Підтримка температури теплоносія. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Підтримка температури теплоносія. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Регулятори потужності, термометри, термостабілізатори

Коментарі до статті

Теплоносій - це вода з високою температурою (не нижче 56 ° С), яка використовується в тепломережах для нагріву приміщень, а також витрачається у квартирах та котеджах на побутові потреби. Відсутність гарячої води змушує нагрівати її на побутових електричних та газових плитах, що створює певні незручності, спричиняє перевитрату газу та електрики, порушення техніки безпеки. У деяких випадках можна підігрівати воду у простих ємностях (котлах), встановивши в них електронагрівач. При досягненні заданої температури води в ємності потрібно оперативне відключення нагрівача, щоб вода не закипіла і не розірвала казан.

Класичний водопідігрівач виконаний за простою схемою: вимикач електромережі та ТЕН. У кращому випадку до них додані датчик тиску і датчик (регулятор) температури. Датчик тиску захищає котел від підвищеного тиску води, а датчик температури спрацьовує від підвищення температури вище заданої межі.

Як регулятор температури підігрівача часто використовується біметалічний, який мало чим відрізняється від регулятора праски. При досягненні заданої температури води датчик розмикає ланцюг живлення нагрівача, температура води природним шляхом або в результаті споживання та додавання холодної знижується, і контакти регулятора знову замикаються, включаючи підігрів. Простота такої схеми часто призводить до збоїв у роботі підігрівача через підгоряння контактів регулятора, що комутують великі струми.

Для підвищення надійності системи пропоную використовувати електронний регулятор температури (рис.1). Він дозволяє встановити бажану температуру теплоносія та підтримувати її в автоматичному режимі.

(Натисніть для збільшення)

Усі датчики знаходяться в низьковольтному ланцюзі та гальванічно розв'язані від мережі оптопарами та силовим трансформатором. Пристрій складається з:

датчика температури (терморезистора) RK1 для контролю та підтримки температури води;
оптронного підсилювача лінійного сигналу VU1, що дозволяє підвищити чутливість вхідного ланцюга;
аналогового програмованого таймера на мікросхемі DA1;
підсилювача потужності на транзисторі VT1;
оптопари VU2 гальванічної розв'язки ланцюгів керування та ланцюгів живлення підігрівача;
керуючого ключа на симісторі VS1;
ланцюгів живлення на трансформаторі Т1 та діодному мосту VD3.

Оптоелектронні пристрої забезпечують гальванічну розв'язку вхідних та вихідних ланцюгів. У схемі використовуються два типи оптронів: VU1 – діодно-транзисторна оптопара та VU2 – діодно-тиристорна. Оптопари мають великий коефіцієнт посилення струму, що дозволяє обійтися без додаткових ланцюгів посилення на вході таймера і в ланцюгах управління симистором.

Чутливість терморезистора (зміна опору з температурою) при використанні оптопари зростає з 2...5% до 12...15%. Діодно-трензисторна оптопара VU1 працює в лінійному режимі. Зміна випромінювання світлодіода змінює опір колектор-еммітер внутрішнього транзистора VU1. який входить під час ланки таймера DA1. Відповідно змінюється час заряду конденсатора С2 зовнішнього кола таймера.

Регулювання та встановлення температури виконуються змінними резисторами R1 та R7. що дозволяє підтримувати будь-які значення температури теплоносії. Резистором R1 виставляється температура нагрівання, R7 – потужність нагрівача. Початкова температура води впливає на опір терморезистора і, відповідно, тривалість позитивного імпульсу на виході таймера. При низькій температурі теплоносія тривалість імпульсу на виході максимальна. Застосування інтегрального таймера дозволяє досить легко виконати генератор імпульсів. Для роботи мікросхеми в режимі автогенератора висновки 2 і 6 з'єднуються між собою та підключаються до конденсатора С2. У режимі, що встановився, інтервал Tj, протягом якого на виході таймера діє високий рівень, визначається співвідношенням T1=0l69(RVUi+R3)C2. Коли внутрішній транзистор мікросхеми відкривається, конденсатор С2 розряджається через резистори R4 і R5, формуючи другий часовий інтервал Т2 з низьким рівнем на виході DA1. Його тривалість визначається за такою формулою: T2=0,69(R4+R5) C2. Значення Т2 не змінюється від температури. Загальний час імпульсу становить Т=Т,+Т2.

Скважність Q імпульсів (Q=T/T1) при підвищенні температури збільшується, тим самим знижується напруга на підігрівачі та температура теплоносія. Частоту генератора на таймері можна регулювати, змінюючи напругу виведення 5 DA1. При зниженні напруги збільшується частота генерації таймера, а потужність підігрівача знижується.

Сигнал прямокутної форми з 3 виходу DA1 через обмежувальний резистор R6 надходить на вхід підсилювача потужності на транзисторі VT1. Резистор R8 у ланцюзі його колектора обмежує імпульсний струм через світлодіод оптопари VU2. Застосування транзистора VT1 з великим коефіцієнтом посилення дозволяє формувати вихідний сигнал транзисторного ключа з мінімальними спотвореннями. Цей сигнал надходить на світлодіод оптопари VU2, посилюється фотодинистором і керує роботою регулятора потужності на симісторі VS1. Відкриваючі VS1 імпульси обох полярностей утворюються діодним мостом VD4. Оптопара VU2 забезпечує гальванічну розв'язку низьковольтних та високовольтних ланцюгів пристрою.

Якщо диністор оптопари відкритий, включення симістора відбувається на початку попуперіоду напруги, коли струм через керуючий електрод досягає порогового значення, що знижує рівень перешкод сімісторного перетворювача.

Для підвищення точності установки температури міст та таймер живляться стабілізованою напругою від стабілізатора DA2. Діод VD2 захищає мікросхему стабілізатора від можливого пробою зворотною напругою. Конденсатори C3 та С5 усувають пульсації випрямленої напруги, конденсатор С1 усуває перешкоди, що виникають при регулюванні резистора R1. Конденсатор Сб. встановлений паралельно навантаженню, знижує рівень перешкод симісторного перетворювача. Контакти датчика тиску Р замикають базу VT1 на корпус, припиняючи нагрівання теплоносія при аварійному тиску підігрівача.

У пристрої використовуються поширені радіокомпоненти. Постійні резистори – типу МЛТ-0,125. змінні – СП-Ill, терморезистор – ММТ-4. Конденсатори оксидні – К50-38, високовольтний (С6) – К73-17. інші -КМ. Таймер-серії 555. Трансформатор живлення застосований з напругою вторинної обмотки 10...12 В. Вимикач SA1 - автоматичний, струм 25 А. Датчик тиску використаний від автомобіля "Жигулі".

Пристрій зібрано на друкованій платі, креслення якої показано на рис.2.

Підтримка температури теплоносія

Регулятор температури R1 та регулятор потужності R7 для зручності користування встановлюються на передній панелі приладу. Датчик тиску Р та терморезистор RK1 монтуються в корпусі водопідігрівача за допомогою різьбового або зварювального з'єднання.

Електронагрівач (ТЕН) закріплюється фланцем через гумову прокладку на невеликій відстані від дна резервуару підігрівача. Зливний кран повинен знаходитися вище нагрівача, а врізання подачі холодної води - зверху Датчик тиску встановлюється в будь-якому зручному місці, а терморезистор - трохи нижче за зливний кран.

Регулювання схеми можна здійснити, використовуючи замість резервуара з водою електрочайник. Це дозволить прискорити налагоджувальні роботи. Вилка чайника підключається до висновків ТЕН" і корпусу схеми Датчик температури RK1 поміщається в киплячу воду, і через кілька хвилин регулятором температури R1 добиваються погасання світлодіода індикації нагріву HL1. Напруга на підігрівачі при цьому впаде майже до нуля. Положення двигуна R1 (100°С фіксується.Додатково напруга і потужність на навантаженні можна відкоригувати зміною опору R7.Рух R7 перед калібруванням температури встановлюється в положення максимальної потужності.Охолодження терморезистора до кімнатної температури резистором R1 виставляють максимальну напругу на навантаженні і фіксується положення двигуна (+25°С). крайніми значеннями температур наносяться проміжні.

Проводи, що підходять до нагрівача та симістора, повинні мати переріз 4...5 мм2 (відповідний струм навантаження 25...30 А). Провід до датчиків для виключення наведень необхідно прокласти окремо від мережевих проводів. Резервуар підігрівача слід заземлити.

За яскравістю світла світлодіода HL1 можна візуально визначити потужність в навантаженні. Погасання світлодіоду вказує на вимкнення підігрівача або критичний тиск у резервуарі.

література

М.А.Шустов. 450 корисних схем радіоаматорам, 2007.
Г.Шрайбер. 400 нових радіоелектронних схем. 2006.

Автор: В.Коновалов, м Іркутськ

Дивіться інші статті розділу Регулятори потужності, термометри, термостабілізатори.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

OLED-планшет для рисования Wacom Movink 19.04.2024

В мире цифрового искусства выбор правильного инструмента играет ключевую роль для творческого процесса художника. Компания Wacom, известная своими инновационными решениями в области графических планшетов, представила свою новую разработку - Movink, первый планшет для рисования с OLED-экраном. Давайте погружаемся в детали этого устройства и изучаем его особенности. Wacom Movink – это не просто планшет, это инструмент, который объединяет передовые технологии с эстетическим дизайном. Планшет представляет собой тонкое устройство с экраном OLED, созданным специально для цифровых художников. Одной из главных особенностей Movink является его ультратонкий корпус. С толщиной от 4 до 6,6 мм и весом всего 420 грамм, это устройство легко помещается в руке и подходит для использования в любой ситуации. Сравнительный анализ показывает, что он на 66% тоньше и на 55% легче предыдущих моделей Wacom. Экран планшета имеет диагональ 13,3 дюйма и разрешение Full HD, произведенный Samsung ...>>

Звичка чіпати обличчя закладена природою 18.04.2024

Пандемія COVID-19 призвела до низки змін у повсякденному житті, включаючи нові погляди на звички, які ми сприймаємо як належне. Однією з таких звичок, яка опинилася під мікроскопом уваги дослідників, є неусвідомлений дотик до обличчя. Дивно, але ця звичка має коріння глибоко в еволюції людини та загальної біології приматів. Ми не завжди усвідомлюємо, наскільки часто торкаємося свого обличчя. Незважаючи на турботи медиків про гігієну та рекомендації під час пандемії, цей жест залишається частиною нашої повсякденної поведінки. Ізраїльські дослідники, намагаючись зрозуміти, чому ми робимо так часто, звернули увагу на аспекти нашої загальної біології. Як показують дослідження, примати, включаючи людину, проводять значний час, нюхаючи свої руки, а також зворушуючи своє обличчя. Вчені відзначають, що ця звичка сягає корінням в еволюційні адаптації, пов'язані зі спілкуванням та соціальними відносинами у співтоваристві. Запахи відіграють важливу роль у житті приматів, включаючи народ ...>>

Майнінг як система обігріву 18.04.2024

Фінляндія, країна із суворим кліматом, завжди шукала інноваційні способи забезпечення опалення. Останніми роками вони почали використовувати вихлопне тепло від промислових процесів, включаючи майнінг біткоїнів, щоб зменшити витрати та вуглецеві викиди. Системи централізованого теплопостачання, такі як у Фінляндії, забезпечують кілька будівель теплом з одного джерела, що робить їх ефективними та зручними. Однак, до недавнього часу, основні джерела тепла для цих систем - біомаса, вугілля, природний газ та інші види палива, що часто дорогі та негативно впливають на навколишнє середовище. Фінляндія стоїть перед викликом зменшення своїх викидів вуглецю та витрат на паливо. Рішення знайшлося у використанні тепла, що виділяється промисловими процесами, і тут майнінг біткоїнів відіграє ключову роль. Місцеві компанії вже інтегрували майнінгові ферми з об'єктами централізованого теплопостачання і планують використовувати високотемпературну воду від майнерів для забезпечення сист ...>>

Випадкова новина з Архіву

Мобільники не загрожують здоров'ю в короткостроковій перспективі 12.01.2004

Мобільні телефони безпечні і не є причиною виникнення ракових захворювань, повідомили в середу британські вчені, які закликали глибше вивчити вплив мобільників у довгостроковому аспекті.

Незалежна група вчених National Radiological Protection Board (NRPB), яка займається дослідженнями впливу на людину радіочастотних хвиль, повідомила, що поки що нічого не підтверджує, що мобільні телефони шкодять здоров'ю людини.

"Загалом в опублікованому дослідженні немає причин для побоювань", - йдеться у повідомленні групи. Разом з тим, мобільні телефони узвичаїлися порівняно недавно, і поки рано робити висновки про їх вплив при тривалому використанні.

Інші цікаві новини:

▪ Зміна стану речовини за допомогою спалаху світла

▪ Компактний комп'ютер

▪ Нове покриття змінює властивості скла

▪ Сон захищає від застуди

▪ Шотландська Атлантида

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Підсилювачі потужності. Добірка статей

▪ стаття Аль-Маалі (Кей-Кавус) Знамениті афоризми

▪ статья Які птахи можуть спати на льоту? Детальна відповідь

▪ стаття Підсобно-транспортний робітник. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Доопрацювання 35АС-015 на основі сходового фільтра. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Виготовлення комбінованого роз'єму. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт