Система охлаждения и кондиционирования радиопередатчиков большой мощности
SYSTEM OF COOLING AND CONDITIONING OF RADIO TRANSMITTERS OF LARGE CAPACITY

Настоящее изобретение относится к области прикладной механики и может быть использовано в системах охлаждения и кондиционирования радиопередающих устройств большой мощности типа «Огонь-Б100». При постройке компактного усилителя мощности (УМ) для радиостанции альтернативы обдувным лампам нет. Это подтверждает и зарубежная практика, так как лампы используются в большинстве современных фирменных усилителей. Одним из важных конструктивных элементов усилителя можно назвать систему охлаждения лампы. Информации по проектированию таких систем в литературе практически нет. Охлаждение ламп ГУ-84Б и ГУ-94А зависит от подачи (расхода) воздуха вентилятором. Для наиболее эффективного использования воздушного потока тракт усилителя должен иметь минимальное аэродинамическое сопротивление. Оно, в общем случае, обусловлено местом расположения вентилятора, формой радиолампы, ее панели и конфигурацией воздуховода. Поэтому система автоматизации процессов охлаждения и кондиционирования является весьма актуальной.
Известны различные системы и устройства охлаждения и кондиционирования. А.С. СССР №750248 кл. F28B 9/00, №750249 кл. Б28Д 5/00, №750222 кл. F24F 11/99 и др.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является система охлаждения радиопередающего устройства СВ-ДВ типа «Огонь-Б100» суммарной мощностью передатчика 100 кВт, техническое описание ЖЯ1.200.231 TO1. В состав системы охлаждения передатчика входят управляющие устройства, сети вытяжных воздуховодов и вентиляторов.
Воздух для охлаждения аппаратуры поступает от центробежного вентилятора по воздуховодам к тиристорному регулятору и шкафу для охлаждения лампы ГУ-84Б, выводов электродов лампы ГУ-94 и нагрузочных сопротивлений. Контроль наличия воздуха в воздуховодах осуществляется аэроконтактами. Существующая система охлаждения РГЛДУ «Ротор» открытого типа. Отвод тепла от теплоносителя происходит в градирне. При этом из-за контакта жидкости с наружным воздухом, происходит постоянное загрязнение теплоносителя и, как следствие, ненормированное ухудшение его свойств.
Недостатками как аналогов, так и прототипа являются отсутствие возможности автоматизации процессов охлаждения и кондиционирования радиопередающих устройств большой мощности во всех режимах его работы, а также низкая надежность и эффективность.
Цель изобретения - автоматизация процессов охлаждения и кондиционирования радиопередатчика большой мощности и повышение его надежности и эффективности.
Поставленная цель достигается тем, что система охлаждения и кондиционирования радиопередающего устройства большой мощности, состоящая из управляющего устройства, сети вытяжных воздуховодов и вентиляторов, при этом управляющее устройство выполнено в виде шкафа управления и контроля, который стоит из контроллера и устройств плавного пуска, причем в систему входит приточно-вытяжная установка и электроприводы заслонки вентиляторов, камер смешивания приточного и вытяжного воздуха и датчики температуры наружного и внутреннего воздуха, при этом в приточно-вытяжную установку входят два модуля приточного вентилятора и два модуля вытяжного вентилятора, соединенных первыми входами через устройство плавного хода с контроллером, а вторыми входами - с дифференциальными реле давления фильтра и вентилятора, а электроприводы заслонок вентилятора, камеры смещения приточного и вытяжного воздуха, также датчики температуры, наружного воздуха, вытяжного воздуха соединены с контроллером.
На фиг. 1 представлена функциональная схема системы. Она состоит из:
1 - шкафа управления и контроля (ШАУК);
2 - приточно-вытяжной установки (ККЦМ);
3 - электроприводов заслонки вентиляторов, камеры смешивания приточного и вытяжного воздуха, датчиков температуры наружного и вытяжного воздуха;
4 - контроллера;
5 - устройства плавного пуска;
6 - модулей приточного вентилятора;
7 - модулей вытяжного вентилятора;
8 - дифференциального реле давления (фильтра);
9 - дифференциального реле давления (вентилятора).
На фиг. 2 представлен общий вид системы охлаждения и кондиционирования радиопередатчика большой мощности.
Система охлаждения и кондиционирования предназначена для воздушного охлаждения силовых ячеек и трансформаторов радиопередающего устройства, для обеспечения условий его эксплуатации в соответствии с техническими условиями на это оборудование и эксплуатируемого в условиях умеренного климата.
Принцип действия системы основан на способности воздуха ассимилировать тепловыделение от функционирующего оборудования.
Тепло, выделяющееся от силовых ячеек и трансформаторов при работе радиопередатчика, ассимилируется подаваемой воздушной смесью. Процесс охлаждения оборудования разбит на два этапа. Сначала воздушная смесь подается непосредственно в силовые ячейки. Для этого каждая силовая ячейка соединена с приточной сетью не проводящим электрического тока пластмассовым воздуховодом. Потом ассимилировавшая тепловыделение силовых ячеек воздушная смесь охлаждает трансформаторы. Нагретая воздушная смесь удаляется из помещения размещения охлаждаемого оборудования по сети вытяжных воздуховодов.
Для регулирования (выравнивания) расходов воздушной смеси, подаваемой в каждую силовую ячейку по пластмассовому воздуходуву, в месте соединения каждого пластмассового воздуходува с приточной магистралью предусмотрены дроссель-клапаны.
Механическое побуждение движения воздушной смеси осуществляется приточно-вытяжной установкой 2, которая размещена снаружи здания.
Поддержание температуры подаваемой воздушной смеси в заданных пределах при температуре наружного воздуха ниже 20°C происходит за счет подмеса к холодному приточному воздуху теплого вытяжного.
Автоматическое управление работой приточно-вытяжной установки 2, на основании обработки информации о состоянии системы, осуществляется шкафом управления и контроля 1.
Для контроля работы и технического состояния оборудования системы в процессе эксплуатации установлены дифференциальные реле давления фильтра 8 и давления вентилятора 9.
Для контроля исправности электродвигателей вентиляторов 2 используются интегрированные в обмотки электродвигателей вентиляторов термодатчики.
Приточно-вытяжная установка 2 представляет собой набор соединенных между собой модулей:
- модуль первого приточного вентилятора П1;
- модуль второго приточного вентилятора П2;
- модуль первого вытяжного вентилятора В1;
- модуль второго вытяжного вентилятора В2;
- модуль воздушного фильтра первого приточного вентилятора;
- модуль воздушного фильтра второго приточного вентилятора.
В системе охлаждения и кондиционирования радиопередатчиков большой мощности также применяются несколько вспомогательных модулей, с воздушными заслонками:
- для измерения объема забираемого воздуха;
- для изменения объема выбрасываемого воздуха;
- до и после каждого вытяжного вентилятора;
- до и после каждой связки «приточный вентилятор - воздушный фильтр»;
- для изменения объема подмешиваемого к приточному вытяжного воздуха.
Для изменения положения воздушных заслонок в приточно-вытяжной установке 2 применяются электроприводы двух типов:
- с плавным регулированием угла поворота, в зависимости от размера управляющего сигнала, для измерения положений заслонок на заборе, выбросе и подмесе воздуха;
- с двухпозиционным управлением типа «открыт - закрыт», для измерения положения заслонок вентиляторов.
При работе системы одновременно используются один (любой) из приточных и один (любой) из вытяжных вентиляторов. Не использующиеся во время работы системы вентиляторы находятся в «горячем резерве». Это означает, что в случае возникновения признаков отказа используемого вентилятора, происходит автоматическое включение в работу соответствующего резервного.
Управление работой приточно-вытяжной установкой 2 в различных режимах работы системы осуществляется шкафом управления и контроля 1.
Контроллером 4 шкафа управления и контроля 1 обрабатывается информация, поступающая от средств измерения 3, и, в зависимости от полученных результатов, реализуются управляющие или защитные функции:
- управление электроприводами заслонок;
- управление смешением воздуха по температуре подаваемой воздушной смеси;
- возможность отслеживания температуры наружного воздуха, смеси, вытяжного воздуха;
- генерирование предупредительного сигнала при температуре вытяжного воздуха выше установленного значения;
- автоматический переход на резервный вентилятор, в случае отказа основного;
- генерирование предупредительного сигнала, при появлении признака загрязнения воздушного фильтра;
- генерирование аварийного сигнала, при появлении признака перегрева вентилятора;
- обеспечение обмена информацией с подсистемой управления радиопередатчиком по оптоволоконному каналу.
По оптоволоконному каналу ВОЛС шкаф управления и контроля 2 обеспечивает дистанционный пуск, останов системы, а также передает в радиопередатчик:
- предупредительный сигнал, при появлении признаков некритичных неисправностей;
- аварийный сигнал, при появлении признаков критичных неисправностей;
- сигнал о работоспособности системы.
Таким образом, система охлаждения и кондиционирования радиопередающего устройства СВ-ДВ диапазона обеспечивает кондиционирование помещения, где находится радиопередающее устройство во всех режимах его работы, а также осуществляет автоматизацию процессов охлаждения и кондиционирования, при этом повышается ее надежность и эффективность.