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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Manter a temperatura do líquido refrigerante. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Reguladores de potência, termômetros, estabilizadores de calor O refrigerante é a água com temperatura elevada (não inferior a 56°C), que é utilizada em redes de aquecimento para aquecimento de ambientes, sendo também consumida em apartamentos e chalés para necessidades domésticas. A falta de água quente obriga a aquecê-la em fogões domésticos eléctricos e a gás, o que gera alguns inconvenientes, provoca consumo excessivo de gás e electricidade e violação das normas de segurança. Em alguns casos, é possível aquecer água em recipientes simples (caldeiras) instalando neles um aquecedor elétrico. Ao atingir a temperatura definida da água do reservatório, o aquecedor deve ser desligado imediatamente para que a água não ferva e quebre a caldeira. O aquecedor de água clássico é feito de acordo com um esquema simples: um interruptor e um elemento de aquecimento. Na melhor das hipóteses, um sensor de pressão e um sensor de temperatura (regulador) são adicionados a eles. O sensor de pressão protege a caldeira do aumento da pressão da água e o sensor de temperatura é acionado quando a temperatura sobe acima de um limite predefinido. Um bimetálico é frequentemente usado como regulador de temperatura do aquecedor, o que não é muito diferente de um regulador de ferro. Ao atingir a temperatura definida da água, o sensor abre o circuito de alimentação do aquecedor, a temperatura da água naturalmente ou em decorrência do consumo e adição de água fria diminui e os contatos do regulador fecham novamente, ligando o aquecimento. A simplicidade de tal circuito muitas vezes leva ao mau funcionamento do aquecedor devido à queima dos contatos do regulador, que comutam altas correntes. Para aumentar a confiabilidade do sistema, sugiro a utilização de um controlador eletrônico de temperatura (Fig. 1). Ele permite definir a temperatura desejada do líquido refrigerante e mantê-la automaticamente.
Todos os sensores estão localizados em um circuito de baixa tensão e são isolados galvanicamente da rede por optoacopladores e um transformador de potência. O dispositivo é composto por:
Dispositivos optoeletrônicos fornecem isolamento galvânico de circuitos de entrada e saída. O circuito utiliza dois tipos de optoacopladores: VU1 - optoacoplador diodo-transistor e VU2 - diodo-tiristor. Os optoacopladores possuem alto ganho de corrente, o que permite dispensar circuitos de amplificação adicionais na entrada do temporizador e nos circuitos de controle do triac. A sensibilidade do termistor (mudança na resistência com a temperatura) ao usar um optoacoplador aumenta de 2...5%/°C para 12...15%/°C. O optoacoplador diodo-transistor VU1 opera em modo linear. Alterar a emissão de seu LED altera a resistência coletor-emissor do transistor interno VU1. que está incluído no circuito de temporização do temporizador DA1. O tempo de carregamento do capacitor C2 do circuito temporizador externo muda de acordo. A regulação e ajuste da temperatura são realizados pelos resistores variáveis R1 e R7. o que permite manter qualquer temperatura do calor do transportador. O resistor R1 define a temperatura de aquecimento, R7 - potência do aquecedor. A temperatura inicial da água afeta a resistência do termistor e, consequentemente, a duração do pulso positivo na saída do temporizador. Em baixas temperaturas do líquido refrigerante, a duração do pulso de saída é máxima. O uso de um temporizador integrado facilita bastante a criação de um gerador de pulsos. Para operar o microcircuito no modo autooscilador, os pinos 2 e 6 são conectados entre si e conectados ao capacitor C2. Em estado estacionário, o intervalo Tj, durante o qual a saída do temporizador está em nível alto, é determinado pela relação T1=0l69(RVUi+R3)C2. Quando o transistor interno do microcircuito abre, o capacitor C2 descarrega através dos resistores R4 e R5, formando um segundo intervalo de tempo T2 com nível baixo na saída DA1. Sua duração é determinada pela fórmula: T2=0,69(R4+R5) C2. O valor T2 não muda com a temperatura. O tempo total de pulso T é T=T,+T2. O ciclo de trabalho Q dos pulsos (Q=T/T1) aumenta com o aumento da temperatura, reduzindo assim a tensão no aquecedor e a temperatura do refrigerante. A frequência do gerador no temporizador pode ser ajustada alterando a tensão no pino 5 do DA1. Quando a tensão diminui, a frequência de geração do temporizador aumenta e a potência do aquecedor diminui. Um sinal retangular da saída 3 DA1 através do resistor limitador R6 é fornecido à entrada do amplificador de potência no transistor VT1. O resistor R8 em seu circuito coletor limita a corrente de pulso através do LED do optoacoplador VU2. A utilização do transistor VT1 de alto ganho permite gerar o sinal de saída de uma chave de transistor com distorção mínima. Este sinal é fornecido ao LED do optoacoplador VU2, amplificado pelo fotodinistor e controla o funcionamento do regulador de potência do triac VS1. Os pulsos de abertura de VS1 de ambas as polaridades são formados pela ponte de diodos VD4. O optoacoplador VU2 fornece isolamento galvânico dos circuitos de baixa e alta tensão do dispositivo. Se o dinistor do optoacoplador estiver aberto, o triac é ligado no início do ciclo de tensão da rede, quando a corrente através do eletrodo de controle atinge um valor limite, o que reduz o nível de ruído do conversor triac. Para aumentar a precisão do ajuste de temperatura, a ponte e o temporizador são alimentados por uma tensão estabilizada do estabilizador DA2. O diodo VD2 protege o chip estabilizador de possível quebra por tensão reversa. Os capacitores C3 e C5 eliminam as ondulações de tensão retificadas, o capacitor C1 elimina a interferência que ocorre ao ajustar o resistor R1. Capacitor Sat. instalado paralelamente à carga, reduz o nível de ruído do conversor triac. Os contatos do sensor de pressão P fecham a base do VT1 à carcaça, interrompendo o aquecimento do refrigerante em caso de pressão de emergência no aquecedor. O dispositivo utiliza componentes de rádio amplamente utilizados. Resistores fixos - tipo MLT-0,125. variáveis - SP-Ill, termistor - MMT-4. Capacitores de óxido - K50-38, alta tensão (C6) - K73-17. o resto são KM. Temporizador série 555. O transformador de potência é utilizado com tensão de enrolamento secundário de 10...12 V. O interruptor SA1 é automático, com corrente de 25 A. O sensor de pressão é utilizado de um carro Zhiguli. O dispositivo é montado em uma placa de circuito impresso, cujo desenho é mostrado na Fig.2.
O regulador de temperatura R1 e o regulador de potência R7 estão instalados no painel frontal do dispositivo para facilidade de uso. O sensor de pressão P e o termistor RK1 são montados no corpo do aquecedor de água por meio de uma conexão roscada ou soldada. O aquecedor elétrico (TEH) é fixado com um flange através de uma junta de borracha a uma curta distância do fundo do tanque do aquecedor. A torneira de drenagem deve estar localizada acima do aquecedor e a conexão de abastecimento de água fria deve estar na parte superior. O sensor de pressão deve ser instalado em qualquer local conveniente e o termistor deve estar localizado logo abaixo da torneira de drenagem. O circuito pode ser ajustado usando uma chaleira elétrica em vez de um tanque de água. Isso irá acelerar o trabalho de configuração. O plugue da chaleira é conectado aos terminais do elemento de aquecimento e ao corpo do circuito. O sensor de temperatura RK1 é colocado em água fervente e, após alguns minutos, o regulador de temperatura R1 é usado para fazer o LED indicador de aquecimento HL1 apagar. O a tensão no aquecedor cairá quase para zero. A posição do controle deslizante R1 (100°C) é fixa. Além disso, a tensão e a potência da carga podem ser ajustadas alterando a resistência R7. Antes de calibrar a temperatura, o motor R7 é definido para a posição de potência máxima. Depois de resfriar o termistor até a temperatura ambiente, o resistor R1 define a tensão máxima na carga e a posição do motor é fixa (+25 ° C). Entre as temperaturas intermediárias são plotadas com valores de temperatura extremos. Os fios adequados para aquecedor e triac devem ter seção transversal de 4...5 mm2 (correspondente a uma corrente de carga de 25...30 A). Para eliminar interferências, os fios dos sensores devem ser colocados separadamente dos fios da rede. O tanque do aquecedor deve ser aterrado. Pelo brilho do LED HL1, você pode determinar visualmente a potência da carga. O LED apagado indica que o aquecedor está desligado ou que a pressão no tanque está crítica. Literatura
Autor: V.Konovalov, Irkutsk
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