Устройство охлаждения домашнего холодильника

При эксплуатации холодильников наблюдается преждевременный выход из строя от перегрева электродвигателя компрессора. Стеснённые условия эксплуатации, недостаточное расстояние от решётки радиатора охладителя до стены помещения, отсутствие принудительной вентиляции приводит к перегреву электродвигателя холодильника. 

На крупных холодильных установках наличие вентилятора для принудительного охлаждения хладагента позволяет поддерживать температуру в камерах охлаждения в соответствии с требованиями по хранению продуктов.

Отсутствие принудительного охлаждения компрессора и радиатора упрощает эксплуатационные характеристики бытового холодильника и его цену, но снижает срок его эксплуатации, что выгодно изготовителю.

Вторым отрицательным фактором отсутствия принудительного охлаждения является высокое энергопотребление при длительной работе компрессора.

Предлагаемое устройство дополнительного охлаждения радиатора и компрессора холодильника потребляет от сети не более 20 ватт мощности. Простое электронное устройство позволяет ускорить охлаждение хладагента холодильных камер, снижает время работы компрессора.

Принцип работы устройства охлаждения основан на автоматическом включении принудительного обдува радиатора после включения компрессора. После отключения компрессора устройство переходит в дежурный режим с небольшим энергопотреблением.

Характеристики устройства:
Напряжение питания 220/12Вольт.
Потребляемая мощность макс. 20 ватт.
Производительность вентилятора 2,7 м.куб / мин.

В состав принципиальной схемы входит: датчик тока Т1; усилитель напряжения датчика тока на оптопаре U1; ждущий мультивибратор на аналоговом таймере DA1, с элементами  установки оборотов вентилятора и выходной усилитель мощности на транзисторе VT1. 
   
 На светодиоде HL1 выполнена индикация включения вентилятора М1. Источник питания выполнен на силовом трансформаторе Т2 с последующей стабилизацией напряжения аналоговой микросхемой DA1.

В момент запуска холодильника от внутреннего датчика температуры (термореле ) в цепи сетевого питания возникает почти пятикратный бросок тока, который создаёт напряжение на обмотке 1 и 2 трансформатора тока Т1, нагрузкой обмотки 2 является резистор R1. Выпрямленное диодным мостом VD1 переменное напряжение вторичной обмотки трансформатора тока Т1 через токоограничительный резистор R2 поступает на светодиод оптопары U1и ограничивается стабилитроном VD4.

Установка оптопары на входе схемы устройства обеспечивает гальваническую развязку схемы от электрических сетей высокого напряжения. В данной схеме трансформатор тока Т1 не обладает достаточными параметрами защиты от пробоя, оптопара U1 выполняет функции дополнительной гальванической развязки, имея изоляцию в 10 мОм. Положительные свойства использования вентиляторов от компьютеров - большая производительность, слабый акустический шум, длительная работа, отсутствие узлов с применением смазки, отсутствие коллектора. Потребляемый ток при производительности в 2,7 м.куб/мин не превышает 100 мА при 2700 об/мин, тип JA-1238S22H размером 120*120*38 мм -от компьютерных блоков питания. На роторе бесколлекторного двигателя - вентилятора имеются постоянные магниты, на статоре – обмотки. Электронный узел определяет положение ротора с помощью датчика  Холла, а электронная схема на транзисторах переключает обмотки статора в соответствии с вектором индукции постоянных магнитов ротора.

Ждущий мультивибратор выполнен на аналоговом интегральном таймере DA2, в исходном состоянии на выходе 3 микросхемы присутствует напряжение близкое к нулю, так как в начальный момент подачи питания на входе 2 нижнего компаратора напряжение больше 1/3Uп, ( поступает с положительной шины питания через резистор R3 ), внутренний транзистор оптопары в этот момент закрыт и имеет высокое сопротивление цепи.

Появление напряжения на обмотке 2 трансформатора тока Т1 вызывает открытие транзисторного ключа оптопары U1 и снижение напряжения на входе 2 нижнего компаратора аналогового таймера почти до нуля, внутренний триггер таймера DA2 переключится, напряжение на выходе 3 примет высокий уровень. Конденсатор С4 времязарядной цепи со временем Т = 1,1 (R4+R5)C4 зарядится до уровня 2/3 Uп и при переключении триггера по входу 6 верхнего компаратора срабатывает внутренний разрядный транзистор таймера и конденсатор С4 разрядится через ограничительный резистор R6. Поскольку с диодного моста VD1 на вход оптопары U1 поступают импульсы с частотой 100 Герц, то очередной импульс вновь запускает микросхему таймера по входу 2 DA2 и на выходе 3 микросхемы появится  высокий уровень. Длительность выходного импульса можно изменить регулятором оборотов R5, что приведёт к изменению скорости вращения мотора вентилятора. Напряжение запуска электродвигателя М1 вентилятора превышает уровень в пять вольт, из-за наличия внутренней схемы. При меньшем напряжении вентилятор будет работать неустойчиво или не вращаться. Эту особенность следует учесть при установке минимальных оборотов двигателя.

Для снижения паузы между положительными периодами высокого уровня на выходе 3 DA2, разряд конденсатора С4 выполнен в обход ( через диод VD4) резистора R5.

Выходной транзистор VT1 нагружен электродвигателем вентилятора М1.
Трансформатор тока Т1 выполнен из неисправного трансформатора от сетевого адаптера, первичная (сгоревшая) обмотка удаляется, а один из проводов питания холодильника наматывается двумя витками на каркас, ш- образные пластины железа собираются уже не в перехлёст, а в пачку, одинарные пластины стыкуются через газетную прокладку для устранения перемагничивания трансформатора тока и стягиваются хомутом.

Проверку работы принципиальной схемы следует начать с прямого запуска электродвигателя вентилятора от напряжения 12 вольт, далее подключив в схему следует замкнуть кратковременно вывод 2 таймера на минус питания, загорание индикатора HL1 и непродолжительное вращение вентилятора свидетельствует о исправности задействованных элементов схемы. Напряжение в 2-3 вольта на конденсаторе С1,при наличии нагрузки в виде лампы  на 150 ватт (вместо холодильника), должно периодически запускать таймер.

При недостаточном напряжении на конденсаторе С1, добавить два - три витка провода сетевой обмотки 1Т1 на высоковольтной катушке трансформатора Т1, регулятором оборотов R5 установить максимальные обороты вентилятора при минимальном шуме.

Плату печатного монтажа со схемой закрепить внутри подходящего по габаритам пластмассового корпуса, в нём -же установить силовой трансформатор Т2, светодиод0 и регулятор скорости установить на передней панели устройства. Питание на трансформатор Т2 можно подать с тройника удлинителя, в нём же установить трансформатор тока Т1. Вентилятор «М» закрепить над компрессором холодильника так, чтобы воздух подавался вверх от компрессора, вдоль решётки радиатора - для интенсивного снижения температуры. Корпус с электронной схемой желательно установить рядом с компрессором, в нижней части холодильника.

Вентилятор можно закрепить на коробочке (мыльнице) как на фото, светодиод HL1 заменить на четыре разноцветных светодиода последовательно, это будет выглядеть как ночничок и дополнительно проветривать помещение.

Вентилятор на фото вращается, но из-за большой скорости цифровой съёмки кажется неподвижным, на видео вращение нормально.

Таблица радиокомпонентов и их замена:

Литература:
1. Интегральный таймер КР1006ВИ1. «Радио» №7.1986 г.
2. Транзисторные оптроны «Радио» №2 1986г. Стр.59.
3. Свет из полупроводников. РМ №11/2002 стр36.
4. Малогабаритные сетевые трансформаторы. РМ №8/2004г. Стр. 44.

Теги:

• Sprint-Layout