Содержание
Samsung дает до 10-ти лет гарантии на холодильники с инверторными компрессорами. Что позволило компании сделать столь решительный шаг? Знаем достоверно, что типичный срок гарантии фирмы Samsung составляет 3 года. Сказанное касается мониторов, телевизоров, стиральных машин. А на холодильники вдруг целых 10 лет! Инверторные компрессоры позволят гибко управлять процессом тока фреона, снижая общую нагрузку на механическую часть. Сегодня поговорим об указанной технологии и пофантазируем, как мог бы быть устроен инверторный обогреватель, которых сегодня в природе нет.
Инверторы
Известна операция инвертирования из Булевой логики (алгебры), которая заключается в элементарном отрицании. Ложное утверждение становится истинным. В обиходе юридической практики ситуация называется клеветой и применяется отдельными организованными группами лиц. В логике описанное называется инвертированием.
В школе и институте студентов с инвертированием знакомит Булева алгебра. Наука пришла из Англии, где Джордж Буль работал преподавателем математики в звании профессора. Постепенно логика словесная и символьная легли в основу создания зашифрованных электрических сигналов, за счет которой сегодня работают персональные компьютеры. Булева алгебра выбрана за основу, ввиду простоты реализации элементами сложения и инвертирования. Электрическая система принимает, понимает и воспроизводит лишь два состояния:
- есть сигнал;
- нет сигнала.
Современные компьютеры исполняют вычисления трехэтажной сложности, а первые ЭВМ построены на лампах накала с различным количеством сеток, управляющие сигналы близки по форме к сегодняшним и имели дискретный характер, закладывая основы применения инверторов. Позже в 50-х годах изобретение транзисторов позволило сделать прорыв в электронике, приведший мир к сегодняшнему положению. В двоичной алгебре операция деления отсутствует, действо заменяется умножением, представленным как ряд операций сложения и вычитания. Вычитание и является сложением, где вычитаемое инвертируется:
- Единичка (сигнал) становится ноликом (нет сигнала).
- Нолик становится единичкой.
Для этого сигнал требовалось перевернуть – что стали называть инвертированием — плюс подогнать по уровню. Встречается несколько типов логических микросхем, работающих по-разному.
Для реализации логики изобретены инверторы, превращающие единичку в нолик и, наоборот, нолик в единичку. Западный термин DC/AC Converter (преобразователь постоянного напряжения в переменное) слышался как «инвертор», ставший словом модным и популярным в эпоху развития электроники. Вероятно, источник питания сварочной дуги называется инверторным в силу высказанных соображений. Смысл в том, что напряжение переменного тока:
- Выпрямляется.
- Преобразуется в напряжение другой частоты и амплитуды.
Применение инверторных источников питания в технике
Инверторные источники питания позволили сделать своеобразный прорыв в технике, включая сегмент обогревателей. Первым коснулось сварочных аппаратов. Как известно, в указанном случае требовалось получить ток предельно большего значения при низком напряжении. В отсутствии инверторных источников питания:
- Напряжение сети подавалось на трансформатор, где просто уменьшался вольтаж с повышением выходного тока.
Схема без инвертора выказывала, помимо нестабильности, кучу недостатков. Трансформатор в отсутствии весил непомерно много. Масса прибора оказалась просто недопустимой. Чтобы исправить положение, предложено использовать внутри инверторы, генерирующие высокую частоту.
С выходом на ультразвук и выше, масса трансформаторов при равной мощности сильно падает. Для этого понадобились инверторные источники питания. Меняли экспериментаторы частоту, доводя до 50, даже до 100 кГц, что позволило резко снизить размеры сварочных аппаратов и добиться ряда полезных свойств. К примеру, реализовалась точная настройка параметров и управляемость.
Подобным образом инверторные источники питания породили на свет мобильные и «умные» сварочные аппараты.
Причём здесь холодильники Samsung и обогреватели. Инверторный компрессор работает особым образом. Схема действия типичного холодильника:
- Компрессор работает, пока термостат не зафиксирует наличие нужной температуры.
- Компрессор останавливается.
- Термостат фиксирует отклонение параметров микроклимата от заданных, компрессор опять включается.
Работа электродвигателя без инвертора в этом случае носит ступенчатый характер. В схеме три недостатка:
- Повышенное потребление в режиме запуска.
- Повышенный уровень шума.
- Повышенная нагрузка на механическую часть.
Как решают перечисленные сложности инверторные компрессоры. На втором шаге двигатель не останавливается, а работает на малых оборотах. Температура поднимается не настолько стремительно, получается, что двигатель нагружается на 5 – 10 % большую часть времени. Это позволит продлить гарантийный ресурс инверторных компрессоров до 10 лет. Чем пользуется фирма Samsung.
Как стало возможным изготавливать инверторные компрессоры. Придуманы Николой Тесла асинхронные двигатели. Скорость вращения вала зависит от частоты подаваемых импульсов. 50 Гц сети для них недостаточно, здесь за дело берется инверторный источник питания. Формирует параметры питающего напряжения, чтобы асинхронный двигатель работал с нужной скоростью.
Как мог бы функционировать инверторный обогреватель
Холодильники по принципу действия не отличаются от кондиционеров типа сплит-система. Процесс заключается в четырех фазах фреона, гоняемого по контуру инверторным компрессором. Четыре кита холодильного и кондиционерного оборудования:
- Сжатие.
- Конденсация (отдача тепла).
- Расширение.
- Испарение (поглощение тепла).
Сжатие выполняет инверторный компрессор. Для конденсации и испарения выдумано два змеевика, первый территориально в комнате (камере холодильника), второй – на улице (на задней стенке холодильника). Расширение происходит в капиллярной трубке, сделанной из металла, малого диаметра. Инверторный компрессор не протолкнет сквозь трубку фреон быстро, поэтому давление на выходе капилляра сильно падает, вызывая на испарителе изменение агрегатного состояния, где фреон забирает тепло у помещения (холодильной камеры).
Теперь включаем обогреватель с пультом (большинство кондиционеров управляется дистанционно) на обогрев, инверторный компрессор начинает гонять воздух по контуру в обратном направлении. Для осуществления боевого маневра в конструкцию добавляется специальный четырех-ходовый клапан, меняющий вход инверторного компрессора с выходом. Подобные кондиционеры уже замечены: Haier Aqua DC-Inverter. Работают устройства преимущественно осенью и весной. Возможно, выйдет в свет инвертор-обогреватель моноблочного типа, работающий зимой (правда, в режиме ветродувки).
Раскрыли происхождение словосочетания инверторный обогреватель, смысл применения к электронным устройствам и связь последних с кондиционерами, работающими на обогрев. Надеемся, читателю понравилось.
Вместо инверторного газового обогревателя
В нагрузку расскажем о газовом обогревателе, который используйте на рыбалке. Обогреватель Прометей – творение отечественной промышленности, работает на любом газе, это типичная горелка, заключенная в стальной корпус и снабженная штуцером для стыковки со шлангом. В портале, защищенном стальной плоской решеткой, стоит кварцевая пластинка, которая раскаляется, превращая обогреватель, в настоящий инфракрасный прибор.
Достоинство уже названо – запитаетесь от любого источника, хоть из трубы. Указанные обогреватели для рыбалки нельзя оставлять без присмотра. Скажем, что огонь защищается от дуновения ветра кварцевой пластиной, на решетке сготовите еду.
