классификация, принцип работы термостата и особенности при оснащении термодатчиком

Основной проблемой, требующей разъяснения, можно считать такую: терморегулятор для котла отопления — это только регулятор температуры или нечто многофункциональное. В первую очередь, это элемент, управляющий системой отопления, обеспечивающий оптимальный температурный режим, предохраняющий помещение от перегрева и минимизирующий энергетические затраты.

• Функциональное назначение
• Классификация терморегуляторов
  • Программируемый комнатный контроллер
  • Центральное приспособление
• Принцип действия
• Регулирующий термостатический клапан
• Полезные советы

Функциональное назначение

Температура теплоносителя служит важнейшим показателем функционирования системы отопления в целом и котла в частности. Сопоставив этот параметр с температурой воздуха в отапливаемом помещении и степенью нагрева используемого теплоносителя, можно корректировать работу агрегата с позиции комфортных условий проживания и показателя энергоэффективности. В этом и заключается функциональное назначение терморегуляторов для котлов отопления.

Классификация терморегуляторов

Регуляторы температуры для котлов отопления обеспечивают заданный температурный режим помещения с достаточно большой точностью. Отклонения, как правило, не превышают 0,5⁰ C — 1,0⁰ C. Их работа осуществляется посредством разнообразных исполнительных устройств, от чего собственно и зависит принадлежность терморегулятора к тому или иному типу. По количеству и содержанию выполняемых функций

приборы классифицируют следующим образом:

• Однофункциональные (поддерживающие исключительно заданную температуру).
• Многофункциональные, или программируемые.

По типу исполнения терморегуляторы подразделяют на устройства, подключаемые к отопительному котлу посредством проводов и беспроводные. Монтаж регулирующего прибора осуществляется в доступном месте, обеспечивающем достаточный приток воздуха. Кроме того, желательно исключить размещение по соседству с регулятором бытовых электрических приборов (телевизоры, отопительные и осветительные приборы и т. п. ), поскольку это может существенно повлиять на корректность его работы.

Программируемый комнатный контроллер

Программируемый термостат для котла отопления обеспечивает возможность выбора необходимой (комфортной) температуры в нужный отрезок времени, он легко перенастраивается в другой режим работы. Оснащение устройства таймером позволяет устанавливать различные шаблоны функционирования системы отопления для выходных и будних дней. Существуют таймеры, способные поддерживать определенные параметры в зависимости от дня недели. Наличие у регулятора температуры таких функций позволяет настроить систему отопления помещения в соответствии со сложившимся образом жизни и гарантированно поддерживать температурный микроклимат даже в период отсутствия хозяев.

Этот контроллер обладает некоторыми опциями, существенно расширяющими возможности отопительной системы в целом:

• «Партия», функция, обеспечивающая периодическое отключение (на несколько часов) и последующее возобновление работы системы.
• «Праздник». Цель данной опции — увеличение или уменьшение интенсивности обогрева помещения в течение заданного количества дней.
• «Перекрыть». Миссия, позволяющая временно изменить настройки программы в одном из периодов.

Центральное приспособление

Как правило, прибор такого типа используют для эффективного управления отопительной системой всего дома и размещают его на некотором удалении от отопительного котла. Такие устройства оснащены дилатометрическим терморегулятором, работающим дистанционно. Принцип его работы заключается в измерении температуры окружающего воздуха и в зависимости от ее колебаний включении (отключении) отопительного котла.

Принцип действия

Вне зависимости от вида конструктивное исполнение терморегуляторов соответствует одной общей схеме. Устройство состоит из 3 ключевых модулей (блоков):

• датчика температуры для котла отопления с термочувствительным элементом;
• блока настроек;
• блока управления.

Термодатчик с термочувствительным элементом осуществляет контроль степени нагрева окружающей его среды. Изменения температуры окружающей среды вызывают изменения физических параметров элемента, улавливаемые блоком управления. Блок управления, в свою очередь, передает сигнал одному из исполнительных устройств:

• механическому клапану;
• электромагнитному реле;
• цифровому (аналоговому) прибору, выполняющему последующую обработку сигнала.

 

Функциональное назначение блока настройки заключается в фиксации значений параметров, достижение которых инициирует срабатывание самого терморегулятора.

 

Монтаж регулятора температуры для котла отопления осуществляется с обязательным соблюдением некоторых обязательных условий:

• Прибор должен быть защищен от попадания ультрафиолетового излучения.
• Внешний датчик устанавливается в местах, характеризующихся стабильностью температуры окружающего воздуха (отсутствие соседства с отопительными устройствами, сквозняков и т. д. ).
• Датчик монтируется на высоте, рекомендованной производителем.
• Недопустимо закрывать устройство ширмами, шторами, мебелью и т. д.

Регулирующий термостатический клапан

Это регулирующее устройство, именуемое термостатическим вентилем (клапаном) — наиболее простой вариант решения задачи по получению теплоносителя определенной температуры. Результат достигается при смешивании холодной и теплой воды. Контроль температуры теплоносителя осуществляется не при помощи управления отопительным котлом, а изменением интенсивности потока теплоносителя через радиатор.

Конструктивное исполнение прибора довольно простое и включает в себя два основных элемента:

• Собственно клапан (вентиль), являющийся, по сути, обыкновенной запорной арматурой, перекрывающей отверстие на входе в радиатор отопления. Перекрытие происходит полностью или частично, что, в сущности, и определяет количество пропускаемого теплоносителя.
• Термостатический элемент с термобаллоном, заполненным специальной жидкостью (газом), расширяющейся при изменениях температуры теплоносителя.

Кроме того, термостатический клапан может рассматриваться в качестве эффективного дополнения к механическим или электронным терморегуляторам. Достоинства таких устройств заключаются в их дешевизне и простоте эксплуатации, однако, они нуждаются в периодической проверке эксплуатационных параметров.

Полезные советы

Для обеспечения качественной и бесперебойной эксплуатации термостата для котла, да и всей системы отопления в целом необходимо учесть некоторые нюансы. В связи с этим несколько полезных советов:

• Приобретение регулировочного оборудования предваряется расчетом, рассматривающего такие параметры, как необходимая температура и площадь отапливаемого помещения. Такой расчет позволит избежать низкой эффективности работы системы и проблем с электропроводкой, неизбежных при подключении сверхмощного оборудования.
• Несмотря на довольно хорошую совместимость терморегуляторов с большинством моделей отопительных котлов, использование оборудования одного производителя обеспечит не только легкость монтажа, но и простоту эксплуатации.
• При сомнениях в необходимости покупки дорогостоящего оборудования, приобретите более дешевый (механический) вариант и протестируйте его возможности. Возможно, его функциональности окажется вполне достаточно.
• Перед монтажом терморегулятора выполните теплоизоляционные мероприятия в обогреваемом помещении, поскольку большие теплопотери сведут на нет эффективность работы прибора.

Резюмируя вышесказанное, можно констатировать, что термостаты для отопительных котлов (водяных контуров, газовых приборов) все чаще позиционируются в качестве незаменимого оборудования системы отопления, обеспечивающего экономию энергоносителей, комфортное тепло и уют в помещении.

Принцип работы терморегулятора: устройство, батареи отопления

Для обеспечения комфортного микроклимата в современных помещениях используются различные системы кондиционирования и отопления.

Схема устройства терморегулятора.

Функцию поддержания необходимой температуры берут на себя такие приборы, как термостаты (терморегуляторы).

Очень удобны и популярны термостаты, которые предназначены для контроля нагрева радиаторов. Они размещаются непосредственно на трубе, входящей в отопительный прибор. Принцип работы терморегулятора заключается в автоматическом поддержании температурного режима в заданных пределах. По способу управления различают механические (ручные) и электронные (автоматические) приборы. Для радиаторного термостата предпочтительнее и удобнее использовать автоматическое регулирование.

Устройство терморегулятора

Схема подключения комнатного термостата к котлу.

Радиаторный термостат работает благодаря двум главным составляющим: термостатической головке и клапану. Клапан выполняет функцию так называемого исполнительного устройства. В термостатической головке расположен цилиндр (или сильфон), который заполнен рабочим веществом. Принцип действия рабочего вещества заключается в постоянном реагировании на изменение температуры воздуха. Схема следующая: при повышении температуры происходит увеличение объема вещества, а при понижении – сжатие. За счет этих физических изменений приводится в движение нажимной шток, который соединен с цилиндром.

Если головку термостата поставить на клапан, то за счет постоянного сжатия и расширения ее, шток будет давить/отпускать подпружиненный запирающий конус. А этот конус будет открывать/прикрывать проходное отверстие, тем самым регулируя объем подачи теплоносителя.

Роль рабочего вещества может выполнять либо специальная жидкость, либо газ. В соответствии с этим различают два типа термостата: жидкостной и газонаполненный. Газонаполненные устройства обладают более быстрой реакцией на изменение температуры, а жидкостные точнее чувствуют перепады давления внутри цилиндра и лучше передают их на исполнительный механизм.

Принцип работы термостата в однотрубной и двухтрубной системе отопления будет одинаковым, но гидравлическое сопротивление клапанов разным: для однотрубных ниже, а для двухтрубных – значительно выше. Поэтому еще при проектировании инженерных конструкций нужно подобрать устройство соответствующего действия, в противном случае тепловая мощность сойдет на нет. То же самое касается модернизации системы. Общее устройство механического терморегулятора показано на Рис.1.

Вернуться к оглавлению

Схема работы терморегулятора

Схема механического терморегулятора.

Термостат может быть сконструирован по-разному: с ручным управлением или программным. Программируемый термостат устроен таким образом, что способен изменять температуру в помещении в зависимости от различных заданных факторов, например, от времени суток или дня недели. А электромеханический прибор просто постоянно поддерживает на одном уровне необходимую температуру.

Ручной терморегулятор имеет принцип работы утюга: после нагрева помещения до определенной отметки – отключается, а после остывания воздуха на несколько градусов – снова включается.

Вернуться к оглавлению

Двухпозиционный биметаллический термостат

Такое устройство функционирует в двух режимах: включено и выключено. Отличается дешевизной, надежностью и повышенной помехоустойчивостью. Его принцип работы базируется на особом свойстве биметаллической пластины изгибаться при изменении температуры. Схема действия следующая: когда температура повышается, то изгибание пластины приводит к размыканию цепи, а когда понижается, происходит выпрямление пластины и соответствующее замыкание электрической цепи.

В таком гистерезисе термостат работает непрерывно. Это свойство является необходимым для механических приборов. С одной стороны, оно приводит к снижению быстроты реакции управляющей системы, но с другой – уменьшает число необходимых соединений. Для снижения количества соединений регулятор может быть оборудован ускоряющим сопротивлением, которое позволит нагревать биметаллическую пластину, когда цепь замкнута. После размыкания нагрев прекратится. В случае, когда измеренная температура все еще остается ниже установленного значения, биметаллическая пластина опять замкнет контакты.

Самым главным недостатком биметаллических термодатчиков считается довольно большое отклонение от установленного температурного значения в условиях, когда нагрузка получается ниже номинальной. Ток, который проходит через терморегулятор, начинает нагревать пластину, при этом температура, измеренная термодатчиком, будет выше фактической. Это означает, что воздух в помещении не нагреется до заданного значения. Еще одним минусом биметаллического устройства является то, что оно не работает бесшумно, а издает щелчки в момент замыкания электрической цепи. Общее устройство механического терморегулятора показано на Рис. 2.

Вернуться к оглавлению

Автоматический термостат

Чертеж автоматического терморегулятора.

Электронные модели бывают двухпозиционными или пропорциональными (P-регуляторы), а также полностью или частично механическими, либо электронными. Пропорциональные регуляторы корректируют процесс обогрева в зависимости от соответствия измеренной температуры заданной. Чем существеннее разница между ними, тем выше мощность, подаваемая на обогреватель. Такая же схема и принцип работы реализованы на низкой мощности.

P-управление для термостатов реализуется при помощи широтно-импульсной модуляции. Длительность периодов работы и отключения устройства регулируется для того, чтобы достигнуть некого среднего значения потребления энергии. Такие приборы идеально подходят для поддержания температуры обогревателя на постоянном уровне.

Электронная схема для частично автоматических устройств с выходным реле берет на себя функцию управления, а само реле выполняет роль выключателя. Здесь также используется гистерезис, поскольку необходимо продлить рабочий период термостата для предотвращения скорого износа реле. Чаще всего терморегуляторы, снабженные выходным реле, являются двухпозиционными.

Устройство терморегулятора в абсолютно электронных моделях отличается тем, что всей цепью управляет двунаправленный триодный тиристор. Этот прибор не содержит детали, которые могут быть подвержены механическому износу. Двухпозиционный электронный терморегулятор устроен так, что гистерезис в нем либо очень мал, либо используется пропорциональное управление, а регулировка температуры становится достаточно точной. Недостатком такого прибора являются немаленькие габариты за счет наличия необходимости эффективного охлаждения устройства.

В современных моделях термостатов часто используются жидкокристаллические дисплеи, которые удобным способом показывают как заданную, так и реальную температуру воздуха в помещении. Возможна сигнализация о неисправности устройства и выведение статистики работы прибора.

Использование термостатов не вызовет никаких трудностей в обращении и обеспечит качественную работу на долгие годы. Современные устройства позволят создать комфорт и уют в помещении, сэкономят электроэнергию и будут незаменимыми в реализации системы «умный дом».

Термостат: принцип работы и виды

Для достижения комфортной температуры в помещении недостаточно просто включить систему отопления или кондиционирования. А все потому, что климатическая техника либо не способна самостоятельно оценить условия в помещении, либо делает это не очень эффективно. Поэтому для оптимальной работы климатической техники необходимо использовать термостаты.

Что такое термостат и для чего он нужен?

В широком смысле это устройство, поддерживающее заданный температурный режим воздуха или определенной поверхности, например, пола. По сути, термостат — это промежуточное звено в цепи комфортных условий, в которой с одной стороны находится соответствующий нагревательный или охлаждающий прибор, а с другой — датчик температуры.

Сфера применения таких устройств очень широка: от управления отопительными приборами небольших квартир до гигантских промышленных объектов. Они управляют бытовыми кондиционерами и мощными морозильными камерами. Термостаты могут контролировать нагрев почвы в теплицах, отвечать за защиту от обледенения крыш и работать во многих других системах. Хотя речь не идет об одном и том же продукте, конструктивно они всегда очень похожи.

Как работает термостат?

Основной принцип работы термостата на самом деле очень прост. Он лишь сравнивает фактическую температуру (которую измеряет термодатчик) с заданной, и принимает решение о включении или прекращении подачи климатической системы. Если температура в помещении отличается от заданной, термостат включает нагрузку, а по достижении заданного значения – отключает подачу питания. Термостат может поддерживать определенное значение температуры или диапазон. На это влияет параметр гистерезиса.

Конечно, существует множество моделей, которые оснащены большим количеством дополнительных функций, таких как включение отопления по таймеру или программирование работы по определенному расписанию. Но все устройства основаны на этом простом принципе.

Какие существуют типы термостатов?

Существует множество типов таких устройств по назначению, типу управления, способу установки, мощности и т.д. оборудование. Например, к некоторым моделям можно подключить как теплый пол, так и отопительные приборы, а определенные термостаты могут одновременно управлять работой и системы отопления, и системы охлаждения.

Также в зависимости от принципа управления термостаты можно разделить на два типа:

– механические;

– цифровой.

Механические модели имеют очень простую конструкцию с минимальным использованием электрических цепей. Их работа осуществляется с помощью рукоятки, а в некоторых моделях – еще и тумблера включения/выключения. Требуемая температура устанавливается поворотом ручки терморегулятора в соответствии со шкалой на корпусе. В таких устройствах используется довольно примитивный визуальный интерфейс в виде светового индикатора.

Конструкция цифровых термостатов отличается гораздо более сложной схемой. Они всегда оснащены полноценным визуальным интерфейсом: цифровым или жидкокристаллическим экраном, а их работа настраивается с помощью кнопок (физических или сенсорных). Цифровые термостаты отличаются наличием большого количества функций: от блокировки клавиш до программирования работы по расписанию, установленному через Интернет.

Мы рассказали вам о том, что такое термостат, какое место он занимает в климатической системе, а также принцип его работы и виды. Узнайте, как выбрать правильный термостат из нашей следующей статьи.

Оценить статью:

Поделиться:

Как работает термостат?

Типы термостатов

Термостаты бывают различных форм, размеров и стилей. Два основных типа термостатов — цифровые и механические. Они различаются по нескольким ключевым параметрам. Сегодня большинство новых термостатов являются цифровыми или электронными. Цифровые термостаты имеют внутренние компоненты, способные обеспечить точную реакцию на комнатную температуру. Электронные датчики считывают текущую внутреннюю температуру и могут соответствующим образом точно настраивать обогрев, удерживая комнату в пределах одного градуса от заданной настройки.

В отличие от этого механический термостат обычно регулирует температуру с помощью двух кусочков металла. Они склеены вместе в датчике термостата в виде биметаллической полосы. Поскольку различные типы металлов расширяются и сжимаются при изменении температуры, электрическая цепь, подключенная к вашей системе отопления, включается и выключается. Таким образом, термостат может считывать и регулировать температуру. Что важно отметить в отношении биметаллического термостата, так это то, что он не так точен, как цифровая модель; температура может варьироваться на целых пять градусов от целевого заданного значения. Однако некоторые предпочитают механические термостаты из-за их доступности и простого в использовании выключателя.

Как настроить термостат

Вот несколько полезных советов по использованию термостата.

• Этот тип устройства должен располагаться в доме со свежим воздухом. Если вы разместите термостат в особенно солнечном месте или за занавеской, он не сможет точно определить температуру.
• Для начала установите минимальную комфортную температуру. Для большинства людей это будет от 18 до 21 градуса.

Может показаться заманчивым включить термостат в холодные дни, но в этом нет необходимости. Идея термостата заключается в том, что он будет реагировать на более холодную погоду и следить за тем, чтобы отопление оставалось включенным достаточно долго, чтобы нагреть дом до заданной вами температуры. Однако, поскольку прогрев дома в холодный день может занять больше времени, вы можете запрограммировать отопление на более раннее включение.

Программируемые термостаты имеют настройки времени и температуры, так что вы можете регулировать температуру в разные периоды дня. Это позволяет вам экономить энергию, отключая отопление, когда вы на работе, но при этом вернуться домой в теплый дом позже в тот же день. При программировании термостата необходимо учитывать время прогрева и охлаждения.

Как пользоваться механическим термостатом

Механические термостаты регулируют температуру благодаря расширению внутренних металлических планок. Эта полоса проводит электричество по подключенной цепи, включая отопление. Когда полоса нагревается, один из металлов расширяется настолько, что размыкает цепь и отключает отопление, охлаждая комнату. Чтобы отрегулировать этот механизм на вашем термостате, используйте шкалу температуры, которую вы можете настроить на предпочтительную температуру.