Комплект учебного оборудования «Теплоснабжение и отопительные приборы»

Лабораторный стенд «Теплоснабжение и отопительные приборы» предназначен для проведения практических занятий по изучению основ функционирования автономной системы отопления в специализированных учебных заведениях.

Выполнение лабораторных работ способствует лучшему усвоению теоретического курса, приобретение практических основ. В ходе проведения экспериментов приобретаются навыки в обращении с измерительными приборами и оборудованием, постановке лабораторных задач и обработке экспериментальных данных.

Стенд позволяет рассмотреть вопросы по определению характеристик элементов системы отопления, управления системой теплоснабжения, а также повышения эффективности ее работы.

Стенд представляет собой конструкцию, собранную из двух отдельных объемных рамных оснований, жестко соединенных между собой, выполненных из металлического профиля покрашенного порошковой краской. Основание имеет поворотные колесные опоры с тормозами. На рамном основании монтируется блок управления стендом, а также гидравлическая система.

Блок управления, выполненный из листовой стали и окрашен порошковой краской светло серого цвета. Лицевая панель выполнена из ABS пластика, толщиной не менее 4 мм, белого цвета с текстурой «шагрень», для обеспечения устойчивости к царапинам, сколам и другим повреждениям, возможным при длительной эксплуатации стенда. Все надписи и обозначения на лицевой панели выполнены с помощью цветной термопечати.

Блок прикручен к раме стенда на винтах для удобства демонтажа в случае гарантийного ремонта.

Вся гидравлическая система выполнена из полипропиленового трубопровода диаметром 25мм и включает в себя:

- модель котельной;

- модель участка транспортирования тепловой энергии;

- модель потребителя тепловой энергии;

- вспомогательные элементы.

Модель котельной включает в себя: проточный водонагреватель (электрический котел), циркуляционный насос, расширительный бак, группу безопасности, датчики температуры, давления, расходомер общего расхода теплоносителя, запорно-регулирующую арматуру.

В качестве теплогенератора  использован проточный водонагреватель с позиционным регулятором температуры и автоматическим регулятором температуры. В системе используется расширительный бак мембранного типа (гидроаккумулятор). Объем расширительного бака составляет  2 литра. Температура теплоносителя на выходе теплогенератора и давление в системе контролируется датчиками температуры и давления.

Безопасность обеспечивает «группа безопасности».

Модель участка транспортирования тепловой энергии представляет собой упрощенную модель участка теплотрассы и включает в себя: конвектор, датчики температуры, давления, запорно-регулирующую арматуру.

Модель имеет возможность работы в двух режимах: режим «Зима» и режим «Лето». Режимы отличаются величиной потерь тепловой энергии. Переключение режимов осуществляется запорно-регулирующей арматурой.

Модель потребителя тепловой энергии включает в себя: два отопительных прибора (радиаторы водяного отопления),змеевик, конвектор, трехходовой клапан, циркуляционный насос, датчики температуры, давления, расхода теплоносителя, запорно-регулирующую арматуру.

Модель размещена в теплоизолированной камере с прозрачной передней панелью. Теплоизолированная камера имеет вытяжную вентиляцию с возможностью регулировки мощности вентилятора.

Трехходовой клапан обеспечивает повышение эффективности работы системы отопления за счет смешения (подмеса) теплоносителя поступающего в отопительный прибор из обратной линии.

Температура теплоносителя на входе и выходе отопительных приборов контролируется датчиками температуры.

Подключение исследуемых отопительных приборов осуществляется запорно-регулирующей арматурой.

Управляющие и измерительные приборы, которые предназначены для измерения, отображения и передачи на ноутбук данных от датчиков, установленных на стенде.

Управляющие и измерительные приборы измеряют следующие величины:

- расход теплоносителя в разных точках;

- давление теплоносителя в разных точках;

- температуру теплоносителя в разных точках;

- электрическую мощность;

- количество потребленной электроэнергии.

В состав гидравлической системы входят следующие устройства

• Электрический котел (мощность не менее 3кВт температура теплоносителя от 35°С до 85°С, максимальное давление воды в контуре не менее 2.5бар. Электропитание 220В. 50Гц). На выходе электрического котла установлены датчики температуры. Датчики подключаются к измерительной системе стенда.
• Циркуляционный насос (максимальный напор 8м, максимальный расход 12м3/ч, потребляемая мощность не менее 65Вт, напряжение 220Вт).
• Накопительный бак для холодной воды.
• Группа безопасности.
• Радиатор отопления
• Расширительный бак мембранного типа (гидроаккумулятор)
• Конвектор
• Змеевик
• Трехходовой клапан
• Вытяжной вентилятор
• Датчик температуры воды (измеряемая температура от -55°С до 125°С, точность не более 0.5°С в диапазоне от -10°С до 85°С).
• Датчик расхода воды (диапазон расхода потока 30л/мин, рабочая температура от 0°С до 80°С, температура жидкости до 120°С, рабочее давление от 0 до 1.75МПа).
• Датчик давления (максимальное рабочее давление не менее 200кПа, диапазон рабочих температур от - 40°С до 125°С, предельно допустимое давление не менее  800кПа).
• Запорная арматура для изменения направления потоков жидкости.

Для проведения лабораторных работ стенд укомплектован измерительной системой на базе программируемого логического контролера ОВЕН.

Лабораторная установка имеет микропроцессорную систему управления, реализованную на базе 32 разрядного микроконтроллера с архитектурой ARM и предназначенную для управления исполнительными устройствами, связи с компьютером, сбора и обработки данных.

Установка должна иметь возможность подключения к компьютеру для передачи данных измерений. Связь с компьютером должна осуществляться по интерфейсу USB имеющему гальваническую развязку для защиты порта компьютера.

Микропроцессорная система имеет возможность расширения по средствам подключения дополнительных модулей, связь с которыми осуществляется по интерфейсу RS485, количество одновременно подключаемых модулей ограничено только нагрузочными возможностями интерфейса. Скорость обмена по линиям RS485 может составлять от 9600 до 115200 бод. Протокол обмена LCPE (LAB CommunicationprotocolEngineering или эквивалент), это универсальный протокол, позволяющий легко организовать обмен данными и управление различными модулями из программного комплекса ELAB или эквивалент.

При подключении к ноутбуку измерительная система должна работать под управлением программного комплекса ELAB или эквивалента. Программное обеспечение должно выводить данные в графическом виде, а также сохранять их для дальнейшей обработки в табличном и графическом виде.

Программный комплекс ELAB или эквивалент должен иметь свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ на интеллектуальную собственность. Программный комплекс ELAB или эквивалент предназначается для управления источниками питания, регистрации данных от измерительных приборов и датчиков, а также дальнейшей обработки и сохранения в различных форматах результатов экспериментальных исследований в окне программы на экране компьютера. Программный комплекс ELAB или эквивалент при каждом запуске должен автоматически определять активный COM порт подключения оборудования, с его подсветкой во всплывающем окне.

Доступные модули управления выполнены в едином стиле.  Задание значений параметров блоков осуществляется с помощью виртуальных энкодеров, позволяющих легко и быстро установить требуемую величину в доступном диапазоне значений. Управление возможно, как с помощью клавиатуры, так и манипулятором «мышь», а также с помощью виртуальной клавиатуры для планшетных устройств.

Доступные модули индикации лицензированного средства для управления учебным стендом-тренажёром выводят на цветной дисплей данные от измерительных приборов, датчиков и другого оборудования, которым снабжен лабораторный стенд.

Основные модули индикации позволяют сохранять данные, полученные от аппаратной части стенда, в графическом, табличном и текстовом форматах.

Минимальный состав лабораторных работ

1. Определение потерь тепловой энергии при ее транспортировании
2. Определение гидравлической характеристики приборного узла
3. Повышение эффективности и работы системы отопления путем настройки и контроля температуры теплоносителя, поступающего в отопительный прибор из обратной линии путем смешения ее с теплоносителем, поступающим из котла
4. Определение теплоотдачи отопительных приборов: радиатор, конвектор, змеевик
5. Определение гидравлического сопротивления отопительных приборов
6. Изучение устройства и основных характеристик отопительных приборов
7. Изучение измерительной микропроцессорной системы
8. Экспериментальное исследование автоматизированной системы управления теплоснабжением: с использованием прибора фирмы «ОВЕН»
9. Исследование автоматизированной системы управления теплоснабжением: с применением компьютерного управления
10. Экспериментальные исследования эффективности работы электрического теплового котла
11. Экспериментальные исследования эффективности системы теплоснабжения
12. Определение коэффициентов затекания в прибор при осевом замыкающем участке
13. Определение коэффициентов затекания в прибор при смещенном замыкающем участке

- Лабораторный стенд «Теплоснабжение и отопительные приборы» -1 шт.

- Техническая документация на электронном носителе (методические материалы, руководство по эксплуатации, учебный видеоролик, программное обеспечение) - 1 шт.

- Ноутбук - 1 шт.

- Гарантийный талон - 1 шт.

- Паспорт - 1 шт.