Naprava za samodejni izklop kotla, ko poraba energije naraste

Vsebina

  1. Načelo delovanja
  2. Pojasnila za diagram
  3. TTN
  4. Izbira W2
  5. Konstruktivna izvedba
  6. Namestitev in povezava
  7. Prilagajanje
  8. Prikaz stanja in diagnostika
  9. In kaj še lahko prek nje vklopite?
  10. Končni odtenek

Predstavljajmo si situacijo: navadno mestno stanovanje. Zastoji ali glavni stroj – 16 A; ne dovoljuje več omejitve porabe energije. Na voljo je električni kotel. Gospodinja vklopi likalnik in začne likati; v tem trenutku se ohlajeni kotel samodejno vklopi za ogrevanje. Porabni tok presega normo, izpraznijo se vtiči ali avtomat, stanovanje je brez napetosti. Škoda, pomembne informacije pa so izginile v računalniku.

Zdaj pa si predstavljajmo še eno situacijo: na steni blizu pulta visi škatla, nekoliko večja od cigaretne škatlice. "Občutek", da se je povečala celotna poraba toka in ni dovolj ravnotežja za grelnik vode, prekine napajalni tokokrog grelnega elementa in ko je vse zlikano in likalnik izklopljen, ga obnovi in ​​kotel se še naprej ogreva z nekaj zamude.

Poleg tega škatla takoj vklopi in izklopi kotel v skladu z vklopom / izklopom termostata likalnika: ne vsebuje elektromehanskih stikalnih naprav, deluje počasneje kot 10 ms (elektromehanski kontaktor – ne hitreje kot 20 ms) in samodejno naprava "ne vidi" preklapljanja potrošnikov. Ne glede na to, kako dolgo traja likanje, kotel ne bo imel časa, da se veliko ohladi, skupna poraba energije pa se ne bo povečala.

Takšna je "škatla" – naprava za samodejno zaustavitev kotla – in je opisana kasneje v članku.

Načelo delovanja

Shema naprave je prikazana na sliki. Njegova osnova je merilni transformator tipa TTN (tokovno-napetostni transformator) TM1. Primarni navit TM1 (W1) – zavoj ali en in pol emajliranega bakra velikega prereza – je vključen v prelom fazne žice L. Njegova induktivnost in aktivni upor sta zanemarljiva in nimata nobenega vpliva na napajanje stanovanja. Sekundarno navitje W2 – veliko zavojev tanke žice. Tisti, ki poznajo elektrodinamiko, bodo takoj razumeli, da bo V prisotnosti feromagnetnega magnetnega vezja NAPETOST U na sekundarnem navitju neposredno sorazmerna TOKU I primarnega, po njegovi vrednosti pa je mogoče presoditi velikost toka v izmerjenem krogu.

Naprava za samodejni izklop kotla, ko poraba energije naraste

Električni shematski prikaz naprave za samodejni izklop električnega kotla

Usmerniška dioda VD1 in akumulator C1 skupaj s TM1 sestavljata merilno enoto. Pretvorbeno razmerje je izbrano 1: 1,5, tj. pri toku v izmerjenem vezju 30 A bo napetost na C1 45 V. Ta, precej visok pretvorbeni faktor je izbran za odpravo trenutne histereze naprave. Če vzamemo recimo 5: 1 (izmerjeno 6 V na C1 pri 30 A), potem ko je naprava nastavljena na 6 A, pride do povratne obnove sekundarnega tokokroga pri 5,7 A. 0,3 Razlika pri 220 V je 66 W, tiste. ena ali dve luči lahko zmedeta napravo.

Omejevalni upor R1, nastavitveni potenciometer R2, Zenerjeva dioda VD2, LED1 LED, pretvornik puščanja R3 in tranzistor VT1 predstavljajo krmilno in indikacijsko enoto. Načelo njegovega delovanja je očitno: R2 prilagodi napravo na želeni tok. Ko napetost na njegovem motorju preseže napetost razgradnje cenerjeve diode plus 2 V (padec napetosti na LED), se VT1 odpre in zapre vezje krmilne elektrode tiristorja VS1 na skupno žico, zapre in odpre močnostni krog kotla . LED1 hkrati zasveti zaradi osnovnega toka VT1, kar pomeni, da se naprava sproži.

Diodni most VD2-VD6, delilnik napetosti R5 / R4 in tiristor VS1 tvorijo preklopno enoto. Sestavljen je po običajni shemi z obhodom diagonale diodnega mostu. V tem primeru skozi grelni element kotla in tiristorja tečejo sinusoidni enopolarni tokovni impulzi s frekvenco 100 Hz. Skozi R5 / R4 se na začetku vsakega impulza (ko napetost doseže približno 2 V) tiristor odpre in odda tok. Ko napetost pade na približno 0,5 V, se tiristor zapre in "počaka" na naslednji impulz.

Ko se krmilna enota sproži, odpiralni impulzi skozi odprti VT1 "gredo v tla", na koncu naslednjega pol vala 220 V 100 Hz se tiristor zapre, naslednji pa ne bo šel skozi nasprotno usmerjene roke VD2-VD6. Pri uporabi tiristorjev VS1, proizvedenih iz 70-ih let iz starega smeti, je moč kotla 90% nominalne, pri sodobnih optotiristorjih pa 97-98%.

Omejevalni upor R6 in LED2 LED sestavljata indikacijsko enoto priključka kotla. Ko zasveti LED2, pomeni, da se kotel napaja preko naprave.

Opomba: LED2 signalizira samo napajalno napetost. Ogrevanje kotla vklopi / izklopi termostat kot prej.

Bipolarno stikalo S1.1 / S1.2 je zasnovano tako, da v primeru okvare tokokroga neposredno vklopi kotel. Zanesljivost naprave je zelo visoka; vezje je zasnovano tako, da večina možnih napak ne vodi do izklopa, temveč nasprotno do stalnega dovajanja napetosti v kotel, kot da sploh ne bi bilo "škatel", ampak je naprava naj bi vam prihranili težave in jih ne dodali. S1.1 / S1.2 – s svetlobno indikacijo vklopa, tako da je razvidno, ali se kotel napaja preko "škatle" ali neposredno.

Pojasnila za diagram

Naprava je bila razvita po principu "hrastovosti": nastavite jo, priključite in pozabite. To pojasnjuje nekatere arhaične rešitve vezij.

Na primer, namesto TM1, ki ga je treba navijati, bi bilo mogoče uporabiti kompaktni senzor toka na magnetno občutljivih elektronskih komponentah. Toda tak senzor prehaja v kratkotrajne napetostne napetosti – impulzni šum (IP). IP je glavni vir napak v elektroniki, ki je neposredno povezana v omrežje, virov pa jih je v sodobnem stanovanju več kot dovolj. TTN v kombinaciji s shranjevalnim kondenzatorjem popolnoma zavira napajanje brez dodatnih filtrov.

R1 je lahko ocenjen od 1 do 5,6 kOhm. Zmanjšanje poveča mejno vrednost zajemnega toka; povečati – zmanjšati. VD1 – za napetost 4,7-5,6 V. To je povsem dovolj za odpravo histereze trenutnega delovanja. LED1 in LED2 – visoka svetlost; njihov sij je dobro viden tudi pri toku 2 mA.

Tranzistor VT1 mora biti dovolj močan, ker njegov osnovni tok lahko preseže 10 mA. Razpršena moč – ne manj kot 5 W; največja dopustna napetost kolektorja je od 50 V. V prvotni zasnovi je bil uporabljen stari sovjetski KT815G; kateri koli njegov analog ali močnejši.

Most VD2-VD6 in tiristor VS1 – za tok najmanj 20 A. Trenutna poraba gospodinjskih kotlov ne presega 10 A; dvojna "vojaška" trenutna rezerva namesto enega in pol industrijskega ali 30-odstotnega gospodinjstva naredi most in tiristor praktično večna. VS1 je treba namestiti na 30-50 kvadratnih M. radiatorja. cm

S1.1 / S1.2 – za tok 10 A z vgrajeno svetlobno indikacijo, kot je opisano zgoraj. Lahko vzamete močnejšega, vendar ni posebnega smisla dajati velike trenutne rezerve za S1.1 / S1.2: v izjemnih primerih se vklopi in pogosto ne preklopi.

TTN

Magnetna indukcija v magnetnem jedru TM1 je del tesle (T), zato jo lahko navijate celo na železo iz pločevinke ali na ferit v obliki črke S. Še vedno je boljše transformatorsko jeklo: indukcija nasičenja ferita je veliko manjša in ob ostrih močnih napetostnih napetostih v omrežju lahko napajalnik prodre v vezje. Površina preseka – od 1 kvadratnih metrov glej Več – ni strašljivo, a teža in dimenzije naprave se bodo povečale.

V originalu je TM1 navit na okvir izgorelega transformatorja kitajskega napajalnika "bazar". Radioamaterji vedo, da je previjanje "kitajcev" neuporabno: zelo prisilna feromagnetna zlitina, iz plošč katere je sestavljeno jedro, je občutljiva na toploto, ko izgori, razgradi svoje lastnosti in previti spet zelo izgore. hitro. Toda kot TTN tak transformator deluje brez opaznega ogrevanja pri največjem toku v primarnem navitju.

Naprava za samodejni izklop kotla, ko poraba energije naraste

Zasnova transformatorja TM1

Zasnova in podatki TM1 so prikazani na sliki. Primarni navit W1 je zavoj ali ena in pol 10-12 bakrenih emajliranih žic s premerom 1,0-0,8 mm, zloženih skupaj v baker, ali kos bakreno emajliranega vodila ustreznega odseka. Zaželeno je, da prenesemo gostoto toka j v W1 do 4 A / m², da se izognemo magnetni nasičenosti jedra iz MT. Pretvorbeni faktor je do neke mere odvisen od magnetnih lastnosti materiala jedra in njegovega prečnega prereza, zato bo treba pri izdelovanju TM1 na naključnem magnetnem krogu izbrati število obratov sekundarnega navitja W2.

Izbira W2

Izbira se opravi na podlagi razmerja 1 A – 1 V izmenične napetosti; nato po ravnanju na C1 dobimo le 40-45 V. W2 navijemo, na primer 200 obratov, za hitrost dela. Doma iščemo dovolj močnega potrošnika. Recimo, da imate 1300 W električni grelnik vode. Pri 220 V v omrežju je njegova trenutna poraba 1300/220 = 6 A po Ohmovem zakonu.

W1 TM1 vklopimo v prekinitev v napajalnem vezju grelnika vode (samo ne pozabite naliti vode; grelnika vode brez vode ni mogoče vklopiti kot predstikalno napravo), izmerite "spremembo" na W2 z multimetrom v izmeničnem toku način merjenja napetosti. Recimo, da se je izkazalo, da je 1,7 V. Pri 30 A s takšnim navitjem dobimo 30/6 = 5×1,7 = 8,5 V in potrebujemo 30 V. Zahtevano število obratov W2 bo 30 / 8,5 = 3,53 x200 (začetno število obratov) = 706. Zaokroži na 700 ali 750; odstopanje napetosti na W2 za 20% nima pomembnega vpliva na delovanje naprave. Premer žice ni pomemben, če se navitje prilega oknu okvirja.

Konstruktivna izvedba

Naprava med delovanjem ustvari približno 5 vatov toplote. To sicer ni veliko, toda v gluhem primeru s stalno povezavo z omrežjem se lahko toplotni način izkaže za težkega, zato morate zagotoviti prezračevalne luknje. Telo je katera koli ustrezna dielektrična škatla. Montaža – na tiskano vezje.

Vhod z omrežnim izhodom in izhod na kotel sta povezana prek standardnih priključnih blokov. Da ne bi zamenjali žic, je priporočljivo, da jih razmaknete drug od drugega in jih označite. R2 motor – za spline, ker nastavitev (glejte spodaj) se izvede enkrat pri namestitvi naprave. V ohišju je luknja nasproti motorja R2 ali pa je izvlečena na ohišje in po nastavitvi zatesnjena s trakom. Na sprednji plošči so prikazani LED1, LED2 in S1.1 / S1.2.

Namestitev in povezava

Naprava je nameščena v stanovanjski razdelilni plošči ali na steni med števcem in glavno razdelilno omarico. Vključen je v fazni premor, kot je navedeno. Žice iz števca se pripeljejo do vhoda; na izhodu – preostali del stanovanja, razen kotla. Kotel je za to povezan z izhodom. Povezava je seveda vzpostavljena z razbremenjenim stanovanjem v skladu s pravili o električni varnosti.

Naprava za samodejni izklop kotla, ko poraba energije naraste

Za več informacij o namestitvi samega zalogovnika in pretočnega grelnika vode glejte povezavo.

Prilagajanje

Najprej določimo trenutno rezervo stanovanja. Recimo redni potrošniki – razsvetljava, televizija, računalnik itd. skupaj so dali 700 vatov; pri 220 V bo 3,2 A. Avtomat, na primer pri 16 A. Ostane 12,8 A, bo 12,8×220 = 2816 W; 2,8 kW

Potem poiščemo najbližje MANJ potrošnika glede na moč. Recimo, da je na voljo 1400 W sesalnik, isti električni grelnik vode, 2,2 kW likalnik in 2,8 kW mikrovalovna pečica. Izbira likalnika, da se izognemo nepričakovanim zaustavitvam v prihodnosti. Kotliček lahko vklopite s sesalnikom, skupaj bodo dali 2,7 kW, vendar bo hrupno.

Nato izklopite kotel z običajnim avtomatskim strojem in motor R2 postavite v najnižji položaj v skladu s shemo. Nato vklopimo likalnik in gladko vrtimo drsnik R2, dokler se rdeča LED ne ugasne, rumena pa ne. To je to, nastavitev je konec, lahko vklopite kotel in živite v miru.

Prikaz stanja in diagnostika

Med običajnim delovanjem mora naprava zasvetiti bodisi LED1 (rumena) ali LED2 (rdeča). Če sta oba izključena ali vklopljena hkrati, je naprava v okvari, pred popravilom ali zamenjavo morate vklopiti S1.1 / S1.2. Za diagnostiko vklopimo omrežje, ki je bilo konfigurirano: rumena naj ugasne, rdeča pa naj zasveti. Vendar pa je možno, da se je omrežna napetost spremenila; v tem primeru bo morda potrebna prilagoditev.

In kaj še lahko prek nje vklopite?

Vklopite lahko "ohmične" potrošnike: likalnik, grelnik za vodo, električni kamin. Mikrovalovna pečica, hladilnik, klimatska naprava, računalnik, televizor in vse, kjer poleg preproste električne spirale obstaja vsaj nekakšna elektronika, je nemogoče: če jih napajajo enopolni impulzi, takšne naprave sploh ne bodo delovale ali pa hitro propadejo. V kotlu ni elektronike, na bimetalni plošči je termostat. Tudi osvetlitev je nemogoča: praksa kaže, da vse žarnice, ki jih napajajo unipolarni impulzi, hitro izgorijo.

Končni odtenek

Prvi upravljavci naprave, ki so se seznanili z njenim delovanjem, so se odločili, da jo preuredijo v električnem tokokrogu vtičnice na likalni deski, saj je tam ločena veja ožičenja. To pomeni, da so dali prednost kotlu: likalnik se izklopi v primeru prekomernega toka. Seveda pa vsakdo določi prednostne naloge v svojih stanovanjih.