RU32300U1 - THERMOSTATING DEVICE - Google Patents

Description

Область техникиTechnical field

Данное техническое решение относится к системам управления и регулирования температуры.This technical solution relates to temperature control and regulation systems.

Уровень техникиState of the art

Аналогами данного технического решения являются обогреватели фирмы Риттал (Германия) (см., например, каталог 29 фирмы Риттал, изд. 2000 г., стр. 528-540). Термостат Арт. .№ SK 3110.000 «применяется для наблюдения за работой фильтрующих вентиляторов и теплообменников, но может использоваться в качестве сигнального устройства для наблюдения за температурой внутри корпуса. Термопара - чувствительный датчик с обратной связью. Обогреватель со стандартным сопротивлением, а также с применением терморезистора.Analogs of this technical solution are heaters of the Rittal company (Germany) (see, for example, catalog 29 of the Rittal company, ed. 2000, p. 528-540). Thermostat Art. .№ SK 3110.000 “is used to monitor the operation of filter fans and heat exchangers, but can be used as a signal device for monitoring the temperature inside the housing. Thermocouple is a sensitive sensor with feedback. Heater with standard resistance, as well as using a thermistor.

Недостатком обогревателя со стандартным сопротивлением является то, что температура поверхности в обогревателе ограничена дополнительным термостатом. В результате обогреватель постоянно включается и выключается, что означает, что производимая мош;ность длительного нагрева низка.A disadvantage of a heater with standard resistance is that the surface temperature in the heater is limited by an additional thermostat. As a result, the heater constantly turns on and off, which means that the mosh produced; long-term heating is low.

Наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемого технического решения является УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (патент на изобретение RU 2 178 911 М кл. 7 G05D 23/02, заявка 2002106713/09, приоритет 20.03.2000 г.).The closest analogue (prototype) of the claimed technical solution is a TEMPERATURE CONTROL DEVICE (patent for invention RU 2 178 911 M class 7 G05D 23/02, application 2002106713/09, priority 03.20.2000).

Сущность полезной моделиUtility Model Essence

Термостатирующее устройство содержит термостат, плату с термодатчиками и блок управления питанием, соединенный первым входом с сетью переменного тока 220 В и первой группой выходов с группой входов термостата и вторым входом с группой выходов платы термодатчиков.The thermostatic device includes a thermostat, a board with temperature sensors and a power control unit connected to the first input with an AC 220 V network and the first group of outputs with a group of thermostat inputs and a second input with a group of outputs of the temperature sensor board.

Целью создания данного технического решения является разработка достаточно простого термостатирующего устройства, реализующего приемлемые характеристики поддержания температуры для нормального функционирования размещаемых электрорадиоэлементов, критичных к температуре окружающей среды при минимальных весогабаритных размерах и низкой потребляемой мощности.The purpose of creating this technical solution is to develop a fairly simple thermostatic device that implements acceptable temperature maintenance characteristics for the normal functioning of the placed radio electronic elements that are critical to ambient temperature with minimum weight and size and low power consumption.

Для получения данного технического результата термостат выполнен с применением саморегулируемого греющего кабеля и вентилятора, входы которых соединены с группой входов термостата.To obtain this technical result, the thermostat is made using a self-regulating heating cable and fan, the inputs of which are connected to the group of inputs of the thermostat.

Плата термодатчиков содержит четыре термодатчика, выходы которых соединены с помощью разъема с группой выходов платы, релейную схему, вход которой соединен с выходом одного из термодатчиков, а выход с разъемом группы выходов платы, фильтр питания, вход которого соединен с разъемом входа платы, а выход с входом питания четырех термодатчиков.The temperature sensor board contains four temperature sensors, the outputs of which are connected via a connector to the group of outputs of the board, a relay circuit, the input of which is connected to the output of one of the temperature sensors, and the output with a connector of the group of outputs of the board, a power filter, the input of which is connected to the input terminal of the board, and the output with power input of four temperature sensors.

Блок управления питанием содержит три исполнительные схемы, входы которых соединены с входным разъемом (ХР1) блока, а выходы с выходным разъемом (ХР2) блока, вспомогательный источник питания, вход и выход которого соединены с разъемом (ХР2) блока, и плату с предохранителями, входы которых соединены с разъемом (ЗСР а выходы с выходами исполнительных схем.The power control unit contains three actuating circuits, the inputs of which are connected to the input connector (ХР1) of the unit, and the outputs with the output connector (ХР2) of the unit, an auxiliary power source, the input and output of which are connected to the connector (ХР2) of the unit, and a circuit board with fuses, the inputs of which are connected to the connector (ZSR and the outputs with the outputs of the executive circuits.

Перечень чертежейList of drawings

На фиг. 1 приведена укрупиенная структурная схема термостатирующего устройства.In FIG. 1 shows an enlarged structural diagram of a thermostatic device.

На фиг. 2 приведена принципиальная электрическая схема платы термо датчиков.In FIG. 2 is a circuit diagram of a thermo sensor board.

На фиг. 3 приведена принципиальная электрическая схема блока управления питанием.In FIG. 3 is a circuit diagram of a power control unit.

Пример варианта выполнения полезной моделиAn example embodiment of a utility model

Термостатирующее устройство (фиг. 1) содержит плату термо датчиков 1, термостат 2, состоящий из нагревательного элемента в виде саморегулируемого греющего кабеля 3 и вентилятора 4, и блок управления питанием 5. Блок управления питанием 5 соединен с платой термодатчиков 1 кабелем бис термостатом 2 кабелем 7. Напряжение переменного тока подается в устройство через вход 8. На плате термодатчиков имеется разъем ХР1 9, на блоке управления питанием два разъема ХР1 10 и XS2 12, в термостате разъем XT 1 11.The thermostatic device (Fig. 1) contains a board of thermo sensors 1, a thermostat 2, consisting of a heating element in the form of a self-regulating heating cable 3 and a fan 4, and a power control unit 5. The power control unit 5 is connected to the temperature sensor board 1 by a cable with a thermostat 2 cable 7. The AC voltage is supplied to the device through input 8. On the temperature sensor board there is an XP1 9 connector, on the power control unit there are two XP1 10 and XS2 12 connectors, in the thermostat an XT 1 11 connector.

Плата термо датчиков 1 (фиг. 2) содержит четыре термо датчика 13, релейную схему (твердотельное реле) 14, фильтр питания 15.The thermo sensor board 1 (Fig. 2) contains four thermo sensors 13, a relay circuit (solid state relay) 14, a power filter 15.

Плата термостата (фиг. 3) содержит три исполнительные схемы 16, вспомогательный источник питания 17. На фиг. 3 также обозначена панель 18с предохранителями 19.The thermostat board (Fig. 3) contains three actuating circuits 16, an auxiliary power source 17. In FIG. 3 also indicates panel 18 with fuses 19.

Термостатирующее устройство предназначено для поддержания заданной температуры в шкафах с радиоэлектронной аппаратурой.The thermostatic device is designed to maintain a given temperature in cabinets with electronic equipment.

Назначение блоков.The purpose of the blocks.

Плата термодатчиков 1 предназначена для контроля температуры окружающей среды и формирования выходных сигналов в зависимости от окружающей температуры.The temperature sensor board 1 is designed to control the ambient temperature and generate output signals depending on the ambient temperature.

Блок управления питанием 5 предназначен для коммутации силовых цепей ( 220 В) по сигналам от платы термодатчиков 1, а также для питания платы термодатчиков 1 напряжением постоянного тока.The power control unit 5 is intended for switching power circuits (220 V) according to the signals from the thermal sensor board 1, as well as for supplying the thermal sensor board 1 with DC voltage.

Термостат 2 предназначен для нагрева окружающей среды до заданной температуры.Thermostat 2 is designed to heat the environment to a predetermined temperature.

Описание блоков в статике.Description of blocks in statics.

Плата термодатчиков 1 состоит из четырех независимых каналов (термодатчиков 13), каждый из которых срабатывает при достижении определенного температурного порога. Температурный порог срабатывания микросхемы задается внешним резистором и может быть настроен на решение конкретной задачи. Также есть возможность задавать гистерезис срабатывания микросхемы путем подключения соответствующего вывода микросхемы либо к питающему напряжению (+ 5 В), либо к «земле (О В).The temperature sensor board 1 consists of four independent channels (temperature sensors 13), each of which is triggered when a certain temperature threshold is reached. The temperature threshold of the microcircuit is set by an external resistor and can be configured to solve a specific problem. It is also possible to set the hysteresis of the operation of the microcircuit by connecting the corresponding output of the microcircuit either to the supply voltage (+ 5 V) or to the “ground (O V).

Также есть возможность задавать активный уровень (либо высокий, либо низкий) на выходе микросхемы путем подключения соответствующего вывода микросхемы либо к питающему напряжению, либо к О В. В каждом из четырех каналов на выходе микросхем стоит транзистор, который работает в режиме ключа. Также на плате термодатчиков расположено твердотельное реле К1, которое срабатывает по сигналу от одного их четырех каналов 13. Остальные три канала 13 имеют выход на разъем ХР1 9 и управляют твердотельными реле, расположенными в блоке управления питанием 5.It is also possible to set the active level (either high or low) at the output of the microcircuit by connecting the corresponding output of the microcircuit either to the supply voltage or to OV. In each of the four channels at the output of the microcircuit there is a transistor that operates in key mode. There is also a solid-state relay K1 on the temperature sensor board, which is triggered by a signal from one of the four channels 13. The remaining three channels 13 have an output to the XP1 connector 9 and control solid-state relays located in the power control unit 5.

Для питания микросхем DA1 - DA4 на плате термодатчиков 1 расположен стабилизатор напряжения (15).To power the DA1 - DA4 microcircuits, a voltage regulator (15) is located on the thermal sensor board 1.

Блок управления питанием 5 состоит из трех твердотельных реле К1 - КЗ, предназначенных для коммутации цепей переменного тока ( 220 В) по сигналам с платы термодатчиков 1, блока питания 17 и панели с предохранителями 18 для защиты силовых цепей от короткого замыкания.The power control unit 5 consists of three solid-state relays K1 - KZ, designed for switching AC circuits (220 V) according to the signals from the temperature sensor board 1, the power supply 17 and the fuse panel 18 to protect the power circuits from short circuits.

.ie« 3f/ii.ie “3f / ii

Термостат 2 состоит из саморегулируемого греющего кабеля 3 и вентилятора 4. Вентилятор 4 обеспечивает равномерный прогрев всего объема шкафа автоматики и предотвращает чрезмерный нагрев саморегулируемого греющего кабеля 3. Благодаря применению саморегулируемого греющего кабеля 3 в сочетании с вентилятором 4 температура саморегулируемого греющего кабеля 3 не повышается выше + 80 °С, что дает возможность применять термостат 2 в условиях, когда нагрев выше + 80 °С не допустим.Thermostat 2 consists of a self-regulating heating cable 3 and fan 4. Fan 4 ensures uniform heating of the entire automation cabinet and prevents excessive heating of the self-regulating heating cable 3. Thanks to the use of the self-regulating heating cable 3 in combination with fan 4, the temperature of the self-regulating heating cable 3 does not increase above + 80 ° C, which makes it possible to use thermostat 2 in conditions where heating above + 80 ° C is not permissible.

Описание работы.Description of work.

Устройство работает при температуре окружающей среды от - 30 °С до + 60 °С.The device operates at an ambient temperature of -30 ° C to + 60 ° C.

При подаче напряжения ( 220 В) переменного тока на вход 8 через внешний магнитный пускатель на контакте 3 «Блокировка разъема XS2 12 появляется фаза, которая заводится на yпpaвляюп: yю катушку внешнего пускателя и тем самым блокирует его отключение. При достижении температуры окружающей среды + 60 °С сигнал «Блокировка снимается, и внешний магнитный пускатель отключается, тем самым обесточивая вход 8. Повторное включение возможно только при снижении температуры окружающей среды ниже + 60 °С. При включении устройства включается вентилятор 4 (появляется фаза на контакте 2 « 220 В (Вент.) разъема XS2 12) и саморегулируемый греющий кабель (появляется фаза на контакте 4 « 220 В (Тен) разъема XS2 12). Последний при достижении температуры окружающей среды + 20 °С отключается (снимается фаза с контакта) и включается вновь при падении температуры окружающей среды ниже + 13 °С, тем самым поддерживая температуру в строго заданных пределах.When applying voltage (220 V) of alternating current to input 8 through an external magnetic starter on pin 3 "Blocking of connector XS2 12, a phase appears that starts up: the first coil of the external starter and thereby blocks its shutdown. When the ambient temperature reaches + 60 ° C, the signal "Lock is released, and the external magnetic starter is turned off, thereby de-energizing input 8. Re-activation is only possible if the ambient temperature drops below + 60 ° C. When the device is turned on, fan 4 is turned on (a phase appears on pin 2 "220 V (Vent.) Of XS2 12 connector) and a self-regulating heating cable (phase appears on pin 4" 220 V (Ten) of XS2 12). When the ambient temperature reaches + 20 ° C, the latter is turned off (the phase is removed from the contact) and turns on again when the ambient temperature drops below + 13 ° C, thereby maintaining the temperature in strictly specified limits.

При достижении температуры окружающей среды + 3 °С появляется фаза на контактах 5 « 220 В (Бл. пит.) и 6 « 220 В (ПКЭМ). Тем самымWhen the ambient temperature reaches + 3 ° C, a phase appears on the contacts 5 "220 V (Bl.pit.) And 6" 220 V (PCEM). Thereby

осуществляется включение основных систем автоматики, работающих в нлюсовом диапазоне температур.The main automation systems operating in the zero temperature range are switched on.

При достижении температуры окружающей среды + 55 °С вырабатывается предупреждающий сигнал «Перегрев автоматики, который в виде «сухого контакта снимается с контактов 8 и 9 разъема ХР1 9 платы термодатчиков 1. Максимальное напряжение коммутации «сухого контакта + 60 В, максимальный ток коммзп:ации - 250 мА.When the ambient temperature reaches + 55 ° C, a warning signal is generated “Automatic overheating, which in the form of a“ dry contact is removed from contacts 8 and 9 of connector XP1 9 of the temperature sensor board 1. The maximum switching voltage of the “dry contact is + 60 V, the maximum current commms: - 250 mA.

Для визуального контроля состояния цепей включения саморегулируемого греющего кабеля 3 и автоматики, а также перегрева автоматики предусмотрена возможность подключения внещних светодиодов к соответствующим контактам разъема ХР1 9 платы термодатчиков 1 и контактам разъема ХР1 10 блока управления питанием 5.For visual monitoring of the state of the switching circuits of the self-regulating heating cable 3 and automation, as well as overheating of the automation, it is possible to connect external LEDs to the corresponding contacts of the XP1 connector 9 of the temperature sensor board 1 and the contacts of the XP1 connector 10 of the power control unit 5.

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Данное техническое рещение промышленно реализуемо, обладает улучщенными качественными характеристиками, небольщой потребляемой мощностью и приемлемыми весогабаритными характеристиками. 6This technical solution is industrially feasible, has improved quality characteristics, low power consumption and acceptable weight and size characteristics. 6

Авторы: ГХ Authors: GC

Живо дров С.П. Логунов М.В. Рязанов В.Г. Глухов А.Г.Lively firewood S.P. Logunov M.V. Ryazanov V.G. Glukhov A.G.

Claims (3)

1. Термостатирующее устройство, содержащее термостат, плату с термодатчиками и блок управления питанием, соединенный первым входом с сетью переменного тока ~220 В и первой группой выходов с группой входов термостата и вторым входом с группой выходов платы термодатчиков, отличающееся тем, что термостат выполнен с применением саморегулируемого греющего кабеля и вентилятора, входы которых соединены с группой входов термостата.1. Thermostatic device comprising a thermostat, a board with temperature sensors and a power control unit connected to the first input with an AC network of ~ 220 V and the first group of outputs with a group of thermostat inputs and a second input with a group of outputs of the temperature sensor board, characterized in that the thermostat is made with the use of a self-regulating heating cable and fan, the inputs of which are connected to the group of inputs of the thermostat. 2. Термостатирующее устройство по п.1, отличающееся тем, что плата термодатчиков содержит четыре термодатчика, выходы которых соединены с помощью разъема с группой выходов платы, релейную схему, вход которой соединен с выходом одного из термодатчиков, а выход - с разъемом группы выходов платы, фильтр питания, вход которого соединен с разъемом входа платы, а выход - с входом питания четырех термодатчиков.2. The thermostatic device according to claim 1, characterized in that the temperature sensor board contains four temperature sensors, the outputs of which are connected using a connector to the group of outputs of the board, a relay circuit, the input of which is connected to the output of one of the temperature sensors, and the output to the connector of the group of outputs of the board , a power filter, the input of which is connected to the input connector of the board, and the output is connected to the power input of four temperature sensors. 3. Термостатирующее устройство по п.1, отличающееся тем, что блок управления питанием содержит три исполнительные схемы, входы которых соединены с входным разъемом (ХР1) блока, а выходы с выходным разъемом (ХР2) блока, вспомогательный источник питания, вход и выход которого соединены с разъемом (ХР2) блока, и плату с предохранителями, входы которых соединены с разъемом (ХР2), а выходы - с выходами исполнительных схем.3. Thermostatic device according to claim 1, characterized in that the power control unit contains three actuating circuits, the inputs of which are connected to the input connector (XP1) of the unit, and the outputs with the output connector (XP2) of the unit, an auxiliary power source, the input and output of which connected to the connector (XP2) of the unit, and a board with fuses, the inputs of which are connected to the connector (XP2), and the outputs are connected to the outputs of the executive circuits.