Терморегулятор на батареи отопления

Описание

Реле или датчик температуры (ДРТ) – это устройство, которое предназначено для контроля и регулировки температуры в помещении или емкости, где оно установлено. Главным образом, этот прибор необходим для поддержания определенной температуры в помещении.

Чувствительными элементами служат специальные датчики или баллоны, которые быстро распознают малейшее изменение окружающей среды. Помимо такой классификации приборы разделаются по месту установки. Они могут быть монтированы на стены или потолок, установлены непосредственно в среде изменения (земле, воде) и использоваться как портативные датчики.

Рассмотрим принцип действия термореле на примере кондиционера, в который встроен классический термостат. При изменении температуры и давления, чувствительная биметаллическая пластина изменяет свое положение. К примеру, если она нагреется до 5 градусов, то её размер увеличится, и она повернет рычаг, подключенный к рабочим частям кондиционера.

Фото — датчик для котлов

После этого контрольный термостат продолжает контролировать работу системы охлаждения. Когда температура окружающей среды опустится до определенной величины, пластина остынет и повторно повернет рычаг. Так будет продолжаться бесконечное число раз. Прямо пропорционально работает термостат в системе отопления, как и морозильник, она включается при изменениях температуры (её снижении) и отключается после повышения градуса. Эта система широко применяется для контроля работы котла.

При этом для контроля холодильника используется терморегулятор, у которого внутри установлен баллон с жидкостью

Для работы его очень важно правильно установить. Сам накладной регулятор устанавливается вне контролируемого объекта, в то время, как камерный баллон монтируется на испарителе

Аналогично описанному выше принципу работы действует и это реле. При нагревании жидкости она меняет кондицию, превращаясь в пар. Меняется положение баллона, во время смены позиции он поворачивает рычаг, который в зависимости от потребности включает или отключает температуру.

Фото — ДРТ-1

При установке любого типа реле возле него монтируется комнатный термометр. Дело в том, что многие модели могут иметь некоторые погрешности в измерении. Считается, что нормальным показателем является отклонение 2 градуса, в идеале его быть не должно. Если манометрический или цифровой датчик температуры ошибается на 5 и более градусов, то ему срочно требуется настройка. Подробная инструкция указывается на коробке прибора и в брошюре производителя.

Фото — КР75 empty

Его аналог – это капиллярный датчик-реле.

Где используется:

1. В системах кондиционирования и отопления;
2. В различных охлаждающих установках (для холодильника, морозильника);
3. В агропромышленной сфере для определения температуры в грунте, теплице, воде, инкубаторе;
4. В производственных и технологических условиях.

Разновидности приборов

Механический терморегулятор с выносным датчиком

На рынке встречаются термореле с разным внешним видом, конструкционными особенностями и характеристиками. В зависимости от способа монтажа подобные устройства бывают стационарными и розеточными (переносными). Первая разновидность термореле устанавливается непосредственно в стену. Переносные варианты имеют возможность быстрого подключения, что привлекает многих пользователей.

По месту расположения датчиков выделяют:

• термореле с выносным датчиком температуры;
• агрегаты со встроенным датчиком.

В первом случае датчик размещают на конце кабеля, отходящего от температурного реле. Его длина может быть разной – от 10-20 см до нескольких метров.

Преимуществом устройства называют то, что их чувствительные элементы разрешается устанавливать на улице, в погребе и различных подсобных помещениях. Во время работы таких контролеров практически исключены ошибки. Единственным недостатком реле с выносным датчиком называют появление сбоев при исчезновении электричества.

Механические варианты

Подобные датчики температуры и реле считаются самыми доступными и простыми в использовании. Они работают благодаря присутствию в конструктивной схеме биметаллической пластинки. Отключение и настройка рабочих параметров устройства осуществляется при помощи рычага и поворотного колеса.

Недостатком механических моделей называют сложность их монтажа. Они устанавливаются в углубление в стене и напрямую подключаются к сети.

Электронные модели

Электронный регулятор температуры со встроенным датчиком

Популярностью пользуются и электронные термореле и датчики. Они точнее измеряют климатические параметры помещения благодаря наличию в составе конструкции полупроводниковых деталей, работающих от тока 24 В. Подобные устройства могут подключаться напрямую к электрической сети или применяются батарейки.

Электронное термореле оснащено монитором. Это облегчает выполнение настройки устройства, оповещает пользователя о результатах последнего замера климатических параметров.

Область применения

Термореле на 12 вольт часто входит в состав конструктивной схемы систем отопления. Пользователю необходимо контролировать температуру в котле и контурах с учетом климатических показателей помещения. Также устройство позволяет регулировать объем воды в системе. При наличии температурного реле удается своевременно выявить любые неисправности в работе котла.

В конструкции бытовых обогревателей также могут присутствовать термостаты, включаемые через розетку. Такие устройства просты в использовании и подключении, универсальны и высокоэффективны. Подобные термореле совместимы с электрическими чайниками, нагревательными приборами, светотехникой.

Термореле для теплого пола

Схема установки термореле для теплого пола

Существуют специальные контролеры, предназначенные для регулировки работы системы «теплый пол». Они подсоединяются к нескольким деталям – датчикам, нагревательным элементам и электросети. После включения термореле получает информацию о температурных показателях системы, после чего сравнивает их с заданными пользователем настройками.

При необходимости контролер включает или отключает нагревательные элементы, делая это циклично. Поэтому теплый пол без трудностей обеспечивает в помещении стабильную температуру воздуха.

Для инфракрасных обогревателей

Приборы получили большое распространение из-за способности передавать тепловую энергию на значительные площади. При установке термостата удастся повысить эффективность работы таких устройств. Используя программируемые накладное термореле, легко настроить функционирование инфракрасного обогревателя на длительный период времени.

Для сауны и бани

Рекомендуется использовать контролеры, способные работать при температуре от +50°С. С их помощью функционирование сауны или бани будет происходить автономно с учетом параметров, заданных пользователем.

Устройство термоклапана и существующие виды

Клапан терморегулятора по своему строению, имеет сходство с обычным вентилем. В конструкции клапана предусмотрено седло и запорный конус, с помощью которого регулируется количество теплоносителя. За счет количества теплоносителя, протекающего через батарею за определенный промежуток времени, и регулируется температура радиатора.

Термостатический клапан в разрезе

Существует однотрубная и двухтрубная разводка системы отопления, при этом на каждую систему устанавливаются определенные модели регуляторов. Спутать модели невозможно, тем более что производитель должен указывать в паспорте, для какой системы отопления терморегулятор предназначается. Если установить не тот регулирующий элемент, то радиатор работать не будет. Вентили для однотрубных систем можно устанавливать в системах с естественной циркуляцией теплоносителя. Естественно, что установка таких устройств приводит к повышению гидравлического сопротивления, но в целом, система функционировать будет.

На корпусе терморегулятора имеется стрелка, указывающая на направление движения теплоносителя, поэтому при монтаже необходимо учитывать данное свойство терморегуляторов.

Как устроена термостатическая головка

Watch this video on YouTube

Материалы изготовления

Корпус устройства может изготавливаться из различных конструкционных материалов, устойчивых против коррозии. Поэтому терморегуляторы изготавливаются:

• Из бронзы, с последующим хромированием или никелированием.
• Из латуни, с покрытием слоем никеля.
• Из нержавеющей стали.

Естественно, что наиболее надежные и долговечные корпусы из нержавеющей стали, но цены на подобные устройства слишком большие, поэтому они недоступные для широкого круга потребителей. Бронзовые и латунные корпуса имеют практически одинаковый срок службы, но он в основном зависит от качества сплава. Как правило, известные производители со всей ответственностью относятся к выпуску своей продукции. Следует отметить, что на рынке подобной продукции достаточное количество неизвестных производителей, поэтому приобрести некачественное изделие вполне возможно. Несмотря на это, каждый производитель старается оказаться известным, поэтому следит за качеством своих изделий. В любом случае, нужно определить наличие стрелки на корпусе, что может оказаться свидетельством качества терморегулятора.

Варианты исполнения

Вариантов подключения радиаторов к системе отопления несколько, поэтому терморегуляторы выпускаются двух типов: прямые (проходные) и угловые. Выбирается тот тип исполнения, который больше подходит к конкретной системе отопления.

Прямой (проходной) клапан и угловой

Название/фирма	Для какой системы	Ду, мм	Материал корпуса	Рабочее давление	Цена
Данфос, угловой RA-G с возможностью настройкой	однотрубной	15 мм, 20 мм	Никелированная латунь	10 Бар	25-32 $
Данфос, прямой RA-G с возможностью настройкой	однотрубной	20 мм, 25 мм	Никелированная латунь	10 Бар	32 — 45 $
Данфос, угловой RA-N с возможностью настройкой	двухтрубной	15 мм, 20 мм. 25 мм	Никелированная латунь	10 Бар	30 — 40 $
Данфос, прямой RA-N с возможностью настройкой	двухтрубной	15 мм, 20 мм. 25 мм	Никелированная латунь	10 Бар	20 — 50 $
BROEN , прямой с фиксированной настройкой	двухтрубной	15 мм, 20 мм	Никелированная латунь	10 Бар	8-15 $
BROEN , прямой с фиксированной настройкой	двухтрубной	15 мм, 20 мм	Никелированная латунь	10 Бар	8-15 $
BROEN ,угловой с возможностью настройкой	двухтрубной	15 мм, 20 мм	Никелированная латунь	10 Бар	10-17 $
BROEN ,угловой с возможностью настройкой	двухтрубной	15 мм, 20 мм	Никелированная латунь	10 Бар	10-17 $
BROEN , прямой с фиксированной настройкой	однотрубной	15 мм, 20 мм	Никелированная латунь	10 Бар	19-23 $
BROEN , угловой с фиксированной настройкой	однотрубной	15 мм, 20 мм	Никелированная латунь	10 Бар	19-22 $
OVENTROP , осевой		1/2″	Никелированная латунь, покрытая эмалью	10 Бар	140 $

Установка терморегуляторов в систему отопления

Терморегулятор в обвязке стального радиатора

Прежде чем приступить к установке управляющих устройств, необходимо проверить, – а подходят ли они для этой системы отопления? В некоторых случаях сначала следует провести небольшую модернизацию, и лишь затем приступать к монтажу.

Основной принцип корректной установки терморегулятора на радиатор отопления заключается в отсутствии влияния работы прибора на параметры теплоснабжения. Т.е. после его монтажа не должны ухудшиться пропускная способность на этом участке схемы, возникнуть дополнительное гидравлическое сопротивление и т.д. Это особенно актуально для однотрубной системы.

В этом случае необходимо выполнить следующие действия:

1. На участке, где планируется монтаж терморегулятора для радиатора отопления делают байпас. Это труба, соединяющая два отрезка магистрали для возможности частичного или полного перенаправления движения теплоносителя в обход батареи.
2. В зависимости от устройства терморегулятора отопления выбирается место его подсоединения в радиатору, насосу или коллектору.
3. Проверяется возможность полного отключения участка магистрали от системы без прекращения циркуляции.

Это обязательные требования к монтажу, которые не зависят от принципов функционирования терморегуляторов для водяного отопления. Для правильной установки необходимо рассмотреть особенности подключения управляющих устройств к каждому элементу теплоснабжения.

Установка терморегулятора на батарею

Порядок установки терморегулятора

Установка терморегулятор для водяного теплоснабжения может выполняться как в верхней части батареи, так и в нижней. Все зависит от способа подключения прибора к системе. После выбора оптимальной модели можно приступать непосредственно к монтажу.

Для этого потребуется выполнить простые правила:

Учет направления движения теплоносителя

Это важно при монтаже терморегуляторов для двухтрубной и однотрубной системы теплоснабжения. На корпусе управляющего элемента стрелочкой указывается нужное направление движения горячей воды;

Сначала монтируется механическая часть, а затем термоголовка

Ее положение должно быть такового, чтобы на терморегулятор не воздействовал горячий воздух от радиаторов отопления;

Управляющий элемент нельзя закрывать декоративной панелью. Это может привести к перегреву и ложному срабатыванию устройства.

В остальном специалисты рекомендуют придерживаться рекомендаций по установке терморегулятора на радиатор теплоснабжения от производителя.

Терморегуляторы в коллекторах отопления

Терморегуляторы в коллекторе

В системе теплого пола и коллекторного отопления терморегуляторы являются неотъемлемым элементом. В этом случае применяют электронные модели с возможностью подключения к внешним датчикам температуры.

В подобных схемах важно правильно подобрать устройства управления потока теплоносителя. Современные электронные терморегуляторы для водяного теплого пола комплектуются сервоприводами, которые могут достаточно плавно регулировать объем притока теплоносителя

Однако для их корректного монтажа потребуется выполнить такие правила:

• Пропускная способность устройства должна быть не меньше, чем в подключаемых патрубках;
• Для нормальной работы рекомендуется установка блока бесперебойного питания, так как при отключении электроэнергии схема функционировать не будет;
• Обязательное наличие в обвязке коллектора группы безопасности. Превышение температурного режима или давления может негативно сказаться на состоянии терморегулятора.

Оптимальным вариантом считается приобретение полностью укомплектованного коллектора. Все его элементы будут согласованы между собой, что предоставит риск появления сбоев в работе.

Монтаж терморегуляторов для циркуляционных насосов отопления и котлов выполняется крайне редко. Это связано с тем, что после установки устройство будет влиять на скорость движения теплоносителя. Достаточно небольшого уменьшения прохода на участке магистрали, чтобы возникло избыточное гидравлическое сопротивление.

Для улучшения работы терморегулятора рекомендуется монтаж вместе с современными отопительными приборами с низкой инерционностью – алюминиевыми или биметаллическими радиаторами.

В видеоролике показан пример установки электронного терморегулятора:

Разновидности

Что такое терморегуляторы с датчиком температуры воздуха

Терморегулятор (он же термостат), имеющий датчик температуры воздуха в помещении, является специальным контроллером, который представляет собой важнейшую деталь управления обогревательного устройства. Основная задача устройства заключается в поддержке температуры теплоносителя на конкретном уровне для охлаждения или обогрева помещения. В большинстве случаев настройка нужной температуры производится вручную, после чего термостат в автоматическом режиме регулирует работу котла или конвектора.

Основные функции

Иногда терморегулятор является составной частью климатической техники, например, электрокотла, кондиционера. Он, прежде всего, необходим для повышения уровня комфорта. Благодаря регулятору температуры нет нужды в постоянном отключении и включении котла, измерении перепадов температуры в помещении – все описанные функции выполняются устройством автоматически. Кроме того, оно необходимо для:

• Обеспечения безопасности. Если котел по какой-то причине не отключился после автоматического сигнала регулятора или произошел перегрев, то термостат оповестит владельца об этом с помощью звукового сигнала.

• Экономии. Терморегулятор поможет сэкономить на системе обогрева или охлаждения за счет контроля температуры воздуха, благодаря которому уменьшится потребление газа или электроэнергии.

Принцип работы

Механический или электронный регулятор температуры воздуха с помощью термостата котла собирает информацию о текущих температурных показателях непосредственно в теплоносителе. Комнатные датчики при этом замеряют их внутри помещения. Затем вся собранная информация поступает в блок управления устройством или на автоматической регулятор для дальнейшего хранения и использования. После сверки полученных от датчиков показаний регулятор в соответствии с настройками либо уменьшает, либо увеличивает температуру котла. При необходимости он отключает систему обогрева.

Основные параметры термореле

Таких параметров несколько. Вот самые важные из них:

• диапазон рабочих температур;
• точность уставки;
• гистерезис;
• мощность нагрузки.

Гистерезисом называется промежуток температур устойчивого состояния реле, когда реле поддерживает нагрузку во включенном состоянии. Уставка может занимать любое положение на этом промежутке, но принадлежит этому промежутку. Гистерезис не есть плохое качество реле, часто нормируется, даже отдельно регулируется и помогает избежать слишком частого переключения в цепи нагревателей, которое будет сокращать срок службы тэнов.

Пояснение к уставке и гистерезису

В домашних устройствах положение уставки характеризуется как “плюс-минус”. Так проще считать. Например, комнатная температура комфортна для человека в пределах 18-20 градусов Цельсия. Если гистерезис регулятора составляет 1 градус, то уставка в этом случае составит 19 градусов. Если при этом точность термореле составляет 0,5 градусов, то температура будет поддерживаться в пределах 17,5 … 20,5 градусов. Говоря точнее, будет срабатывать термореле, а истинная температура будет определяться мощностью нагревателя, который работает совместно с этим реле.

Мощность нагрузки выражается через ток, который реле способно переключать. Известно, что электронагреватели потребляют наибольшую мощность среди остальных потребителей энергии. Значит, таким нагревателям необходим достаточный ток и реле должно обеспечить этот ток своими контактами. Если токовая нагрузка слишком велика для контактов реле, то используют промежуточное реле: магнитный пускатель или электронный силовой ключ. Иначе контакты реле быстро подгорят и реле выйдет из строя.

Термореле с переключением диапазонов

Термостаты для сауны и бани

Особенностью термостатов, которые планируется устанавливать в бане или сауне, является их возможность работать при повышенных температурах. Рекомендуется выбирать модели, работающие в пределах от 60ºС до 120ºС. Наличие подобных приборов позволит контролировать показатели в парилке, выставляя нижний и верхний пороги. Возможность включения строго в определённое время также позволит сэкономить электрическую энергию.

Терморегулятор своими руками

Существует возможность сборки простейшего терморегулятора своими руками. Этот вариант рекомендуется тем, кто умеет читать принципиальные схемы и обладает достаточным знанием в электронике, поскольку требует определённой сноровки. Вся работа осуществляется в несколько этапов:

1. Размещение всех необходимых элементов на плате. При пайке необходимо следить за тем, чтобы не повредить иные детали сборки.
2. Протравка токопроводящих дорожек в соответствии со схемой.
3. Проверка работоспособности схемы посредством тестера.
4. Контроль полярности всех составляющих.

Упростить сборку термостата своими руками поможет заказ наполовину готового устройства

Обзор популярных моделей терморегуляторов

На рынке представлено большое количество разнообразных терморегуляторов. В число лучших попали модели, больше предназначенные для домашнего использования, поскольку именно это направление наиболее актуально для большинства пользователей.

Valtec – настоящее итальянское качество

Реле на DIN-рейку

Модули, собираемые на DIN-рейку, теперь окончательно вытеснили старый щитовой монтаж оборудования в шкафах, очень неудобный для обслуживания и ремонта. Защелкивание на рейку занимает секунды. Провода прокладываются в кабельных лотках в пределах шкафа и зажимаются винтовыми клеммами в точках подключения при их полной доступности для монтажа и освещенности.

Таким способом собирается электротехническое оборудование промышленного, коммунального и бытового назначения. Не составляют исключение и термореле, которые тоже выпускают в корпусе под крепление на DIN-рейку.

Термореле в корпусе для DIN-рейки

При установке в шкаф или бокс исчезает необходимость портить стены и внешний вид помещений. Датчики реле выводятся в контролируемую зону, а сами реле стоят с остальным оборудованием в шкафу.

Teplolux MCS 350 Wi-Fi

Терморегулятор, предназначенный для контроля температурного режима отопительных котлов. Одной из важнейших особенностей является поддержка протокола Wi-Fi и возможность управления со смартфона. Также к числу отличительных признаков можно отнести большой сенсорный экран. Во время бездействия клавиши блокируются. Стоимость устройства составляет 4551 рубль.

Teplolux MCS 350 Wi-Fi

Установка терморегулятора предоставляет возможность получения полного контроля над температурой, на величину которой влияет различное нагревательное оборудование. Приобретение устройства с выносным датчиком позволит повысить точность измерений. Ещё раз узнать о том, что это такое, можно из представленного видео.

Watch this video on YouTube

Предыдущая ИнженерияБиотуалет для дачи – современный подход к организации санитарной зоны
Следующая ИнженерияСигнализация GSM для дома, гаража и дачи — как защитить своё имущество дистанционно

Термореле своими руками

Для тех, кто умеет мастерить: работать с паяльником, имеет достаточный минимум знаний в области электротехники, есть варианты самостоятельного изготовления термореле. Из имеющегося разнообразия лучше выбирать не архаичные схемы прошлых десятилетий, а вариант, близкий к современности. Легче найти современные комплектующие, надежные в работе и точнее старых. Электрические схемы также стали проще, благодаря высокой степени интеграции новых чипов. Вот вариант с полупроводниковым аналоговым датчиком:

Схема самодельного термореле

Датчик U1 выпускается в корпусе TO-92 или TO-220. В первом случае он годится только для измерения температуры воздуха. Второй корпус подходит для крепления к металлическим пластинам, например, для измерения температуры батарей или труб. Переменный резистор R5 должен быть с линейной характеристикой, так как датчик LM35 сам имеет хорошую линейность. Компаратор U2 сравнивает образцовое напряжение с ползунка резистора R5 и от датчика.

Выходной сигнал компаратора усиливается по току транзистором T1 и дальше поступает на базу транзистора T2, ключа, который включает реле K1. Диод D1 обязательно должен быть использован, для защиты транзистора T2 от электрического пробоя при самоиндукции катушки реле. Контакты нагрузки должны быть рассчитаны на ток 2-5 А. Если мощность нагрузки больше 400-1000 Вт, что соответствует выбранному реле, то следует применять промежуточный магнитный пускатель или симистор.

Таблица 1. Замена транзисторов и диодов

BC549C	КТ315В, КТ315Г
BD139	КТ815Б, КТ805Б
1N4002	КД105Б, КД212А

Датчик можно выносить за пределы платы устройства на расстояние 5-10 метров. Но в этом случае провод от вывода 2 должен быть в металлической оплетке (экранирован). Оплетка соединяется с выводом 3 (земля), а питание подается отдельным проводом. Резистор R1 и конденсатор C2 также требуется выносить вместе с датчиком и помещать в его собственный корпус. Устройство питается от источника напряжения постоянного тока 12 В.

Устройство и принцип работы

Термореле (ТР) предназначено для обеспечения защиты электродвигателей от перегрева и преждевременного выхода из строя. При долговременном запуске электродвигатель подвержен токовым перегрузкам, т.к. во время пуска происходит потребление семикратного значения тока, приводящего к нагреву обмоток. Номинальный ток (Iн) — сила тока, потребляемая двигателем при работе. Кроме того, ТР увеличивают срок эксплуатации электрооборудования.

Тепловое реле, устройство которого составляют простейшие элементы:

1. Термочувствительный элемент.
2. Контакт с самовозвратом.
3. Контакты.
4. Пружина.
5. Биметаллический проводник в виде пластины.
6. Кнопка.
7. Регулятор тока уставки.

Термочувствительный элемент является датчиком температуры, служащий для передачи тепла на биметаллическую пластину или другой элемент тепловой защиты. Контакт с самовозвратом позволяет при нагреве мгновенно разомкнуть цепь питания электрического потребителя для избежания его перегрева.

Пластина состоит из двух видов металла (биметалл), причем один из них обладает высоким температурным коэффициентом расширения (Kр). Они скреплены между собой при помощи сварки или проката при высоких значениях температуры. При нагреве изгибается пластина тепловой защиты в сторону материала с меньшим Kр, а после остывания пластина принимает исходное положение. В основном пластины изготавливаются из инвара (меньшее значение Kр) и немагнитной или хромоникелевой стали (больший Kр).

Кнопка включает ТР, регулятор тока уставки необходим для установки оптимального значения I для потребителя, причем его превышение приведет к срабатыванию ТР.

Принцип действия ТР основан на законе Джоуля-Ленца. Ток представляет собой направленное движение заряженных частиц, которые сталкиваются с атомами кристаллической решетки проводника (эта величина является сопротивление и обозначается R). Это взаимодействие вызывает появление тепловой энергии, получаемой из электрической. Зависимость длительности протекания от температуры проводника определяется по закону Джоуля-Ленца.

Формулировка этого закона следующая: при прохождении I по проводнику количество теплоты Q, выделяемой током, при взаимодействии с атомами кристаллической решетки проводника прямо пропорционально квадрату I, величине R проводника и времени воздействия тока на проводник. Математически можно записать следующим образом: Q = a * I * I * R * t, где a — коэффициент преобразования, I — ток, протекающий через искомый проводник, R — величина сопротивления и t — время протекания I.