Основи енергоефективності та енергоменеджменту
ВИЩЕ ПРОФЕСІЙНЕ УЧИЛИЩЕ №7
м.Кременчука Полтавської області
Інтерактивний посібник
Тарифікатор електроенергії
Експеримент 1. Проведіть експериментальне дослідження з навчальною лабораторією «Види ламп».
1) Повторіть правила електробезпеки.
2) Розгляньте навчальну лабораторію «Види ламп».
3) Охарактеризуйте типи ламп, які представлено в навчальній лабораторії.
4) За допомогою тарифікатора електроенергії дослідіть, скільки споживається електричної енергії за 20 хв. лампою розжарення та енергоефективною.
5) Порівняйте показники, зробіть висновок.
Загальна характеристика навчальної лабораторії (стенда) «Види ламп»
Навчальна лабораторія (стенд) «Види ламп» призначена для проведення вимірів та дослідів та може бути використана під час проведення уроків з основ енергоефективності, охорони праці, фізики, електротехніки, спецтехнології та виробничого навчання (професія «Електромонтер з ремонту та обслуговування електроустаткування»).
Вимірювальним приладом, встановленим на стенді, є тарифікатор електроенергії, який може працювати у таких режимах:
1. Час - вати - відображення вартості;
2. Час - кількість електроенергії;
3. Час - напруга – частота;
4. Час - сила струму - коефіцієнт потужності;
5. Час - мінімальна потужність;
6. Час - максимальна потужність;
7. Час - відображення вартості.
Загальна характеристика тарифікатора електроенергії
Облік електроенергії неможливий без застосування приладів обліку. Лічильники, встановлені у квартирі, дозволяють враховувати сумарне споживання електроенергії, але як бути, якщо потрібно дізнатися споживання одного приладу? У цьому може допомогти тарифікатор енергії.
Він являє собою невеликий пристрій, з рідкокристалічним екраном, кількома кнопками і вбудованим набором функцій. Зовні тарифікатор чимось нагадує «трійник» без проводу, з виделкою і розеткою. Він вимірює споживання енергії конкретного електроприладу у Вт та відображає дані на екрані. Деякі моделі тарифікатора здатні запам'ятовувати інформацію про споживання за певний час або певний період користування побутовим приладом та розраховувати вартість витраченої енергії за заданою ціною кВт×год. Тарифікатор вставляється в звичайну розетку і через нього побутовий прилад підключається до мережі. Через деякий час пристрій починає видавати дані про споживання на дисплей.
Тарифікатор електроенергії призначений для вимірювання споживання електроенергії приладами, які використовуються у домашньому господарстві. Прилад не призначений для використання в промислових цілях.
У середній зоні дисплея відображаються наступні величини:
-
величина споживаної електроенергії від 0,00 до 9999,99 кВт;
-
витрата за електроенергію в грошовому вираженні в національній валюті. Для цього необхідно встановити ціну електрики. Зверніть увагу на те, що витрата електрики може досягати в сумі величини не більшої 9999.
У нижній зоні дисплея показується загальний час роботи приладу, коли він включений у мережу. Якщо споживач, включений в мережу, споживає дуже мало електроенергії або не споживає зовсім, то таймер зупиняється.
Особливості:
-
великий РК дисплей для легкого читання;
-
сім режимів відображення, що змінюються при натисненні «функції»;
-
попередження про перевантаження відображаються на РК дисплеї;
-
вбудований змінний акумулятор 3,6V для зберігання показників і налаштувань;
-
можливість вимірювання напруги, потужності, частоти струму, коефіцієнту потужності; часу роботи та витрат на електроенергію.
Специфікація:
-
робоча напруга, частота - 230 В, 50 Гц;
-
робочий струм – max. 16 А;
-
діапазон робочої напруги 230-250 В;
-
діапазон відображення часу - 0 сек. - 9999 днів;
-
діапазон відображення потужності (Ватт) - 0 Вт - 9999 Вт;
-
діапазон відображення струму (ампери) - 0 А - 16.000 А;
-
діапазон відображення частоти - 0 Гц - 9999 Гц;
-
широкий діапазон напруги: 230-250В.
Підключення споживача
-
Вставте прилад для вимірювання електрики в розетку.
-
Вставте штекер споживача (наприклад телевізора) в розетку приладу.
-
Даний прилад може показувати тільки одну вимірювану величину, .
Вимірювання необхідних показників здійснюється на лампах різного типу та потужності.
Загальна характеристика навчальної лабораторії
На стенді (рис.3) установлено 3 світлодіодні лампи, 3 лампи розжарення, 1 люмінесцентна лампа (кількість та види ламп можна змінювати) та чотири світлодіодні стрічки. Для зручності стенд обладнано пультом керування, завдяки якому ми можемо контролювати кількість або послідовність вмикання ламп.
Для початку роботи зі стендом потрібно виконати такі дії:
1. Підключити стенд до мережі (вилка «Мережа»);
2. Підключити тарифікатор (вилка «Прилад»);
3. Ввімкнути автоматичний вимикач (положення вгору);
4. Якщо в роботі приладу вимірювання сталася помилка, натиснути кнопку «RESET».
Рис. 3. Навчальна лабораторія «Види ламп»
Перед початком роботи зі стендом необхідно переконатися, що всі лампи щільно закріплені в патронах. За для забезпечення безпеки користувачів, забороняється торкатися ламп руками під час їх роботи, якщо одна з ламп вийшла з ладу, необхідно їх вимкнути, використовуючи пульт дистанційного керування (кнопка «OFF»), після цього вимкнути автоматичний вимикач (положення вниз) та зачекати декілька хвилин для охолодження ламп.
Під час роботи всіх ламп створюється великий світловий потік, слід бути обережним.
Нумерація кнопок на пульті дистанційного керування відповідає нумерації ламп на стенді. Кнопка «ON» вмикає всі лампи одночасно, кнопка «OFF» вимикає.
На рис. 4 представлено загальний вигляд тарифікатора електроенергії:
1. Час тривалості вимірювання;
2. Відображення ціни (COST) або частоти (HZ), залежить від встановленого режиму;
3. Вимірювана величина.
Рис. 4. Тарифікатор електроенергії
Кнопка «FUNCTION» дозволяє змінити режим вимірювання, кнопка «COST» вмикає підрахунок ціни, кнопка «RESET» дозволяє перезапустити прилад у разі виникнення помилки. Для встановлення ціни за вимірюване значення потрібно натиснути кнопку «COST» та утримувати 3 секунди. На дисплеї відобразиться ціна встановлена за замовчуванням. Кнопками «UP» (вгору) та «DOWN» (вниз) можна змінити ціну на ту, яка нам потрібна. Після цього потрібно натиснути кнопку «COST», щоб запам'ятати задану ціну.
На рис. 5 представлено приклади вимірювання показників (А- потужність, Б-напруга, В- струм).
Рис. 5. Вимірювання величин
Опис роботи схеми
При включенні стенда в мережу струм протікає через автоматичний вимикач QF та проходить через понижуючий трансформатор (220/12 В). Змінний струм випрямляється діодним мостом, після якого встановлений конденсатор, що згладжує його пульсації. Для роботи контролера встановлений стабілітрон, який живить його напругою 5 В. Встановлено мікроконтролер (Micro Chip DIC16F887).
При натисканні кнопки на пульті (шифраторі) сигнал вловлює інфрачервоний приймач та передає його на мікроконтролер, який, в свою чергу, дешифрує код, що закладений в сигналі, порівнює коди, які закладені в його пам’яті, потім він використовує той канал, з яким співпадає відправлений код. Блок із оптронів використовується для розв’язки силової частини (яка заживлена від 220 В). При проходженні струму через керуючий канал оптрона, він спрацьовує, тим самим запускає тиристор і напруга приходить на лампи (1 - 6, 11) в залежності від натиснутої клавіші на пульті.
Світлодіодна стрічка спрацьовує за тим же принципом, але не має розв’язки через блок оптронів, тому що вона живиться меншою напругою (12 В). Вона керується тільки модулем тиристорів, які також підключені до своїх каналів в мікроконтролері.
Експеримент 2. Проведіть експериментальне дослідження споживання електроенергії у вашому домогосподарстві.
1) Складіть короткі відомості про оселю «Робочий аркуш» (таблиця 1).
2) Складіть «Графік споживання електроенергії за тиждень (таблиця 2.).
Для цього:
2.1) Кожного вечора протягом тижня записуйте покази лічильника електричної енергії в один і той самий час. Наприклад, якщо Ви починаєте своє дослідження з понеділка, то перший запис буде в неділю увечері. Позначте результат хрестиком у відповідному рядку в колонці напроти понеділка.
2.2) Через тиждень з’єднайте всі хрестики ломаною лінією (приклад наведено в таблиці 3). Ви одержите графік використання електроенергії, спожитої у Вашому домогосподарстві протягом тижня. Додайте всі результати, щоб одержати загальну кількість енергії, споживану у Вашому помешканні протягом тижня. Проаналізуйте, чому кількість спожитої електроенергії в різні дні тижня неоднакова.
2.3) Порахуйте кількість споживаної електричної енергії за місяць (для зручності розрахунків беремо 4 тижня).
3) Напишіть висновок.
4)Розробіть заходи щодо збереження електроенергії у Вашому домогосподарстві.
