RTregulator

Z důvodu velké poptávky možnosti regulace kapaliny solárních kolektorů pro ohřev teplé užitkové vody (TUV), jsem sestrojil jednoduchý,levný a hlavně spolehlivý regulátor pracující na principu porovnávání teplot na solárním kolektoru a v zásobníku TUV, nebo bazéně.

Základní princip regulátoru vychází ze zapojení publikovaném v Praktické elektronice v září roku 1997 panem Rastislavem Ščevkou. Jádrem celého regulátoru je integrovaný obvod TL072, který je zapojen jako komparátor na jehož invertující a neinvertující vstup jsou připojeny odporová teplotní čidla KTY81/210. Z důvodu stability komparátoru je zavedena rezistorem R1 zpětná vazba, která zaručuje že se komparátor nerozkmitá, pokud budou teploty na obou čidlech stejné.

Čidlo "snímací" připojené k solárnímu kolektoru je zapojeno přes ochranné prvky přímo na neinvertující vstup. Čidlo "porovnávací" (v bazéně ) lze zapojit dvěma způsoby:

1) Při prvním způsobu zkratujeme konektor X1 pomocí propojky. Čidlo tím připojíme přímo na neinvertující vstup. Rozdíl teplot je poté možný nastavit pomocí trimru P1. V tomto případě není nutné osazovat přepínač SW1 a trimr P2.

2) Ve druhém případě necháme rozpojený konektor X1 a vstup čidla je připojen přes páčkový spínač SW1 a přesné rezistory R9-R12. Rezistory nám určují přesný rozdíl teplot při niž chceme spínat čerpadlo v rozmezí 3°C až 13°C. V tomto případě je nutné osadit trimr P2 a před vlastním použitím provést kalibraci, která je popsána dále.

DIP				Teplota
1	2	3	4	[°C]
ON				12,8
	ON			10,5
		ON		5,8
			ON	3,2
		ON	ON	2
ON	ON	ON	ON	1,5

Pozn: Při výpočtu byla charakteristika teplotního čidla linearizována a průměrována, proto jsou tyto hodnoty pouze informativní a budou se lišit při teplotě 25°C a 60°C cca o ±1,5°C. Pro správné nastavení by se měli rezistory R9 až R12 použít přesné s 1% tolerancí.

Výstup komparátoru nám přes odporový dělič tvořený rezistory R7 a R8 spíná tranzistor VT1, který zajišťuje sepnutí čerpadla přes opticky oddělený člen tvořený optotriakem IO2 a triakemTR2. Optotriak MOC 3041 nám zaručuje spínání v nule. Tranzistor také zajišťuje optickou signalizaci sepnutí čerpadla pomocí nízkopříkonové LED diody.

Napájení celého regulátoru zajišťuje transformátor, který síťové střídavé napětí snižuje na hodnotu 12V. To je dále usměrněno pomocí diodového můstku a stabilizováno na hodnotu 12V. Ochranu celého obvodu tvoří klasická trubičková pojistka o nominální hodnotě rovné výkonu čerpadla a spotřeby regulátoru. V našem případě použita pomalá pojistka T2A.

Plošný spoj je navrhnutý jako jednostranný se dvěma drátovými spoji. Vzhledem k možnosti umístit regulátor do malé montážní krabičky, byli však použity součástky SMD velikosti 1206 a 0805. SMD součástky jsou umístěny na straně spojů a klasické vrtané součástky na straně součástek. Regulátor by měl po správném osazení začít pracovat na první pokus.

Osazená a oživená deska plošných spojů je navrhnuta k usazení do montážní krabičky o rozměrech 80x80x38 mm. V krabičce se musí pouze vyvrtat z boku díra o průměru 3mm na LED diodu a poté díry na přívodní kabeláž a teplotní čidla.

Při volbě nastavení rozdílu spínání teplot pomocí přepínače je nutná počáteční kalibrace. Zkratujeme konektor X1 – propojkou a docílíme stejných teplot na obou čidlech (např. položením do stejné kapaliny). Poté otáčíme trimrem P1 tak dlouho dokud nám nesepne triak - nerozsvítí se dioda. Po tomto nastavení rozpojíme konektor X1 a rozdíl je už možné nastavovat pomocí přepínače. Tato kalibrace má nespornou výhodu v tom, že zároveň eliminujeme odpor přívodních vodičů – různé délky.

Způsob zapojení regulátoru do systému je patrný z následujícího obrázku. Snímací čidlo se připojuje co nejblíže ke zdroji tepla (sluneční kolektor, kotel). Porovnávací čidlo snímá teplotu v zásobníku TUV, nebo bazéně.

Od roku 2000 bylo vyrobeno již více než 70 kusů regulátorů, které stále bezproblémově pracují.

Při konstrukci regulátoru se pracuje s nebezpečným síťovým napětím. Regulátor by měl zapojovat pouze člověk s platnou elektrotechnickou kvalifikací danou zákony ČR. Popisovaná konstrukce je pouze informativní a autor článku ani správce webu nenese žádnou zodpovědnost za případné ujmy na zdraví či majetku.

Výrobní podklady je možné stáhnout na konci článku. Data pro výrobu DPS a osazení jsou ve formátu 1:1.

Desku plošných spojů (vrtaná, bezolovnatý HAL, zelená nepájivá maska), stavebnici a hotový odzkoušený regulátor s čidly o délce 5 metrů lze objednat na emailové adrese uvedené v kontaktech . Ceník výrobku je k nahlédnutí zde.