根据计算,夏天若设置空调制冷温度增高2℃,可节电20%;冬天若设置空调制热温度降低2℃,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25℃,冬天不高于20℃。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。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℃及以上时,空调制冷运行自动启动,当室内温度下降至25℃时,自动断电停止制冷运行;冬天,当室内温度在18℃及以下时,空调制热运行自动启动,当室内温度上升至20℃时,空调自动断电停止制热运行。
电路原理见下图,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,250C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下表。
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≥27C时,由表1可知Rt1≤9.16kΩ,556的⑥脚电压V6=Rt1.VCC/(9.44k+8.88k+Rt1)≤VCC/3.②脚电压V2=(8.88k+Rt1).VCC/(9.44k+8.88k+Rt1)<2/3VCC,触发器置位(V5一VCC),⑤脚输出的高电平经二极管D1及电阻R8加在二极管D2负极,再经R5触发单向可控硅SCR1使其导通,继电器J线圈通电,其常开触头J闭合,插座CF获电,空调制冷启动,使室内温度下降,当下降至250C时,Rt1=10kΩ,此时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℃,即Rt1=9.16kΩ时,CF又获电,空调又制冷。夏天空调在27℃及以上制冷启动,25℃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℃及以上运行时,因Rt2=Rtl≤10kΩ,V8=Rt2.VCC/(12.9k+12.lk+Rt2)<VCC/3,触发器置位(V9~VCC),⑨脚高电平经三极管Q1反相后,Q1集电极输出为低电平,即二极管D2正极为低电平,负极为高电平,二极管D2截止,此时SCR1仅在Rt1控制下导通或截止。
冬天设定空调制热运行,当室内温度≤18℃时.Rt2≥13.7kΩ,此时V8=Rt2.VCC/(12.9k+12.1k+Rt2)>VCC/3;V12=(Rt2+12.lk).VCC/(12.9k+12.1k+Rt2)》2/3VCC,触发器复位(V9~0),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200C时,Rt2=12.5kΩ,V8=Rt2.VCC/(12.9k+12.lk+Rt2)=VCC/3;V12=(Rt2+12.lk).VCC/(12.9k+12.lk+Rt2)<2/3VCC,触发器置位(V9一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18C时,空调又制热运行。冬天空调在18℃及以下制热启动,20C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20cC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。
Rtl、Rt2共地连接,装在同一个φ8mm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W3W4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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