Система поддержания влажности (2013-02-04)

СистемСистема поддержания влажностиа поддержания влажности, выполнена в виде открытого теплообменника и выполняет роль увлажнителя и осадителя пыли. Работает система поддержания влажности следующим образом: при понижении общего уровня влажности ниже установленного значения, электроника открывает соленоидный ( электромагнитный ) клапан, и  вода из водопроводной сети под давлением поступает на распылитель. Стекая по стальному оцинкованному листу (для увеличения площади испарения), под действием воздушного потока исходящего от вентилятора быстро испаряясь, повышает общий уровень влажности. По достижении уровня влажности выше установленного значения, электроника отключает соленоидный клапан и прекращает подачу воды. Далее процесс повторяется. Не испарившаяся вода, стекая по поверхности оцинкованного листа вымывает осевшую на листе пыль в водосборник-отстойник и далее, стекает в канализацию. Таким способом удаётся снизить запылённость воздуха внутри камеры и поддержать необходимый уровень влажности.

Вода в систему поддержания влажности поступает из водопроводной сети через соленоидный клапан. Для регулировки потока воды, перед клапаном устанавливается вентиль  Рис – 1.

 

Система поддержания влажности

Если на территории, где находится помещение или камера  отсутствует водопроводная сеть, или при её наличии случилась серьёзная авария, то выходом из положения может стать установка на крыше помещения пластмассовой бочки, ёмкостью 60 литров, подсоединённой через тройник к основной сети.

Основной элемент в системе – соленоидный клапан СКН–2/220В Рис–2/1. Вход соленоидного клапана обозначен знаком треугольника.

Отечественные соленоидные клапаны производятся двух разновидностей, с резьбой и без резьбы. Если на входе и  выходе клапана есть резьба, то систему легко собрать Рис–2/2 установив два штуцера. Если нет резьбы и нет возможности её нарезать, то входной и выходной штуцера можно затянуть при помощи хомута Рис–2/3.

Хомут, можно изготовить из листовой стали толщиной – 2мм,  шириной – 15мм и длиной 80мм.

На Рис-2/4 показаны два варианта изготовления штуцера. Первый c бортиком, слева – если нет возможности приварить штуцер к хомуту, второй без бортика  – если есть возможность газосварки.

Штуцер перед сваркой вводится в отверстие хомута так, чтобы с внутренней  стороны хомута выступала часть штуцера  длиной 6-8мм Рис-2/5, для резиновой прокладки Рис-2/6.

Установить готовую систему желательно выше уровня распылителя воды. Входной и выходной штуцера подключаются к системе через шланг. Если нет доступа к водопроводной сети,  то систему можно подключить к 20 литровой пластмассовой канистре (или другой подходящей ёмкости), установленной на 100см выше от уровня распылителя воды, проделав в канистре отверстие и установив штуцер.

Открытый теплообменник состоит из: дозатора воды (распылителя),  плоскости для стекания воды (испаритель), желобов, для направления использованной воды в водосборник.

Дозатор воды в свою очередь состоит из распылителя и распределителя. Для изготовления распылителя, необходима медная трубка диаметром 10мм, и длиной 2000мм. в которой нужно высверлить 62 отверстия диаметром 1мм Рис–3/1.

Затем под углом 70о по отношению к отверстиям, просверлить другое отверстие диаметром 10мм Рис–3/2 и припаять отрезок трубки диаметром Ф10мм и длиной 100мм (отвод) Рис–3/3.

Изготовив распылитель, из внутренней части удалить заусеницы и заглушить оба конца изделия. Для того, чтобы вода не разбрызгивалась и  стекала по поверхности испарителя равномерно, изготовим распределитель Рис-4.

Распределитель, это защитный экран с направляющими каналами. Он изготовлен из листовой  оцинкованной стали толщиной 0,6мм. Изготовив заготовку по размерам указанным на Рис–4/1, вырезаем направляющие каналы по числу отверстий на распылителе. По линиям изгиба Рис–4/2 придаём изделию форму прямоугольной трапеции с углом ~ 120о.

Готовая система, крепится к стенке при помощи  трёх шурупов 5х50мм Рис–4/3.  Распылитель после установки на место крепится при помощи двух скоб Рис–4/4. Присоединяется к соленоидному клапану при помощи резинового шланга соответству-ющего диаметра, и двух хомутов. Угол атаки воды из распылителя должен быть в пределах 45о.

Испаритель, представляет из себя две поверхности с бортами, изготовленные из листа оцинкованной стали толщиной 0,6мм Рис–5/1 и установленные на расстоянии 100мм друг от друга. Основное назначение испарителей – увеличение площади соприкосновения струек воды с потоком воздуха образующегося от движения лопастей вентилятора.

 

Из листовой стали, вырезав заготовку по Рис–5/1, согнём края по Рис–5/2. Обе заготовки приклеиваются к стене при помощи силикона.

Для удаления использованной воды загрязнённой пылью, изготовим два желоба и сборник воды. Из листовой стали толщиной 0,6мм, вырежем две заготовки по Рис–6.

Проделать в каждой заготовке по три отверстия диаметром 5мм. Используя в качестве формы отрезок трубы диаметром Ф35–40мм и длиной 1100мм, придадим изделию форму по Рис–6 (на трубу накручивается 60мм заготовки). Последним элементом в системе открытого теплообменника – сборник воды и пыли. Для сборника подойдёт любая ёмкость прямоугольной или квадратной формы подходящего размера Рис-7.

Приблизительные размеры сборника 200х100х100мм. Подобрав подходящую ёмкость

на боковых стенках проделаем углубления для желобов и припаяем отвод для вывода отработанной воды в канализацию (отрезок трубы диаметром 30мм и длиной 150мм).

Сборка системы поддержания влажности, производится в следующей последовательности Рис–8.

1–Подвешиваем сборник воды Рис–7 (он съёмный).

2–Устанавливаем желоба и затягиваем шурупами Рис-6.

3–При помощи силикона приклеиваем испарители Рис–5/2.

4–Устанавливаем распылитель Рис–3/3 и затягиваем к задней стенке при помощи двух скоб Рис-4/4.

5–При помощи трёх шурупов, устанавливаем распределитель Рис–4/2, если угол атаки воды выбран правильно, распределитель можно не устанавливать.

6–При помощи шланга и двух хомутов, присоединяем систему к соленоидному клапану.

К водопроводной сети, соленоидный клапан присоединяется через вентиль. Роль вентиля заключается в регулировании количества подаваемой на распыление воды.

Процесс испарения имеет большую инерционность. Если поток воды сильный, то после сигнала датчика о нормализации влажности и отключения подачи воды, остаточная влага будет продолжать испаряться и поддерживать влажность среды выше нормы. Вращая ручку краника получаем то количество влаги, которое во-первых не приводит к резкому снижению температуры в камере, во-вторых уровень влажности поддерживает на должном уровне. Количество подаваемой на испарение влаги зависит от ёмкости камеры. Регулировкой подачи воды, добиваются уменьшения разности между верхним  и нижним уровнем влажности.

Система поддержания влажности будет работать эффективнее, если увлажнять помещение подогретой водой. Для подогрева воды можно использовать резервуар прямоугольной формы из алюминия или нержавеющей стали, ёмкостью 8–10 литров. Для поддержания постоянного уровня воды, ёмкость оборудуется поплавковым клапаном от сливного бачка унитаза. В нижней части резервуара проделать отверстие диаметром 40мм, для муфты переходника Рис–9.

1–Ёмкость 8–10 литров.  2–Муфта-переходник, для установки нагревательного элемента.  3-Стенка ёмкости.   4–Фторопластовая (тефлоновая) прокладка (шайба), можно резиновую.  5–Гайка соответствующего диаметра.  6–Нагревательный элемент–ARISTON  TYPE  R–T–M  WATER–HEATER.

Вместо соленоидного клапана подключить автомобильный насос омывателя стёкол SWP 0103  Рис–11.

Технические характеристики

 Код                                                       SWP 0103

Номинальное напряжение      12 В

Производительность                 10 Л/Ч

Давление жидкости                   2,5 кг/см2

Насос опускается непосредственно в ёмкость с водой.

Резервуар с водой устанавливается ниже уровня водосборника, чтобы не испарившаяся вода свободно стекала в резервуар для подогрева.

Для ускорения процесса испарения, под каждым испарителем можно установить небольшой вентилятор.

Исполнительным механизмом системы является соленоидный клапан СКН–2/220В или насос SWP 0103.

Датчиком системы поддержания влажности, является ёмкость с дистиллированной водой (питатель) и термометр с регулируемой магнитной головкой ТПК–П  (0–50 или 0–600С), ртутный баллон которого увлажняется дистиллированной водой с помощью фитиля из батиста или шифона. Термометр имеет следующие параметры; диаметр верхней части – 18мм, длина 355мм, диаметр нижней части 9мм, длина 83, 103, 163, 253, 403мм. Заказать термометр необходимо после того, как окончательно определились с местом установки и соответственно с длиной нижней части термометра.

Уровень влажности воздуха внутри помещения регулируется автоматически, при помощи  блока управления, а контролируется визуально, при помощи психрометра расположенного в удобном для наблюдения месте.

Датчик влажности состоит из ёмкости с дистиллированной водой, контактного термометра и защитного кожуха.

Ёмкость может быть как цилиндрической, так и прямоугольной, вместимостью 0,15-0,2л воды. Её можно изготовить из 150мм отрезка пластмассовой трубы, диаметром 40мм.

Отрезав от трубы требуемый отрезок, проделаем в ней два отверстия диаметром 20мм, на расстоянии 70мм друг от друга. Одно отверстие служит для заливания воды, другое для термометра. Другой отрезок трубы длиной 100мм разделим пополам и разогрев на слабом огне расправим в листы Рис-12.

Из получившихся двух заготовок вырежем две окружности и при помощи технического фена, заглушим ими трубу Рис-13.

Для крепления ёмкости к стенке, из листа оцинкованной стали, толщиной 1мм вырежем две полосы шириной 10 и длиной 120мм. В каждой полосе просверлим отверстия диаметром 4мм, для крепления хомутов к стенке, и используя готовый сосуд в качестве опоры придадим полосе форму по Рис-14.

Под сосуд для воды подойдёт любая другая посуда соответствующей ёмкости, как круглой формы, так и прямоугольной. Подойдут ёмкости от всевозможных аэрозолей.

Ёмкость с дистиллированной водой, для удобства обслуживания размещается ближе к двери, а по высоте на уровне глаз наблюдателя, что позволит получать более усреднённое значение влажности. Соответственно длина нижней части контактного термометра выбирается минимальной – 83мм.

В виду того, что контактный термометр очень хрупкий, приготовим для него защитный кожух. Материалом для верхней части кожуха, послужит отрезок тонкостенной трубы  диаметром 3/4дюйма и длиной 300мм, а для нижней части кожуха отрезок тонкостенной трубы  диаметром 1/2дюйма и длиной 30мм.

Получив отрезок трубы нужных размеров, на фрезерном станке или при помощи болгарки проделаем в ней смотровое окно, для считывания информации Рис-15.

К готовой заготовке эл. сваркой приварим нижнюю часть кожуха Рис-16.

Контактный термометр устанавливают в кожух, предварительно обмотав ватой, и соблюдая меры предосторожности, при работе с хрупкими изделиями вставляют на место так, чтобы градуированная шкала была видна в прорези верхней части кожуха.

Установить питатель с дистиллированной водой необходимо таким образом, чтобы от края открытого конца питателя до резервуара термометра оставалось не менее 20мм, а фитиль не касался краёв отверстия питателя.

При снятии показаний или установке при помощи магнитной головки уровня влажности,  глаз оператора должен находиться на уровне горизонтальной касательной к мениску жидкости, так, чтобы отметка шкалы в точке отсчёта была видима прямолинейно.

Питатель всегда должен быть заполнен дистиллированной водой. Воду дополняйте заблаговременно, не допускайте полного опорожнения питателя. При отсутствии дистиллированной, допускается применение кипячёной воды. Время кипячения не менее 15 минут. Питатель заполняйте водой, предварительно охлаждённой до температуры окружающего воздуха.

Фитиль на резервуаре контактного термометра должен быть всегда чистым, мягким и влажным. При запылённости воздуха до 5мг/м3, фитиль меняйте 1 раз в две недели, при большей запылённости – по мере загрязнения фитиля.

Перед заменой удалите загрязнённый фитиль с резервуара термометра. Протрите резервуар тампоном ваты, смоченным тёплой водой. Для изготовления нового фитиля применяйте шифон хлопчатобумажный, отбеленный, неокрашенный или батист отбеленный. Фитиль сшейте по диаметру резервуара термометра простым машинным швом. После обрезки шов по высоте должен быть не более 1,5мм. Длина готового фитиля должна быть не менее 60мм. Смочите фитиль в дистиллированной или кипячёной воде и натяните его на резервуар термометра так, чтобы была возможность завязать его ниткой над резервуаром. Конец завязанного фитиля над резервуаром должен быть не менее 7мм.

 Автоматика

Термометры ТПК.

    Допускаемая электрическая нагрузка на контактах ТПК не более 1Вт при напряжении до 220В или при силе тока не более 0,04А.

Принцип работы термометра основан на изменении объёма термометрической жидкости (ртути) в зависимости от температуры измеряемой среды и на способности ртути служить проводником электрического тока при замыкании контактов. Термометры могут работать в цепях постоянного и переменного тока частотой (50+/-1) Гц. При включении термометров в цепь постоянного тока « минус » источника тока должен быть подсоединён к  соединительному контакту термометра. Контакты имеют маркировку «+» и «-». Термометры должны работать в без искровом режиме.

При покупке контактного термометра ТПК–П,  в комплект поставки входит схема подключения, разработанная заводом изготовителем в соответствии с техническими характеристиками термометра, и рекомендуемая заводом для подключения контактного термометра к схеме.

С1–конденсатор К50-6  100мкфх25В,
С2–конденсатор МБМ  0,1мкфх160В,
R1–резистор МЛТ-0,5Вт  82ком,
R2,R3–резистор МЛТ-0,5Вт  470ом,
R4–резистор МЛТ-0,5Вт  5,6ком,
R5–резистор МЛТ-0,5Вт  100ом,
R6,R7–резистор МЛТ-0,5Вт  68ком,
R8–резистор МЛТ-2Вт  20ком,
V1–тиристор КУ202Н,
V2-V5–диод Д246А,
V6–диод  Д226Б,
V7–стабилитрон Д814Д,
V8–Транзистор МП41,
V9–транзистор однопереходной КТ–117Б,
Н1, Н2–индикатор ТНИ–1,5Д.

Принцип работы схемы.

В схему подключения термометра заложен тиристорный выключатель, управляемый генератором на ОПТ и транзисторным ключом. Схема работает следующим образом: после подачи питания на схему при разомкнутых контактах термометра транзистор V8 открыт отрицательным потенциалом, подаваемым на его базу через резистор R1. Генератор на ОПТ, состоящий из однопереходного транзистора V9, резисторов R2, R4, R5 и конденсатора С2 включается в работу и генерирует ряд узких импульсов с частотой около 7,5кГц. Эти импульсы открывают тиристор, осуществляя тем самым подключение нагрузки к цепи переменного тока. Контакты термометра при этом находятся под напряжением, не превышающем величины падения напряжения на переходе открытого транзистора V8 (не более 0,5В). При замыкании контактов термометра транзистор V8 закрывается, базовая цепь однопереходного транзистора обесточивается, генератор на ОПТ прекращает свою работу и транзистор отключает нагрузку от цепи переменного тока.

Питание схемы управления осуществляется от сети переменного тока через выпрямитель на диоде V6, стабилизатор на резисторе R8, стабилитроне V7 и сглаживающем конденсаторе С1.  Информация взята от завода изготовителя.

Предлагаемая на Рис-2 схема, собрана на более доступной и современной базе деталей.

Влажность-Схема-электрическая-Рис-2

Работает схема следующим образом. При подаче питания на схему, при разомкнутых контактах ТПК транзистор Т1 закрыт, соответственно к базе Т2 через резистор R3 прикладывается положительное напряжение и транзистор Т2 открываясь, включает реле, которое контактами Р11/1 подводит питание к  электромагнитному  клапану. При первичном пуске системы, пока влажность в камере не достигла рабочего уровня, переключателем SВ2 периодически выключают подачу воды. По достижении влажности в камере установленного уровня, включают переключатель SВ2 и подача воды производится автоматически. Под действием высокой температуры и работе вентилятора, вода испаряясь повышает общую влажность внутри  камеры  и замыкает контакты термометра ТПК. К базе транзистора Т1 через резистор R2 прикладывается напряжение смещения и он открываясь, закрывает транзистор Т2. Транзистор Т2 в свою очередь отключает реле Р1, которое контактами Р11/1 размыкает цепь питания соленоидного клапана, прекращая поступление воды в камеру. Так как процесс испарения имеет некоторую инерционность, уровень влажности может несколько превысить заданное значение.  Уровень влажности, оставаясь некоторое время на пиковом значении, благодаря активной вентиляции начинает снижаться, до момента размыкания контактов термометра. Далее процесс повторяется. При замыкании контактов термометра, ток протекающий через него равен 5mA. Напряжение на разомкнутых контактах термометра равно 4,5 вольтам.

Метки: , ,


  • Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    • Мы в соц. сетях

      facebook twitter vk rss
    • Facebook

    • В Контакте

    • RSS

      Подпишитесь на обновления сайта.

      RSS

      Введите E-Mail: