Простой термостабилизатор

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.

                                       Рис. 1. Схема термостабилизатора

Элементы DD1.1, DD1.2 (см. рис. 1) работают как пороговые элементы, срабатывающие при напряжении, равном, примерно, половине напряжения источника питания. Элемент DD1.3 использован в качестве электрического сумматора сигналов, a DD1.4 -  как инвертор сигнала.

В исходном состоянии (при температуре больше пороговой) сопротивление терморезисторов RK1, RK2 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 сопротивления терморезисторов увеличиваются, транзистор VT1 закрывается, 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. 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.

Указанное на схеме сопротивление резисторов Rl - R4 рассчитано на установку рабочей температуры в пределах +- 4°С.

Резисторы Rl, 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, подключить терморезисторы экранированным проводом (при этом оплетка служит проводником, соединяющим нижний по схеме вывод терморезисторов с анодом стабилитрона VD1.

                           Рис. 2. Монтажная плата термостабилизатора

Все детали, кроме терморезисторов и тринистора размещают на печатной плате (рис. 2). Поскольку детали устройства находятся под напряжением сети, то сама плата и все соединительные проводники должны иметь надежную изоляцию. Во избежание поражения током соединительный кабель к датчикам и сами датчики необходимо поместить в 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 тринистор VS1 и диоды моста VD2 на более мощные. Требуемую мощность нагревателя, (обеспечивающую гарантированную защиту продуктов от замерзания при среднесуточной температуре воздуха до минус 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:

  где Р - мощность нагревателя в ваттах, V - внутренний объем ящика в литрах.

Журнал “Радио” за 1988 год, №8, стр. 29