Utrzymywanie temperatury płynu chłodzącego. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Regulatory mocy, termometry, stabilizatory ciepła

 Komentarze do artykułu

Czynnikiem chłodzącym jest woda o wysokiej temperaturze (nie niższej niż 56°C), która wykorzystywana jest w sieciach ciepłowniczych do ogrzewania pomieszczeń, a także zużywana w mieszkaniach i domkach letniskowych na potrzeby domowe. Brak ciepłej wody wymusza jej podgrzewanie na domowych kuchenkach elektrycznych i gazowych, co stwarza pewne niedogodności, powoduje nadmierne zużycie gazu i prądu oraz naruszanie przepisów bezpieczeństwa. W niektórych przypadkach można podgrzewać wodę w prostych pojemnikach (kotłach), instalując w nich grzejnik elektryczny. Po osiągnięciu zadanej temperatury wody w zbiorniku należy niezwłocznie wyłączyć grzałkę, aby woda nie zagotowała się i nie rozerwała bojlera.

Klasyczny podgrzewacz wody wykonany jest według prostego schematu: wyłącznika zasilania i elementu grzejnego. W najlepszym przypadku dodaje się do nich czujnik ciśnienia i czujnik temperatury (regulator). Czujnik ciśnienia zabezpiecza kocioł przed podwyższonym ciśnieniem wody, a czujnik temperatury uruchamia się, gdy temperatura wzrośnie powyżej zadanej wartości granicznej.

Jako regulator temperatury grzejnika często stosuje się bimetaliczny, który niewiele różni się od regulatora żelaznego. Po osiągnięciu zadanej temperatury wody czujnik otwiera obwód zasilania podgrzewacza, temperatura wody w sposób naturalny lub w wyniku zużycia i dodania zimnej wody spada, a styki regulatora ponownie zamykają się, włączając grzanie. Prostota takiego obwodu często prowadzi do nieprawidłowego działania grzejnika z powodu spalenia styków regulatora, które przełączają duże prądy.

Aby zwiększyć niezawodność systemu, sugeruję zastosowanie elektronicznego regulatora temperatury (rys. 1). Umożliwia ustawienie żądanej temperatury płynu chłodzącego i automatyczne jej utrzymywanie.

(kliknij, aby powiększyć)

Wszystkie czujniki znajdują się w obwodzie niskiego napięcia i są galwanicznie odizolowane od sieci za pomocą transoptorów i transformatora mocy. Urządzenie składa się z:

• czujnik temperatury (termistor) RK1 do kontroli i utrzymywania temperatury wody;
• wzmacniacz sygnału liniowego z transoptorem VU1, który pozwala zwiększyć czułość obwodu wejściowego;
• analogowy programowalny timer na układzie DA1;
• tranzystor wzmacniacza mocy VT1;
• transoptory VU2 do izolacji galwanicznej obwodów sterujących i obwodów zasilania grzejników;
• klawisz sterujący na triaku VS1;
• obwody zasilania transformatora T1 i mostka diodowego VD3.

Urządzenia optoelektroniczne zapewniają izolację galwaniczną obwodów wejściowych i wyjściowych. W obwodzie zastosowano dwa typy transoptorów: VU1 - transoptor diodowo-tranzystorowy i VU2 - diodowo-tyrystorowy. Transoptory charakteryzują się dużym wzmocnieniem prądowym, co pozwala obejść się bez dodatkowych obwodów wzmacniających na wejściu timera i w obwodach sterujących triaka.

Czułość termistora (zmiana rezystancji wraz z temperaturą) przy zastosowaniu transoptora wzrasta od 2...5%/°C do 12...15%/°C. Transoptor diodowo-tranzystorowy VU1 działa w trybie liniowym. Zmiana emisji diody LED zmienia rezystancję kolektor-emiter wewnętrznego tranzystora VU1. który jest zawarty w obwodzie czasowym timera DA1. Odpowiednio zmienia się czas ładowania kondensatora C2 zewnętrznego obwodu czasowego.

Regulacja i ustawienie temperatury realizowane są za pomocą rezystorów zmiennych R1 i R7. co pozwala na utrzymanie dowolnej temperatury ciepła nośnika. Rezystor R1 ustala temperaturę ogrzewania, R7 - moc grzałki. Początkowa temperatura wody wpływa na rezystancję termistora i odpowiednio na czas trwania dodatniego impulsu na wyjściu timera. Przy niskich temperaturach płynu chłodzącego czas trwania impulsu wyjściowego jest maksymalny. Użycie zintegrowanego timera sprawia, że ​​utworzenie generatora impulsów jest dość łatwe. Aby mikroukład działał w trybie samooscylatora, styki 2 i 6 są ze sobą połączone i podłączone do kondensatora C2. W stanie ustalonym okres Tj, w którym wyjście timera jest na wysokim poziomie, wyznacza zależność T1=0l69(RVUi+R3)C2. Kiedy wewnętrzny tranzystor mikroukładu otwiera się, kondensator C2 rozładowuje się przez rezystory R4 i R5, tworząc drugi przedział czasowy T2 z niskim poziomem na wyjściu DA1. Czas jego trwania określa wzór: T2=0,69(R4+R5) C2. Wartość T2 nie zmienia się wraz z temperaturą. Całkowity czas impulsu T wynosi T=T,+T2.

Cykl pracy Q impulsów (Q=T/T1) wzrasta wraz ze wzrostem temperatury, zmniejszając w ten sposób napięcie na grzejniku i temperaturę płynu chłodzącego. Częstotliwość generatora na zegarze można regulować, zmieniając napięcie na styku 5 DA1. Kiedy napięcie spada, częstotliwość generowania timera wzrasta, a moc grzałki maleje.

Sygnał prostokątny z wyjścia 3 DA1 przez rezystor ograniczający R6 jest dostarczany na wejście wzmacniacza mocy na tranzystorze VT1. Rezystor R8 w obwodzie kolektora ogranicza prąd impulsowy przez diodę LED transoptora VU2. Zastosowanie tranzystora VT1 o dużym wzmocnieniu umożliwia generowanie sygnału wyjściowego przełącznika tranzystorowego przy minimalnych zniekształceniach. Sygnał ten jest dostarczany do diody LED transoptora VU2, wzmacniany przez fotodinistor i steruje działaniem regulatora mocy na triaku VS1. Impulsy otwierające VS1 obu biegunów są tworzone przez mostek diodowy VD4. Transoptor VU2 zapewnia galwaniczną izolację obwodów niskiego i wysokiego napięcia urządzenia.

Jeżeli dinistor transoptora jest otwarty, triak zostaje włączony na początku cyklu napięcia sieciowego, gdy prąd płynący przez elektrodę sterującą osiągnie wartość progową, co zmniejsza poziom szumów przetwornika triaka.

Aby zwiększyć dokładność nastawy temperatury, mostek i timer zasilane są stabilizowanym napięciem ze stabilizatora DA2. Dioda VD2 chroni układ stabilizatora przed możliwym przebiciem przez napięcie wsteczne. Kondensatory C3 i C5 eliminują wyprostowane tętnienia napięcia, kondensator C1 eliminuje zakłócenia powstające podczas regulacji rezystora R1. Kondensator Sob. zainstalowany równolegle do obciążenia, zmniejsza poziom hałasu przetwornika triaka. Styki czujnika ciśnienia P zamykają podstawę VT1 do obudowy, zatrzymując nagrzewanie płynu chłodzącego w przypadku awaryjnego ciśnienia w nagrzewnicy.

W urządzeniu zastosowano powszechnie stosowane komponenty radiowe. Rezystory stałe - typ MLT-0,125. zmienne - SP-Ill, termistor - MMT-4. Kondensatory tlenkowe - K50-38, wysokonapięciowe (C6) - K73-17. reszta to KM. Timer serii 555. Transformator mocy stosowany jest z napięciem uzwojenia wtórnego 10...12 V. Przełącznik SA1 jest automatyczny, z prądem 25 A. Czujnik ciśnienia pochodzi z samochodu Zhiguli.

Urządzenie montowane jest na płytce drukowanej, której rysunek pokazano na ryc.2.

Aby ułatwić obsługę, regulator temperatury R1 i regulator mocy R7 są zamontowane na przednim panelu urządzenia. Czujnik ciśnienia P i termistor RK1 montuje się w korpusie podgrzewacza wody za pomocą połączenia gwintowanego lub spawanego.

Nagrzewnica elektryczna (TEH) mocowana jest za pomocą kołnierza poprzez gumową uszczelkę w niewielkiej odległości od dna zbiornika nagrzewnicy. Kran spustowy powinien znajdować się nad grzejnikiem, a przyłącze zimnej wody na górze.Czujnik ciśnienia należy zamontować w dowolnym dogodnym miejscu, a termistor należy umieścić tuż pod kranem spustowym.

Obwód można regulować za pomocą czajnika elektrycznego zamiast zbiornika na wodę. Przyspieszy to prace konfiguracyjne. Wtyczkę czajnika podłącza się do zacisków elementu grzejnego i korpusu obwodu.Czujnik temperatury RK1 umieszcza się we wrzącej wodzie i po kilku minutach za pomocą regulatora temperatury R1 zgaśnie dioda kontrolna HL1 sygnalizująca nagrzanie. napięcie na grzałce spadnie prawie do zera. Położenie suwaka R1 (100°C) jest stałe. Dodatkowo można regulować napięcie i moc na obciążeniu zmieniając rezystancję R7. Przed kalibracją temperatury silnik R7 jest ustawiony na pozycję maksymalnej mocy.Po schłodzeniu termistora do temperatury pokojowej rezystor R1 ustawia maksymalne napięcie na obciążeniu i pozycja silnika jest stała (+25°C).Pomiędzy Temperatury pośrednie są wykreślone z wartościami temperatur ekstremalnych.

Przewody odpowiednie dla grzejnika i triaka muszą mieć przekrój poprzeczny 4...5 mm2 (co odpowiada prądowi obciążenia 25...30 A). Aby wyeliminować zakłócenia, przewody do czujników należy ułożyć oddzielnie od przewodów sieciowych. Zbiornik nagrzewnicy musi być uziemiony.

Na podstawie jasności diody LED HL1 można wizualnie określić moc obciążenia. Zgaśnięcie diody oznacza, że ​​grzałka jest wyłączona lub ciśnienie w zbiorniku jest krytyczne.

literatura

1. M.A.Szustow. 450 przydatnych schematów dla radioamatorów, 2007.
2. G. Schreibera. 400 nowych układów elektronicznych. 2006.

Autor: W. Konowałow, Irkuck

Zobacz inne artykuły Sekcja Regulatory mocy, termometry, stabilizatory ciepła.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Sztuczna skóra do emulacji dotyku 15.04.2024

W świecie nowoczesnych technologii, w którym dystans staje się coraz bardziej powszechny, ważne jest utrzymywanie kontaktu i poczucia bliskości. Niedawne odkrycia w dziedzinie sztucznej skóry dokonane przez niemieckich naukowców z Uniwersytetu Saary wyznaczają nową erę wirtualnych interakcji. Niemieccy naukowcy z Uniwersytetu Saary opracowali ultracienkie folie, które mogą przenosić wrażenie dotyku na odległość. Ta najnowocześniejsza technologia zapewnia nowe możliwości wirtualnej komunikacji, szczególnie tym, którzy znajdują się daleko od swoich bliskich. Ultracienkie folie opracowane przez naukowców, o grubości zaledwie 50 mikrometrów, można wkomponować w tekstylia i nosić jak drugą skórę. Folie te działają jak czujniki rozpoznające sygnały dotykowe od mamy lub taty oraz jako elementy uruchamiające, które przekazują te ruchy dziecku. Dotyk rodziców do tkaniny aktywuje czujniki, które reagują na nacisk i odkształcają ultracienką warstwę. Ten ... >>

Żwirek dla kota Petgugu Global 15.04.2024

Opieka nad zwierzętami często może być wyzwaniem, szczególnie jeśli chodzi o utrzymanie domu w czystości. Zaprezentowano nowe, ciekawe rozwiązanie od startupu Petgugu Global, które ułatwi życie właścicielom kotów i pomoże im utrzymać w domu idealną czystość i porządek. Startup Petgugu Global zaprezentował wyjątkową toaletę dla kotów, która automatycznie spłukuje odchody, utrzymując Twój dom w czystości i świeżości. To innowacyjne urządzenie jest wyposażone w różne inteligentne czujniki, które monitorują aktywność Twojego zwierzaka w toalecie i aktywują automatyczne czyszczenie po użyciu. Urządzenie podłącza się do sieci kanalizacyjnej i zapewnia sprawne usuwanie nieczystości bez konieczności ingerencji właściciela. Dodatkowo toaleta ma dużą pojemność do spłukiwania, co czyni ją idealną dla gospodarstw domowych, w których mieszka więcej kotów. Miska na kuwetę Petgugu jest przeznaczona do stosowania z żwirkami rozpuszczalnymi w wodzie i oferuje szereg dodatkowych funkcji ... >>

Atrakcyjność troskliwych mężczyzn 14.04.2024

Od dawna panuje stereotyp, że kobiety wolą „złych chłopców”. Jednak najnowsze badania przeprowadzone przez brytyjskich naukowców z Monash University oferują nowe spojrzenie na tę kwestię. Przyjrzeli się, jak kobiety reagowały na emocjonalną odpowiedzialność mężczyzn i chęć pomagania innym. Wyniki badania mogą zmienić nasze rozumienie tego, co sprawia, że ​​mężczyźni są atrakcyjni dla kobiet. Badanie przeprowadzone przez naukowców z Monash University prowadzi do nowych odkryć na temat atrakcyjności mężczyzn w oczach kobiet. W eksperymencie kobietom pokazywano zdjęcia mężczyzn z krótkimi historiami dotyczącymi ich zachowania w różnych sytuacjach, w tym reakcji na spotkanie z bezdomnym. Część mężczyzn ignorowała bezdomnego, inni natomiast pomagali mu, kupując mu jedzenie. Badanie wykazało, że mężczyźni, którzy okazali empatię i życzliwość, byli bardziej atrakcyjni dla kobiet w porównaniu z mężczyznami, którzy okazali empatię i życzliwość. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Samochód elektryczny Thunder Power o zasięgu do 600 km 17.09.2015 Tajwańska firma Thunder Power ogłosiła innowacyjny, całkowicie elektryczny pojazd. Nowość będzie musiała bezpośrednio konkurować z pojazdami elektrycznymi klasy premium Tesla Model S. Thunder Power ma zapewnić 430 koni mechanicznych. Czas przyspieszenia od 0 do 100 km/h wyniesie mniej niż 5 sekund. Dla porównania: flagowy samochód elektryczny Tesla Model S P85D z opcją Ludicrous Speed ​​Upgrade przyspiesza do „setek” w 2,8 sekundy. Samochód elektryczny Thunder Power będzie mógł osiągnąć prędkość 250 km/h. Taki wynik demonstruje wspomniany Tesla Model S P85D. Główną cechą nowości będzie imponująca rezerwa chodu - do 600 km na jednym ładowaniu akumulatora. Dla porównania, deklarowany zasięg Tesli dla modeli S P85D wynosi około 405 km. Thunder Power planuje rozpocząć sprzedaż samochodów elektrycznych w 2017 roku. Podstawowa konfiguracja będzie kosztować około 63 000 USD. To jest poniżej ceny sedanów Tesla Model S, które zaczynają się od 71 000 USD.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Najmniejszy laser

▪ Odurzenie muzyką

▪ Kryształy zmieniające kształt

▪ Recykling baterii bez kruszenia i topienia

▪ Pojemność akumulatorów litowo-jonowych wzrośnie o jedną trzecią

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Audio Art. Wybór artykułu

▪ artykuł Zabierz mój smutek. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Jak powstają pasaty? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Praca nad światłowodowymi kablami komunikacyjnymi. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy

▪ artykuł Indukcyjny wykrywacz metali z pojedynczą cewką. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Urządzenie sterujące silnikiem. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024