Доработка кулера для воды: горячим офисным парням посвящается

Кулер (охладитель, водораздатчик) появился в нашем обиходе в лихие  90-е и стал неизменным атрибутом почти каждого офиса. Любая фирма и фирмочка стремилась установить эти перевернутые бутыли на самом видном месте.

Автор: Андрей Кашкаров, Санкт-Петербург

Автор Андрей Кашкаров сигнализирует о новой публикации  

Офисные источники: есть напольные, есть  настольные

Кулеры бывают напольные и настольные. Основное их отличие - в объеме – то есть в запасе горячей и холодной воды.

Напольные кулеры примелькались нам гораздо больше. Они и удобнее: очередей тут не будет. Если население офиса не более 10 человек, кулерная вода почти не изменит свою температуру даже на десятом стаканчике подряд.

Кроме того, ряд напольных моделей имеют дополнительный сервис: холодильный шкаф, функцию газации воды. Есть и такие напольные модели, где «водяная банка» на 18,9 литра прячется внутрь корпуса. А это уже дизайнерские штучки, которые бывают лицом фирмы в отдельно взятом холле.

Настольный кулер имеет меньшую бутыль для воды - объемом не более 8 л. Этого вполне достаточно для семьи из 2-3 человек.

Настольные модели менее изысканы, поскольку имеют назначение "для дома, для семьи".

Они устанавливаются на подставке или на столе. Банка с водой встает на кулер вертикально вверх дном.

Настольный кулер может и не иметь функции охлаждения. В этом случае он предназначен для нагрева и поддержания температуры горячей воды на уровне +95°С. В народе их называют «кипятильниками».

В последнее время интерес к кулерам неуклонно растет. Теперь они триумфально заселяют городские квартиры и загородные дома,  как когда-то коммерческие офисы.

Оно и понятно: как приятно летом испить студеной водицы, чистой, вкусной, как из колодца! А зимой и летом кулер исправно служит электрочайником: кипяток (как в былые времена на вокзале)  всегда под рукой – чай, кофе или потанцуем?

Рис. 1. Внешний вид настольного

кулера YLR0.7-5-10T 

Как обещают производители, температуру холодной и горячей воды кулер сохраняет на уровне, соответственно +5°С и +95°С. Отклонение от этих параметров не может превышать 10 процентов (данные из техпаспорта).

Дополнительным стимулом к покупке кулеров служат и регулярно проводимые продавцами акции, во время которых цена на источник воды может упасть до 50 процентов (как правило, это происходит зимой и весной, перед жарким сезоном) – особенно для тех, кто  заключил договор на поставку воды.

 У разных моделей кулеров внешний вид лицевой панели может незначительно отличаться, но это не влияет на их внутреннее устройство.

Поставлю на стол, чтобы испить водицы

Внимание! Использовать кулер без воды нельзя: в нем отсутствует защита и датчик заполнения резервуара. Если включить пустой кулер в сеть 220 В, перегорят нагревательные элементы.Кулеры адаптированы для обычной сети 220 В и имеют мощный импульсный источник питания. Во время нагрева кулер потребляет мощность порядка 550 Вт, во время охлаждения - 50 Вт.

На лицевой панели кулера выведены три светодиодных индикатора - красный, желтый и зеленый (некоторые модели имеют только красный и зеленый).

Красный индикатор отключается автоматически, когда температура горячей воды повышается до 95° С. Кулер переходит в режим поддержания температуры: контроль и периодический подогрев емкости с горячей водой происходит автоматически, с помощью электронного контроллера.

Когда температура воды опускается ниже +80°С, красный индикатор  снова включается и начинается подогрев воды.

Зеленый индикатор (конденсатор охлаждения) автоматически отключается когда температура воды в резервуаре охлаждения понизится до +5° С.

Если нет необходимости в горячей или холодной воде, ненужную функцию можно отключить клавишным переключателем на задней панели кулера (рис. 2).

Рис. 2. Вид на заднюю панель кулера

Как видно из рис. 2 (сверху) на корпусе кулера установлены переключатели красного и зеленого цвета, которые автоматически поддерживают температуру горячей и холодной воды.

Резервуар холодной воды изготовлен из пищевой пластмассы. В качестве источника применяют очищенную воду, дистиллированную или минеральную воду.

При переносе или перевозе кулера необходимо отсоединить водяную банку (имеющую клапан ниппельного типа) и слить остатки воды из обоих резервуаров через сливные патрубки, расположенные внизу корпуса. Устанавливают кулер только в вертикальном положении. В крайнем случае, угол наклона не может превышать 45°.

Необходимо постоянно следить за тем, чтобы уровень воды в водяной банке был не менее 1 литра. После чего ставят новую заполненную банку.

Доработка кулеров: даешь сверхплановый холод!

Доработка относится к моделям: YLR0.7-5-10T, YLR0.7-5-70T, YLR0.7-6-718А,  YLR0.7-6-801А, YLR0.7-6-56А, YLR0.7-6-59В, YLR0.7-6-63А, YLR0.7-6-758АD и YLR0.7-5-36TD. Если нагрев воды в кулере до 95°С вполне достаточен для кофе и чая, то над ее охлаждение в летний зной ниже +5°С вполне можно поработать.

Как известно, вода в кулерах чаще всего имеет электронное охлаждение, которое функционирует на основе «эффекта Пельтье». Еще в 19-ом веке французский физик установил удивительный феномен: если постоянный ток протекает через цепь проводников, места их соединения охлаждаются.

На бытовом уровне «эффекта Пельтье» мы теперь используем благодаря исследованиям академика Иоффе и новым полупроводниковым сплавам. Вода в специальном резервуаре кулера охлаждается термоэлектрическим модулем: постоянный ток проходит через специальный радиатор, в котором быстро понижается температура, и питьевая вода становится ледяной.  

Рис. 3. Кулер со снятой задней крышкой 

На рис. 3 можно увидеть подключение нагревательных, охладительных элементов, резервуары для воды и некоторые датчики температуры.

Более детально принцип охлаждения воды следующий: в кулере имеется полупроводниковый элемент плоской формы, установленный на радиатор охлаждения площадью 200 см². К радиатору прикреплен вентилятор для дополнительного охлаждения.

В левой части рис. 4 хорошо виден вентилятор, радиатор и провода, ведущие к полупроводниковому элементу.

Рис. 4. Вид на устройство конденсации 

Ток потребления этого элемента - 4 А (поэтому для кулера необходим мощный источник питания) при напряжении 12 ±1 В постоянного тока. Ток потребления вентилятора - 0,19 А при том же напряжении питания.

Датчиком температуры охлажденной жидкости служит терморезистор в металлостеклянном корпусе типа ММТ-4, установленный в резервуаре ближе к лицевой панели кулера.

Датчик подключается к электронной плате (справа на рис. 4) к разъему NTC.

Вентилятор и нагревательный элемент также подключаются соответствующими разъемами к электронной плате управления. Сечение соединительных проводов (красного и черного цветов) к нагревательному элементу не менее 2 мм.

Не холодильник, а холодит

Когда сопротивление термодатчика (терморезистора) падает ниже 33 кОм, включаются полупроводниковый элемент и вентилятор охлаждения.

От радиатора охлаждения (рис. 4), на котором установлен вентилятор, в водяной резервуар уходит змеевик, который впитывает холод, исходящий от полупроводникового элемента, и температура воды падает.

На практике этот элемент и вентилятор могут работать по нескольку часов подряд (особенно летом, когда окружающая температура +25° С, и более).

В другое время года, как правило, охладитель включается автоматически на короткое время 5-8 мин.

При охлаждении воды в резервуаре сопротивление терморезистора увеличивается. В табл. 1 представлены значения сопротивления терморезистора MMT-1, MMT-4 (обозначение на плате NTC) при разных значениях температуры. Эти параметры установлены путем авторского эксперимента.

Таблица 1. Зависимость сопротивления штатного терморезистора от температуры

 Таким образом, охладитель автоматически отключается при достижении терморезистором сопротивления 33,3 кОм.

Понятно, что жарким летом для горячих офисных парней температура воды +5° С может недостаточно низкой. Так что, над дальнейшим охлаждением воды придется поработать.

 Рис. 5. Вид на печатную плату устройства контроля и управления температурой кулера

Никаких «ручных» регулировок на плате не предусмотрено.

Можно было бы изменить значения сопротивлений в делителе напряжения (в плечах компаратора), но, на мой взгляд, этот путь нерационален и дорог.

Вариант первый

Самый простой путь к охлаждению рекомендую такой.

Места подключения терморезистора указаны красными линиями. Рядом кругом обозначено место подключения дополнительного резистора (обозначен на плате - RNTC, но не подключен).

Для того, чтобы охладитель кулера работал дольше, даже после прохождения порога +5° С, необходимо заменить резистор ММТ-4 (с обозначением NTC) другим: с сопротивлением (при комнатной температуре) не 12 кОм, а несколько меньшим - 8,2 кОм или хотя бы 10 кОм.

Тогда при достижении температуры +5° С сопротивление терморезистора увеличится до 27,7 кОм и охлаждение воды продолжится (это установлено опытным путем)  - вплоть до момента, когда сопротивление терморезистора достигнет интервала 32-34 кОма. (имеются разные значения в результате эксперимента). Температура воды в этот момент опустится до +1° С.  Останется лишь подставить в кулер стакан и вздрогнуть…

Вариант второй

В этом случае замена терморезистора не предполагается. Суть в том, что параллельно ему надо установить на плате (в места предназначенные для RNTC) обычный резистор типа MF-25 сопротивлением 82 кОм (установлен опытным путем).

Общее сопротивление термодатчика уменьшится, и устройство управления конденсатором отключиться уже  после прохождения порога +5 °С – при более низкой температуре. И вода в кулере будет такой же ледяной, как и в прошлый раз.

В табл. 2 представлена зависимость температуры термодатчика с параллельно установленным резистором от температуры.

Таблица 2. Зависимость температуры термодатчика с параллельно установленным резистором от температуры

Примечание к табл. 1 и 2.

Хотя резервуар для холодной воды герметичен, он не имеет двух стенок, как хороший термос. Поэтому необходимо учитывать инерцию понижения температуры и ее естественное стремление к комнатной, Кроме того, когда из кулера уходит по кружкам холодная вода, в него вливается перевернутая бутыль, торчащая при комнатной температуре.

Так что температура в резервуаре по каждому факту использования будет подскакивать вверх. Ее охлаждение до +1°С или до штатных +5°С произойдет не мгновенно: пока терморезисторы получат сигналы, пока охладитель сработает – пройдет какое-то время.

Инерционная зависимость присуща всем кулерам этого модельного ряда.

Однако, не смотря на эти особенности, мне представляется предложенный метод коррекции температуры в кулере не имеет  равных по простоте и эффективности для домашнего комфорта.