根据计算,夏天若设置空调制冷温度增高2°C,可节电20%;冬天若设置空调制热温度降低2°C,可节电10%。为了节约电能,人们通常在夏天设定室内温度不低于25C,冬天不高于20°C。可是在一些公共场合,室内温度的设定常常超出合理范围,不仅浪费电能,对健康也不利。
作者利用556集成电路制作一只空调电源插座,使用时将空调电源插头插在该插座上,夏天,当室内温度在27°C及以上时,空调制冷运行自动启动,当室内温度下降至25°C时,自动断电停止制冷运行;冬天,当室内温度在18°C及以下时,空调制热运行自动启动,当室内温度上升至20°C时,空调自动断电停止制热运行。
电路原理见图1,集成电路556含有两个相同的时基电路,其⑥/⑧脚为置位端,当这两脚电压≤VCC/3时,可使时基电路中的触发器置位,⑤/⑨脚输出高电平;②/12脚为阈值电压端,其电压为2/3VCC,当该脚电压V2(V12)≥2/3VCC,且⑥/⑧脚电压高于VCC/3时,可使时基电路中的触发器复位,⑤/⑨脚输出低电平。CMOS型556的工作电压为3V~18V,本电路电源电压为12V。
电阻Rt1、Rt2为两只负温度系数同型号的热敏电阻25°C时的标称电阻值为10kΩ,温度升高,阻值减小。Rt1、Rt2的部分温度对应电阻值见表1。
可变电阻W1=9.44kΩ, W2=8.88kΩ, W3=12.9kΩ,W4=12.1kΩ,皆为调整后的数值。
将空调电源插头插入插座CF上,夏天设定空调制冷运行,当室内温度二27°C时,由表1可知Rt1≤9.16kΩ,556的⑥脚电压V6=Rt1.VCC/(9.44k+8.88k+Rt1) ≤VCC/3, V2=( 8.88k+Rt1 )VCC/(9.44k +8.88k+Rt1)=2/3VCC,触发器复位(V5=0),SCR1因无触发信号而截止,CF断电,空调停止制冷,室内温度升高,当升高至27°C,即Rt1=9.16kΩ时,CF又获电,空调又制冷。夏天空调在27°C及以上制冷启动,25°C时制冷停止,实现温度双位控制,避免了空调反复启动。空调在25°C及以上运行时,因Rt2=Rt1<10kΩ, V8=Rt2 VCC/( 12.9k+12.1k+Rt2)vCC/3;V12=(Rt2+12.1k).VCC/(12.9k+12.1k+Rt2) 2/3VCC,触发器复位(V9≈VCC),⑨脚输出低电平,经三极管Q1反相后为高电平,经二极管D2触发SCR1使其导通,插座CF获电,空调制热启动,室内温度上升,当上升至20°C时,Rt2 =12.5kΩ,V8=Rt2.VCC/(12.9k+12.1k+Rt2)=VCC/3;V12=(Rt2 +12.1k).VCC/(12.9k +12.1k +Rt2)<2/3VCC,触发器置位( V9=VCC),⑨脚输出高电平,经三极管Q1反相后无信号触发SCR1,空调停止制热,室内温度下降,当降至18°C时,空调又制热运行。冬天空调在18°C及以下制热启动,20°C时停止制热,也实现温度双位控制,同样避免了空调反复启动。空调在20°C及以下运行时,因Rt1=Rt2>12.5kΩ,V6>VCC/3,V2>2/3VCC,V5≈0,无信号触发SCR1,此时SCR1仅在Rt2控制下导通或截止。
由上分析可知,在上述温度范围外,空调运行受室内实际温度的控制,与人们设定的室内温度无关,因而达到节约电能目的。
Rt1、Rt2共地连接,装在同一个8mm铜管中,引出三根线,并用环氧树脂灌封,置于电源插座上,铜管装有热敏电阻的一端要离开插座1~2cm,避免插座工作时产生的热量影响热敏电阻,电源插座安装在空调室内(也可将热敏电阻单独安装在空调室内)。
改变可变电阻W1、W2的大小可改变夏天温度调节范围,改变W3、W4的大小可改变冬天温度调节范围。
发光二极管D3工作时发红光,是电源插座工作指示灯。发光二极管D4工作时发绿光,是电源插座CF通电指示灯。
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