Устройство для регулирования температуры Советский патент 1988 года по МПК G05D23/19 

1

Изобретение относится к автоматическому регулированию температуры, в частности к устройствам, обеспечивающим нагрев и охлаждение различных объектов при помощи термобатареи.

Целью изобретения являете) повышение КПД.

На че ртеже приведена схема устройства.

Устройство содержит датчик 1 температуры, задатчик 2 температуры, дифференциальный усипитель 3, нуль- орган 4, релейньш элемент 5, элемент вьщеления модуля 6, регулятор 7, широтно-импульсный модулятор 8, усилитель 9 мощности, источник 1 О .питания, группы размыкающих и замыкающих

контактов 11-14 релейного элемента 5, термобатарею 15, состоящую из двух секций 16, 17 в простейшем случае.

Устройство работает следующим образом.

При помощи задатчика температуры 2 производится установка эталонной величины регулируемого параметра - температуры статирования - на одном из входов дифференциального усилителя 3. На второй вход усилителя 3 подается сигнал с датчика 1 (например - терморезистора). Сигнал рассогласования (датчика 1 и задатчика 2 температуры), усиленный в К раз при помощи усилителя 3, одновременно подается на входы элемента вьщеления

lil. ISI.

00

314

модуля 6 fэлемента выделения абсолютной величины сигнала) и нуль-органа 4. На элементе выделения модуля 6 вьщеляется модуль (абсолютная .величина сигнала рассогласования. Преобразованный сигнал с выхода элемента выделения модуля 6 поступает на вход регулятора 7, где формируется закон регулирования. С выхода регулятора 7 сигнал поступает на вход шнротно-им- пульсного модулятора 8, который вырабатывает импульсы постоянной амплитуды и с длительностью, зависящей от величины выходного сигнала регулято- pa 7. Сигнал с выхода широтно им- пульсного модулятора 8 поступает на усилитель мощности 9, на выходе которого через группы контактов 11-14 релейного элемента 5 включены секции 16 и 17 термобатареи 15, причем при охлаждении части 16 и 17 термобатареи включены параллельно через размыкаю- .щиё контакты групп контактов 11-14, а при нагреве - последовательно че- рез замыкаю1цие контакты тех же групп контактов. Питание на,термобатарею подается от источника 10, Коммутацией групп контактов 11-14 управляет нуль-орган 4, переключение которого происходит в момент отсутствия тока через термобатарею и решейный элемент 5. При этом происходит также изменение полярности тока через термобатарею.;

Устройство применяется для термо- статирования небольших объектов в широком диапазоне температур, например ±50 С при окрулсающей температуре 10-35 С. Таким образом, при ох- лаждении надо преодолеть температур- ньй перепад 9 60-85 С, а при нагреве всего 15-40 С. В режиме охлаждения термобатарея работает как тепловой насос, перекачивая тепло с более низкого температурного уровня (минус 50 с) на более высокий в окружающую среду (iO-35°C, затрачивая при этом энергию постоянного тока«

В режиме нагрева сбрасываемое тепло поступает на объект термостатиро- вания в результате изменения полярности тока через термобатарею.

Холодильный коэффициент зависит от температурного перепада по спаям Так при перепаде:

С 85°С

40°

t макс crRS

- MOIKC

0,4 0,02,

1

Таким образом, электрическая мощность, необходимая для термостати- рования объекта при температуре минус 50 С,.составляет

W.o -ilr,

где Q холодопроизБОдительность

(Вт); W 50.

Электрическая мощность, необходи мйя для термостатирования объекта при температуре , составляет

W,

50

S тл о с . , J .

Энергопотребление в режимах охлаждения и нагрева может отличаться в 20 раз. Поэтому простой реверс тока в каскадных термобатареях недопустим.

Предлагаемое устройство позволяет с помощью коммутации частей термобатареи изменять мощность потребления термобатареи в режиме нагрева и охлаждения, питающейся от одного источника, что повьшает КПД.

Формула изобр-е тения

Устройство для регулирования температуры, содержащее датчик и задат- чик температуры, последовательно соединенные дифференциальный усилитель, нуль-орган и релейньй элемент, последовательно соединенные регулятор, широтно-импульсный модулятор и усилитель мощности, а также источник питания и термобатарею, разделенную на секции, отлича.-ющееся тем, что, с целью повышения КПД, устройство содержит элемент вьщеления модуля, а релейный элемент содержит группы размыкающих и замыкающих контактов, причем число групп контактов релейного элемента в два раза больше числа секций термобатареи, каждая из которых через размыкающие контакты соответствующих групп контактов соединена одноименными выводами с выходом усилителя мощности и выходом источника питания соответственно, замыкающие контакты каждой группы контактов, связанной с разноименными выводами соответствующих секций термобатареи, соединены последовательно, , кроме замыкающих контактов, связан- ных с разноименными выводами первой и последней секций термобатареи, сое5 J4483416

диненных соответственно с выходом соединен входом с выходом дифференусилителя мощности и выходом источни- диалького усилителя, а выходом - с ка-питания, элемент вьщеления модуля входом регулятора.

Изобретение относится к технике регулирования температуры при по- йощи каскадных термобатарей и. обеспечивает повьппение КПД устройства, содержащего последовательно соединенные дифференциальный усилитель, ко входам которого подключены датчик и задатчик температуры, нуль-орган и релейный элемент, и также последовательно соединенные элемент выделения модуля, регулятор, широтно-импульсный модулятор и усилитель мощности, к выходу которого через группы размыкающих и замыкающих контактов релейного элемента подключены последователы о- параллельно секции термобатареи. ; 1 ил.