УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ В ПОМЕЩЕНИИ Российский патент 1995 года по МПК G05D23/24 

Изобретение относится к автоматическому регулированию температуры с помощью термочувствительных элементов и может быть использовано в теплоэлектровентиляторах, например бытовых.

Известен регулятор температуры, содержащий электронагревательный элемент, электровентилятор, подключенный параллельно источнику переменного тока, схему управления тиристорам, соединенную последовательно с тиристорным коммутатором переменного тока, источник выпрямленного напряжения, содержащий выпрямительный мост, стабилитрон, балластный резистор [1]. Регулятор содержит бестрансформаторный источник питания схемы управления тиристором.

Недостатком данного регулятора является возможность перегрева электронагревательных элементов при обрыве провода в обмотке или в цепи питания электровентилятора.

Кроме того, включение регулятора при очень низкой температуре окружающей среды требует формирования мощных импульсов управления на тиристор, что приводит к необходимости использования в качестве балластного элемента мощного резистора (мощностью до 10 Вт и более), из-за чего увеличится стоимость, габариты регулятора и снизится его КПД.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является регулятор температуры, содержащей последовательно соединенные схему управления симистором и симистор, источник переменного тока, соединенный через симистор с нагревательным элементом, источник выпрямленного напряжения, содержащий стабилитрон и сглаживающий конденсатор, одни выводы которых соединены с первым выводом источника переменного тока и с положительной шиной питания схемы управления симистором, отрицательная шина питания которой подключена к другому выводу сглаживающего конденсатора и к аноду диода, катод которого подключен к другому выводу стабилитрона и к одному выводу балластного конденсатора, другой вывод которого подключен к второму выводу источника переменного тока [2].

Недостатками такого регулятора являются низкая надежность и безопасность при эксплуатации с использованием электровентилятора. В случае обрыва провода в обмотке или в цепи подключения электровентилятора прекратится воздухообдув электронагревательных элементов, что может привести к перегреву, выходу из строя электронагревательных элементов и возникновению пожароопасной обстановки.

Использование конденсатора в качестве балластного элемента в источнике выпрямленного напряжения приводит к удорожанию такого регулятора температуры с использованием электровентилятора.

Кроме того, этот регулятор имеет низкую надежность при возникновении в сети переменного тока импульсных всплесков напряжения из-за коммутаций параллельно включаемых нагрузок. Импульсные всплески напряжения в сети могут вызвать пробой симистора при нахождении его в запертом состоянии. В частности, всплески напряжения на симисторе возникают при коммутации цепи питания электровентилятора.

Сущность изобретения заключается в том, что электровентилятор подключается в цепи источника выпрямленного напряжения в качестве балластного элемента. При этом отпадает необходимость использовать конденсатор в схеме прототипа или балластный резистор в предыдущем аналоге, что упрощает и удешевляет схему устройства для регулирования температуры.

При этом электровентилятор помимо своей основной функции - воздухообдува выполняет функцию балластного гасящего элемента. При таком включении электровентилятора повышается надежность и безопасность эксплуатации устройства для регулирования температуры за счет устранения возможности перегрева электронагревательных элементов в случае обрыва провода в обмотке или в цепи питания электровентилятора, так как при этом прекращается подача напряжения питания с источника выпрямленного напряжения на схему управления симистором, прекращается поступление импульсов со схемы управления на управляющий электрод симистора, симистор закрывается, отключая электронагревательные элементы от источника переменного тока, предотвращая возникновение пожароопасной обстановки и выход из строя электронагревательных элементов.

Кроме того, надежность предлагаемого устройства для регулирования температуры помещения с электровентилятором увеличивается за счет введения конденсатора и второго электронагревательного элемента, который подключен к аноду симистора последовательно с первым электронагревательным элементом, причем один вывод конденсатора подключен между первым и вторым электронагревательными элементами, а второй - к другому электроду симистора, благодаря чему конденсатор шунтирует всплески напряжения на симисторе, находящемся в запертом состоянии, предохраняя его от пробоя. Импульсные всплески возникают при коммутации цепи питания электровентилятора. Кроме того, импульсные всплески напряжения могут поступать из сети переменного тока из-за коммутаций параллельно включенных нагрузок. Второй электронагревательный элемент, выполняя свою основную функцию нагревателя, также служит для снижения разрядного тока конденсатора через симистор до допустимой величины.

На чертеже представлена схема устройства для регулирования температуры помещения с электровентилятором.

Устройство содержит блок 1 управления симистором, выход которого подключен к управляющему электроду симистора 2, катод которого соединен с положительной шиной питания блока 1 управления симистором, с одним выводом стабилитрона 3 и сглаживающего конденсатора 4 и с первым выводом источника 5 переменного тока, причем отрицательная шина питания блока 1 управления симистором подключена к другому выводу сглаживающего конденсатора 4 и к аноду диода 6, катод которого соединен с другим выводом стабилитрона 3 и с одним выводом обмотки 11 управления приводом вентилятора 7 обдува нагревательного элемента, другой вывод которой подключен к второму выводу источника 5 переменного тока и к одному выводу первого нагревательного элемента 8, другой вывод которого соединен через второй нагревательный элемент 9 с анодом симистора 2, катод которого подключен через конденсатор 10 между первым 8 и вторым 9 нагревательными элементами.

Устройство для регулирования температуры в помещении работает следующим образом.

При включении источника 5 переменного тока начинает протекать ток по цепи через обмотку 11 и стабилитрон 3. В результате чего начинает работать электровентилятор, а на выводах стабилитрона формируются прямоугольные импульсы. Напряжение, формируемое на стабилитроне 3, поступает через выпрямительный диод 6 на сглаживающий конденсатор 4. На выводах сглаживающего конденсатора 4 формируется напряжение постоянного тока, которое прикладывается к положительной и отрицательной шине питания блока 1 управления симистором. Управление симистором 2 осуществляется в зависимости от температуры воздуха обогреваемого помещения. При температуре воздуха в помещении ниже заданной на выходе схемы 1 управления симистором формируются импульсы, отпирающие симистор 2, в результате чего секции нагревательных элементов 8 и 9 подключаются к источнику 5 переменного тока. Электровентилятор производит воздухообдув нагревательных элементов 8 и 9, ускоряя обогрев помещения. При нагревании воздуха в помещении до заданной температуры на выходе блока 1 управления симистором прекращают формироваться импульсы управления, поэтому нагревательные элементы 8 и 9 отключаются от сети переменного тока, и обогрев прекращается до момента времени, пока температура воздуха в обогреваемом помещении не снизится до уровня ниже заданного.

Конденсатор 10 шунтирует всплески напряжения, возникающие на выводах электровентилятора при отключении источника 5 переменного тока, защищая, тем самым, симистор 2 от пробоя.

Второй нагревательный элемент 9, выполняя свою основную функцию нагревателя, служит для снижения до допустимого уровня разрядного тока конденсатора 10 через симистор 2.

При обрыве провода в обмотке 11 или в цепи подключения вентилятора произойдет исчезновение напряжения постоянного тока на шинах питания блока 1 управления симистором, на ее выходе прекратится формирование импульсов управления симистором 2, в результате чего нагревательные элементы 8 и 9 отключаются от источника 5 переменного тока, что предотвратит возникновение пожароопасной обстановки и выход из строя нагревательных элементов 8 и 9.

Изобретение повышает надежность и безопасность эсплуатации регулятора температуры за счет устранения возможности перегрева электронагревательных элементов. Для этого в устройстве, содержащем последовательно соединенные блок управления симистором и симистор, источник переменного тока, соединенный через симистор с первым нагревательным элементом, источник выпрямленного напряжения, содержащий стабилитрон, сглаживающий конденсатор и диод, а также балластный элемент, в качестве последнего подключена обмотка управления приводом вентилятора обдува, один вывод которой соединен с выводом стабилитрона, а другой - с выводом источника переменного тока. Кроме того, надежность устройства повышается за счет введения конденсатора и второго нагревательного элемента, подключаемого к аноду симистора последовательно с первым нагревательным элементом. Один из выводов конденсатора подключен между первым и вторым нагревательными элементами, а другой - к катоду симистора. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ В ПОМЕЩЕНИИ, содержащее последовательно соединенные источник перемменного тока, симистор и первый нагревательный элемент, блок управления симистором, выходом связанный с управляющим входом симистора, источник выпрямленного напряжения, выполненный на стабилитроне, сглаживающем конденсаторе и диоде, а также балластный элемент и вентилятор обдува нагревательного элемента, причем одни выводы стабилитрона и сглаживающего конденсатора объединены и соединены с первым выводом источника переменного тока и положительным выводом питания блока управления симистором, отрицательный вывод питания которого подключен к другому выводу сглаживающего конденсатора и аноду диода, катод которого соединен с другим выводом стабилитрона, отличающееся тем, что в качестве балластного элемента использована обмотка управления приводом вентилятора, которая при этом включена между вторым выводом источника переменного тока и другим выводом стабилитрона. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в него введены конденсатор и второй нагревательный элемент, включенный между анодом симистора и первым нагревательным элементом, причем конденсатор включен между общим выводом нагревательных элементов и катодом симистора.