Балконный термостат для хранения продуктов при отрицательной наружной температуре Советский патент 1992 года по МПК F25D13/00 

Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим автоматическое поддержание заданного температурного режима, и предназначено для длительного индивидуального хранения плодоовощной продукции на балконах и лоджиях при отрицательной наружной температуре.

Известны устройства для хранения продуктов, например теплоизолированный ящик, представляющий собой шкаф с дверцей и теплоизолированным корпусом, имеющим клапан естественной вентиляции. Во внутренней камере располагают рабочий (основной) и резервный электронагреватели, а также регулятор с датчиком температуры 1,2, 3.

Такое устройство обеспечивает недостаточную защищенность сельскохозяйственных продуктов от переохлаждения, возникающего при вынужденном открывании дверцы в случае, когда наружная температура достигает (-20) - (-40)°С. Дверцу термостата приходится открывать как для того, чтобы изьять или вложить продукты, так и для изменения температурного режима во внутренней полости термостата или для подключения резервного нагревательного элемента. Опыт показывает, например, что открывание дверцы термостата на 30 с при наружной температуре - 30°С приводит к понижению температуры во внутренней камере на 5-7°С. Восстановление заданного температурного режима (0-4°С) после за- крытия дверцы происходит за 10-20 мин в зависимости от загрузки камеры продуктами.

Целью изобретения является защита продуктов от переохлаждения при открыва- нжгдверцы корпуса.

Поставленная цель достигается тем, что в термостате, имеющем теплоизолированный корпус с дверцей и внутреннюю камеру с нагревательными основным и резервным элементами и терморегулятором, отделения внутренней камеры имеют дополнительные

дверцы, открывающиеся в том же направлении, что и основная дверь, он снабжен подключенным к резервному нагревательному элементу дополнительным терморегулятором, настроенным на температуру ниже заданной в камере, причем каждый терморегулятор состоит из термодатчика, размещенного в камере, и автоматического электронного регулятора, вынесенного в

жилое помещение.

Отличительными признаками предлагаемого устройства является введение в него дополнительных дверок по числу отделений внутренней камеры, открывающихся в том

же направлении, что и основная дверь-, подключение к резервному нагревательному элементу дополнительного терморегулятора, настроенного на температуру ниже заданной в камере, выполнение

терморегуляторов составными из термодатчика, размещенного в камере, и автоматического электронного регулятора, вынесенного в жилое помещение.

Доступ к нужным продуктам в предлагаемом устройстве осуществляется через одну из дополнительных дверок. Закрытые при этом другие дополнительные дверки ограничивают проникновение холодного воздуха в камеру. Открывание дополнительных

дверок в том же направлении, что и основная дверь, способствует беспрепятственному закрытию основной двери, сокращая время удержания камеры открытой. Настройка дополнительного терморегулятора

(подключенного к резервному нагревательному элементу) на температуру ниже заданной в камере, определяет предел температуры, при достижении которого начинается ускоренное восстановление заданного температурного режима за счет автоматического включения резервного нагревательного элемента в дополнение к основному. Все это служит достижению поставленной цели - защите продуктов от

переохлаждения.

На фиг. 1 представлен термостат; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема термостата.

Термостат содержит теплоизолированный металлический корпус 1 и внутреннюю камеру, наверху которой имеется клапан 2 естественной вентиляции. Его выходное отверстие выведено на заднюю стенку корпуса 1. Клапан служит для снижения вертикального градиента внутренней температуры и поддержания в камере приемлемой влажности. Основная дверца 3 корпуса

Iимеет теплоизоляцию и снабжена магнитной резиной, играющей роль укупорки. До- полнительные дверцы 4, 5, 6 не теплоизолированы.

Каждая из них закрывает одно отделение внутренней камеры и открывается в том же направлении, что и основная дверь. Они предназначены для ограничения потока холодного воздуха, проникающего в камеру при осуществлении доступа в нее через одну из дополнительных дверок. В донной части камеры имеются отверстия 7 для выхода теплого воздуха вверх из нагреваемого объема. Отверстия рассредоточены так, чтобы поток теплого воздуха был распределен равномерно по площади горизонтального сечения камеры. Основной 8 и дополнительный 9 термодатчики находятся рядом и размещены в области нагреваемого объема. Термодатчик 8 обеспечивает подключение питания к основному нагревательному элементу 10 (расположенному под дном камеры в нагреваемом объеме), когда температура в точке нахождения термодатчика 8 опустится до заданной (например, 1°С). Дополнительный термодатчик 9 обеспечивает подключение питания к резервному нагревательному элементу 11, (расположенному возле основного нагревательного элемента 10), когда температура в точке нахождения термодатчика 9 окажется ниже заданной в камере (например, 0°С). Разница температур, при которых происходит включение основного 10 и резервного

IIнагревательных элементов, превосходит точность поддержания заданного температурного режима (например, ± 0,5°С). Этим исключается несанкционированное включение резервного нагревательного элемента 11. Кабель управления 12 связывает термодатчики и нагревательные элементы, расположенные в камере, с двухканальным электронным регулятором 13, который находится в жилом помещении. Кабель питания 14 подключает регулятор 13 к электросети 220 В 50 Гц.

Принципиальная электрическая схема устройства состоит из двух блоков. Блок I принципиальная электрическая схема двух- канального электронного регулятора 13. Блок I - принципиальная электрическая схема камеры, где находятся основной 8 и 5 резервный 9 термодатчики, например терморезисторы, основной 10 и резервный 11 нагревательные элементы, осветительная электролампа 15 и кнопка 16, через которую на лампу 15 подается электрическое напря0 жение при открытой дверце 3 корпуса 1.

Подача питания 220 В на электросхему осуществляется через разъем 17. При стыковке разъемов 18 и 19 между собой резервный 9 и основной 8 термодатчики ока5 зываются подключенными к входам компараторов 20 и 21 соответственно, а резервный 11 и основной 10 нагревательные элементы - к анодам тиристоров 22 и 23 соответственно. Светодиоды 24 и 25 сигна0 лизируют о срабатывании компараторов 20 и 21 дополнительного и основного каналов регулятора соответственно. Диодный мост 26 совместно с конденсаторами 27-29 и стабилитроном вырабатывает напряжение пи5 тания для работы компараторов 20 и 21. . Диодный мост 30 вырабатывает напряжение питания для работы нагревательных элементов. Перемычка П служит для изменения температурного режима в камере, че0 рез резисторы 31 и 32 происходит разряд конденсаторов 27 и 28 соответственно после отключения регулятора от сети. Резисторы 32-36 и 37-46 задают режим работы регулятора: делители 35-36, и 43-44 фикси5 руют уровень опорного напряжения компараторов; резисторы 37 и 45 играют роль нагрузки. 38 и 46 - сопротивления обратной связи, 36, 40, 41, 42 подбираются в зависимости от сопротивления основного 8 термс0 датчика при заданных значениях температуры (например, при 1°С, 2,5°С, 4°С), 32 и 33 подбираются исходя из значения сопротивления дополнительного (резервного) термодатчика 9 при температуре

5 ниже заданной (например, при 0°С).

Поддержание в закрытой камере заданного температурного режима (в пределах 1-4°С с точностью ± 0,5°С) происходит автоматически за счет периодического про0 пускания электрического тока через нагревательный элемент 10 основной (НЭО), в результате срабатывания компаратора 21 (Логическая 1 с выхода компаратора 21 поступает через светодиод 25 на управляю5 щий электрод тиристора 23 и включает его). Срабатывание компаратора происходит в момент, когда температура в точке расположения основного термодатчика 8 ТДО опускается ниже заданного порогового значения, например, 1°С (за счет охлаждения

корпуса 1 наружным воздухом). При этом сопротивление ТДО 8 возрастает до величины, которая приводит к снижению напряжения на входе компаратора 21 до опорного уровня на его входе. При возрастании же температуры выше 1°С (за счет излучения тепла НЭО 10) сопротивление ТДО 8 уменьшается, напряжение на входе компаратора 21 становится выше опорного. В результате этого на выходе 21 напряжение оказывается равным логическому О. Это способствует тому, что основной нагревательный элемент обесточивается (из-за выключения тиристора 23 в момент, когда напряжение на его аноде станет равным нулю). Очередное включение нагревательного элемента 10 произойдет после появления логической 1 на выходе компаратора 21, когда температура вновь опустится до 1°С.

При открывании дверцы 3 корпуса 1 и одной дополнительной дверцы температура в камере снижается скачкообразно, но незначительно, так как приток холодного воздуха в нее ограничен закрытыми дополнительными дверцами. Если все же температура опу- стится до 0°С (ниже заданной температуры 1°С), то сработает компаратор 20 и за счет появления логической 1 на его выходе тиристор 22 начнет пропускать ток через нагревательный элемент 11 резервный (НЭР) по аналогии с тем, как тиристор 23 пропускает ток через НЭО 10 при 1°С. С этого момента нагрев камеры производится обоими теплоизлучающими элементами одновременно. При нагреве воздуха в точке расположения ТДР 9 до температуры выше 0°С НЭР 11 обесточится, так как на выходе компаратора 20 появится логический О.

Дальнейшая терморегуляция в закрытой камере будет осуществляться только за счет периодического включения НЭО 10.

Изобретение позволяет получить технический эффект, выражающийся в том, что становится допустимым открывание дверцы корпуса при низкой наружной температуре (ниже -20°С) и обеспечивается возможность подключения резервного нагревательного элемента и изменения температурного режима в камере без ее открывания.

Расчеты показывают, что экономический эффект от массового применения в больших городах (более 1 млн жителей) подобных устройств заключается в значительном сокращении бюджетных ассигнований на закупку сельскохозяйственной продукции, так как при этом резко сокращаются ее отходы по сравнению с хранением на городских овощебазах.

Использование: в устройствах для защиты продуктов от переохлаждения при открывании дверцы. Сущность изобретения: балконный термостат содержит теплоизолированный корпус 1 и внутреннюю камеру с клапаном 2 естественной вентиляции. Основная дверца 3 корпуса 1 имеет теплоизоляцию и снабжена магнитной резиной. Дополнительные дверцы 4, 5 и 6, не теплоизолированы. Каждая из них закрывает одно отделение внутренней камеры и открывается в том же направлении, что и основная дверца. В донной части камеры имеются отверстия 7 для выхода теплого воздуха вверх из нагреваемого объема. Основной 8 и дополнительный 9 термодатчики обеспечивают подключение питания соответственно к основному 10 и резервному 11 нагревательным элементам. Разница температур, при которых происходит включение основного 10 и резервного 11 2 ё Ч VJ сл о ю V4 СО

нагревательных элементов, превосходит точность поддержания заданного температурного режима. Этим исключается несанкционированное включение резервного нагревательного элемента 11. Кабель управления 12 связывает термодатчики и нагревательные элементы, расположенные в камере, с двухканальным (состоящим из основного и дополнительного каналов) электронным регулятором 13, который находится в жилом помещении. Дополнительный канал в регуляторе термостата предназначен для подключения резервного нагревательного элемента 11, когда температура в камере станет ниже заданной, Кабель питания 14 подключает терморегулятор 13 к электросети.2 ил.

Формула изобретения Балконный термостат для хранения продуктов при отрицательной наружной температуре, содержащий теплоизолированный корпус, в котором расположена камера с нагревательными рабочим и резервным элементами и терморегулятором, отличающийся тем, что, с целью защиты продуктов от переохлаждения, он снабжен дополнительным терморегулятором, подключенным к резервному нагревательному элементу и настроенным на температуру ниже заданной в камере, причем каждый терморегулятор состоит из термодатчика, размещенного в камере, и автоматического регулятора, установленного в жилом помещении.