Это устройство монтируют в теплоизолированном ящике для хранения овощей, устанавливаемом на балконе. В течение зимы оно будет поддерживать в «домашнем овощехранилище» температуру около 0 °С.
Основное достоинство термостабилизатора — простота в изготовлении и отсутствие дефицитных деталей. Высокую надежность его работы обеспечивают два термочувствительных датчика, расположенных в разных местах хранилища. При обрыве цепи любого из датчиков нагреватель будет включен постоянно, что предохранит продукты от замерзания. В случае замыкания одного из датчиков работоспособность устройства полностью сохраняется. Точность поддержания заданной температуры при использовании терморезисторов серий KMT, MMT — около ±1 °С, а максимальная коммутируемая терморегулятором мощность — 200 Вт.
Элементы DD1.1, DD1.2 (см. схему) выполняют функцию компараторов с порогом срабатывания около 0,5 ипит, DD1.3 —ИЛИ для сигналов низкого уровня, a DD1.4— буферный, обеспечивающий нужный характер обратной связи в контуре терморегулирования. В исходном состоянии (при температуре больше пороговой) сопротивление терморезисторов незначительно и на входах элементов DD1.1, DD1 .2 напряжение меньше порога переключения. Открытый транзистор VT1 шунтирует управляющий переход тринистора VS1. Поэтому тринистор закрыт и нагреватель отключен. При понижении температуры сопротивление терморезисторов увеличивается. По достижении установленной рабочей температуры один из элементов — DD1.1 или D01.2 — переключится и низкий уровень с его выхода переключит элементы DD1.3, DD1.4. Низкий выходной уровень инвертора DD1.4 закроет транзистор VT1, а ток, протекающий через резистор R6, откроет тринистор VS1 и нагреватель включится. По мере увеличения температуры сопротивление терморезисторов будет уменьшаться и в некоторый момент нагреватель отключится. Лампа HL1 размещена в штепсельной вилке и служит индикатором включения нагревателя, выполняя одновременно функцию предохранителя. Она должна быть рассчитана на ток в 1,2...1,4 раза больше тока, потребляемого нагревателем. Выполнение этого условия необходимо для обеспечения надежности работы лампы.
Эксплуатация термостабилизатора показала, что лампы МН2,5-0,15 при работе на номинальном токе выходят из строя за 2—3 недели. Поэтому в устройстве использована лампа МН6,3-0,22 при мощности нагревателя 35 Вт, что соответствует току через нее 0,16 А. Напряжение на лампе в установившемся режиме примерно равно 3 В, и надежность ее работы вполне удовлетворительна.
При использовании терморезисторов с сопротивлением, отличающимся от указанного на схеме, или в случае применения описываемого устройства для поддержания температуры, отличной от О °С, необходимо изменить номиналы резисторов R1—R4. Сумма сопротивлений резисторов R2, R1 (или R3, R4) при среднем положении движка подстроечного резистора должна быть примерно равна сопротивлению терморезистора при рабочей температуре. Не следует использовать терморезисторы с сопротивлением при рабочей температуре менее 5 кОм, так как это приведет к неоправданно большому току через цепи R1R2RK1 и R3R4RK2, что повлечет за собой увеличение мощности, рассеиваемой на резисторе R7. Указанное на схеме сопротивление резисторов R1—R4 рассчитано на установку рабочей температуры в пределах ±4 °С.
Резисторы R1, R3 — СПЗ-16, остальные — МЛТ. Стабилитрон Д814Б можно заменить на Д814А, а тринистор КУ201Л —на КУ201К. Перед установкой тринистора целесообразно проверить его чувствительность к отрывающему сигналу. Тринистор должен открываться при управляющем токе не более 4 мА. Все детали устройства (кроме датчиков и лампы HL1) лучше всего смонтировать на плате, заключенной в коробку из пластмассы. Коробку можно установить либо в рабочем объеме «овощехранилища», либо в помещении рядом с дверью на балкон. Если длина проводов, соединяющих терморезисторы с платой, превышает 20 см, то желательно для защиты от помех подключать терморезисторы экранированным проводом (при этом оплетка служит проводником, соединяющим нижний по схеме вывод терморезисторов с анодом стабилитрона VD1).
Необходимо иметь в виду, что все детали термостабилизатора находятся под напряжением сети. Поэтому во избежание поражения током соединительный кабель к датчикам и сами датчики необходимо поместить в толстостенную изоляционную трубку. Наружные крепежные детали на коробке с платой также нужно тщательно изолировать от токоведущих элементов устройства.
Для установки термостабилизатора на рабочую температуру один из датчиков помещают в среду с этой температурой и движок соответствующего подстроечного резистора устанавливают в такое положение, когда даже незначительное повышение температуры приводит к выключению нагревателя. Таким же образом регулируют и цепь с другим датчиком. При необходимости мощность нагревателя можно увеличить. Для этого необходимо заменить три-нистор VS1 и диоды моста VD2 на более мощные. Требуемую мощность нагревателя, обеспечивающую гарантированную защиту продуктов от замерзания при среднесуточной температуре воздуха до —30 °С и наличии термоизоляции среднего качества (из досок толщиной 20 мм или ДСП и слоя синтетической ваты или пенопласта толщиной 25...30 мм), можно рассчитать по приближенной формуле Р= V2/3, где Р — мощность нагревателя в ваттах, V — внутренний объем ящика в литрах.
Н. БАРАНОВ г. Ленинград
Радио №8, 1988 г.
