Защита холодильника от скачков напряжения своими руками. Защита холодильника от скачков напряжения
Принцип работы холодильника
При включении компрессор поршнем сжимает хладагент и продавливает его в конденсатор, который представляет собой змеевик из трубок на задней стенке холодильника.
Нестабильная сеть — причина неисправности компрессора
В конденсаторе пары хладагента охлаждаются и конденсируются в жидкость. На участке конденсатора имеется повышенное давление. Охлаждённый хладагент в жидком состоянии через капиллярную трубку под давлением впрыскивается в испаритель, где испаряется и забирает тепло холодильника.
И далее всё повторяется, компрессор нагнетает хладагент в конденсатор и создает разряжение в испарителе. Устроен компрессор так же как и бензиновый двигатель, где поршни раскручивают коленчатый вал, а в компрессоре наоборот электрический двигатель раскручивает поршень, который на выходе создает давление на хладагент, а на входе компрессора — разрежения.
Как только достигается необходимая температура в холодильнике, компрессор отключается, и начинается выравнивание давления хладагента, процесс которого можно услышать, прислонив ухо к холодильнику.
Неисправности современных холодильников при перепадах напряжения в сети
Если советские холодильники были рассчитаны на работу в условиях перепада напряжения в сети, то этого не скажешь о современных холодильниках. Компрессоры старых холодильников были мощные, и им не составляло труда преодолеть высокое давление в системе при повторном запуске.
Правда, энергосбережения у них не было никакого. Энергосбережение современных холодильников делятся на несколько групп и самое низкое потребление энергии в группе А+++. Расход электроэнергии уменьшается за счет улучшения теплоизоляции, при которой уменьшается время работы компрессора, и уменьшения мощности компрессора.
Небольшая мощность электродвигателя негативно сказывается при работе в нашей некачественной электросети. Если в странах, где производят эти холодильники, электросеть стабильна и такой мощности компрессора вполне достаточно, то в странах СНГ дела обстоят гораздо хуже.
Частые перепады напряжения в сети с кратковременными отключениями приводят к отказу компрессора и электроники холодильника. При низком напряжении сети ток электродвигателя резко возрастает, защита по току срабатывает. Это может повторяться до полного выхода из строя компрессора.
Резкое увеличение напряжения провоцируют повышение давления хладагента на поршень, и ток также резко возрастает. После непродолжительного времени срабатывает защита. Такие повторяющиеся процессы приводят компрессор к поломке. И ещё возможен третий вариант, когда происходит кратковременное отключение сети.
Компрессор останавливается во время работы и вновь запускается. За время работы уже создалось некоторое давление хладагента в конденсаторе холодильника, и преодолеть его компрессору будет тяжело. К большим пусковым токам двигателя добавляется ещё большое сопротивление хладагента.
Реле напряжений РН — 101М
Срабатывает защита по току и отключает компрессор. Немного остынув, защита вновь включает компрессор, и цикл повторяется, пока не сгорит обмотка электродвигателя. После кратковременного отключения сети время выдержки включения холодильника должно быть не менее 5 минут, или нужно самим выдернуть вилку из розетки. А если в этот момент никого нет дома или просто не заметили кратковременную моргушку?
Способы защиты холодильника от скачков напряжения
В дорогих холодильных установках в электронике уже предусмотрена защита холодильника от скачков напряжения и установлено время задержки включения. В большинстве же, популярные и недорогие холодильники и морозильники продают без защиты.
Чтобы продлить жизнь холодильникам лучшим вариантом будет установка реле напряжения РН -101М с функцией времени задержки включения от 0 до 15 минут. Такое устройство выдерживает мощность нагрузки до 3 кВт. Если имеется холодильник и морозильник их можно запитать от одного РН -101М.
Порог напряжения лучше выставить 180-260 В. Далее, проследив некоторое время за индикацией сети на дисплее реле напряжения можно сузить пределы напряжений до 190 -250 В. Время задержки включения холодильника выставляется 5 минут, а отдельных морозильных камер 10 минут.
Можно поставить одно реле напряжений в электрощитке квартиры и выставить время повторного включения холодильника 10 минут. Но такое включение создает неудобства. Ждать включения сети в квартире нужно будет 10 минут после его подачи.
Если приобретение реле контроля напряжения невозможно, можно собрать схему реле времени с задержкой включения своими руками для холодильника.
Схема такого реле повторного включения приводится ниже. При этих номиналах элементов время задержки составляет 5 минут 30 секунд. Так как современные холодильные агрегаты чувствительны к качеству сети, в это реле времени нужно поставить конденсатор JFV серии. На схеме он обозначен X2 и предназначен для подавления всех видов импульсных помех от различных силовых и коммутационных устройств (генераторы, сварочные аппараты, мощные промышленные установки) амплитудой до 2,5 кВ. Их можно найти на платах неисправных стиральных машин.
Защитить компрессор от поломки поможет простое самодельное реле задержки включения холодильника.
В инструкции по эксплуатации холодильника указано, что даже после кратковременного отключения его от сети, например, вы, решили переключить холодильник в другую розетку, включить его снова можно не раньше как через 10 минут.
Холодильник работает в циклическом режиме, который определяется установкой и условиями окружающей среды.
Когда холодильника включен – давление хладагента в системе увеличивается почти до семи атмосфер, а при выключении падает до полутора атмосфер и меньше (кривая 1 на графике давлений).
Эти перепады давления очень опасны для холодильников, особенно старых моделей.
Давление в системе действует на поршень компрессора, нагружая электродвигатель. Представим, что компрессор выключили при большом давлении, например, при 6,5 атмосфер и попытались включить его снова. Теперь двигатель будет работать против высокого давления в пусковом режиме и его мощности будет недостаточно, чтобы сдвинуть поршень компрессора. Наверно не нужно объяснять, что может произойти при заклиненном роторе электродвигателя.
Однако если подождать несколько минут, то давление в системе снизится, уменьшится и давление на поршень. Компрессор легко запустится.
Выработано общее правило: при выключении холодильника выдержать десятиминутную паузу перед повторным включением.
Современные холодильники новых моделей содержат позисторные пусковые реле вместо традиционных механических. Позисторному реле после остановки компрессора нужно некоторое время для включения двигателя снова.
Защита позволяет избежать неприятностей с заблокированным ротором двигателя, однако специалисты считают, что доводить дело до срабатывания защиты не стоит. Кроме того, старые холодильники и холодильники с электромеханическим управлением не имеют систем задержки, поэтому могут выйти из строя. А ведь эти холодильники чаще всего живут в деревнях и на дачах. И именно там случаются ситуации, когда свет погас и буквально сразу включился снова. Никто этого даже не заметит или вообще никого нет , а холодильник все пытается включиться, пока давление в системе не стабилизируется или не сгорит двигатель.
Для защиты таких холодильников сделано устройство задержки включения после отключения холодильника от сети, которое включается между розеткой сети и вилкой холодильника. Схема проста, это обычное реле времени запускающееся при включении в сеть. устройства через малогабаритный трансформатор, стандартный мост и стабилизатор. Задержка включения определяется конденсатором 47 мк. и резистором 5,8 мом. (последовательно соединенные резисторы по 2,4 мом. и резистор 1 мом.).
Индикаторы сигнализируют один о включении устройства в сеть, а второй о подключении нагрузки. Особо следует остановиться на реле, включающее компрессор холодильника. Контакты реле должны выдержать пусковой ток двигателя компрессора. В старых советских холодильниках мощность двигателя компрессора была 300 – 400 ватт. Соответственно ток в рабочем режиме 1,8 ампер. Пусковой ток раз в семь больше рабочего 12,6 ампер!
В устройстве применено реле с контактами рассчитаными не 16 ампер.
Обмотка реле должна быть рассчитана на напряжение 12 вольт, при этом ток через нее не должен превышать 200 миллиампер (допустимый для микросхемы). Для выбранного реле с обмоткой 175 ом все эти требования удовлетворяются. Конструктивно устройство выполнено в корпусе, на котором размещена розетка для подключения холодильника и два индикатора (светодиоды).
Работа устройства показана на фотографии. Слева устройство включено. Секундомер только начал отсчет времени. Нагрузка в виде лампочки не включена. Индикатор «сеть» включен, а «нагрузка» выключен.
Количество потребляемой электроэнергии населением возрастает с каждым годом. Современный человек не может обойтись без стиральной машины, микроволновой печи, телевизора, холодильника, кондиционера и другой техники. К сожалению, старая квартирная электропроводка не была предусмотрена для такого большого количества потребителей. А для бесперебойной и долговременной работы бытовой техники необходимо стабильное электропитание. Поэтому в первую очередь нужно проверить состояние электропроводки и произвести частичную или полную замену. Электромонтаж должен быть выполнен грамотно, аккуратно и качественными материалами.
Причиной выхода из строя бытовой техники может быть как высокое напряжение в сети, так и низкое. Резкие перепады электричества так же могут привести аппаратуру в негодность.
Для защиты от перенапряжения существует несколько способов. Высокий всплеск энергии может быть спровоцирован грозовыми разрядами. Самым простым способом защиты от грозовых разрядов будет выключение всей техники из сети. Однако не всегда можно находиться дома. Поэтому для защиты от перенапряжения в шкафу с электросчётчиком и автоматическими выключателями нужно установить разрядник. При трёх фазном питании разрядник устанавливается на каждую фазу, то есть необходимо три разрядника.
К дешёвому и низкоэффективному средству защиты можно отнести обычный . Не стоит покупать самый дешёвый фильтр, потому что это будет обычный удлинитель. Как правило, в сетевом установлен фильтр от помех, предохранитель и защитный элемент – . При повышении напряжения выше 260 варистор резко меняет своё сопротивление и перегорает предохранитель, отключая подключенную технику. Сетевой фильтр не даст 100% защиты.
Перепады напряжения могут быть вызваны плачевным состоянием трансформаторных подстанций, электропроводки в домах и подъездах. Так же нельзя исключать и человеческий фактор, когда в результате безграмотной работы электрика перегорает техника во всём доме.
Для защиты от перенапряжения можно использовать стабилизаторы напряжения и источники бесперебойного питания (ИБП). Есть тут свои достоинства и недостатки. За хороший стабилизатор или ИБП большой мощности нужно выложить круглую сумму денег. Но для питания дорогостоящей аппаратуры такая защита является идеальным вариантом.
Чтобы сэкономить денежные средства и защитить свою бытовую технику от скачков напряжения рекомендуется установить блок защиты по напряжению АЗМ-40А. При изменении напряжения больше 265 вольт или снижении ниже 170 вольт блок отключает всё подключенное оборудование. Когда уровень напряжения восстановится, блок защиты подключит аппаратуру автоматически через 2 минуты.
Ещё самым доступным методом борьбы с перенапряжением является установка УЗО совместно с ДПН-260 (датчик превышения напряжения). При повышении напряжения ДПН даёт команду УЗО на отключение потребителей. Для подачи электричества нужно просто включить УЗО.
Чтобы иметь максимальную защиту используйте все методы защиты. Установите разрядники, блок защиты по напряжению, стабилизатор напряжения, ИБП и обычные сетевые фильтры. После этого ваша техника будет под надёжной защитой и вы можете спать спокойно.
Многие неисправности приводящие впоследствии к дорогостоящему ремонту холодильника возникают в результате неправильной эксплуатации агрегата.
Наверняка, читая инструкцию по эксплуатации вашего холодильника, можно обратить внимание на то, что после отключения холодильника, рекомендуется включать его опять не ранее, чем через 10 минут. Почему так?
Это связано с отличительными чертами работы компрессионного холодильного аппарата.
В период работы компрессора в конденсаторе морозильной установки хладагент присутствует под высочайшим давлением. В последствии как компрессор выключить давление в различных частях системы не сумеет мгновенно выровняться.
На протяжение некого времени на выходе компрессора (на стороне нагнетания) сберегается сравнительно завышенное давление которое воздействует на поршень компрессора. Эл-двигатель компрессора на пуск в таких тяжелых условиях не рассчитан, его пускового момента не достаточно на то, чтоб двинуть поршень против созданного давления.
компрессор
Потому, когда сходу после остановки снова включить двигатель компрессора, то он не сумеет "раскрутиться", а останется в заблокированном состоянии. Такой режим работы (подача питания на двигатель с заблокированным валом ) считается очень опасным, обмотки мотора в этих условиях станут испытать перегрузку и нагреваться и быстро уменьшать ресурс работы этого мотора.
Потребляемый ток двигателя станет существенно увеличен, что вызовет через небольшое время срабатывание аварийной защиты компрессора. Сработавшая защита естественно обесточит движок на пару минут, а потом опять подаст напряжения на обмотки мотора компрессора. За этот период времени давление в системе уже успеет выровняться и двигатель сумеет опять заработать.
Помимо всего этого, в современных холодильниках, в системы большинства компрессоров, к примеру компании Самсунг, для пуска мотора часто употребляются, электрические позисторные пусковые реле заместо типовых механических.
Рабочий элемент этих реле (позистор) в период работы компрессора пребывает в очень нагретом состоянии. А для воплощения пуска, позистор обязан быть сравнительно прохладным. В соответствии с этим, в последствии отключения компрессора позистору нужно остынуть перед запуском, а для этого также нужно время. В случае если пауза в работе станет мала, то мало охладившийся позистор не сумеет выполнить пуск мотора и включится аварийная защита.
позистор
Защита дает возможность избежать неприятных последствий работы мотора с заблокированным валом, но объективно говорят, что в отсутствии особенной необходимости доводить дело до срабатывания защиты не стоит.
Именно по данным причинам в инструкциях по эксплуатации раздельно упоминается, что при выключении холодильника, повторное подключение разрешается не ранее чем через 10 мин.. При этом, не так уж и важно каким образом был выключен компрессор холодильника, внутренним регулятором либо "вытаскиванием" вилки из розетки.
В текущее время, большая часть выпускающихся холодильников Samsung оснащаются электронными системами управления. Методы работы основной массы этих холодильников подразумевают присутствие функции защиты компрессора от повторного подключения после краткосрочного пропадания питающего напряжения.
Но, в том числе и при наличии электрической защиты, проводить "опыты" по ее эффективности лучше не стоит.
Как защитить холодильник
Для защиты домашней холодильной техники, холодильников, кондиционеров и другой компрессорной техники с подобным механизмом работы применяют отсекатели с задержкой, таймеры включения и . Причем последний будет более предпочтительней так как помимо включения с задержкой он обезопасит ваше оборудование (холодильник) от опасного повышенного и слишком низкого напряжения сети питания.
Использовать реле напряжения для такой защиты можно разными способами и моделями самих реле, они бывают на din-рейку в электрощит или же например реле напряжения - "розетка"
Или например вмонтированное реле напряжения в сетевой "фильтр - удлинитель".
По поводу монтажа, если на din-рейку (так предпочтительней), он может быть двух вариантов: реле можно поставить одно на весь дом (квартиру) а можно поставить отдельное реле на электрическую линию холодильника. Конечно же последний вариант будет более правильным и практичным, но пройдется приобрести дополнительное реле напряжения, нужно свободное место для его монтажа в электрощите и нужна та самая отдельная электрическая линия идущая от розетки холодильника к электрощитку с реле напряжения.
Если же вы поставите одно реле на весь дом (квартиру) выставленное в нем "безопасное" время включения будет заставлять вас ждать, например включения света в доме после восстановления электричества в сети. Согласитесь 10 минут ждать в темноте не очень радует. Но если пока другого варианта не предвидится, время безопасного восстановления напряжения можно конечно же немного сократить. В инструкции пишут о 10 минутах, но на практике давление в холодильном контуре выравнивается в среднем за 3-5 минут , все зависит от марки аппарата и времени работы компрессора перед отключением.
Для более надежной, долговечной и безопасной работы вашего холодильника все же рекомендуется отдельная питающая линия со своим УЗО и реле напряжения.
Но как настроить реле напряжения?
Оптимальное напряжения настройки - 190 - 245 вольт (все что за пределами будет отсекаться)
Время восстановления напряжения после аварийного отключения реле или просто отключения электричества в сети, можно настроить в пределах от 5 до 10 минут.
В этом материале речь пойдет о том, как защитить холодильники и компрессорное оборудование от скачков и перепадов в питающей сети.
Чтобы разобраться в сути вопроса, мы сначала рассмотрим принцип работы холодильника, разберем чем опасны для него скачки и перепады питающего напряжения, и рассмотрим несколько практических приемов решения этой проблемы. Итак, все по порядку.
Холодильная установка представляет собой замкнутую гидравлическую систему, заполненную специальным хладоносителем — хладагентом . В качестве хладагента в бытовых холодильных установках используются фреоны, а в промышленных применяют аммиак.
Компрессор , приводимый в движение электродвигателем, прокачивает хладагент через всю систему. Проходя разные участки холодильной установки, хладагент меняет свое агрегатное состояние, меняется его температура и давление.
Внутри самого холодильника находится специальный змеевик, который называется испарителем . В испаритель хладагент подается в жидком состоянии при низком давлении и температуре. Не вдаваясь в сложности термодинамики и не строя уравнения теплового баланса, скажу, что в испарителе происходит отбор тепла (т.е. нагрев) от более теплых продуктов, стенок холодильной камеры. Через стенки испарителя тепло передается хладагенту и он начинает кипеть, поскольку находится при низкой температуре и под низким давлением.
Конденсатор мы все хорошо знаем — это змеевик на задней стенке холодильника. Проходя через конденсатор пары хладагента отдают свое тепло через станки конденсатора в окружающее помещение. Хладагент охлаждается и переходит в жидкое состояние.
Далее жидкий хладагент проталкивается к редукционному клапану . Проходя через этот клапан, давление и температура хладагента снижаются и он снова попадает в испаритель. Далее весь цикл повторяется заново.
Гидравлическую часть холодильной установки мы рассмотрели. Идем далее. Компрессор приводится в действие электродвигателем и является самым уязвимым и дорогостоящим звеном холодильной установки.
Чем же так опасны для компрессорной техники скачки и перепады напряжения в питающей сети?
Для всей техники с электродвигателями опасно пониженное напряжение. При пониженном напряжении при попытке запуститься и выйти на номинальные обороты вращения, электродвигатель будет работать с большими пусковыми токами, что может привести к его поломке.
Но в этой статье я хочу рассмотреть другую проблему.
Качество наших электросетей оставляет желать лучшего. Для защиты от возможных скачков и перепадов напряжения в питающей сети очень желательно применять . При выходе напряжения за допустимый диапазон такое реле отключает потребителей от внешней сети, пока напряжение не вернется в допустимые пределы.
Так вот, во многих инструкциях к холодильникам написано, что после отключения холодильника от питающей электросети повторное его подключение выполнить не ранее чем через 5, а лучше через 10 минут. Т.е. сразу после отключения холодильника без выдержки времени минимум 5 минут подключать его снова в электросеть нельзя! Давайте разберем, почему.
Это требование обусловлено инерционностью системы. В момент отключения компрессора от электросети в тракте нагнетания сохраняется высокое давление, ведь компрессор всасывает хладагент, сжимает его и нагнетает к конденсатору. Это высокое давление сохраняется и внутри камеры компрессора и продолжает давить на его поршень.
В бытовых холодильных установках применяются компрессоры поршневого типа, их конструкция схожа с двигателем внутреннего сгорания автомобиля. Электродвигатель компрессора вращает кривошип, который в свою очередь приводит в поступательное движение поршень.
Так вот, избыточное давление от хладагента на поршне компрессора создает большое сопротивление, большое усилие для запуска вала электродвигателя. Если в этот момент попытаться снова подключить холодильную установку к электросети, то в этом случае возможны несколько вариантов.
— Электродвигатель запуститься, но с большим сопротивлением на валу и с увеличенным пусковым током.
— Будет постоянно срабатывать защита и постоянно пытаться запустить компрессор.
— Электродвигатель выйдет из строя.
Как видим, все эти факторы существенно снижают долговечность работы узла, либо приводят к выходу его из строя.
Задержка повторного пуска компрессора нужна для того, чтобы давление хладагента во всех узлах гидравлической системы холодильной машины выровнялось. Это облегчит повторный запуск компрессора. Для этого необходимо время минимум 5 минут.
Для того, чтобы реализовать задержку повторного пуска компрессора холодильной установки, можно использовать три схематических решения.
Реле контроля напряжения
Используется одно общее реле напряжения, установленное на все потребители, на всю квартиру. Такое реле должно обеспечивать возможность установки задержки на включение минимум 5 минут. Такую задержку обеспечивают реле напряжения DigiTOP и ZUBR. У последних может выставляться задержка до 600 секунд (10 минут).
Недостаток такого решения очевиден — при скачках напряжения электроснабжение во всей квартире появится только спустя время задержки. А если перепады напряжения регулярны, то это очень не удобно.
Групповые реле контроля напряжения
Чтобы избавиться от недостатков предыдущего способа, применяется несколько реле контроля напряжения. Я уже подробно рассматривал схемы с , для чего они применяются и как работают. Для решения нашей задачи мы можем применить одно из реле напряжения для защиты группы с компрессорной техникой — холодильников, морозильных камер, кондиционеров. При восстановлении питающего напряжения группа с холодильной техникой подключится к электросети по истечение задержки времени. В то же время все остальные потребители домашней электросети могут быть подключены гораздо раньше. Это очень удобно. К тому же, можно выставить свои уставки для реле напряжения холодильной группы.
При подключении схемы с несколькими реле напряжения удобно использовать . Недостатком этого способа является большая стоимость и необходимость дополнительного места в .
Реле времени с задержкой на включение
Третий вариант — использование с задержкой на включение. Для организации задержки повторного пуска компрессора после автоматического выключателя компрессорной группы устанавливается реле времени, которое замыкает свои контакты спустя определенное время, после подачи питания на его обмотку.
Такое реле должно обеспечивать настроить задержку минимум 5 минут, а лучше и более. Также необходимо обратить внимание при выборе реле времени на максимальный коммутируемый ими ток, и на ток потребления защищаемой холодильной установки.
Преимущество такого способа — экономия места в электрощите, иногда и меньшая стоимость, по сравнению с реле напряжения.
Такие вот три подхода применяются для защиты компрессорной техники от скачков и перепадов напряжения в питающей сети. Схематически реализовать их не сложно. Сложности могут возникнуть при большом количестве холодильной техники, либо при использовании . В этом случае вы всегда можете написать мне в обратную связь и заказать схему или сборку электрощита. Контакты есть внизу сатйта.
Смотрите подробное видео
Защита холодильника от скачков и перепадов напряжения
