система оттаивания, в частности, морозильника

Формула изобретения

Система оттаивания, в частности, морозильника, содержащая источник питания, счетчик времени, нагреватель, датчик окончания оттайки, компрессор, трехконтактное электромагнитное реле, подвижный контакт которого подключен ко второму полюсу источника питания, общий вывод счетчика времени соединен с первым неподвижным контактом трехконтактного электромагнитного реле и через компрессор соединен с первым полюсом источника питания, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена генератором импульсов с переключаемой частотой и триггером, установочный вход которого соединен с выходом счетчика времени, выход триггера соединен с управляющей обмоткой трехконтактного электромагнитного реле и управляющим входом генератора импульсов с переключаемой частотой, вход синхронизации которого подключен ко второму неподвижному контакту трехконтактного электромагнитного реле, вход сброса триггера подключен к точке соединения датчика окончания оттайки и нагревателя, другой вывод которого соединен со вторым неподвижным контактом трехконтактного электромагнитного реле, а второй вывод датчика окончания оттайки подключен к первому полюсу источника питания, с общим выводом счетчика времени соединены общий вывод триггера и общий вывод генератора импульсов с переключаемой частотой, выход которого подключен к счетному входу счетчика времени.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано для периодических включений исполнительных устройств автоматики переменного тока, в частности, для систем оттаивания морозильника.

Известна система оттаивания (см. электрическая схема морозильника STINOL - 106 "Руководство по эксплуатации". Морозильники "STINOL", 1996 г., стр. 29), содержащая счетчик времени и реле. В качестве счетчика времени используют синхронный мотор с понижающим редуктором, который механически связан с переключающими контактами реле.

Недостатком описанного устройства является наличие механических элементов, обладающих низкой надежностью.

Известна система оттаивания морозильника NO FROST (ТУ ИЯШУ 468333.001, утв. 20.11.98 г., ОАО "Егоршинский радиозавод"), содержащая источник питания, счетчик времени, трехконтактное реле, подвижный контакт которого подключен ко второму полюсу источника питания, нагреватель, компрессор и датчик окончания оттайки, общий вывод счетчика времени соединен с первым неподвижным контактом трехконтактного реле и через датчик окончания оттайки подключен к первому полюсу источника питания, а выход счетчика времени соединен с первым выводом обмотки трехконтактного реле, счетный вход счетчика времени через нагреватель соединен со вторым неподвижным контактом реле и через компрессор подключен к первому полюсу источника питания.

Недостатком известного устройства является низкая надежность, т. к. возможны сбои в работе из-за кратковременных пропаданий напряжения в сети. Большое энергопотребление связано с постоянным протеканием электрического тока через трехконтактное реле.

Наиболее близким аналогом к заявляемому устройству является система оттаивания (см. патент РФ 2167463, МПК7 Н 01 Н 43/10, Н 05 В 1/02, oп. 20.05.2001 г. ), содержащая источник питания, счетчик времени, нагреватель, датчик окончания оттайки, компрессор, трехконтактное реле, подвижный контакт которого подключен к полюсу источника питания, общий вывод счетчика времени соединен с первым неподвижным контактом трехконтактного реле и через компрессор соединен с другим полюсом источника питания.

Недостатком данного устройства является высокое энергопотребление, вызванное тем, что подключение нагревателя к питающей сети происходит периодически через фиксированные промежутки времени, вне зависимости от величины снеговой "шубы" на испарителе морозильника.

Технический результат - снижение энергопотребления за счет автоматического регулирования длительности цикла, повышение эксплуатационных характеристик управляемого устройства (морозильника), в частности повышение его экономичности и срока службы.

Технический результат достигается тем, что система оттаивания, в частности, морозильника, содержащая источник питания, счетчик времени, нагреватель, датчик окончания оттайки, компрессор, трехконтактное электромагнитное реле, подвижный контакт которого подключен ко второму полюсу источника питания, общий вывод счетчика времени соединен с первым неподвижным контактом трехконтактного электромагнитного реле и через компрессор соединен с первым полюсом источника питания, дополнительно снабжена генератором импульсов с переключаемой частотой и триггером, установочный вход которого соединен с выходом счетчика времени, выход триггера соединен с управляющей обмоткой трехконтактного электромагнитного реле и управляющим входом генератора импульсов с переключаемой частотой, вход синхронизации которого подключен ко второму неподвижному контакту трехконтактного электромагнитного реле, вход сброса триггера подключен к точке соединения датчика окончания оттайки и нагревателя, другой вывод которого соединен со вторым неподвижным контактом трехконтактного электромагнитного реле, а второй вывод датчика окончания оттайки подключен к первому полюсу источника питания, с общим выводом счетчика времени соединены общий вывод триггера и общий вывод генератора импульсов с переключаемой частотой, выход которого подключен к счетному входу счетчика времени.

Сопоставительный анализ с известными системами оттаивания показывает, что заявляемое решение позволяет наиболее оптимально решить задачу снижения энергопотребления, повышения экономичности и срока службы.

К совокупности существенных признаков заявляемой системы оттаивания, в частности, морозильника, позволяющих получить упомянутый результат, следует отнести то, что дополнительное введение в систему оттаивания генератора импульсов с переключаемой частотой и триггера, обеспечивает автоматическое регулирование времени работы компрессора 3 в зависимости от фактической продолжительности оттайки снеговой "шубы", снижает энергопотребление устройства. Кроме того, входное сопротивление входа синхронизации генератора импульсов с переключаемой частотой значительно больше сопротивления нагревателя, поэтому ток, протекающий в данной цепи, является пренебрежительно малым и не вызывает разогрева нагревателя 4, снижая энергоемкость заявляемого устройства.

На чертеже представлена блок-схема системы оттаивания, в частности, морозильника.

Система оттаивания содержит счетчик времени 1, реле 2, компрессор 3, нагреватель 4, датчик окончания оттайки 5, генератор импульсов с переключаемой частотой 6, триггер 7, первый полюс источника питания 8, второй полюс источника питания 9 и подвижный контакт 10 трехконтактного электромагнитного реле 2.

Подвижный контакт 10 трехконтактного электромагнитного реле 2 подключен ко второму полюсу 9 источника питания. Общий вывод счетчика времени 1 соединен с неподвижным контактом 10 трехконтактного электромагнитного реле 2 и через компрессор 3 подключен к первому полюсу источника питания. Установочный вход триггера 7 соединен с выходом счетчика времени 1, а выход триггера 7 соединен с управляющей обмоткой трехконтактного электромагнитного реле 2 и управляющим входом генератора импульсов с переключаемой частотой 6, вход синхронизации которого подключен к нормально разомкнутому неподвижному контакту "в" трехконтактного электромагнитного реле 2. Вход сброса триггера 7 подключен к точке соединения датчика окончания оттайки 5 и нагревателя 4, второй вывод которого соединен со вторым неподвижным контактом "а" трехконтактного электромагнитного реле 2. Второй вывод датчика окончания оттайки 5 подключен к первому полюсу 8 источника питания. Общий вывод триггера 7 и общий вывод генератора импульсов с переключаемой частотой 6 соединены с общим выводом счетчика времени 1. Выход генератора импульсов с переключаемой частотой 6 подключен к счетному входу счетчика времени 1.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения сети подвижный контакт 10 трехконтактного электромагнитного реле 2 находится в нормально замкнутом состоянии "a", при этом по цепи компрессора 3 протекает ток, обеспечивая его работу. После набора холода контакты датчика окончания оттайки 5 замыкаются и по цепи первый полюс 8 источника питания - датчик окончания оттайки 5 - нагреватель 4 - вход синхронизации генератора импульсов 6 поступает питающее напряжение, запуская его работу. (Входное сопротивление входа синхронизации генератора импульсов 6 значительно больше сопротивления нагревателя 4, поэтому ток, протекающий в данной цепи, является пренебрежимо малым и не вызывает разогрева нагревателя 4.) Импульсы с выхода генератора импульсов 6 с периодом t1 поступают на вход счетчика времени 1. После заполнения половины емкости счетчика времени 1 на его выходе появляется перепад напряжения, устанавливающий триггер 7 в единичное состояние. Напряжение с выхода триггера 7 поступает на выводы обмотки трехконтактного электромагнитного реле 2, подвижный контакт 10 которого переключается в положение "в" и питающее напряжение со второго полюса 9 подается на нагреватель 4, начинается процесс оттайки снеговой "шубы". Напряжение с выхода триггера 7 поступает на вход управления переключения частоты F генератора импульсов 6, при этом на выходе последнего появляются импульсы с периодом t2 < t1, продолжающие заполнение счетчика времени 1, но с большей скоростью. После заполнения счетчика времени 1 происходят его возврат в исходное состояние и переход к новому циклу заполнения. В оптимальном случае этот момент совпадает с моментом окончания оттайки, то есть размыканием контактов датчика окончания оттайки 5, при этом на вход сброса R триггера 7 поступает напряжение со второго полюса источника 9 через сопротивление нагревателя 4 и подвижный контакт трехконтактного электромагнитного реле 2, находящийся в положении "в". Триггер 7 возвращается в исходное положение, трехконтактное электромагнитное реле 2 обесточивается и его подвижный контакт 10 переходит в положение "a", отключая нагреватель 4 и включая компрессор 3.

В случае, если для оттаивания снеговой "шубы" требуется большее время, контакты датчика окончания оттайки 5 остаются в замкнутом состоянии, напряжение на вход сброса R триггера 7 не поступает, подвижный контакт 10 трехконтактного электромагнитного реле 2 остается в положении "в", оттайка продолжается. При этом на вход счетчика времени 1 продолжают поступать импульсы с периодом t2, осуществляя его заполнение от исходного состояния. Заполнение счетчика времени 1 импульсами с периодом t2 продолжается до момента фактического окончания оттайки, т.е. до размыкания контактов датчика окончания оттайки 5. При этом трехконтактное электромагнитное реле 2 возвращается в исходное состояние, и устройство переходит к новому циклу работы, однако, при этом накопление импульсов в счетчике времени 1 начинается с ненулевого состояния, определяемого количеством импульсов t2, поступивших на вход счетчика времени 1 с момента его перенаполнения до фактического окончания оттайки. Вследствие этого последующий период работы компрессора укоротится, соответственно уменьшатся величина снеговой "шубы" и время, необходимое для ее оттайки в следующем цикле. Аналогичный процесс, но с обратным знаком происходит, если фактическое время оттайки оказалось меньше заданного.

Таким образом, происходит автоматическое регулирование времени работы компрессора 3 в зависимости от фактической продолжительности оттайки снеговой "шубы". Эта зависимость определяется следующим соотношением:

dt_k=-(t1/t2).dt₀,

где dt_k - результирующее изменение времени работы компрессора 3;

dt_o - отличие фактического времени оттайки от оптимального;

t1 - период импульсов генератора импульсов с переключаемой частотой 6 в режиме охлаждения;

t2 - период импульсов генератора импульсов с переключаемой частотой 6 в режиме "оттайки".

В качестве генератора импульсов с переключаемой частотой может быть использован, например, двоичный счетчик с переключаемым коэффициентом деления.

Использование заявляемой системы оттаивания, в частности, морозильника позволит повысить срок службы.