Бытовая техника
Нашли ошибку? Сообщите нам ...Комментировать: Терморегулятор водонагревателяРаспечатать: Терморегулятор водонагревателя

Терморегулятор водонагревателя



Этот прибор разработан для поддержания заданной температуры воды в баке душа, но его можно использовать и для поддержания температуры воздуха в помещении или в ящике для хранения продуктов.

Предлагаемый терморегулятор может поддерживать заданную в интервале +30...+40 оС температуру воды. Его принципиальная схема показана на рис. 1. В качестве элемента сравнения фактической температуры с заданной здесь применён параллельный интегральный стабилизатор напряжения DA1 TL431ACLP (КР142ЕН19). Его часто применяют в терморегуляторах в таком качестве. Для устранения дребезга переключения стабилизатор охвачен цепью положительной обратной связи с коллектора транзистора VT1 через резистор R10 на управляющий электрод стабилизатора DA1. Транзистор VT1 служит инвертором.

Принципиальная схема терморегулятора

Рис. 1. Принципиальная схема терморегулятора

Выбором сопротивления резистора R10 задан необходимый гистерезис переключения - около 1 оС при указанном на схеме номинале этого резистора. Это значит, что если терморегулятор отрегулирован так, что нагреватель включается при понижении температуры воды до +35 оС, то выключится он, когда вода нагреется до +36 оС.

Делитель напряжения в цепи управляющего электрода DA1 состоит из резисторов R4, R5 и датчика температуры - терморезистора RK1 (ММТ-1 с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления -2,4...-5 % / оС. Желаемую температуру устанавливают переменным резистором R4.

Гидроизоляция терморезистора RK1 обеспечена помещением его в стеклянную трубку, заплавленную над газовой горелкой. Трубка с внутренним диаметром 3,5 мм - от лабораторной пипетки. Конец трубки, где находится терморезистор, заполнен теплопроводной пастой.

Для защиты от последствий возможной разгерметизации датчика применено трансформаторное питание терморегулятора, а также изоляция силовых цепей коммутации нагревателя с помощью оптрона U1. Бесконтактный узел коммутации построен на симисторе VS1 по типовой схеме. Демпфирующая цепь R7C3 подавляет выбросы напряжения на симисторе.

В цепи эмиттера транзистора VT1 имеется светодиод HL3 красного свечения, сигнализирующий о включении нагревателя. По достижении температуры выключения нагревателя включится светодиод HL2 зелёного свечения. Это покажет, что симистор закрыт, а нагреватель обесточен. Светодиод HL3 будет выключен. Светодиод HL1 красного свечения сигнализирует о подаче в устройство сетевого напряжения 230 В.

Переменный резистор R4 (ППБ-3А или ППБ-3В) установлен на передней панели прибора и снабжён шкалой температуры от 30 до 40 оС. При перестройке терморегулятора на другой температурный интервал нужно иметь в виду, что сопротивление постоянного резистора R5 должно быть в 3,8 раза больше сопротивления терморезистора RK1 при максимальной температуре заданного интервала. Суммарное сопротивление этого резистора и полностью введённого переменного резистора R4 должно быть во столько же раз больше сопротивления терморезистора при минимальной температуре интервала. Указанный коэффициент на единицу меньше отношения напряжения питания измерительной цепи (12 В) к образцовому напряжению параллельного стабилизатора DA1 (2,5 В). Экспериментально снятая зависимость сопротивления применённого терморезистора от температуры показана на рис. 2.

Зависимость сопротивления применённого терморезистора от температуры

Рис. 2. Зависимость сопротивления применённого терморезистора от температуры

Конденсатор C1 - любой керамический, C2 и C4 - оксидные К50-35, C3 - плёночный К73-17. Постоянные резисторы - МЛТ или C2-33. Вместо всех этих элементов могут быть использованы их импортные аналоги. Светодиоды можно применить любые соответствующего свечения. Диоды КД522Б допустимо заменить другими маломощными кремниевыми.

Вместо импортного симистора BT139-800 можно использовать ТС112-16-8 или другой с необходимыми максимальным током и напряжением. При мощности нагревателя 1000 Вт на симисторе VS1 будет рассеиваться мощность 1,2 В х 1000 Вт/ 230 В = 5,2 Вт, где 1,2 В - падение напряжения на открытом симисторе. Расчёт приблизительный, поскольку падение напряжения на симисторе несинусоидально. Площадь теплоотвода для си-мистора выбирают из расчёта 25 см2 на каждый ватт рассеиваемой мощности - около 130 см2 при мощности, указанной выше.

Трансформатор T1 - понижающий с напряжением вторичной обмотки 13...15 В и мощностью не менее 2 ВА. Для обеспечения электробезопасности необходимы надёжная изоляция между обмотками I и II этого трансформатора и заземление металлического бака водонагревателя. Если сделать это невозможно, то на время пользования душем терморегулятор вместе с нагревателем воды следует отключать от сети.

Автор: Б. Демченко, г. Киев, Украина


Дата публикации: 14.01.2018
Мнения читателей
  • Б. Демченко / 25.01.2018 - 15:18
    Вывод 4 оптрона U1 должен идти на управляющий электрод симистора VS1, а не на левый вывод R2.

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:








 



RadioRadar.net - datasheet, service manuals, схемы, электроника, компоненты, semiconductor,САПР, CAD, electronics