Термостатирующее устройство
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
K АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
СО4ивлистимеских
Респу6лик "> 658536 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 08.09.75 (21) 2171491, 18-24 с присоединением заявки№вЂ” (23) Приоритет—
Опмбликовано 25.04.79. Бюллетень Ле 15 (51) Ч. К.. -
G 05 D 23! 30
Государственный комитет
СССР оо делам изобретений н открытий (53) УДК 621.555. .6 (088.8) Дата опубликования описания 26.0179 (72) Автор изобретения
И, И. Очковский (71) Заявитель (54) ТЕРМОСТАТИРУЮ1ЦЕЕ УСТРОЙСТВО
Изобретение относится к области холодильной техники, в частности техники термоэлектрического охлаждения, и может быть применено в термоэлектрических термостатирующих устройствах для термостатирования узлов и панелей электронной аппаратуры и других подобных объектов.
Широко известны устройства для термоэлектрического термостатирования различных объектов на заданном температурном уровне (1).
Однако, известные устройства обладают сравнительно низкой точностью, надежностью и экономичностью термостатирования на заданном температурном уровне, что является их недостатками.
Сравнительно низкая точность, надежность и экономичность обусловлены тем, что при изменении температуры окружающей среды и условий теплосъема с горячего и холодного спаев термоэлектрического исполнительного элемента существенно изменяется его выходная (тепловая) характеристика, а также наличием неизбежной и сравнительно большой статической ошибки термостат ирования.
Наиболее близким техническим решением является термостатирующее устройство, содержащее датчик и задатчик температуры объекта. подключенные к блоку сравнения. соединенному через первый блок управления с первым термоэлектрическим исполнительным элементом, второй термоэлектрический исполнительный элемент, подключенный к выходу второго блока управления, первый и второй входы которого связаны с выходами первого и второго релейных элементов, соединенных с дпфференцирующим элементом, вход которого соединен с первым входом третьего релейного элемента, соединенным через второй релейный элемент с запоминающим элементом. выход которого подключен ко второму входу третьего релейного элемента, выход которого связан с третьим входом второго блока управления (21.
Данное устройство обладает сравнительно высокой точностью и надежностью термо2В статирования на заданном температурном уровне. Однако, оно обладает сравнительно небольшим температурным диапазоном эксплуатации, т. к. эксплхатация его при
658536
0(Ц С П«Ч«Hilll ВЫШЕ 1l ()11B(. Деli HOI O JI<)ËO)K II T«. I <
I10I () Эфф(K 13 l!
:ш,(» и н ый i j)OBc H ü терм остати рован и я, п0
Я !Зг!ЯС Г< Я НСДОСТ» ГKO)I )TO ООУ«,10ВЛЕНО T! 1, по п,)н тсч!ц р-:луре окру жакнцей ср(:и 1, НИЖС .3 сl.l» H IIOI 0 X РОВНЯ 1 СР Ч 0«Т ITli PO !3!i HI! ß, H(. ц(х IL Сорб );13 HO ДОПОЛНИТЕ, (Ы(0 ОХ, 1сlждf!Tb
00 Ь(КТ, Г. К. !3 KOfl(ЧНОМ ИТОГЕ ЕГО HCO()ХОДи Мо Н)Д<) ГЫ I TI..
Целью изобр(тенин яв (FI«T«H по(зып!Снп( точности устройства при расширен(Ком т(xl- 10 пер»турном 1(1;JH;IBÎHc эксплуатации.
I 10cT3 ÂF! «í í3 ÿ I(c, 11>,lOÑTè Г астся Tc 31, ч тО устройство содержит датчик потребляечой мо(цности, входы которого соединены с выходами первого и второго блоков чправлсПНЯ, 3 131>I x0 L — — с п«РВЫ)1 Вхолом тР«т1>(1 0 рслсй!Гого эл(мента.
Устройство изображено Н» чертеже.
Оно со,(ержит первый тсрмоэлектрич«<— кпй испс)г(нптс,(ьный элемент 1, .!атчик 2 и задатчик 3 тсмпер»туры объекта, блок сравне-то нпя 4, первый блок управления 5, термост»Tирусмый об.ьект 6, второй термоэлектрический исполнительный элемент 7, запомин»10п(ии ) lcxic(п 8, дифф(р(.Ицир ющии эг(СМГ Hò
9, первый релсйный элемент 10, второй рс25 л«йный элемент 11, третий релейный элсчснт 12, д»тчик потребляемой мощности 13, второй блок управления 14.
Устройство работает следующим образом, 13 HpOII(«се H после Bhlxol» на заданный уровень Гсрмостатирова!шя контур т(рмо- З0
<. Тс(1 I I POFÇ;! fili H 110 ОТ К 1<) Jl(Il ИЮ (ЭС((31(.НТЫ 1) )
j)Fi É0T I T B P(. iK f1 XIC 0X.1 с!ж lEH llH il, l H lI0, !ОГР((Зc! 1(Р (ОСТ»ТИР>>ЕХ(ОГО ООЪ(>KT» {Зс(ВИС l (1 0 T (1 p (В Ы I П (H 11 Я И;1 И 110 H И ж е i (И Я Г (М (1(.р»туры окружающей среды и, сooTâñò(тБ(H HO, 1(>р чОстатир > ем ОГО 00.ьекта От за, !а н !Гого уровня терчостатирова ния ) .
Перел Включением термостатирук)щего у<тройспз» В з»починаю(цем э icxlcfilc уста-!
1»вливается нчлb или лк)бая зарх гая велиIIIII» ((,cT»If0l3KII может произ(зодпться»Втом»тпчсски при Выклю (снии термоста)иР> ЮIЦСГО >> СТРОJiCTBc! ) . (IP(1 IÇK 1 К)ЧЕНИИ ТЕР хн)статируюп!его устройства на входы р(— .1(.ЙНОГО Э.!«.;!Снтс(12 lip(1KË» lf>IB3(TCH разНОСТЬ ПОТ«пни»ЛО!3, СООТВ(>ТСТВЧ!ОЩая 110требляемой мощности обоими исполнительнь,ми элементами и 7, если в элечснте 8 установлен нуль, или разность между 110требляемой мо(цностью и уста нов,(«Иной в элементе 8. Отсюда очевидно. что псрвона(альHo в запоминающем элементе 8 мож T быть установлена л!обая величина чощности, за исклк)чением потребляемой B момент включения термостатирующего устройства, поэтому .!ля простоты и надежности целесообразно устанавливать или нуль (предпочтительно), или величину, заведомо больше максимально возможной потребляемой мо!цности. Элемент 1О ) включаясь, воздейС i B, «Т Hcl I)X<)J, О.IОК3 14, ПОСле ЧРГО Г!Ос,(«дпий начинает увеличивать величину ток», пропускаемого через элсме!п 7. в одном пз направлений, например. на охлаж ение ооъекта 6 (перед включением термоста.ГПруx)iii«(0 устройства блок 14 целесообразно, но H(. Обязательно, также устанавливать на нуль). T. к. температура термостатируемого объекта при этом изменяется, то одновременН0 контур термостатироваш(я по отклонепик) изменяет величину тока питания элем«!па, т. е. потребляемую мощность. Сумм»рная потребляемая (0LUHOñòü при этом уменьшается или увеличивается, в зависимости от первоначально установленного в блоке !4 направления тока питания. элемента 7 и знака разности температуры окружающей среды и заданного уровня термостати ров»ни я.
При достижении заданной скорости изменения величины тока элемента 7 и, соотвстствешн), сучмарной потребляемой мо!ц-!
Гостп, дифференциру(ощий элемент 9 включаеT рслейный элсчент 10 или 11, в зависимости от знака приращения суммарной потребляемой мощности, т. с. при ее увеличении и IH уменьшении. Если суммарная потребляемая мощность уменьшается, т. е. ее приращение (производная по времени) ичеет отрицательный знак, то включают элеч«!п 11. Последний блокирует вход блока
14 (берст управление на себя) и своими замыкакпцими контактами подключает датчик ш)требляемой мощности 13 ко входу
Эс(«мщла 8, ПОСЛЕ ЧЕГО Оба !)ХОД» ЭЛЕМЕНта
12 Ix(cfo равные потенциалы и последний, обссточиваясь, отключается от входа блока 14.
1Ip;i достижении значения потребляемой чощности, близкого к экстремальному (скорость изменения потребляемой мощности стремится к нулю), элемент 9 обесточивает
) icxIciiT 12, 3 последний отключается от
Входа б 10K» 14 0TKëþ÷àåò вход элеменГОВ 8 01 .(»тчика 13.
1)лок 14 прекращает изменять величину тока, пропускаемого через элемент 7 и суммарная потр«бляемая мощность перестает изменяться, а напряжение, соответствуюи!се настоящему значению этой мощности, автоматически запоминается в элементе 8 и схема устанавливается в исходное состояние.
Если же сучмарная потребляемая мощность увели (ивается, т. е. ее приращение (производная по времени) имеет положительный знак, то элемент 9 включает элемент 10, который самоблокируется, воздействует на вход блока 14 и производит реверс величины тока (с увеличения на уменьшение вплоть до изменения направления, т. е. полярности напряжения питания, и последующего его увеличения в обратном направлении), после чего суммарная потреб658536
Составитель Л. Птенцова
Техред О. Луговая Корректор Е. Папп
Тираж 1014 Подписное
Редактор Э. Губницкая
Заказ 2056/43
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 415
Филиал ПП П «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 э ляемая мо1цность начинает уменьшаться (производная отрицательная) . Элемент 9 включает элемент 11 и устройство работает аналогично вышеизложенному.
Если же в процессе работы термоэлектрического термостатирующего устройства произойдет изменение температуры окружающей среды и. соответственно, суммарной потребляемой мощности за счет изменения потребляемой мощности элементом 1 контура термостатирования по отклонению, то включается элемент 12 аналогично вышеизложенному, и блок 14 начинает изменять величину тока питания элемента 7 (увеличивать или уменьшать — безразлично). При этом суммарная потребляемая мощность или уменьшается или увеличивается, а термоэлектрическое устройство работает аналогично вышеизложенному. Вследствие этого объект термостатируется на заданном уровне при новом значении потребляемой мощности, соответствующей режиму максимальной экономичности для данной температуры окружающей среды.
Таким образом, данное устройство позволяет обеспечить высокую точность регулирования в широком диапазоне температур окружающей среды.
Фор.иула изобретения
Термостатиру ющее устройство, содержащее датчик и задатчик температуры объек6 ты, водил 1очсн вы Й K о зок3 с13ы 13 нсH1151. HE>o, lllненному через первый блок 3 и!3ы13г! i HI!31 первым термоэлектрическим !1 !ц>,IHH I E льным элементом, второй тср31о r,io13òðH ц ский
ИСПОЛНИтЕЛЬНЫй ЭЛЕМСНт ПОДКЛК1Ч3 ННЫЙ К 13))lкоду второго блока прывл HI!0. псрнь1й
S второй в.;оды которого связаны с 13!1к!1ды3!1! первого и второго релейныx элc310HToн, сo— единеннык с дифференцирмю1цим элсмш1том, вход которого соединен с перви>1м 13 к! 1ом третьего релейного элементы, сосд!!псиным через второй релейный элемент с ваном»1!1ющим элементом, вы. од которого подклн3чсн ко второму в оду третьего релейного элсмс ита, выкод которого связан с третьим к одом второго блока управлсHèÿ, от.ги ак1и1 еся тем, что. с целью повышения точности
15 и надежности устройства. оно содержит дытчик потребляемой мощности. в оды которого соединены с вы: одом первого и второго блоков управления, 3 I3Ilxoä с Hcðâûxi !3x()дом третьего релейного элементы.
2О
Исто !ники информации, принять!с во I3HHмание при экспертизе
1. Зорин И. В. и др. Термоэлектрические холодильники и генераторы. Энергия",1973, с. 52.
2. Авторское свидетельство !.С(.Р
N2 2064190(18-24, кл. G 05 D 2;3, 30, 01.10.74.
