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电热式工业加湿器电路设计
恒温恒湿型空调,是在单制式空调的基础上,增加一套加湿系统。其核心部分是加湿器的选型和控制。目前国际上常见的加湿器按蒸汽产生的方式可分为电热式,远红外及超声波等形式。由于电热式加湿器蒸汽纯净,无霉菌,便于自动控制,因而得到广泛地应用。
电热式加湿器有直热式和电极式之分。前者是把电加热器放入蒸汽发生器内靠电阻丝将电能转换为热能;后者是在蒸汽发生器内置入棒状(或网状)电极,通电后电流通过水分子导电,直接将电能转化为热能。电极式加湿器使用安全可靠,节省能源。然而电极式加湿器也有许多缺点:常用的塑型蒸汽发生器是一次性的,对于需要经常加湿的环境,由于网状的电极容易锈蚀,.此外电极式加湿器需要专用的控制电路控制蒸汽的产生和断开,使用成本高。与此相反,直热式因其制造成本低,易维护等,是设计加湿系统应首选的方案。
当环境的湿度低于系统的设定值时,加湿器开始工作。进水阀打开,自来水通过进水管进入液位控制器。液位控制器的底部与蒸汽发生器通过U型管连接。当水位达到设定高度时(约3/4),进水阀关闭,电加热器7通电。水汽化后通过喷汽管导入出风口,使周围的空气得到加湿。当湿度达到设定点,加湿停止,打开排水阀,通过排水管排出蒸汽发生器中的剩水,系统停止工作。
二, 加湿量及加湿器功率的计算
对于机房空调,根据使用空间的大小、控制的对象 以及整机结构要求,加湿量一般按3~21公斤/小时较为合适。一是可以满足湿度的要求,二是便于系统的电路设计和控制。
水的汽化过程包括潜热Lq和显热 Lx 两个阶段。
Lq=M·Kq
Lx=M·Kx·△T ………
(1)式中M:水的质量; Kq:单位质量汽花热 ; Kx:水的比热;
△T:温差已知:
Kx =1千卡/ 千克·度
Kq =2260千焦/千克
若水的初始温度为20℃,则每千克水加热到100℃的显热为:
LX=1000×1×(100-20)=80000 (卡)=336 (千焦) …
潜热: Lq=1×2260=2260 (千焦)
由此求得加湿器每千瓦小时的加湿量L为:L=(W·T)/(LX++Lq)=(1×3600)/(2260+336)=1.398(千克)
考虑到加湿过程热量损耗,实际应用中取L=1. 3千克/千瓦。由此可求得,满足定量L的加湿器功率为:
W=L/1. 3(千瓦)……………(2)
三,电路的设计
主电路及控制电路如图二所示.系统采用三相三线制电源供电,通过变压器TD1降压向控制回路供电,主令开关SA受控于主控制器,当控制器发出加湿信号,
SA闭合,控制电路捡测水位箱中水位,当水位低于a点时,BG1,BG2截止,继电器JC常闭触点JC-1闭合,进水阀Y1打开。当水位到达a点时,BG1,BG2导通,JC-1断开,常开触点JC-2闭合,交流接触器KC得电吸合,加湿器开始加湿。
随蒸汽的产生,水位不断下降,为了不使加湿过程中断, 水位控制器中电极2通过JC的另一对常开触点JC-3接在BG1的基极上,这样当水位低于b点时,KC才断开,进水阀Y1开启,重复上水。
通过调整电极2,3的相对高度,可以控制水位高低。探测电极选用紫铜棒,直径ф5。间距根据控制电压的大小和控制电路的元件参数来确定,保证流入BG1的基极电流可靠导通。
可变电阻W用来调整BG1的基极偏流,D5是保护二极管,C3是滤波电容,EH是电加热器,采用星型联接。
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