קוצבי זמן (טיימרים) למערכות קירור ומיזוג אוויר

קוצבי הזמן הפכו לאלמנט חשוב בעולם המודרני, מדידת הזמן וביצוע פעולות שונות בעיתוי משתנה, הפכו אותם להכרחיים בכל מכונה, מכשיר, צעצוע, מחשב וכמעט בכל אביזר אלקטרו-מכני בחיינו.
הטיימר קוצב הזמן הנו אביזר המסוגל למנות זמן במטרה להפעיל או להשהות פעולות ותפקודים שונים בכל מערכת בה נדרש לבצע משימות שונות באופן אוטומטי.
ניתן למצוא סוגים רבים של קוצבי זמן הנבדלים בעיקר בעיקרון פעולתם, אופי תפקודם, צורתם וכמובן במבנה החיצוני והפנימי.

בעבר הלא רחוק נבנו קוצבי הזמן בשילוב של טכנולוגיה חשמלית ומכנית וכפועל יוצא הם היו מסורבלים, יקרים, בעלי אורך חיים קצר יחסית ובעיקר מוגבלים במגוון התפקודי.
הרי שכיום יחד עם התפתחות האלקטרוניקה המודרנית נמצא מגוון עצום של קוצבי זמן מזעריים במחיר השווה לכל נפש המיועדים לשמש לאורך זמן במגוון עצום של אפיוני ביצוע תפקודיים, לעיתים מעבר לחיי המכונה או המכשיר אליו הם מחוברים.

כיום ניתן לראות כי בתעשיית הקירור ומיזוג האוויר המודרנית מבוצע שימוש נרחב בקוצבי זמן אשר משולבים במגוון נרחב של מישורים ובאופן אינטגרלי לציוד על מנת לשפר תפקודי הציוד, לאפשר תחכום ומודרניזציה, לבצע פונקציות הגנה שונות ולהאריך את חיי הציוד.

אפיוני הביצוע המגוונים של קוצבי הזמן ומגוון הסוגים הנרחב גורם לא פעם לבלבול וקושי בבחירת הטיימר הנדרש ליישום המבוקש ובפרט לעניין פונקציות ההשהייה, צורת החיבור ואורח תפקודם.

ריבוי יצרני הציוד והמגוון של קוצבי הזמן הקימים בשוק מותיר פעמים רבות את הצרכן הסופי ואנשי המקצוע אובדי עצות נוכח השפע. הדבר מחייב אותם לסקור את התכונות החשובות הנדרשות להפעלה אופטימלית של הציוד תוך בחירה בין העיקר לטפל ולקבוע:

מתי יש צורך להתקין קוצבי זמן ?
איזה תכונות חשוב למצוא בקוצבי הזמן ?
כיצד נדע איזה קוצב זמן להתקין ?

אם כן, חשוב ביותר להגדיר מראש את התכונות העיקריות הנדרשות מקוצב הזמן כגון:

1. פונקצית ההשהיה

2. מארז, מיבנה חיצוני, ואופן ההתקנה

3. תכונות ונתונים חשמליות

4. צורת החיבור החשמלי

5. אמינות, עמידה בתקנים

6. מחיר

פונקציות השהיה

בתעשיית הקירור ומיזוג האוויר ניתן למצוא קוצבי זמן הפועלים כחלק אינטגרלי ממערכות ההפעלה והפיקוד האלקטרוני, דבר המבוצע על ידי היצרן המקורי, או כמוצר בודד המורכב לצד רכיבים ואביזרים אחרים, הניתן להתקנה מאוחר יותר בעת מתן השירות לציוד על מנת למנוע תקלות ולשפר את תפקוד הציוד לאורך זמן.

במגמה להבהיר את תפקודו של קוצב הזמן ואת סוג ההשהיה שלו נהוג להיעזר בדיאגרמת זמנים המתארת את התנהגות הקוצב תוך התקדמות בזמן.

דיאגרמת הזמן בתמונה 1 מתארת בכל רגע נתון את מצבו של כל מרכיב בטיימר או במעגל החשמלי סביבו. על ציר הזמן נראה את שורת מתח הכניסה, כאשר מזינים מתח "יעלה" הקו למעלה, כאשר מנתקים את המתח יורד הקו למטה. כמו כן נתאר את מצב העומס (הרכיב אותו הטיימר מתזמן), קו למעלה –רכיב מופעל, קו למטה- רכיב מנותק.

במקרה של יותר משני מרכיבים (עומסים, אביזרי פיקוד) המחוברים או מופעלים על ידי הקוצב, נוסיף שורה לכל רכיב כזה המתארת את מצבו בזמן נתון.

נסקור את פונקציות ההשהיה הנפוצות ביותר בקירור:

הגנה מפני מחזור התנעה קצר	Short Cycle Protector
התנעה אקראית	Random Start
טיימר מעקף	By-Pass Timer
השהיית מאווררים	Fan delay Timers

הגנה מפני מחזור קצר -Short Cycle Protector

נמצא בשימוש גורף בעיקר במערכות קירור הרמטיות, ומיועד להשהות את פעולת המדחס לאחר הפסקת פעולתו על מנת לאפשר השוואת לחצים ולמנוע התנעת המדחס מחדש תחת לחץ ראש ולהבטיח בזה:
* התנעה תקינה של המדחס
* הגנה על מנגנון המנוע החשמלי שבמדחס מפני עומס יתר.
* מניעת חריגות בצריכת הזרם החשמלי.

להגנה מסוג זה נמצא שתי סוגי השהיות:

השהיה בהפעלה - Time Delay on Make DOM(ציור 2)

תמונה 2

עם הפעלת המתח תושהה הפעלת המדחס למשך זמן ההשהיה. עם תום זמן זה יופעל המדחס מיד, הפסקת המתח לטיימר תדרוך אותו מחדש.

השהיה בהפסקה – Time Delay on Break DOB(ציור 3)

עם הפעלת המתח יופעל המדחס מיד. עם הפסקת המתח "יידרך" מחדש ומיד יתחיל למנות את זמן ההשהיה. אם יחזור המתח לפני תום זמן ההשהיה ימנע הטיימר את התנעת המדחס מחדש עד תום זמן ההשהיה. אם יחזור המתח לאחר תום זמן ההשהיה יופעל המדחס מיד.

התנעה אקראית

Random Start פונקצית השהיה דומה ל DOM (ציור 3)
עם חזרת המתח למערכת לאחר הפסקה, ישהה הקוצב את ההתנעה המחודשת של המדחס לזמן קצר מאד (מילי שניות). משך הזמן המושהה (שונה בכל טיימר). השהיה זו חיונית במערכת רב מדחסית או ברשת בה מותקנים כמה מערכות קירור יחדיו. מנגנון ההשהיה ימנע את התנעת המדחסים בו זמנית ובכך תימנענה:
* חריגות בזרם החשמלי
* "הקפצת" נתיכים

טיימר מעקף -Pass Timer(ציור 4)

מתוכנן לעקוף מפסק בקרת לחץ בעת התנעה מחודשת ובזה לאפשר את הפעלת המדחס למשך זמן המתוכנת בקוצב למרות מצבו של מפסק הבקרה.
קוצב זה מיועד ל:
* מעקף מפסק לחץ (Pressure Stat) בעת התנעה מחודשת.
* מונע "נעילת" המערכת שלא לצורך.

תמונה 4

תאור הפעולה: עם הפעלת המתח יופעל המדחס מיד בהתעלם ממצבו של מפסק הלחץ. עם תום זמן ההשהיה יופעל המדחס על פי מצבו של מפסק הלחץ. הקוצב "יידרך" מחדש לאחר הפסקת אספקת המתח.

השהיית מאווררים - Fan delay Timers

מאפשר לקיים אפיוני ביצוע נדרשים בהתאם לרמת הקירור ו/או החימום הרצויה בחלל המטופל. לדוגמה:

* השהיית פעולת המפוח בהתאם לתנאי הטמפרטורה האופטימליים של סוללת המאייד במגמה למנוע סביבת אוויר לא נעימה ולמצות את אפיוני הביצוע של המערכת.
פונקצית השהיה דומה ל DOM(ציור 2)
* המשך פעולת המפוח במגמה לדחוף את יתרת האוויר (קר ו/או חם) הכלוא בתעלות/צנרת לאחר הפסקת פעולת המדחס, זאת על מנת להגביר את יעילות ונצילות המערכת.
פונקצית השהיה דומה לקוצב עוקף (ציור 4)

מארז, מיבנה חיצוני, ואופן ההתקנה

הגדרת סוג הקוצב הנדרש מאופיינת במבנה, אפיוני הביצוע, אופן התקנתו ומקורו. חשוב להקפיד על הגדרת התכונות החשובות בעת בחירתו על מנת להקל על הליך ההתקנה ולסייע למתקין בביצוע מהיר ויעיל במגמה להבטיח התקנה מוצלחת.
גודל פיזי - חשוב לבחור בקוצב קטן דיו שיתאים לתיבות פיקוד צפופות.
סוגי מארז - חומר המארז יהיה קשיח, עמיד בחום ואש.
אמצעי התחברות - חיבור מהיר (טרמינלים) או חוטים.
אופן ההתקנה - התחברות על "פס דין" או באמצעות בורג אחד.
הוראות התקנה - המצאות הוראות התקנה ותרשימי חיבורים.
שונות - אביזרים נוספים כגון ברגים, טרמינלים וכדומה.

תכונות ונתונים חשמליים

חשוב לבחון את הנתונים החשמליים של הקוצב:

זרם

רוב הטיימרים מיועדים לעבוד בזרם פיקוד של כ 1 אמפר אי לכך מומלץ להצטייד במגען מתאים המיועד למיתוג זרמי העבודה המקסימליים של המדחס. את המגען יש להתאים על פי הספק המדחס (כוחות סוס) הממותג ולא על פי זרם צריכתו שהרי מדובר בעומס השראתי. בדרך כלל מציינים יצרני המגענים את הזרם הממותג על גוף המגען או לחילופין יצוין הזרם המקסימלי בכפוף להפרש מופע השראתי כגון COSФ= 0.5.

מתח

מתח ההזנה לקוצב חייב להתאים למתח ההפעלה של מערכת הפיקוד.
כדאי תמיד לבחור בקוצב רב מתחי המסוגל לפעול במגוון מתחים של 19 וולט עד 250 וולט AC או DC.
זמן ההשהיה הפופולרי ביותר ינוע בין 3 ל 5 דקות, עדיף תמיד לבחור בקוצב בעל זמן השהיה מתכוונן.

צורת החיבור החשמלי

בכדי לחסוך בזמן ולמנוע תקלות עתידיות בחיבורי החשמל מומלץ להשתמש בקוצב טורי המהווה אביזר פשוט יחסית לתקנה. החיבור הטורי יתבצע על ידי ניתוק אחד המוליכים המובילים למגען המדחס וחיבורו בטור לקוצב.
קיימות כמובן צורות חיבור אחרות, טיימר מקבילי וכן טיימרים להם יש לחבר אביזרים נוספים כגון: מפסיקי פיקוד, נורות איתות ואזהרה, או סידרה של מגענים למערכות משולבות. חיבור הקוצב חייב להתבצע בדייקנות ובהתאם להוראות היצרן שכן חיבור לא נכון יגרום בדרך כלל לשרפת המעגל האלקטרוני עד כדי השבתת המערכת.

אמינות, עמידה בתקנים

אמינותו של קוצב הזמן מהווה גורם חשוב ומכריע בתהליך בחירתו מאחר ומדובר באביזר מרכזי המיועד בעיקר להגן על המדחס לארוך זמן.
יש להקפיד על קיום אישורי תקן כגון: מכון התקנים הישראלי, אישורי UL האמריקני או VDE הגרמני.
חשוב לוודא כי על גוף הקוצב מופיע שם היצרן וכתובתו כך שניתן יהיה לפנות אליו לתמיכה.

נקודות שכדאי לזכור

* כדאי להתקין קוצבי זמן במקום בו יתכנו חריגות ברשת החשמל.
* כדאי להתקין קוצבי זמן על מנת להגן על מדחסי הקירור.
* כדאי לבחור את קוצב הזמן הפשוט והנוח ביותר להתקנה.
* חשוב לבחור את פונקצית ההשהיה המתאימה ביותר.
* חשוב להגדיר את התכונות החשמליות הדרושות.
* חשוב לוודא את אמינותו של קוצב הזמן הנבחר, ואת הגיבוי הטכני מאחוריו.

　*** המאמר נכתב ע"י נסים לוי מנכ"ל סופקו　