ПОГРЕБ НА БАЛКОНЕ

Для хранения овощей в зимнее время все большее распространение получают термоконтейнеры, хорошо зарекомендовавшие себя не только в городских условиях, но и на селе. Особенно там, где из-за высокого уровня грунтовых вод затруднено (а подчас невозможно) строительство и обустройство полногабаритных заглубленных и подземных хранилищ. Популярность контейнерных мини-погребов обусловлена еще и относительно простой их конструкцией, доступной для повторения многими самодельщиками.Погреб-«термо-стат» представляет собой, по сути, теплоизолированный ящик, который снабжен электронагревателем и блоком управления.

Автоматика блока измеряет температуру, сравнивает ее с заданной величиной и, соответственно, включает или выключает обогрев с обеспечением вентиляции за счет конвекционных потоков воздуха.

Разработанный мною и исправно функционирующий вот уже несколько сезонов мини-погреб не является исключением. Особенности его обусловлены габаритами (балкон, где располагается термоконтейнер, увы, не безразмерный), стоимостью деталей и материалов, удобством сборки и эксплуатации такого хранилища.

Взять, к примеру, пенопластовые панели 60-мм толщины. Накрепко соединенные клеем «Уникум», они не только служат теплоизолятором, но и являются основой конструкции. Для дополнительной защиты от влаги, повышения термостойкости и механической прочности корпус из этих панелей загрунтован разбавленным ПВА или «Бустилатом» с последующей оклейкой (изнутри и снаружи) клеенкой на текстильной подкладке.

Термоконтейнер из пенопласта:

1 — уровень максимальной загрузки овощей; 2 — электронагреватель; 3 — крышка; 4 — уплотнительная рамка; 5 — деревянная окантовка края корпуса; 6 — стенка; 7 — деревянная решетка; 8 — основание; 9 — деревянный поддон; 10 — электро- и теплоизоляционная втулка; 11 — кабельная подводка; 12 — сетевой электрошнур; 13 — блок управления; клеенчатая облицовка корпуса условно не показана

Размеры крышки соответствуют поперечному сечению мини-овощехранилища. Для надежного уплотнения мест стыковки с корпусом и придания большей жесткости к ее внутренней поверхности приклеена пенопластовая рамка. Так же прочен и поддон. Покрытый несколькими слоями влагостойкой эмали, он равномерно распределяет по основанию массу оставленных на хранение овощей.

Но корпус можно собрать из трехслойных (дерево-шлаковата-дерево или дерево-поролон-дерево) панелей, изготовление которых даже в условиях скромной домашней мастерской не вызывает особых затруднений. Необходимо только иметь в виду: для уменьшения теплообмена между внутренней и внешней стенками должен быть минимум соединительных деталей. А деревянные связки, без которых нельзя обойтись, следует устанавливать так, чтобы тепловой поток был направлен поперек волокон, ведь у древесины в этом случае теплопроводность минимальная.

Теперь о нагревателе. В моем термоконтейнере это — самодельная конструкция с использованием тепла трех электроламп. Его достоинства — доступность, дешевизна, простота монтажа — с лихвой компенсируют основной недостаток — сравнительно небольшой срок службы при невысокой удельной мощности.

Лампы — самые что ни на есть распространенные, расположенные в вертикальном кожухе (шахте). Используется конвекция, благодаря которой обеспечивается свободный подъем нагретого лампами воздуха под крышку термоконтейнера с последующим проникновением сквозь слой находящейся на решетке сельхозпродукции (например, картофеля) и возвратом (уже охладившегося) в нижнюю часть шахты. Изменением количества включенных ламп легко получить требуемую мощность нагревателя.

Стенки шахты многослойные: между листами фанеры зажата шерстяная ткань или фланель. Выбор именно таких материалов обусловлен их низкой теплопроводностью. К тому же предусмотрена дополнительная защита от перегрева в виде гильзы из белой жести. Стенки шахты внизу скреплены алюминиевым уголком 15×15 мм, а вверху — жестяной окантовкой с заклепками.

Электропатроны для ламп накаливания располагаются на трех скобах из металлической полосы, которые прочно соединены (клепкой или сваркой) с кронштейном. Термодатчик теплоизолирован от проволочной подвески, на которой он размещен в 50 — 60 мм от основания контейнера.

Электроламповый нагреватель (вариант):

1 — внутренняя облицовка шахты (фанера s3); 2 — тканевая теплоизоляция; 3 — внешняя облицовка шахты (фанера s3); 4 — металлическая окантовка; 5 — заклепка (52 шт.); 6 — болт М6 (2 шт.); 7 — гайка-барашек (2 шт.); 8 — кронштейн; 9 — лампа накаливания; 10 — электропатрон; 11 — скоба (3 шт.); 12 — рамочный фиксатор (алюминиевый уголок 15×15 мм); 13 — решетка термоконтейнера; 14 — точка сварки кронштейна и скобы; 15 — проволочная подвеска термодатчика; 16 — термодатчик (термистор, 2 шт.); 17 — основание термоконтейнера («сандвич» фанера-пенопласт-фанера); 18 — многожильный электрокабель; 19 — гильза (белая жесть)

Блок управления, чаще называемый термостабилизатором, поддерживает требуемую температуру в контейнере, включая или выключая электронагреватель. Подобных устройств опубликовано немало, в том числе и на страницах «Моделиста-конструктора». Рекомендую свой, проверенный на практике, вариант с двумя термисторами, тиристором, транзистором и микросхемой.

Уверен, что настоящего самоделыдика, даже если ему приходилось мастерить только сельхозмашины и агрегаты, перечень всего необходимого для сборки данного термостабилизатора не испугает. Во-первых, число радио-деталей здесь сведено к минимуму, среди них нет дорогих и дефицитных. Во-вторых, принципиальная электрическая схема, и тем более монтажная плата, не столь уж сложны.

Разбираться в работе термостабилизатора начнем с электропитания. Напряжение здесь выпрямленное (диодная сборка КЦ402Г), стабилизированное (стабилитрон Д814Б). Пульсации сглажены конденсатором СЗ.

Тон работе всего устройства задают термисторы R7 и R8, стоящие на входах 1, 2 и 5, 6 микросхемы DD1. А последняя функционирует так, что от их сопротивления, зависящего от температуры, создаются условия для закрывания или открывания транзистора VT1, управляющего тиристором VS1, который включает-выключает нагрузку RH (электроламповый нагреватель).

При понижении температуры сопротивление термисторов увеличивается. И по достижении одним из них нижнего температурного предела, установленного при наладке, электроника сработает таким образом, что откроется тиристор VS1, а через нагрузку R потечет пульсирующий ток с диодного моста VD1-VD4.

Нагрузка остается включенной независимо от того, какой из термисторов дал сигнал на переключение (или оба вместе) — на выводе 11 микросхемы сохранится напряжение низкого уровня. Когда же температура в термоконтейнере повышается до заданной величины, сопротивление обоих термисторов уменьшается. А после достижения верхнего температурного предела термистор R10 подает сигнал на переключение. Ток через резистор R3 прекращается. И в «нулевой» момент (пульсирующее напряжение) тиристор VS1 закрывается, отключая нагрузку Rh. В таком состоянии схема находится до момента, пока температура снова понизится и сопротивление одного из термисторов увеличится настолько, что напряжение на входе микросхемы возрастет до значения переключения («высокий уровень»), и транзистор VT1 закроется, а тиристор VS1 откроется.

С помощью выключателя SA2 нагревательный элемент может быть включен принудительно, независимо от сигнала блока управления. Это может понадобиться для контроля сохранности ламп накаливания или принудительной вентиляции термоконтейнера.

Наладка термостабилизатора сводится к установлению температур верхнего (to) и нижнего (tH) порогов срабатывания, для чего подключенные к нему термисторы располагают согласно принятому алгоритму в каком-нибудь ограниченном объеме и измеряют там температуру с помощью ртутного или спиртового термометра. Причем рекомендуемая последовательность действий такова, что поначалу в этот объем помещают первый термодатчик. Далее устанавливают температуру в соответствии с выбранной величиной tH переключения. Термистор R7 выдерживают в такой среде при данной температуре около 10 минут, после чего, изменяя положение подвижного контакта переменного резистора R5, добиваются срабатывания устройства и включения нагревателя RH.

Принципиальиая электрическая схема и печатная плата с монтажом термос табнлизатора

атем нагревают среду в ограниченном объеме на некоторую величину (например, на 2 °С) и, помещая рядом с первым второй датчик-термистор, регулируют уже по R10. Для этого производят выдержку времени и, изменяя положение подвижного контакта переменного резистора R8, добиваются выключения нагревателя R

Регулировку необходимо повторить несколько раз, не забывая о правилах техники безопасности, ведь все элементы схемы находятся под напряжением 220 В.

Блок управления размещается в закрытой коробке отдельно от нагревателя ламп и датчиков-термисторов.

Теперь о замене деталей. Здесь много возможностей для выбора. В частности, диодную сборку КЦ402Г допускается заменять на аналогичные КЦ402В, КЦ405Г и КЦ405В, отличающиеся расположением контактных выводов. Более высоковольтные (с индексами «А» и «В» в наименовании) тоже вполне приемлемы, но только не из серий КЦ403 и КЦ404 — они содержат по два независимых выпрямительных моста. В крайнем случае, можно рекомендовать и самодельную сборку, например, из силовых диодов марок КД226В, КД411Г, Д231 или 2Д215А.

Кобальто-марганцевые термисторы КМТ-4 допустимо заменять на медно-марганцевые ММТ-4. Однако последние обладают меньшим значением температурного коэффициента сопротивления и, следовательно, меньшей чувствительностью.

Микросхема К176ЛА7 с четырьмя логическими элементами «2И-НЕ» рассчитана на 9-вольтное напряжение питания, хотя сохраняет работоспособность при 5—10 В и потребляет очень малый ток. У нее есть неплохие аналоги, например, К561ЛА7, К511ЛА1 и К511ЛА5.

Переменный подстроечный резистор СПб можно заменить на СПЗ, правда, у последнего хуже влагостойкость и неизменна величина установленного сопротивления.

Ну а вместо Д814Б (Uci = 9 В, 1С1 — до 36 мА) вполне приемлемы другие стабилитроны. Например, Д810, Д811, Д814А. То же можно сказать и о замене транзистора КТ315Б на КТ315 и ГТ341 (с любыми буквенными обозначениями) или на полупроводниковый триод КТ3102А.

В заключение несколько замечаний об особенностях эксплуатации мини-овощехранилища. Ведь при всей функ-

циональной похожести термоконтейнер принципиально отличается от традиционного погреба, и основа этого отличия — в вентиляции. У первого из названных она, по существу, отсутствует. А обмен воздуха происходит, казалось бы, только при открывании крышки.

На самом же деле воздухообмен с внешней средой при работе термостабилизатора происходит постоянно: при включении нагревательного элемента температура в миниовощехранилище несколько повышается и часть воздуха выходит из замкнутого пространства наружу, а с остыванием внутреннего объема, наоборот, возвращается внутрь.

И чем больше разница температур, чем чаще происходит включение-выключение нагревателя, тем интенсивнее происходит «дыхание» термоконтейнера. Учет этого факта чрезвычайно важен, ибо позволяет избежать возрастания влажности внутри хранилища и загнивания находящихся в нем продуктов.

Но возможности поддержания температуры и влажности на необходимом уровне для термоконтейнера не безграничны. Оказывается, что помещать овощи на хранение желательно при температуре наружного воздуха ниже + 10 °С. Причем надо следить, чтобы мокрые овощи в термоконтейнер не попадали.

Для избавления от влаги допускается использовать принудительное включение нагревательного элемента при открытой крышке. Это позволит подсушить слой овощей в термоконтейнере за счет подсоса внешнего воздуха и выброса увлажненного, прошедшего через слой, наружу. Такая операция возможна даже без затрат электроэнергии: надставив корпус нагревательного элемента трубой, получим естественную вытяжку.

При низкой температуре окружающего воздуха влажность внутри термоконтейнера всегда выше влажности наружного воздуха, так что при «дыхании» термоконтейнера происходит обмерзание стыка крышки. Это естественный процесс, и с ним бороться не нужно. А чтобы крышка не примерзала к своему гнезду, достаточно вставить в щель между ней и корпусом полоски из полиэтиленовой пленки.

Наконец, последний совет. Наилучшие результаты — максимальная выравненность температуры во всем объеме хранилища и небольшие отклонения от установившегося режима — достигаются при такой работе термоконтейнера, когда постоянно включенный нагреватель дает ровно столько тепла, сколько требуется.

М. ВЕВИОРОВСКИЙ