Схемы терморегуляторов для самодельных холодильников. Термореле для холодильника

23.04.2020

Описание работы терморегулятора для холодильника

Электрическая схема (рис. 1.35) содержит генератор на микросхеме DD1, ключи на радиоэлементах DD2.2, DD2.3 и инвертор на элементе DD2.1.

Генератор на микросхеме К176ИЕ5 обладает переключаемыми RC-цепями (Rl, R3, Сl и R2, R4, С2). модификация времязадающих цепей выполняется ключами на микросхеме К561КТ3. Управление ключами начинается сигналами с выхода пятнадцатого разряда (вывод 5) делителя сигналов DD1.

При высоком напряжении на выходе 5 к внутренним лог. элементам микросхемы DD1 подсоединяется одна RC-цепь (R2, R4, С2). При низком напряжении электросигнал переворачивается инвертором на элементе DD2.1 и, сквозь ключ DD2.2, подсоединяется другая электроцепь (Rl, R3, Cl). Для смены термостата холодильника сопротивление R4 может иметь величину от 100 килоОм и более.

При снижении температуры в холодильнике до 0 градусов, терморезистор марки ММТ4 сопротивлением 220 килоОм имел сопротивление в 400 кОм. Так как терморезистор подключен в цепи, определяющей продолжительность паузы, то чем ниже температура в холодильной камере, тем больше момент паузы в работе компрессора холодильника.

Следовательно, совершается регулировка температуры путем изменения длительности паузы в работе компрессора холодильника сопротивлением R3. Контролирующий импульс, сквозь ключ на транзисторе VT1 вкл промежуточное электрореле Kl, которое вкл более мощное реле. Промежуточное электрореле марки РЭС6, РЭС49.

Микросхему К561КТ3 возможно поменять на К176КТ1. Переключатель SA1 нужен для включения постоянного функционирования компрессора после оттаивания холодильника. Печатная плата электрореле показана на рисунке 1.36, а со стороны установки радиодеталей рисунок 1.37.

Габариты платы ограничены размерами электрореле на 220 В. На плате расположены выпрямительные диоды и емкости фильтра. Терморезистор R3 припаивают к тонкому проводу марки МГТФ и размещают в морозильнике.

Сопротивление R4 и переключатель SA1 размещают вблизи на пластмассовой боковой крышке реле. Переменное напряжение, идущее на электросхему должно быть таким, чтобы выпрямленное напряжение не было более 9 В. При меньшем напряж. микросхема К176ИЕ5 еще может работать, однако при напряж. более 9 В она может не работать.

Если вам необходим генератор крайне низкой частоты с раздельной регулировкой продолжительности высокого и низкого уровней, то сопротивление R3 может быть заменен потенциометром до 3 МОм. Частоту приблизительно высчитывают по формуле F =0,7/RC.

При расчетах продолжительности следует помнить, что момент работы или паузы будет равняться половине расчетной, поскольку берется лишь часть периода - либо высокий уровень, либо низкий.

Данный электронный термостат для холодильника поможет в тех случаях, когда собственный (заводской) термостат неисправен или его точность работы уже недостаточна. В старых холодильниках используется механический термостат температуры с использованием жидкости или газа, которыми заполнен капилляр.

При изменении температуры меняется и давление внутри капилляра, которое передается на мембрану (сильфона). В результате термостат включает и выключает компрессор холодильника. Конечно же, подобная система термостатирования имеет низкую точность, и детали ее со временем изнашиваются.

Описание работы термостата для холодильника

Как известно температура хранения пищевых продуктов в холодильной камере должна быть +2…8 градусов Цельсия. Рабочая температура холодильника +5 градусов.

Электронный терморегулятор для холодильника характеризуется двумя параметрами: температура запуска и остановки (либо средняя температура плюс значение гистерезиса) компрессора. Гистерезис необходим для предотвращения слишком частого включения компрессора холодильника.

В данной схеме предусмотрен гистерезис в 2 градуса при средней температуре в 5 градусов. Таким образом, компрессор холодильника включается, когда температура достигнет + 6 градусов и отключается при снижении ее до + 4 градусов.

Этот температурный интервал достаточный для поддержания оптимальной температуры хранения продуктов, и при этом он обеспечивает комфортную работу компрессора, предотвращая его чрезмерный износ. Это особенно важно для уже старых холодильников, использующих термореле для запуска двигателя.

Электронный термостат является подходящей заменой оригинального термостата. Терморегулятор считывает температуру с помощью датчика, сопротивление которого меняется в зависимости от изменения температуры. Для этих целей довольно часто используют термистор (NTC), но проблема заключается в его низкой точности и необходимости в калибровке.

Для обеспечения точной установки контролируемой температуры и избавления от многочасовой калибровки, в данном варианте термостата для холодильника был выбран . Он представляет собой интегральную схему, линейно откалиброванную в градусах Цельсия, с коэффициентом 10 мВ на 1 градус Цельсия. В связи с тем, что пороговая температура близка к нулю, относительное изменение выходного напряжения велико. Поэтому сигнал с выхода датчика можно контролировать с помощью простой схемы состоящей всего из двух транзисторов.

Так как выходное напряжение слишком мало, чтобы открыть транзистор VT1, датчик LM35 включен как источник тока. Его выход нагружен резистором R1 и поэтому сила тока на нем изменяется пропорционально температуре. Этот ток влечет падение на резисторе R2. Падение напряжения управляет работой транзистора VT1. Если падение напряжения превышает пороговое напряжение перехода база-эмиттер, транзисторы VT1 и VT2 открываются, реле К1 включается, чьи контакты подключены вместо контактов старого термостата.

Резистор R3 создает положительно обратную связь. Это добавляет небольшой ток к сопротивлению R2, который сдвигает порог и тем самым обеспечивает гистерезис. Обмотка электромагнитного реле должна быть рассчитана на 5…6 вольт. Контактная пара реле должна выдерживать необходимый ток и напряжение.

Датчик LM35 расположен внутри холодильника в подходящем месте. Сопротивление R1 припаивается непосредственно к датчику температуры, что в свою очередь позволяет соединить LM35 с монтажной платой всего двумя проводами.

Провода соединяющие датчик могут внести в схему помехи, поэтому для подавления помех добавлен конденсатор С2. Схема работает от источника питания 5 вольт построенного . Потребление тока главным образом зависит от типа используемого реле. должен быть надежно изолированы от сети.

Большим преимуществом этой схемы является то, что она начинает работать сразу при первом запуске и не нуждается в калибровке и настройке. Если возникнет необходимость немного изменить уровень температуры, то это можно сделать путем подбора сопротивлений R1 или R2. Сопротивление R3 определяет величину гистерезиса.

Портативный USB осциллограф, 2 канала, 40 МГц....

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.

С технологической точки зрения, конструкция холодильника представляет собой совокупность таких узлов как система терморегуляции, пусковое реле и нагнетающий компрессор.

Неисправными могут оказаться все узлы, при этом разные причины могут иметь одинаковые симптомы. Очень часто, когда при ремонте подозревают пусковое реле, причина оказывается в поломке терморегулятора. Чтобы понять, как обычного холодильника.

Терморегулятор со спиральным датчиком

Что такое терморегулятор и зачем он нужен

Когда устройство перестает адекватно функционировать, признаки могут быть следующие:

мотор работает беспрерывно, холодильное устройство не выключается;
на стенах камеры обнаруживается «снежная шуба» (залежи льда и инея), нагнетание слишком активное, циркуляция фреона повышена и холодильник морозит слишком сильно;

Снежная шуба: верный признак неисправности

в холодильной камере тепло, чем больше внутрь загружаете предметов, тем хуже охлаждается пространство.
после отключения мотор не запускается сразу (долго держит температуру и не перезапускается).

Чтобы исправить ситуацию, следует выключить устройство от сети, произвести полную разморозку. Содержимое камер следует извлечь, затем включите холодильник и переключите в регуляторе температуру на полный максимум (минимум температуры). Внутрь холодильника следует положить термометр (не используйте жидкостные, лучше всего подходят электронные). Если терморегулятор функционирует, то, как только термометре появятся показания, которые вы выставили, холодильник выключится. Если после достижения температуры, мотор продолжает работать и охлаждать камеры, значит терморегулятор неисправен.

В условиях постоянных регулировок, температура внутри камеры постоянно меняется, темпы этих изменений зависят от уровня чувствительности терморегулятора.

Устройство терморегулятора

Регуляторы температуры всех холодильных систем (бытовых устройств в том числе) являются приборами манометрического типа. Они функционируют благодаря изменениям давления наполнителя. Давление меняется из-за разницы температур. Некоторые современные холодильники содержат электронный терморегулятор – намного более прогрессивное устройство, позволяющее более с большей точностью фиксировать изменение температуры и выключать/включать реле компрессора.

Терморегуляторы являются механизмами, содержащими рычажную систему и набор контактов через которые и осуществляется включение в общую электропроводку устройства.

В основе температурного регулятора лежит так называемый сильфон – чувствительный к изменению температур элемент, который при помощи пружины воздействует на общую электросхему. Таким образом, при изменении температуры сильфон передает сигнал пружине, пружина — рычагу, рычаг – главному механизму, механизм – воздействует на общую электронную систему. Безусловно, также, в составе регулятора имеется специальная прокладка, которая выполняет роль изолятора внутренних компонентов терморегулятора от внешней среды (в первую очередь, от влажности). Также регулятор внутри наполнен специальной жидкостью (хлорметил).

Самым основным, и с чего следует начать работу, является проверка терморегулятора. Признаком неисправности или грядущей поломки является чрезмерное перемораживание холодильника либо, наоборот, устройство и вовсе перестало нагревать. Это означает, что регулятор «плохо понимает» температуру, т.е. он может работать, но диапазон, в котором он детектирует температуру, изменились. Вы настраиваете холодильник на 4 градуса, а он выключается при + 15? Это означает, что терморегулятор «думает», что +15 – это 4 градуса и поэтому на рефрижераторе появляется ложный сигнал. Есть два способа произвести проверку:

Способ № 1 — напрямую

Термостат оставляете внутри холодильника. Находя два провода, которые в него входят, отсоединяете их осторожно (чтобы потом можно было легко вернуть их на место) и соединяете между собой. Будьте внимательны! По проводам идет высокое напряжение. Все операции с проводами следует делать только при выключенном моторе.

Два провода, идущие от регулятора

Этот метод хорош, если . Он полностью проверяет терморегулятор, так как все ограничения температур перестают быть актуальным.

Способ № 2: проверка сильфона

Этот способ позволяет проверить регулятор, не прибегая к его снятию и разборке. Однако требуются некоторые базовые знания в вопросах устройства компоненты. Возле маленькой оси, на котором крепится самая ручка регулировки следует найти пластину, ее нужно двигать и щелкать.

Демонтированный терморегулятор

Если пластина зафиксирована «намертво» и не поддается сдвигу (при этом отсутствуют щелчки), значит регулятор выведен из строя.

Способ №3 – проверка тестером

Главный способ, которым пользуется большинство мастеров, это – проверка тестером (мультиметром). Для этого терморегулятор следует снять (перед заменой, его в любом случае потребуется демонтировать). Мультиметр следует выстроить в режим «сопротивление»; настройка должна быть минимальной (выставлена на минимум).

Проверка при помощи мультиметра (тестера)

Бывают случаи (однако, крайне редко), что терморегулятор исправно функционирует в демонтированном состоянии, но отказывается функционировать внутри. Связано это с редкой неисправностью, которая может быть связана с температурным режимом – в холоде он перестает работать, а при комнатной температуре – не размыкает цепь. Для того чтобы протестировать его следует класть деталь в стакан с очень холодной водой. Несколько минут в воде, и он готов к диагностике. Если на экране тестера (в режиме прозванивания цепи) появляется цифра «1» (пробой), то регулятор неисправен, если «0», то деталь рабочая.

Правила безопасности, которые следует соблюдать при проверке

Холодильник – крупный бытовой прибор, для работы которого требуется высокое напряжение. Есть три основные угрозы, которые потенциально имеют место быть, если вы решили отремонтировать ваш холодильник:

удар электрическим током (высокое напряжение оказывается на контактах реле, терморегулятора, на обмотках компрессора);
удар электрическим током (короткое замыкание внутри электропроводки холодильного устройства, в следствии попадания открытых частей проводки на металлический корпус);
обморожения из-за попадания на кожу хладагента.

Любой, кто решил ремонтировать терморегулятор (или любой другой компонент холодильника) должен принимать серьезные меры предосторожности. Не следует проводить работы в то время, когда холодильник включен в сеть: обязательно обесточивайте устройство.

В результате (или в процессе) проведения ремонтных работ, образуются контакты проводки, которые следует соединить друг с другом. Все соединения должны быть должным образом изолированы. Необходимо непрерывно проверять наличие напряжения на всех поверхностях, способных проводить ток – корпус, внутренние элементы холодильной камеры и пр.).

Все инструменты (отвертки, пассатижи, клеммы мультиметров) должны иметь изолированные ручки.

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.