленность: проведение реакций в различных конденсированных системах; синтетическое получение нитросоединений, проведение реакций между газами и твердыми или жидкими веществами (окисление, восстановление, кальцинирование, нитрирование, гидрирование); получение карбидов силиция, кальция и различных тугоплавких металлов.
Для осуществления отдельных операций нагрева пользуются эл. энергией в текстильной и бумажной промышленности, в типографском деле,. в производстве обуви, в пищевой промыншенности. При получении техно логического пара и при сушке сырых материалов и готовых изделий эл. нагрев имеет универсальное применение.
Из отдельных видов эл. тепловых установок наибольшее значение для промышленности и наибольшее распространение имеют различного рода эл. печи. Нужды металлургий обслужи вают печи с вольтовой дугой и индук ционвые. В прочих отраслях промыт, ленности применяются» главк. обр.. печи с сопротивлениями. Чаще всего пользуются металлическими сопротивлениями из сплавов типа нихрома-Сопротивления обычно располагаются в самом пространстве печи, наир, подвешиваются посредством керамических поддержек с внутренней стороны вертикальных стенок. Употребительные формы нагревательных сопротивлений таковы: открытые, горизонтально подвешиваемые проволочные спирали; секции из шин, изгибаемых зигзагообразно.
> Энциклопедический словарь Гранат, страница > Электродные паровые котлы строятся как на низкое
