Холодильник содержит чаще два термореле (терморегулятора), устроены по-разному, функции выполняют неодинаковые. Первое отслеживает перегрев компрессора, второе - температуру испарителя. Почему применяются непременно реле? Просты, надежны. Сегодня видим механические, электрические разновидности. Термореле для холодильника выполняет роль звонка, запускающего сложный механизм. Не прозвучит сигнал, система останется мертвой, мороз забудьте!
Где искать термореле холодильника
Хозяева холодильников с механическими регуляторами за термореле брались рукой. Не каждый догадывался. Ручка, которой устанавливается температура, переключатель режимов, насаживается на поворотный механизм термореле. Сформировано двумя основными деталями, благодаря которым сложно перепутать комплектующую:
- Короб, вмещающий исполнительные, управляющие механизмы.
- Длинный тонкий капилляр (металлическая трубка внутренним диаметром 0,5 мм).
Внутри короба в герметичном кожухе находится сильфон. Металлическая гармошка цилиндрической формы, отслеживающая изменение окружающего давления изменением линейных размеров. Чтобы лучше представить форму, вообразите металлический гофрированный шланг небольшой длины. Отличие сильфона измерительного: запаян с обоих концов, следовательно, герметичен. При повышении давления снаружи чувствительный элемент сжимается. Конструкция содержит пружину, изменяющую реакцию сильфона на прилагаемое давление.
Чтобы лучше понять назначение, сделаем краткий экскурс в производственные процессы. Сильфоны считаются измерительными элементами холодильников. Элементу найдено множество применений. В трубопроводах сильфон служит демпфирующим элементом. Температура окружающей среды поднимается, линия перекачки нефти начинает расширяться по длине. Разрыв опасен возгоранием. Выгнет линию дугой. На помощь приходит сегмент-сильфон. Гармошка сжимается, ничего особенного при повышении температуры с трубопроводом не происходит. Ситуация повторяется, почуяв мороз.
Изготавливаются гигантские сильфоны (единицы метров диаметром) из высококачественной стали. Сначала протягивается цилиндрический сегмент. Интересное происходит потом. Цилиндр вставляется в специальный станок внушительных размеров, пресс, снабженный захватом, несколько раз сдавливает гармошку, распрямляет выверенным усилием. Платформа поднимается, подиум выставляет сильфон, не обладающий выраженными упругими свойствами, как пружина. Можно растянуть, сжать, как делал пресс, деформировать.
Термостат холодильника
Чтобы уравновесить внешнюю силу давления, приложенную к сильфону, для использования в измерительной технике внутрь закачивается газ. Наружное, внешнее воздействия считаются факторами, удлиняющими, сжимающими сильфон. Очевидно, термореле, снабженное чувствительным элементом, будет срабатывать при одной температуре. В холодильниках тоже применяются простыми моделями. Но гораздо удобнее видеть прибор с регулятором, изменяющим порог срабатывания, делающим температуру в камерах холодильника соответствующей программе.
На сцене появляется пружина. Спиралью охватывает сильфон, крепится за оба запаянных конца. Натяг пружины определяет порог срабатывания чувствительного элемента. Некоторые сильфоны снабжены одним фиксированным моментом срабатывания, иные рассчитаны обеспечить два диапазона (камеры). Понятно, для морозильного и холодильного отсека применяются неодинаковые модели.
Работа термореле холодильника
Подробно рассмотрели принцип действия сильфона неспроста. Несмотря на засилье электроники, термореле продолжают оснащаться проверенным элементом. Отсутствует необходимость установки блоков питания, формирующих пониженные напряжения.
Ремонт термореле холодильника Стинол приходится делать примерно через 5 лет после покупки оборудования. Столько составляет ресурс чувствительного элемента, производимого одной немецкой фирмой.
Долговечность выходит сомнительная, быть может, дело определено точностью, надежностью. Считаем, ответ касается области унификации. Холодильник работает, формируя четыре фазовых состояния фреона:
- Сжатие;
- Конденсация;
- Расширение;
- Испарение.
Помогает получить низкие температуры. Устройство термореле холодильника предусматривает использование фреона. Почему? Раз фреон становится газом внутри испарителя контура охлаждения, легко изменит агрегатное состояние внутри капиллярной трубки термореле, которое, упоминали, сформировано двумя компонентами (см. выше). Повременили указать, система заполнена хладагентом, полностью герметична. Трубка запаяна со свободного конца, внутри находится фреон под давлением, позволяющим становиться жидкостью, только температура испарителя упадет ниже порога срабатывания. Вызывает ударное понижение давление системы, сильфон распрямляется.
Замыкаются нужные контакты, снимается управляющее напряжение реле запуска двигателя компрессора. В результате холодильник останавливается, температура перестает понижаться. Состояние сохраняется, пока не будет пройден порог срабатывания термореле на включение. Фреон внутри становится паром, давление на сильфон повышается, гофр сжимается, замыкаются контакты управляющей обмотки устройства запуска двигателя компрессора. Холодильник включается, работает, пока не будут достигнуты заданные параметры.
Теперь пара замечаний о работе термореле. Выше упоминалось, измеряется температура испарителя. Как это происходит? Мы поражены длиной чувствительной трубки. Неимоверная протяженность, при необходимости достает до пола. Весь фреон задействован процессом? Изменение агрегатного состояния происходит на самом кончике с захватом относительно небольшого участка, непосредственно прилегающего к испарителю. Обеспечивается надежный контакт. Обычно используется клей, сверху заделывается герметиком. Лишние витки герметичной трубки укладываются в междустенное пространство. Ведется установка нового термореле холодильника – взамен сломавшегося.
Замена термореле для холодильника под силу большинству мастеров, замечен нюанс. Новое термореле для холодильника аналогично старому типу. В противном случае результат сильно отличается от ожидаемого. Отдельные термореле для холодильников предоставляют возможность подстройки. Опытным мастерам удается решить ситуацию с честью. На поломку термореле нередко указывает факт: температура холодильника близко не соответствует заданной. Вывернув ручку регулятора в положение Выключено, напрасно ждем услышать характерный щелчок, издаваемый исправным термореле. Однако фактор нехарактерен полностью электронным устройствам, рассмотренным ниже.
Управляющая ручка, которую крутим-перещелкиваем для регулировки температуры, непосредственно воздействует на пружину термореле холодильника. Недостаток механических сильфонов в сложности обеспечения тонкой регуляции. Выставление режимов производится ступенями. Например, отечественные термореле для холодильников марки ТАМ поддерживают один-два режима. Вызвано сложностями подстройки пружины.
Электронные термореле
Упоминали сложность настройки сильфонных термореле для холодильников. Старые проверенные наработки достаточно хорошо послужили не одному поколению. Электронное термореле холодильников позволит гибко отслеживать поведение конструкции, предоставляет широкие возможности регулировки режимов.
Чувствительным элементом выступает специальный резистор, тиристор. Ключи сформированы силовыми транзисторами, присутствует возможность применять обыкновенные реле. Недостаток электронных термореле для холодильников ограничен непомерным энергопотреблением, однако считаем, долговечность важнее намного.
Удобны электронные термореле в холодильниках, снабженных линейными (поршневыми) компрессорами. Это не отдельный вид двигателей, скорее способ управления. Давно идет погоня за вторичными параметрами холодильников:
- Энергопотребление.
- Уровень шума.
- Габариты.
Новые модели стали оснащаться вначале инверторными компрессорами, потом ввели линейные. Работают без перерыва, поддерживая температуру на заданном уровне. Теоретически режим выходим шумным, на практике получается: компрессор работает вполсилы, ведет себя несравненно тише.
Регулировка термореле в холодильнике тонкая, датчик - чуткий, чтобы работал линейный компрессор. Электроника предоставляет такие возможности.
Термореле компрессора холодильника обсудим позднее.
Начнем с того, что терморегулятор в холодильнике служит для отключения / включения холодильного компрессора. При первоначальном включении исправного холодильника контакты терморегулятора замкнуты и подается команда на включение компрессора. Задать температуру в холодильнике можно поворотом ручки - степень охлаждения варируется, как правило, от +8 градусов до 0 градусов Цельсия, более низкая температура достигается поворотом ручки терморегулятора по часовой стрелке до упора.
Чтобы понять, какие неисправности могут быть в терморегуляторе (термостате) холодильника, надо разобраться в его устройстве.
Устройство терморегулятора холодильника
Механизм термостата представляет рычажную систему, управляющую электрическими контактами. Внешне терморегулятор представляет собой небольшую коробочку с ручкой, с одной стороны которой находится трубка, заполненная фреоном, а с другой стороны - контакты для подключения к электрической цепи.
Количество контактов может меняться от 2-х до 6-и, а длина трубки, заполненной фреоном, может быть от 0,8 до 2,5 метров. Это зависит от дополнительных функций терморегулятора, температурного режима и количества подключаемых модулей холодильника (свет, оттайка, индикация). Разбирать рабочий терморегулятор для изучения внутреннего устройства не рекомендуется.
Принцип работы
Принцип работы терморегулятора довольно прост. Конец капиллярной трубки термостата находится в зоне охлаждения и крепится на испаритель холодильника. Рычажный механизм терморегулятора, который находится в коробочке, при охлаждении воздействует на контактную группу - термореле размыкается. При повышении темпрературы термостат возвращается в первоначальное положение - силовые контакты замыкаются.
Неисправности
Внешне поломка терморегулятора (температурного датчика) проявляется двояко. Это может быть банальное отключение компрессора холодильника от электросхемы (компрессор не включается, никаких звуков нет, свет в холодильнике есть), а может изменение температурного режима в холодильной камере (перемораживание или высокая температура).
В первом случае, высока вероятность повреждения оцинкованной капиллярной трубки термостата, которая подвержена коррозии в водной среде, в результате которого рычажный механизм терморегулятора просто перестает работать. Во втором, надо разбираться, что конкретно послужило причиной нарушения температурного режима - коррозия, залипание контактов термореле или нарушение внутренних заводских настоек датчика. Ответ может дать только специалист - мастер по ремонту холодильника.
Место установки
Неисправный терморегулятор требует замены. Самостоятельно заменить сломанный термостат довольно просто, если добраться до места его установки. Вот здесь и возникают трудности.
В современных холодильниках регулировка термостата выведена, как правило, на лицевую панель и находится вверху холодильника, но может находиться и внутри. Охлаждающий модуль холодильника (испаритель) спрятан под пластмассовой обшивкой и находится в задней части.
Чтобы самостоятельно установить новый термостат, необходимо демонтировать сломанный терморегулятор.
- Для этого надо обесточить холодильник, выдернув шнур из электросети.
- В зависимости от модели холодильника, снять пластиковую накладку корпуса, в которой находится сломанный терморегулятор.
- Обозначить маркером схему подключения проводов.
- Убрать с места крепления (размещения) капиллярную трубку сломанного терморегулятора.
Установить новый термостат в обратной последовательности.
Особенности подключения
Не следует путать различные терморегуляторы, внешне похожие между собой. Одни могут работать только при плюсовых температурах, другие предназначены только для морозильников. Использование термостата, не предназначенного для работы холодильника (морозильника) может привести к некорректной работе оборудования и выходу из строя дорогостоящих элементов (компрессора).
Поэтому обязательно проверьте подключаемые провода к терморегулятору. Одно дело, если вы нашли на замену свой родной термостат, того же производителя или торговой марки, другое - если используете аналог.
Кстати, провода, подходящие к терморегулятору, имеют такое назначение:
- оранжевый, красный или черный - соединяет термостат с компрессором;
- коричневый - фазный провод, ведущий в розетку;
- белый, желтый или зеленый - ведет к лампочке, показывающей, что холодильник включен;
- полосатый желто-зеленый - заземление.
Начиная от размера контактов, месторасположения, терморегуляторы могут различаться настройками контактных групп (силовые или слаботочные) и предназначением (среднетемпературные или морозильные). Например, использование внешнепохожего температурного датчика К57-2,5 вместо К59-2,5, приведет обмерзанию в холодильной камере задней стенки и изменению температурного режима холодильника.
Привет всем любителям электронных самоделок. Недавно я по быстрому смастерил электронный терморегулятор своими руками, схема устройства очень проста. В качестве исполнительного устройства используется электромагнитное реле с мощными контактами, которые могут выдержать ток до 30 ампер. Поэтому рассматриваемая самоделка может использоваться для разных бытовых нужд.
По нижеприведенной схеме, терморегулятор можно использовать, например, для аквариума или для хранения овощей. Кому то он может пригодиться при использовании совместно с электрическим котлом, а кто-то его может приспособить и для холодильника.
Электронный терморегулятор своими руками, схема устройства
Как я уже говорил, схема очень проста, содержит минимум недорогих и распространённых радиодеталей. Обычно терморегуляторы строятся на микросхеме компараторе. Из-за этого устройство усложняется. Данная самоделка построена на регулируемом стабилитроне TL431:
Теперь поговорим подробнее о тех деталях, которые я использовал.
Детали устройства:
- Трансформатор понижающий на 12 вольт
- Диоды; IN4007, или другие с похожими характеристиками 6 шт.
- Конденсаторы электролитические; 1000 мк, 2000 мк, 47 мк
- Микросхема стабилизатор; 7805 или другая на 5 вольт
- Транзистор; КТ 814А, или другой p-n-p c током коллектора не меньше 0,3 А
- Регулируемый стабилитрон; TL431 или советский КР142ЕН19А
- Резисторы; 4,7 Ком, 160 Ком, 150 Ом, 910 Ом
- Резистор переменный; 150 Ком
- Терморезистор в качестве датчика; около 50 Ком с отрицательным ТКС
- Светодиод; любой с наименьшим током потребления
- Реле электромагнитное; любое на 12 вольт с током потребления 100 мА или меньше
- Кнопка или тумблер; для ручного управления
Как сделать терморегулятор своими руками
В качестве корпуса был использован сгоревший электронный счётчик Гранит-1. Плата, на которой расположились все основные радиодетали также от счетчика. Внутри корпуса поместились трансформатор блока питания и электромагнитное реле:
В качестве реле я решил использовать автомобильное, которое можно приобрести в любом автомагазине. Рабочий ток катушки приблизительно 100 миллиампер:
Так как регулируемый стабилитрон маломощный, его максимальный ток не превышает 100 миллиампер, непосредственно включить реле в цепь стабилитрона не получится. Поэтому пришлось использовать более мощный транзистор КТ814. Конечно, схему можно упростить, если применить реле, у которого ток через катушку будет меньше 100 миллиампер, например или SRA-12VDC-AL. Такие реле можно включить непосредственно в цепь катода стабилитрона.
Немного расскажу о трансформаторе. В качестве, которого я решил использовать нестандартный. У меня завалялась катушка напряжения от старого индукционного счетчика электрической энергии:
Как видно на фотографии там имеется свободное место для вторичной обмотки, я решил попробовать намотать её и посмотреть что получится. Конечно площадь поперечного сечение сердечника у него маленькая, соответственно и мощность небольшая. Но для данного регулятора температуры этого трансформатора достаточно. По расчётам у меня получилось 45 витков на 1 вольт. Для получения 12 вольт на выходе нужно намотать 540 витков. Чтобы уместить их я использовал провод диаметром 0,4 миллиметра. Конечно, можно использовать готовый с выходным напряжением 12 вольт или адаптер.
Как вы заметили, в схеме стоит стабилизатор 7805 со стабилизированным выходным напряжением 5 вольт, который питает управляющий вывод стабилитрона. Благодаря этому регулятор температуры получился со стабильными характеристиками, которые не будут изменяться от изменения питающего напряжения.
В качестве датчика я использовал терморезистор, у которого при комнатной температуре сопротивление 50 Ком. При нагревании сопротивление данного резистора уменьшается:
Чтобы защитить его от механических воздействий я применил термоусаживающие трубочки:
Место для переменного резистора R1 нашлось с правой стороны терморегулятора. Так как ось резистора очень короткая пришлось напаять на неё флажок, за который удобно поворачивать. С левой стороны я поместил тумблер ручного управления. При помощи него легко проконтролировать рабочее состояние устройства, при этом, не изменяя выставленную температуру:
Несмотря на то, что клемник бывшего электросчетчика очень громоздкий, убирать его из корпуса я не стал. В него чётко входит вилка, от какого либо прибора, например электрообогревателя. Убрав перемычку (на фотографии желтая справа) и включив вместо перемычки амперметр можно померить силу тока, отдаваемую в нагрузку:
Теперь осталось проградуировать терморегулятор. Для этого нам понадобится . Нужно оба датчика устройства соединить вместе при помощи изоленты:
Термометром произвести замер температуры различных предметов горячих, холодных. При помощи маркера нанести шкалу и разметку на терморегуляторе, момент включения реле. У меня получилось от 8 до 60 градусов Цельсия. Если кому-то нужно сдвинуть рабочую температуру в ту или иную сторону, это легко сделать, изменив номиналы резисторов R1, R2, R3:
Вот мы и сделали электронный терморегулятор своими руками. Внешне выглядит вот так:
Чтобы не было видно внутренности устройства, через прозрачную крышку, я ее закрыл скотчем, оставив отверстие под светодиод HL1. Некоторые радиолюбители, кто решил повторить эту схему, жалуются на то, что реле включается, не очень чётко, как бы дребезжит. Я ничего этого не заметил, реле включается и отключается очень чётко. Даже при небольшом изменении температуры, никакого дребезга не происходит. Если все-таки он возникнет нужно подобрать более точно конденсатор C3 и резистор R5 в цепи базы транзистора КТ814.
Собранный терморегулятор по данной схеме включает нагрузку при понижении температуры. Если кому то наоборот понадобится включать нагрузку при повышении температуры, то нужно поменять местами датчик R2 с резисторами R1, R3.
Термостат для холодильника своими руками
Всё началось с того, что вернувшись с работы и открыв холодильник обнаружил там тепло. Поворот регулятора термостата не помог - холод не появлялся. Поэтому решил не покупать новый блок, который к тому же редкий, а сам сделать электронный термостат на ATtiny85. С оригинальным термостатом разница в том, что датчик температуры лежит на полке, а не спрятан в стенке. Кроме того, появились 2 светодиода - они сигнализируют что агрегат включен или температура выше верхнего порога.
Схема устройства:
Для подключения потребовалось провести второй провод 220 В (взял от лампы освещения) для питания трансформатора.
Разъем, к которому подключен потенциометр - это одновременно разъем программирования ISP.
Плата защищена от влаги специальным лаком для печатных плат.
Трансформатор тут на 6 В. Был выбран такой, чтобы свести к минимуму потери на микросхеме 7805.
Реле здесь можно поставить и на 12 В. Если взять на него напряжение до стабилизатора. Чтобы снизить расходы, можно было бы создать блок питания бестрансформаторным, хотя найдутся сторонники и противники такого решения (электробезопастность). Еще одно сокращение расходов - это исключение микроконтроллера AVR. Есть термометры Даллас, которые могут работать тоже в режиме термостата.
Для поддержания необходимого диапазона температуры в современном холодильнике используется специальное устройство терморегулятор, сокращенно термостат. Термостат холодильника осуществляет включение и отключения компрессора. Иногда возникает ситуация, когда он выходит из строя, а заменить его нечем, тогда можно найти правильное решение и изготовить его своими руками, рассмотрим схему такого устройства.
Термостат обладает гальванической развязкой с питающим напряжением и позволяет поддерживать с достаточно хорошей точностью температуру внутри камеры холодильника.
Термостат холодильника на ОУ TLC271
Температурного датчиком является LM335. На самом деле, как следует из описания, это стабилизатор напряжения, параметры которого чувствительны к изменениям температуры. Подключается LM335 только двумя контактами. Катод подсоединен к плюсу через нагрузочный резистор R1, а анод к минусу.
Напряжение с LM335 поступает на прямой вход компаратора TLC271, на его инверсном входе имеется потенциал с делителя напряжения на сопротивлениях R3,R4,R5.
Температурный диапазон во внутренней камере холодильника, регулируют переменным сопротивлением R4. Если температура возрастет выше этого диапазона, то напряжение на прямом входе компаратора уменьшится по сравнению с инверсным входом. Это создаст на выходе компаратора сигнал логической единицы, что и откроет транзистор.
В коллекторной цепи транзистора КТ3102 подсоединены два оптотиристора. Их светодиодные части соединены последовательно, а их тиристорные составляющие параллельно и встречно-направлено. Поэтому появляется интересная возможность управлять переменным током (первый тиристор оптопары работает на первой полуволне, а второй на второй полуволне. Компрессор холодильника включается.
Как только температура внутри камеры холодильника снизится ниже установленного диапазона, то на выходе компаратора сформируется уровень логического нуля и компрессор отключится.
При данном варианте схемы, компрессор включается, когда температура достигнет + 6 градусов и отключается при понижение ее до + 4 градусов Цельсия.
Этого температурного интервала вполне достаточно для поддержания необходимой температуры хранения продуктов, и при этом обеспечивается комфортная работа компрессора, предотвращая его сильный износ. Это особенно актуально в устаревших моделях, с применением термореле для запуска двигателя.
Термостат холодильника на LM35
Терморегулятор считывает температуру датчиком LM35, сопротивление которого меняется в зависимости от температуры в холодильной камере, линейно откалиброванную с коэффициентом 10 мВ на 1 градус Цельсия.
Так как выходного напряжения явно недостаточно, чтобы открыть VT1, датчик LM35 включен по схеме источника тока. Его выход нагружен сопротивлением R1 и поэтому сила тока меняется пропорционально температуре в камере. Этот ток влечет падение на сопротивление R2. Падение напряжения управляет работой первого биполярного транзистора VT1. Если падение напряжения выше уровня порогового напряжения эмиттерного перехода, оба транзистора открываются, реле К1 срабатывает, а его фронтовые контакты и запускают электродвигатель.
Сопротивление R3 создает цепочку положительной обратной связи. Это обеспечивает гистерезис для предотвращения слишком частого включения компрессора. Обмотка электромагнитного реле должна быть на пять вольт, а его контакты должны выдерживать ток и напряжение через них протекающего, смотри .
Датчик температуры LM35 расположен внутри холодильного агрегата в правильном месте. Сопротивление резистора R1 припаивается непосредственно к датчику, чтобы можно было соединить LM35 с платой всего двумя проводами.
Если потребуется немного откорректировать уровень температуры, то это можно сделать подбором номинала сопротивлений резисторов R1 или R2. Резистор R3 задает величину гистерезиса.
Основой конструкции является операционный усилитель К157УД1 с выходным током 300ма, что дает возможность подсоединить оптотиристор, непосредственно к выходу ОУ без использовния буферного транзистора. ОУ включен как компаратор. Температуру отключения компрессора холодильника задают сопротивлением R1. Разницу между температурами включения и отключения задают сопротивлением R4.
Вместо электронного ключа на оптосимисторе и мощном симисторе VS1, можно использовать обычное реле с током коммутации на 10 Ампер. В этом случае обмотка реле подсоединена к шестому выводу микросхемы DA1 и третим выводом DA2. К этим же выводам подсоединен и демпфирующий диод. В случае использования реле, потребуется будет увеличить номинал емкости конденсатора С5 до 1 мкф. Если в конструкции будет использован электронный ключ, то диоды VD1 и VD2 можно исключить, соединив второй вывод DA2 непосредственно с корпусом.
Ведь никто не может запретить нам использовать, одну из них для возможной замены.
