Виды терморегуляторов
Существует два основных типа терморегуляторов, которые различаются в зависимости от принципа работы:
- Механические приборы – это термостаты, которые регулируют температуру исполняющего устройства размыканием контакта между двумя пластинами разной плотности. При нагревании датчика сигнал поступает в корпус контактора и передает импульс на размыкание или замыкание пластин;
- Электронный термостат. В данном случае информация, поступающая от датчика температуры, анализируется в цифровом процессоре, только после этого выполняется команда на подачу питания на нагревательный элемент.
В обоих случаях управление осуществляется вручную, методом выставления необходимой температуры на корпусе контролера. Также можно выделить классификацию терморегуляторов на основании визуализации и клавиш управления. Термостаты бывают с проворачиваемыми дисками со шкалой, кнопками настройки или сенсорным экраном. Принцип работы всех перечисленных изделий существенно не отличается друг от друга.
Также существует классификация термостатов по типу размещения: наружные или внутренние. В зависимости от решаемой задачи, устройство может устанавливаться в стену в предварительно проделанную нишу. Строительный размер такого прибора совпадает с обыкновенной розеткой, поэтому его часто монтируют в прорубленное коронкой отверстие.
Терморегулятор с наружным расположением имеет более толстый корпус, который закрыт со всех сторон пластиковыми пластинами. Минус такого устройства – его габарит, в связи с невозможностью расположить прибор внутри стены он будет выступать на плоскости, к тому же при подключении к нему кабеля придется устраивать дополнительный канал из гофрированной трубы или пенала.
Сфера применения
Капиллярный термостат очень распространенный датчик температуры. Его часто используют в:
- Бытовом приборостроении. Элемент устанавливают в кондиционеры, печи, водонагревательные котлы, в стиральную, посудомоечную технику, систему вентиляции «Умных» домов.
- В промышленности данный механизм применяется для контроля температуры газов, жидкостей. Используется для вентиляции помещений. Есть устройства для контроля температуры электрических двигателей, которые эксплуатируются без надзора человека.
- До изобретения пожарных датчиков огня и задымления, терморегуляторы с капиллярной системой использовались в качестве контроллеров температуры на складских и неохраняемых помещениях.
Как уже упоминалось ранее, данный механизм можно включить в электрическую цепь практически любого устройства.
Принцип действия
Любой терморегулятор имеет в составе три функциональных блока:
- Термочувствительный элемент;
- Регулятор;
- Функциональный блок.
Термочувствительный элемент реагирует на изменение температуры рабочей среды (теплоносителя, воздуха в помещении или на улице) и изменяет ряд своих физических, механических свойств, на что реагирует блок управления.
Регулятор нужен для установки целевого значения, с которым будут сравниваться данные, полученные от датчика. Учитываются граничные условия, когда значение датчика больше или меньше установки регулятора. В качестве результата используются:
- Отсылка цифрового или аналогового управляющего сигнала;
- Управление электромагнитным реле;
- Открытие или закрытие механического клапана;
- Смыкание или размыкание электрических контактов
От этого же зависит и способ использования, монтажа и основного назначения терморегулятора. Во время выбора оптимальной модели это определяющий фактор для сужения списка подходящих устройств.
Точный выбор осуществляется по эксплуатационным характеристикам:
- Способ установки, габариты;
- Чувствительность термоэлемента;
- Диапазон измерения температуры;
- Диапазон установки регулятора;
- Вариант исполнения термочувствительного элемента (выносной, встроенный)
- Наличие дополнительных функций (программирование, установка нескольких термочувствительных элементов).
Самодельный внешний терморегулятор для котла: инструкция
Ниже представлена схема устройства самодельного терморегулятора для котла, которая собрана на микросхемах Atmega-8 и серии 566, жидкокристаллическом дисплее, фотоэлементе и нескольких температурных датчиков. Программируемая микросхема Atmega-8 и отвечает за соблюдение заданных параметров уставок терморегулятора.
Схема самодельного внешнего терморегулятора для котла
Собственно говоря, данная схема включает или выключает отопительный котёл при понижении (повышении) температуры наружного воздуха (датчик U2), а также выполняет эти действия при изменении температуры в комнате (датчик U1). Предусмотрена корректировка работы двух таймеров, которые позволяют регулировать время указанных процессов. Кусок схемы с фоторезистором влияет на процесс включения котла по времени суток.
Датчик U1 стоит непосредственно в комнате, а датчик U2 на улице. Подключается к котлу и устанавливается рядом с ним. При необходимости можно добавить электрическую часть схемы, позволяющую включать отключать агрегаты большой мощности:
Электрическая часть схемы, позволяющая включать отключать агрегаты большой мощности
Ещё одна схема терморегулятора с одним параметром регулирования на базе микросхемы К561ЛА7:
Схема терморегулятора с одним параметром регулирования на базе микросхемы К561ЛА7
Собран терморегулятор на базе микросхемы К651ЛА7 отличается простотой и лёгкостью при регулировке. Наш термостат – это специальный терморезистор, который значительно уменьшает сопротивление при нагревании. Данный резистор включён в сеть делителя напряжения электричества. В этой цепи также расположен резистор R2, при помощи которого мы и можем устанавливать необходимую температуру. На основе такой схемы можно сделать термостат для любого котла: Бакси, Аристон, Эвп, Дон.
Еще одна схема на терморегулятора на базе микроконтроллера:
Схема на терморегулятора на базе микроконтроллера
Устройство собрано на базе микроконтроллера PIC16F84A . Роль датчика выполняет цифровой термометр DS18B20. Малогабаритное реле управляет нагрузкой. Микропереключатели задают температуру, которая высвечивается на индикаторах. До сборки потребуется запрограммировать микроконтроллер. Сначала сотрите все с чипа и потом перепрограммируйте, а далее произведите сборку и пользуйтесь на здоровье. Устройство не капризное и работает нормально.
Стоимость деталей 300-400 рублей. Аналогичная модель регулятора стоит в пять раз дороже.
Несколько советов напоследок:
- хоть к большинству моделей и подходят разные варианты термостатов, все же желательно, чтобы терморегулятор для котла и сам котёл были произведены одним производителем, это значительно упростит монтаж и сам процесс эксплуатирования;
- перед покупкой такого оборудования нужно просчитывать площадь помещения и необходимую температуру, чтобы избежать «простоев» техники, и смены проводки в связи с подключением приборов более высокой мощности;
- перед установкой оборудования нужно позаботиться о теплоизоляции помещения, иначе высокие теплопотери будут неизбежны, а это дополнительная статья расходов;
- если, неуверены, что нужно приобретать дорогостоящую технику, то можно провести потребительский эксперимент. Приобрести более дешёвый механический термостат, отрегулировать его и посмотреть результат.
Экономия электроэнергии и газа, стабильная комфортная температура, минимум времени, потраченного на регулировку отопительного оборудования, – все это не прихоти, а вполне обоснованные требования к правильно организованному отопительному процессу.
Поэтому подключение комнатного термостата к газовому котлу, для обеспечения всех вышеперечисленных условий, становится очевидной необходимостью. Мы расскажем о принципе работы терморегулятора и о разновидностях прибора. Разберем различия в функционале разных моделей.
В статье детально описаны принципы подключения контроллера температурного режима. Приведены правила установки разных вариантов прибора. Следуя нашим рекомендациям, вы сможете выполнить монтаж самостоятельно, не прибегая к помощи теплотехников.
Основные виды котлов и регулирование температуры
Существует несколько типов котлов: твердотопливные, газовые, электрические и работающие на жидком топливе.
Котлы получили широкое распространение по всему миру. Есть отечественные образцы, есть котлы и импортного изготовления. Материал изготовления сталь или чугун. Простой в эксплуатации, экономичный, с функцией регулировки температуры теплоносителя. В более дешёвых моделях эта функция реализуется с помощью специального устройства – термоэлемента.
Конструктивно термоэлемент представляет собой металлическое изделие, геометрические размеры которого под воздействием температур уменьшается либо увеличивается (в зависимости от степени нагрева). А от этого меняется, в свою очередь, положение специального рычага, который закрывает и открывает заслонку тяги. На фотографии показан образец такого регулятора:
Фото: образец терморегулятора
Чем больше открыта заслонка, тем сильнее процесс горения, и наоборот. Таким образом, объём воздуха, который поступает в камеру сгорания закрытого типа, полностью контролируется термостатом, и при необходимости его подача прекращается и процесс горения затухает. В более современных моделях установлены контроллеры, которые в зависимости от заданных тепловых режимов управляют потоком воздуха, включая (или отключая) специальный вентилятор (смотри фото ниже):
Котел с контроллером температуры
Газовые котлы — самые распространённые и дешёвые в эксплуатации агрегаты. Котлы бывают одноконтурные и двухконтурные. Одноконтурные котлы имеют один теплообменник и предназначены только для отопления. Схема включения представлена на рисунке ниже:
Схема включения одноконтурного котла
Двухконтурные котлы имеют два теплообменника и предназначены для отопления и получения горячей воды. Схема включения котла представлена ниже:
Схема включения двухконтурного котла
Некоторые котлы имеют отдельные регуляторы для температуры отопления и горячей воды.
Это интересно: Стеклотканевые обои под покраску
Электрические котлы
Достаточно распространённая альтернатива газовым и твердотопливным котлам. Масса преимуществ, большой КПД, но большой срок окупаемости. Подключение простое, как и у газовых котлов, но без подвода холодной воды. Предусмотрено регулирование температуры и защита от перегрева.
Механический таймер котла
При помощи простого механического таймера электрического котла возможны три варианта запуска системы центрального отопления:
- Котёл выключен;
- Котёл подаёт тёплую воду;
- Котёл включается и выключается в установленное время.
Механические таймеры обычно имеют большой круглый циферблат с 24-часовой шкалой в центральной части. Поворачивая диск, можно установить нужное время, а затем оставить его в таком положении. Включение котла будет происходить в нужное время. Внешняя часть состоит из набора вкладок 15-минутного периода, которые вставлены для удобства регулировки работы и настройки режимов. Возможна экстренная перенастройка, которая выполняется при включённом в сеть котле.
Механические таймеры просты в настройке, но при этом котёл всегда включается и выключается в то же время каждый день, а это может не удовлетворить хозяев, если семья большая, и банные процедуры проводятся несколько раз в день в разное время.
Электронные термостаты для котлов отопления
Для того чтобы полностью автоматизировать отопительную систему, устанавливается электронный регулятор температуры, который «берет на себя» все процессы, происходящие как в котле, так и в окружающей среде.
Как правило, большинство подобных устройств состоят из выносного датчика с дисплеем, который устанавливается в комнате и регулирующего элемента, отвечающего за работу котла. Сфера применения этих приборов довольно широка: это может быть, как регулятор комнатной температуры для газового котла, так и для оборудования, работавшего на твердом топливе или электричестве.
Сегодня на рынке представлены следующие модели электронных термостатов:
- Устройства с таймером, в задачу которых входит не только отслеживание температуры воздуха, но и ее изменения в зависимости от времени суток. Эта функция особенно подходит тем потребителям, у которых в будние дни никого нет дома, поэтому можно выставить минимальную температуру нагрева помещения, которая станет повышаться к моменту возвращения людей с работы. Подобная услуга позволяет экономить до 50% энергозатрат.
- Если требуется терморегулятор для электрического котла, то лучшим вариантом станет электронный аналог, в основе которого биметаллическая пластина. Она изгибается при подъеме температуры воздуха, перекрывая доступ электроэнергии к обогревателю. Когда температура опустится ниже запрограммированной, то пластина выпрямится, и ток снова «побежит» к электрокотлу.
Преимущества электронного терморегулятора для электрического котла или другого типа обогревателей:
- Они управляются дистанционно, что позволяет менять настройки, не выходя из помещения и с учетом того, комфортно в нем находится или нет.
- Управляющая панель монтируется в любой жилой комнате, главное, чтобы на нее не падали прямые солнечные лучи и рядом не было других нагревательных или охлаждающих устройств.
- Возможность регулировки температуры воздуха с учетом времени суток.
- Они намного быстрее реагируют на изменения в окружающей среде, чем их механические «собратья», допуская погрешность не более 0.5 градусов.
- Значительная экономия энергоресурсов за счет быстрого реагирования на понижения/повышения температуры и произведение автоматических перенастроек.
Некоторые потребители находят недостатком электронных терморегуляторов для котлов (твердотопливные, газовые или электрические, не имеет значения) их стоимость, но с учетом всех функций, которыми они обладают и экономией, которою создают, это вложение денег окупается в течение одного отопительного сезона.
Для тех, кто желает не просто задать необходимые параметры регулятору температуры, но и отслеживать работу котла и обогрев дома, находясь на расстоянии, подойдут еще более дорогие и сложные устройства.
Оптимальный выбор
Термостаты — вещь удобная для использования в хозяйстве. С их помощью можно уменьшить расходы на оплату газа или электричества, а также продлить сроки службы дорогостоящего котла. Повышение температуры более отметки в 20 градусов приводит к росту расходов топлива почти на 10%. Терморегулятор позволит сократить траты на 25% только за зимний сезон и поддержать в доме индивидуальную и комфортную температуру.
Погодозависимые модели обойдутся дороже всего, но если вы проживаете в холодном регионе, то это оптимальный способ разумно отапливать дом без переплаты.
Кстати, экономия от применения таких моделей выше, чем от установки обычных. По оценкам самих пользователей термостаты окупаются быстро за счет экономии на коммунальных расходах.
Наиболее популярны термостаты «Овертроп», «Монолит», Protherm, Salus. Bosch, Vaillant
Выбирая модель, обращайте внимание на функциональность, способ установки, легкость управления и иные важные технические параметры
Комнатный термометр с жидкостью
До сих пор одним из самых доступных датчиков измерения температуры считаются наполненные термометры. В пробирку добавляют жидкость, чувствительную к перепадам температуры, чаще всего это подкрашенный спирт или ртуть. При изменении уровня температуры снаружи трубы жидкость расширяется и поднимается вверх, по табличному диску можно определить, какой уровень температуры сейчас в помещении.
Этот способ хорош, если не требуется высокая точность, так как при использовании такого измерителя возможна погрешность почти в один градус, кроме того, спиртовые модели очень быстро теряют работоспособность при резком изменении температуры, их сложно исправить.
Жидкость должна иметь относительно большой коэффициент теплового расширения, чтобы небольшие изменения температуры приводили к заметным изменениям объема. Материал трубки — стекло, иногда закаленное, но всегда прозрачное, чтобы можно было видеть отмеченную таблицу. Ртуть раньше была более распространена, но уровни токсичности слишком высоки, чтобы причинить непоправимый ущерб в домашнем хозяйстве.
Хотя заполненные регуляторы являются самыми простыми и дешевыми вариантами измерения температуры, они, как известно, недолговечны из-за своей хрупкости. Более того, они редко используются при осуществлении даже небольших производственных процессов, поскольку нет возможности регулировать их работу в автоматическом режиме.
Термостатические регулирующие клапаны
Термостатический клапан простое решение задачи получения теплоносителя заданной температуры за счёт осуществления подмеса более холодной воды к более тёплой. Вид трехходового клапана представлен ниже:
Трехходовой клапан
Схема включения трехходового клапана в систему отопления:
Схема включения трехходового клапана в систему отопления
Схема обвязки твердотопливного котла с применением термостатического трехходового клапана:
Схема обвязки твердотопливного котла с применением термостатического трехходового клапана
Схема обвязки газового котла с применением термостатического трехходового клапана:
Схема обвязки газового котла с применением термостатического трехходового клапана
Термостатический клапан радиатора позволяет контролировать температуру в комнате путём изменения потока горячей воды через радиатор. Они регулируют поток горячей воды через радиатор, но не управляют котлом. Такие устройства должны быть установлены, чтобы настраивать температуру, которая нужна в каждой отдельной комнате.
Эта идея должна рассматриваться как дополнение к установке терморегулирования. Также подобные устройства нуждаются в периодической переналадке и регулярной проверке работоспособности (каждые полгода во время смены режимов работы).
Терморегулятор для котла отопления своими руками
Купить можно все, а при желании терморегулятор можно собрать самостоятельно своими руками. Для конструкции не потребуется редких радиодеталей, но не обойтись без определенных знаний и опыта работы с подобными комплектующими.
Для начала учитываем тот факт, что автоматические приборы склонны к автогенерации (самовозбуждению). Поэтому близкое расположение датчика к прибору может стимулировать его к неконтролируемым процессам включения или выключения.
На это также воздействует его размещение относительно обогревающего прибора или внешнее охлаждение, поскольку электронные устройства имеет свою границу точности. Здесь сложно определить градусное значение, при котором устройство сработает.
Эти аспекты должны учитываться в схеме простого механизма. Датчик заменит терморезистор, и при нагревании будет падать его сопротивление. Деталь включается в цепь с переменным резистором, отвечающего за температурные показатели, необходимые для чувствительности терморегулятора, и делителем напряжения.
Действие прибора
При высоком нагреве аппарат реагирует на работу охладительной системы. В этом случае у терморезистора сопротивление незначительное. Охлаждение воздуха активизирует его подъем, и влияет на усиление напряжения на делителе.
При максимальном сопротивлении включатся терморезистор, и начинается процесс зарядки конденсатора. Цепочная реакция обусловлена включением вентилятора. Чтобы избавиться от автогенерации, следует прибегнуть к помощи блоков. Они временно обеспечат задержку выключения, причем временной интервал может быть существенным.
- Терморегулятор имеет универсальное назначение, и может применяться в помещениях, где необходим постоянный температурный контроль.
- Рекомендуется устанавливать прибор в комнате на 20 градусов.
- Ночной режим должен варьироваться в пределах 17−19 С.
- Практика убеждает в несложном процессе сборки терморегулятора.
Прибор незаменим для хозяев с автономным отоплением. Ведь просто купить незаменимую деталь в пару сотен рублей, способную обеспечить безопасность и функциональность отопительной системе, чем ее ремонтировать в недалеком будущем. Вы сможете контролировать объем подаваемой воды в трубопровод и батареи, и сэкономить на отопительном ресурсе.
Как выбрать комнатный термостат для котла отопления
Проводной или беспроводной
Проводные модели не ограничены в функционале, могут быть установлены в любом помещении (до 20 метров от котла), стоят дешевле, но требуют проводного подключения к котлу. Сам шнур обычно входит в комплект.
Беспроводные термостаты состоят из пульта управления с датчиком температуры воздуха (по сути, обычный термостат) и приемника, который принимает сигнал с пульта и передает его на котел проводным способом. Соответственно ресивер устанавливается в котельной, а термостата может быть не один, например в нескольких комнатах. Преимущества беспроводной связи очевидны: нет необходимости прокладывать провод по всему дому.
От термостата к приемнику сигнал передается по стандартному каналу бытовых приборов с частотой 433 или 868 МГц и не влияет на другие бытовые приборы или другие электронные устройства в доме. Большинство моделей передают сигнал на расстояние до 20 или 30 метров, включая стены, потолки или перегородки. Стоит учесть, что для питания беспроводного термостата требуются батарейки, обычно это 2 стандартные батарейки типа АА.
Точность настройки температуры
Механические и электромеханические термостаты довольно дешевы, но имеют высокую погрешность в связи с обогревом дома — от 2 до 4°С. В этом случае шаг регулировки температуры обычно составляет 1°C.
Возможность установки значения гистерезиса
Гистерезис (слой, слой) в разрезе системы отопления и термостата – это разница между температурой включения и выключения котла при установившемся потоке теплоносителя. То есть, если на термостате установлена температура 22°С, а гистерезис 1°С, то при достижении температуры воздуха 22°С котел выключится и запустится при снижении температуры на 1°С, то есть при 21°C.
В механических моделях гистерезис обычно составляет 1 или 2°C и не может быть изменен. В электронных моделях с возможностью регулировки можно установить значение 0,5 °C или даже 0,1 °C. Следовательно, чем меньше гистерезис, тем стабильнее температура в доме.
Наличие программатора
Пример программируемого термостата с графиком температуры на главном экране.
Программатор может задавать режим работы котла на период времени от 8 часов до 7 дней. Понижать температуру вручную перед уходом на работу, уходом или сном, конечно, довольно хлопотно. С помощью программатора можно один раз создать одну или несколько схем работы и, в зависимости от настроек температуры и гистерезиса, экономить до 30% топлива каждый последующий месяц.
Наличие Wi-Fi или GSM модуля
Контроллеры с поддержкой Wi-Fi можно подключить к домашней сети и управлять ими через приложение для смартфона. Достаточно ощутимым преимуществом является наличие GSM-модуля, с помощью которого можно не только заранее включить систему отопления и обогреть дом до прихода, но и контролировать работу системы во время длительного отъезда: в случае сбоя соответствующее уведомление будет отправлено на телефон.
Системы безопасности
Защита от перегрева или замерзания системы отопления, защита от остановки циркуляционного насоса, защита насоса от закисания летом (раз в сутки на 15 секунд) — все эти функции серьезно повышают безопасность системы отопления и часто доступны в котлах среднего и высокого ценовых сегментов. Если такие системы не предусмотрены автоматикой котла, проблему можно решить выбором термостата с их наличием.
Особенности монтажа
По своей сути капиллярный регулятор температуры очень хрупкий элемент. При его монтаже нужно соблюдать следующие правила:
Капиллярная колба должна располагаться рядом с нагреваемым устройством. Если конструкцией предусмотрен радиатор, то прямо на ребрах радиатора. Если колба находится в коробе воздуховода, то расположение должно быть строго по пути следования воздушного потока. Колба должна быть установлена вниз своим концом. Жидкость не будет реагировать на изменение температуры, если перетечет в другой конец системы. Запрещается гнуть капиллярную трубку под прямым углом. Это нарушит воздействие давления жидкости на мембрану. Длину трубки можно сократить только за счет изгиба в форме колец. Для устройств бытового назначения длина трубки не должна превышать 35 сантиметров. Запрещается воздействовать на мембрану посторонними предметами. Если регулятор в открытом исполнении корпуса, то необходимо периодически чистить его струей воздуха от скопившейся пыли и насекомых. Стоит серьезно отнестись к подключению термостата к электрической цепи. Плохой контакт может вызвать плавление клемм, нагрев мембраны. При нагреве металл мембраны теряет свои свойства, за счет чего теряется коэффициент упругости. При замене неисправного элемента необходимо подбирать его точный аналог
Это особо важно для приборов, нагревающих воду. Замедление в разрыве электрической цепи, может привести к образованию пара, с последующей разгерметизацией корпуса
Полное соблюдение правил монтажа и эксплуатации капиллярного терморегулятора позволит значительно продлить срок его службы.
Лучшие известные производители и модели: характеристики и цены
Cewal RQ-10
Один из самых простых и бюджетных механических терморегуляторов итальянского производителя. Несмотря на невысокую стоимость известен качеством сборки и надежностью. В инструкции к прибору схематически и подробно указан алгоритм монтажа и подключения. Единственным недостатком является большой гистерезис – до 1,5-2,5 градусов, что характерно всем механическим термостатам.
СКАТ Teplocom TS-2AA/8A
Более совершенный термостат с погрешностью до 1°C. Имеет микро-дисплей для индикации температуры, питание осуществляется от 2-х батареек типа АА (достаточно на 10-15 месяцев). Отличается наличием экономичного ночного режима с автоматическим понижением температуры на 4°C и наличием защиты от замерзания.
Danfoss ECtemp Next Plus
Один из лучших терморегуляторов для электрического котла отопления в соотношении цена-качество-функционал. Представляет из себя современный электронный программируемый термостат со стильным дизайном и широким функционалом. Помимо встроенного имеет выносной проводной датчик температуры для теплых полов, позволяющий производить управление отдельно от температуры воздуха в помещении. Широкий функционал, программирование и наличие готовых режимов («ночной», «в отъезде» и т.д.) позволяют обеспечить максимальную экономию электроэнергии.
Также отличается безопасностью: наличие защиты от перегрева и замерзания, блокировки от детей, контроля исправности термодатчиков. Согласно практике монтажа и отзывам владельцев не встречалось случаев неисправности. Во избежание неисправной работы, при монтаже необходимо точно попасть в пазы штекерного разъема.
ТЕПЛОЛЮКС MCS-350
Современный многофункциональный терморегулятор премиум-класса со встроенным Wi-Fi модулем и возможностью управления с помощью специального приложения для смартфона. Отличается одним из наиболее широких функционалов, информативным сенсорным дисплеем (с автоматической блокировкой) и стильным дизайном. В комплекте имеется как встроенный, так и выносной термодатчики для одновременного или раздельного управления. Дополнительно можно подключить до 32-х датчиков температуры.
Имеются шаблонные энергосберегающие режимы работы и программирование на неделю, статистика энергопотребления. Подключение обязательно производить через модульный контактор.
