Кулер (охладитель-водораздатчик) появился в нашем обиходе в начале 90-х годов XX века и стал неизменным атрибутом почти любого офиса. Каждая фирма, стремящаяся обеспечить комфорт своим сотрудникам, привлечь клиентов и укрепить свою репутацию, стремилась установить в своем офисе кулеры. Как правило, это были напольные и настольные аппараты. В этой статье рассматриваются кулеры серии YLR0.7-X-X(YLR0.7-5-10T, YLR0. 7-5-70T, YLR0.7-6-718А, YLR0.7-6-801А, YLR0.7-6-56А, YLR0.7-6-59В, YLR0.7-6-63А, YLR0.7-6-758АD, YLR0.7-5-36TD). Автор подробно рассматривает их конструкцию и приводит доработки, которые необходимо выполнить, чтобы летом получить более холодную воду.
Напольные и настольные кулеры
Основное отличие напольных от настольных устройств в объеме резервуаров для горячей и холодной воды. Совершенно естественно, что напольный кулер удобнее в офисе, где "за водой" могут один за другим в короткое время подойти несколько человек. Если "население" офиса не превышает 10 человек, кулер "выдаст" им воду без отклонения температуры в ней относительно первого и последнего подошедшего. Настольный кулер имеет относительно небольшие резервуары для воды, как правило, объемом 0,8 л. Этого вполне достаточно для средней семьи из 2-3 человек.
Напольные кулеры имеют дополнительные сервисные функции, такие как холодильный шкаф для продуктов, газация воды и другие. В некоторых моделях "водяная банка" объемом 18,9 литра устанавливается внутрь корпуса напольного кулера.
Настольные кулеры менее изысканны, поскольку имеют другое
предназначение - они адаптированы для домашнего или личного использования и устанавливаются на подставке или на столе. Банка с водой устанавливается в перевернутом виде вертикально сверху настольного кулера. Кроме того, некоторые модели настольных кулеров не имеют функции охлаждения и предназначены, прежде всего, для нагрева и постоянного поддержания в резервуаре горячей воды с температурой +95°С.
Дополнительным стимулом к покупке кулеров служат и регулярно проводимые продавцами акции, во время которых цена на кулеры может упасть до 50% (как правило, это происходит зимой и весной, перед жарким сезоном). Это справедливо, если вы заключите договор на поставку воды.
Внешний вид настольного кулера YLR0.7-5-10T с установленной водяной банкой представлен на рис. 1.
У разных моделей кулеров внешний вид лицевой панели может незначительно отличаться, но это не влияет на их внутреннее устройство, которое рассмотрим ниже.
Особенности работы настольных кулеров
Кулеры адаптированы для питания от бытовой сети 220 В. Во время нагрева кулером потребляется мощность порядка 550 Вт, а во время охлаждения - 50 Вт. На лицевой панели кулер имеет три светодиодных индикатора красного, желтого и зеленого цвета свечения (некоторые модели имеют только два индикатора - красного и зеленого). Красный индикатор отключается автоматически, когда температура горячей воды достигает 95°С. Далее устройство, подключенное к сети 220 В, находится в режиме поддержания температуры. Контроль и периодический подогрев резервуара с горячей водой происходит автоматически, с помощью электронного контроллера. Когда температура воды опускается ниже +80°С, включается подогрев и начинает светиться красный индикатор.
Рис. 1. Настольный кулер YLR0.7-5-10T
Зеленый индикатор (и устройство конденсатора охлаждения) автоматически отключается, когда температура воды в резервуаре охлаждения понижается до +5°С.
Если нет необходимости в горячей или холодной воде, соответствующую функцию можно отключить клавишным переключателем на задней панели кулера.
На задней стороне корпуса кулера вверху установлены переключатели красного и зеленого цвета соответственно, обеспечивающие автоматическое поддержание температуры в резервуарах с горячей и охлажденной водой.
Доработка кулеров
Если нагрев воды вполне достаточен для питья кофе и чая, то, как правило эффективность охлаждения воды оставляет желать лучшего. В "холодном" резервуаре вода охлаждается с помощью конденсатора.
На рис. 2 представлен вид на устройства со снятой задней крышкой.
Рис. 2. Кулер со снятой задней крышкой
На этом рисунке видно подключение нагревательных, охладительных элементов, резервуаров для воды и датчиков температуры.
Таблица 1. Зависимость сопротивления штатного терморезистора от температуры
Температура, °С | Сопротивление датчика NTC, кОм | Время цикла непрерывной работы охладителя до температуры +5°С, мин |
+22 | 11,8 | 8 |
+25 | 10 | 12 |
+30 | 8,2 | 25 |
Охлажденный резервуар, +5 | 33,3 | - |
Принцип действия охладителя следующий: в кулере имеется твердотельный нагревательный элемент плоской формы, установленный на радиатор охлаждения площадью 200 см2. К радиатору прикреплен вентилятор для дополнительного охлаждения.
Ток потребления нагревательного элемента составляет 4 А, поэтому в кулере используется мощный источник питания напряжением 12 В постоянного тока. Ток потребления вентилятора составляет 0,19 А (при 12 В).
Датчиком температуры охлажденной жидкости служит терморезистор в металлостеклянном корпусе, установленный в резервуаре ближе к лицевой панели кулера.
Когда сопротивление термодатчика (терморезистора) падает ниже 33 кОм схема сравнения на компараторе и усилителе сигналов (микросхема TL494CN) включает твердотельный нагревательный элемент и вентилятор охлаждения. От радиатора охлаждения, на котором установлен вентилятор, в водяной резервуар уходит змеевик, который за счет образования конденсата охлаждает воду в резервуаре.
На практике нагревательный элемент и вентилятор могут работать по нескольку часов подряд (особенно летом, когда окружающая температура +25°С и выше.
В холодное время года охладитель включается автоматически на короткое время (как правило,
5-8 мин).
При охлаждении воды в резервуаре сопротивление терморезистора увеличивается. В табл. 1 представлены значения сопротивления терморезистора при разных значениях температуры. Эти параметры установлены опытным путем.
Таким образом, охладитель (конденсатор)автоматически отключается при достижении терморезистором сопротивления 33,3 кОм.
Очевидно, что жарким летом, а также для тех, кто любит холодную воду, температура воды +5°С недостаточна, ее желательно скорректировать.
На рис. 3 представлена печатная плата устройства контроля и управления температурой кулера.
Никаких "ручных" регулировок на плате не предусмотрено.
Рис. 3. Вид на печатную плату устройства контроля и управления температурой кулера
Можно было бы изменить значения сопротивлений в делителе напряжения (в плечах компаратора), но, на взгляд автора, этот путь нерационален и займет мало времени.
Автор рекомендует следующий простой способ понижения температуры воды.
Точки подключения терморезистора стрелками указаны на рис. 3. Рядом обозначено место установки дополнительного резистора (обозначение на плате - RNTC).
Для того чтобы охладитель кулера работал даже после прохождения порога +5°С, в резервуаре охлаждения воды необходимо заменить резистор ММТ-4 (с обозначением NTC) другим, с сопротивлением 8.10 кОм (при комнатной температуре). Тогда при достижении температуры +5°С сопротивление терморезистора увеличится до 27,7 кОм. Опытным путем установлено, что когда устройство охлаж
дения воды отключится, сопротивление терморезистора будет в пределах 32.34 кОм, а температура воды опустится при этом до + 1°С. Учитывая инерционность работы электронного устройства контроля (из-за некоторой инерционности изменения сопротивления терморезистора), такой режим охлаждения будет оптимальным.
Второй способ (без замены терморезистора) заключается в том, что параллельно терморезистору на плате (в места, предназначенные для RNTC) устанавливают обычный резистор типа MF-25 сопротивлением 82 кОм (подобран экспериментально). Общее сопротивление термодатчика уменьшится, и устройство управления конденсатором отключиться уже после прохождения порога +5°С, следовательно вода в резервуаре будет более холодной.
Таблица 2. Зависимость сопротивления термодатчика с параллельно установленным резистором от температуры
Температура, °С | Общее сопротивление термодатчика, кОм | Время работы охладителя до температуры +1°С, мин |
+22 | 9,2 | 16 |
+25 | 7,5 | 20 |
+30 | 5,2 | 28 |
Охлажденный резервуар, +1 | 32.34 | - |
В табл. 2 представлена зависимость сопротивления термодатчика с параллельно установленным резистором от температуры воздуха.
Автор: Андрей Кашкаров (г. Санкт-Петербург)