Овощи и фрукты можно хранить до весны при соблюдении определенной температуры и влажности. В промышленных овощехранилищах для поддержания необходимой температуры используют холодильные установки. У этого способа есть недостатки: высокая стоимость холодильной установки и затраты на электроэнергию и обслуживание. Кроме этого, при прямом охлаждение воздуха на испарителе холодильной установки намерзает лёд. Но наша страна расположена в средней полосе и даже за полярным кругом. Поэтому когда овощи и фрукты закладываются на зиму, то температура воздуха ночью опускается до 4гр. и ниже. Это позволяет построить овощехранилище, не требующее больших затрат на строительство и эксплуатацию (простое в обслуживании). Его можно оборудовать в подвальном помещении здания, на балконе и т.д. Микроклимат в хранилище будет поддерживать электроника. Снизить температуру в хранилище после закладки плодов можно принудительной подачей холодного ночного воздуха. Днем, когда температура воздуха повышается – вентиляцию останавливают. В ноябре – декабре температура в хранилище приближается близкой к заданному уровню, а температура уличного воздуха становится отрицательной, охлаждение останавливают. При дальнейшем снижении температуры в хранилище воздух в нем подогревают. Обычно ее не снижают ниже (-2гр) и потому намерзания инея не происходит. Относительную влажность поддерживают на уровне 92 -95%. Увлажнением воздуха при положительной температуре добиваются снижения температуры в хранилище на 1 – 5гр. Электронный блок контролирует температуру внутри и вне хранилища и в зависимости от ситуации включает вентилятор, нагнетающий холодный уличный воздух. Когда на улице установится отрицательная температура, то вручную в хранилище включают нагреватель (лампы накаливания, тепловую пушку в зависимости от объема хранилища). Принципиальная электрическая схема термостабилизатора представлена на рис.1. Принцип работы заключается в следующем: по положительному фронту тактового импульса ОДНОВРЕМЕННО вырабатываются импульсы соответствующие температурам – текущей внутренней температуре хранилища (DD1.1), заданной нижней хранилища (DD2.1), внешней среды (DD3.1). Датчиками температуры служат термисторы с отрицательным ТКС. Резистор R4 устанавливает длительность импульса соответствующую нижней температуре в хранилище (длительность импульса больше длительности импульса верхней температуры). Одновибратор DD3.1 вырабатывает импульс, длительность которого соответствует температуре внешней среды. Импульсы с задатчика нижней температуры и текущей внутренней температуры хранилища поступают на устройство сравнения импульсов по длительности. Сравнение внутренней и нижней температур (их соответствующих длительностей импульсов) происходит в D – триггерах DD1.2, DD2.2 (происходит сравнение с температурой внешней среды). Для этого на информационные входы триггеров подаются импульсы с прямых выходов датчика текущей внутренней и задатчика нижней температур, а на тактовые входы подаются инверсные импульсы с датчика температуры внешней среды. Как известно сигнал с информационного входа D-триггера передается на его выход по фронту тактового импульса. Если в момент действия фронта тактового импульса (СИ) на информационном входе будет присутствовать высокий уровень, то он будет передан на прямой выход триггера, а если низкий - то на выходе будет действовать низкий уровень. Это уровень будет сохраняться до прихода следующего тактового импульса. На микросхеме DD4 выполнен логический элемент «исключающее ИЛИ». Сигнал на его выходе (выв.11DD4.4) появится в случае различия входных сигналов. Если входные сигналы одинаковые (1и1, 0 и 0), то на его выходе будет присутствовать 0. Работа устройства охлаждения терморегулятора отражена на временных диаграммах рис.2. На рисунке использованы следующие обозначения: СИ – синхроимпульсы, Твн – внутренняя текущая температура в хранилище, Тн – нижняя заданная температура в хранилище, Тср – температура окружающей среды (уличная). Пусть температура внешней среды будет выше текущей внутренней температуры хранилища. Длительность импульса соответствующая этой температуре будет самой маленькой. В результате на прямых выходах D-триггеров DD1.2, DD2.2 присутствует высокий уровень напряжения (1), и поэтому на выходе «исключающего ИЛИ» (выв.11 DD4.4) низкий уровень напряжения (0). Приток холодного воздуха выключен. Как только температура внешней среды станет ниже верхней температуры внутри хранилища, на прямых выходах триггеров DD1.2, DD2.2 появятся различные сигналы (0 на DD1.2, 1 на DD2.2). Это приведёт к включению вентилятора нагнетающего холодный воздух окружающей среды. В случае достижения температуры внутри хранилища нижней границы, на прямых выходах триггеров DD1.2,DD2.2 появятся низкие уровни напряжения (0) и в соответствии таблицы истинности «исключающего ИЛИ» это приведет к отключению притока холодного уличного воздуха. Логические элементы DD5.1- DD5.4 служат для индикации работы устройства охлаждения. Если температура окружающей среды больше внутренней и нижней заданных температур, то светятся светодиоды VD1,VD3. Нагрузочная способность микросхемы DD5 составляет 2мА по каждому выходу. Светодиоды желательно поставить суперяркими. Если температура окружающей среды меньше внутренней и нижней заданной температур, то светят светодиоды VD2,VD4. При температуре окружающей среды находящейся внутри заданного диапазона хранилища светит тот, или иной светодиод. Генератор синхроимпульсов выполнен на Д-триггере (DD3.2). В исходном состоянии на прямом выходе триггера высокий уровень напряжения, а на инверсном – низкий. Происходит заряд конденсатора С4 через резистор R6, одновременно происходит заряд конденсатора С5 через резистор R7. При достижении напряжения на конденсаторе С5 равного 0,6 Uп триггер переворачивается, в результате на прямом выходе появляется низкий уровень напряжения, а инверсном – высокий. Конденсаторы С4, С5 разряжаются через резисторы R6,R7. Таким образом, цепи заряда и разряда конденсаторов одинаковые (резисторы R6,R7 и выходные сопротивления прямого и инверсного выходов триггера). Когда напряжение на тактовом входе триггера достигает 0,6Uп, высокое напряжение с информационного входа (выв.3) передается на прямой выход триггера, а инверсном выходе – низкий уровень. Далее процесс повторяется. Период и длительность импульсов можно регулировать в широких пределах, изменяя номиналы частотно-задающих цепочек R6C4,R7C5. Если использовать переменные резисторы R6,R7, то мультивибратор будет регулированным. Мультивибратор обладает хорошей стабильностью частоты (не хуже 2% при изменении напряжения питания от 5В до15В). Для защиты от влаги датчики внешней и внутренней температуры помещены в тонкостенную металлическую трубку, и выводы герметизированы эпоксидной смолой. Увеличение тепловой инерции датчиков не оказывает влияние на работу термостабилизатора, т.к. температура в хранилище меняется медленно. Для хранилища объёмом 20 – 100м3 для подачи уличного воздуха необходимо установить оконный вентилятор производительностью 3000м3. Для подогрева воздуха в хранилище подойдут различные бытовые тепловентиляторы (тепловые пушки). Мощность выбирают из расчета 8 – 10Вт на 1м3 объёма хранилища. Открывают и закрывают вентиляционные отверстия приводом от электромагнита или электродвигателя. Увлажнитель может быть выполнен различным способом (постоянно смоченная водой х/б ткань, помещенная в поток воздуха). Требуемую ширину петли « гистерезиса» между верхней и нижней температурами устанавливают в соответствии с нормами на тот или иной продукт хранения. Следует учесть тот факт, что температура в хранилище на различных уровнях от пола может различаться на несколько градусов. Необходимо предварительно определить распределение температуры на различных уровнях от пола. Печатная плата разработана для использования реле JZC-20F 4088 DC12V, сопротивление обмотки 400Ом. Контакты его способны коммутировать 10А. Можно использовать любое другое после соответствующей переделки печатной платы.
