Какие бывают радиаторные термоголовки

 

Что такое термоголовка на радиатор.

   Радиаторные термоголовки – это механические устройства, которые регулируют проток горячего теплоносителя в радиаторах отопления. Они устанавливаются на каждую батарею отопления в помещении и позволяют контролировать температуру в отдельных комнатах.

Принцип работы.

   Термостатическая головка обычно состоит из металлического корпуса, термоэлемента, пружины, клапана и настройки температуры. Внутри корпуса находится термоэлемент, который реагирует на изменение тепла в окружающей среде. Когда температура в комнате понижается, элемент сжимается, и пружина давит на клапан, вызывая его закрытие и прекращение потока горячей воды в радиатор.

   Когда температура повышается, элемент расширяется, пружина отпускает клапан, и горячая вода начинает циркулировать в радиаторе для поддержания заданного уровня тепла. Настройка температуры производится обычно путем поворота ручки или регулятора на корпусе термоголовки.

Термостатические головки деляться на виды:

 

По типу работы

• Механические – самый простой и недорогой вариант, который работает на основе расширения жидкости при изменении температуры. Они дешевы, легко устанавливаются и используются, но не обладают высокой точностью и не позволяют установить точную температуру в помещении.

• Электронные – более точный вариант, который работает на основе электронных датчиков. Они могут быть программируемыми и контролируют температуру в помещении с очень высокой точностью. Однако они более дорогие и сложные в установке.

По способу управления

• Ручные   – Механические терморегуляторы управляются путем поворота ручки, которая открывает или закрывает клапан на радиаторе. Эти регуляторы достаточно просты в использовании и не требуют электропитания.

• Дистанционные   – могут управляться с помощью пульта дистанционного управления или мобильного приложения. Они более точны в измерении температуры и обеспечивают более точный контроль над регулировкой тепла. Однако они требуют подключения к электросети или наличие батареек.

По типу соединения:

• резьбовое соединение М30х1,5

• резьбовое соединение М28х1,5

• резьбовое соединение RTD (система Danfoss)

• соединение защелка RA (система Danfoss click)

 

По действующему веществу

• Жидкостная — это наиболее распространенный тип. Они содержат внутри себя жидкость, которая расширяется при нагревании и сжимается при остывании. Этот процесс передается на шток, который управляет подачей тепла. Жидкости чуть медленнее изменяют объемы, но их производить проще. Как правило, используются производные ацетона или толуола.

• Газоконденсатная – работают по тому же принципу, что и жидкостные, но вместо жидкости они используют сжиженный газ, который конденсируется при нагревании и сжимается при остывании. Этот тип термоголовок более чувствительный к изменениям температуры, т.к газы быстрее реагируют на изменения температуры чем жидкости, и имеет более широкий диапазон температурного регулирования. Но технологически их производить сложнее.

 

По расположению датчика температуры – из-за того, что радиаторы и трубопроводы не всегда имеют удобное и правильное расположение, существует три основных типа термоголовок:

• со встроенным термодатчиком – этот тип головок встречается наиболее часто и имеет самую доступную цену. Они устанавливаются в легко доступных местах. Однако стоит помнить, что термоголовка со встроенным датчиком не должна располагаться

над батареей или трубой.

• с выносным датчиком – если не удается установить обычный терморегулятор по всем правилам, используют термоголовку с выносным датчиком. Датчик устанавливается в месте, где свободно циркулирует воздух, и соединяется с терморегулятором при помощи капиллярной трубки.

• с выносным регулятором (или с внешним датчиком и регулятором) – если место установки клапана скрыто, например, за тяжелой мебелью или неподвижной конструкцией интерьерного декора, то следует использовать термоголовку с внешней регулировкой. Лучше всего использовать модель, в которой регулятор и датчик можно установить отдельно от термоголовки.

По типу канала связи для внешнего управления

• Wifi

• ZigBee

• Zwave

• Проводная

• Свой радиоканал

 

По наличию экрана

• С экраном

• Без экрана

По способу питания

• Без питания – как правило, это механические термоголовки для простой регулировки по нужной температуре.

• От батареек или АКБ – большинство электронных устройств, как отдельно используемых, так и в наборах для «умного дома».

• От сети 220В – управляются и регулируются специализированными контроллерами для систем зонального регулирования или программируемыми термостатами.

• От слаботочной сети 12-24В – как правило интегрируются в полноценные системы умного дома

По способу программирования и удаленного управления

• Через комнатный термостат или хаб – специальное устройство для настройки и контроля термоголовок

• Напрямую с телефона – сопряжение через Bluetooth или свою WI-FI сеть

• Через облачный сервис производителей устройств или сервера голосовых помощников.

Наличие hi-tech функций:

• Таймер – поддержание нужной температуры по часам в сутках

• Недельное Расписание – работа по дням недели и 24-часовому графику: рабочие дни – выходные

• Режим отпуск – поддерживает пониженную температуру, пока в доме пару недель никого нет.  

• Защита от замерзания

– позволяет автоматически включать отопление, если температура в комнате опускается до определенного уровня.

• Интеграция в умный дом – получает сигнал на открытие или закрытие от внешнего контроллера

• Работа с голосовыми помощниками – Siri, Яндекс Алиса, Google Assistant, Microsoft Cortana, Amazon Alexa

• Режим уборки – перекрывает подачу теплоносителя в батарею если зафиксировано резкое понижение температуры на большую величину. Или сработал специальный датчик открытия окна, который может идти как дополнительная опция.

• Работа с комнатными термостатами – очень удобная функция. Один отдельный комнатный термостат может управлять работой сразу нескольких термоголовок, если радиаторов в комнате больше одного.

 

Условия монтажа и устоновки

   Для того чтобы термостатические головки работали на полную мощность и были максимально эффективными, необходимо установить их только

горизонтально. Однако, также важно избегать прямых солнечных лучей или холодных сквозняков. Кроме того, не следует устанавливать их в ниши или закрывать шторами и т.д. Все рекомендации по использованию подробно описаны в инструкции, которая прилагается к каждой термоголовке.

   В случае, если невозможно создать необходимые условия, можно использовать специализированные модели с выносным датчиком или с выносным датчиком и регулирующим механизмом.

Как настроить термоголовку

   Все очень просто. Внутри каждой упаковки есть описание по правильному монтажу прибора и таблица. В ней написано соответствие каждой цифры на корпусе термоголовки и требуемой температуры в помещении. Надо помнить, что, как и любой прибор она имеет свою погрешность измерения, потому если взять точность измерения поверенного термометра и термоголовку, то разница может достигать от 0,5 до 1 градуса. Потому просто ставим, например, если надо 22 градуса на 3 и наблюдаем. Жарко – убавляем, холодно – добавляем.

Выбираем правильную пару: радиаторный клапан и термоголовка

   Для установки термоголовки необходимо присоединить её к термостатическому клапану. Существует два основных способа соединения – быстросъемное и резьбовое.  Быстросъемное соединение удобно, но подходит только для определенных моделей клапанов, например, для Термоголовок Данфосс. Резьбовое соединение, в свою очередь, является более распространенным, однако может отличаться по размеру резьбы. На постсоветском пространстве наиболее популярными являются размеры М30х1,5 и М28х1,5.

   Обычно, если вы выбираете голову и клапан одного производителя, не нужно беспокоиться о типе крепления – он будет одинаковым. Однако, если вы решили комбинировать головку и клапан разных брендов, обратите внимание на этот момент. Возможно, потребуется дополнительный переходник, но это не проблема, поскольку они доступны на рынке и стоят относительно недорого.

Выбор радиаторных термоголовок зависит от нескольких факторов:

• Тип радиатора: разные типы радиаторов требуют разных типов термоголовок. Например, радиаторы с нижним подключением требуют термоголовки для нижнего подключения.

• Требуемый диапазон регулирования: необходимо убедиться, что термоголовка может регулировать температуру в нужном диапазоне. Это важно для теплых помещений, таких как бани, сауны, бассейны. Или, наоборот, прохладных – прихожие, склады, производственные цеха.

• Наличие дополнительных функций: некоторые термоголовки имеют дополнительные функции, такие как защита от замерзания или работа по расписанию.

• Бюджет: цена на термоголовки может варьироваться в зависимости от её типа и дополнительных функций.

   При выборе термоголовок для радиаторов необходимо учитывать все эти факторы и выбирать оптимальный вариант в соответствии с требованиями, решаемыми задачами и ценой. Рекомендуется покупать термоголовки у проверенных производителей с хорошей репутацией, чтобы быть уверенным в их качестве и надежности.

Экономический эффект

   Использование радиаторных термоголовок может привести к существенной экономии энергии и денег. Они позволяют регулировать температуру в каждом помещении отдельно. Вы можете установить более высокую температуру только в тех комнатах, где это надо и поддерживать более низкую температуру в помещениях, где никого нет. Электронные термоголовки могут быть настроены на работу по расписанию. Это может быть особенно полезно, если вы не всегда находитесь дома, так как не отапливаются пустые комнаты. И самое главное – радиаторные термоголовки держат температуру в каждой комнате в соответствии с предпочтениями каждого члена семьи. Вы можете установить более высокую температуру в спальне, чтобы было тепло и уютно, и более низкую температуру в гостиной, чтобы не было слишком жарко.  

   В целом, использование радиаторных термоголовок может привести к существенной экономии энергии и денег. В зависимости от конструктива вашего дома и особенностей системы отопления снижение затрат   может достигать до 35%. Радиаторные термоголовки позволяют более эффективно управлять отопительной системой в вашем доме и добиться максимально комфортной для вас температуры в доме.

Устройство термоголовки и принцип ее работы

Last Updated on 04.10.2017 by Sia

Термоголовка для радиатора отопления без соединения с клапаном практически бесполезный элемент системы отопления. Внутри элемента имеется срабатывающий на перемены температуры в помещении датчик. В камере сильфонного вида есть вещество в жидком или газообразном состоянии, меняющее объем во время работы системы отопления.

Камера соединяется со штоком, последний перекрывает термоголовку с клапаном полностью либо будет открывать его до необходимого уровня регулирования. В этом и состоит его отличие от регулировочного клапана. Последним можно внутри отопительного регистра менять поток теплового носителя в узком диапазоне.

Содержание

• Характеристика детали
• Виды и конфигурация
• Регулировка шкалы
• Тонкости конструкции элемента
• Секреты подбора рабочего датчика
• Монтаж и его секреты
• Рекомендации специалистов

Характеристика детали

Термоголовка для радиатора отопления обязана устанавливаться только в однотрубных системах с байпасом. Когда клапан срабатывает, полностью перекрывается поток теплоносителя, в приборе не идет циркуляция в контурах обогрева. Решение проблемы и состоит в байпасовой трубке, по сечению которой и будет проходить движение теплоносителя.

Поэтому на участке трубопровода подачи теплоносителя в радиатор врезают клапан, затем накручивается термоголовка для радиатора. Направление движения элемента управления обязано быть перпендикулярным по отношению к жидкостному потоку.

Виды и конфигурация

Специалистами выделены следующие вариации термостата отопительной системы:

• Однотрубные системы довольно редкие, с успехом их производит современная компания Danfoss. Популярностью пользуются RA-G, RTD-G.
• Большинство головок термостата отопительных систем относятся к двухтрубным системам – у многих компаний объемы такого производства достигают 97%.

Однотрубные системы отопления

Отличить зрительно головки для системы из 2 труб мастера могут по величине колпачка регулировки и цвету:

• Однотрубные контуры имеют приборы крупные в сером или белом цвете.
• Маленькие по диаметру колпачки ставят на головки систем из 2 труб, имеющие большое давление и малую подачу.

На корпусе указаны стрелки, показывающие направление теплового потока, монтаж в другую сторону не разрешается. Именно поэтому необходимо учитывать, как поступает вода в радиаторы различных комнат: сверху или снизу.

Работа термостата для радиатора отопления имеет простейший принцип: человек ставит нужный показатель температуры в комнате, для этого на приборе есть шкала, имеющая деления – 21 градус будет соответствовать значению 3.

Регулировка шкалы

Изменение температуры на 1 градус в сторону повышения приводит к нагреву вещества внутри камеры, оно растет в объеме и давит на клапанный шток. Горячая вода перестает проходить в конструкцию радиатора, при этом благодаря байпасу циркуляция теплоносителя в контурах обогрева сохраняется.

Регистр приведет к понижению температуры, объем вещества снизится, давление на шток уменьшается, вследствие чего открывается клапан. В этом случае регулировка режима температуры будет действенной лишь для радиаторов с низкой инерцией.

Отопительные приборы из алюминия, стали или двух металлов будут нагреваться либо остывать быстро, поэтому для них подойдут автоматические регулировки термоголовками. Радиаторы, изготовленные из чугуна, длительное время изменяют свою температуру, аккумулируют тепло, эффективность регулировок с помощью термоголовок понижается.

Тонкости конструкции элемента

Специалисты выделяют два принципа, по которым следует подбирать термоголовку для отопительной системы дома или квартиры.

Механическая жидкостная термоголовка

По находящемуся внутри веществу термоголовки делят на жидкостные конструкции и газонаполненные.

Первый вид выделяется более точными показателями температур, а второй отличается высокой надежностью и быстродействием. Именно по виду управления различают механический и электронный термостат.

Механический регулятор не требует питания от электрической сети, у такой конструкции имеются важные преимущества:

• стоимость ниже по сравнению с электронным вариантом;
• эксплуатация довольно простая;
• нет зависимости от энергии.

Но при этом есть недостаток – ручной способ регулирования с помощью вентиля, поэтому многие владельцы стараются воспользоваться электронным вариантом.

Автоматический элемент умеет контролировать поток воды без участия пользователя. Вместо вентиля, стоит экран жидкокристаллического вида и управляющая панель.

Приспособления электронного типа обладают дистанционным и внутренним датчиками, анализирующими температуру, режим климата и переводят его в цифровой вид. Они регулируют температуру, охлаждают и нагревают дом. Доступен режим прохладного микроклимата, не дающий промерзнуть системе отопления зимой.

Секреты подбора рабочего датчика

Наиболее распространенные терморегуляторы следующего вида:

• с термоэлементом внутри;
• программированные;
• с внешним температурным датчиком;
• противовандальные;
• с внешним регулятором.

Часто классические терморегуляторы, имеющие внутренний датчик, устанавливают при горизонтальном варианте оси терморегулятора.

Установка терморегулятора своими руками

Но производить установку терморегулятора нельзя по вертикали, потому что исходящее от трубы корпуса, имеет сильное влияние на сильфон, поэтому не будет корректно работать устройство полностью.

Если же горизонтальный монтаж не будет возможным, то стоит поставить выносной датчик температуры, в котором есть особая трубка капиллярного типа.

Помимо вертикальных вариантов установки, имеются и другие причины для приобретения выносного датчика:

• радиаторы отопления и регуляторы температуры расположены за шторами;
• рядом с термоголовкой находится тепловой источник;
• батарея располагается под крупным подоконником.

Нередко в помещениях с высокими требованиями к интерьеру батареи прикрываются декоративными экранами. За счет этого внутренним терморегулятором регистрируется исключительно температура внутри кожуха. Доступ к регулированию термоголовки имеет закрытый вид. По этой причине надо останавливать свой выбор на регуляторе температуры выносного типа с термодатчиком.

Монтаж и его секреты

Термоголовка для радиатора отопления имеет максимальный показатель КПД микроклимата в комнатах только при соблюдении всех правил установки. Специалистами выделены распространенные ошибки, возникающие при самостоятельном монтаже элемента.

Правильное расположение термоголовки

Установка на клапане в вертикальном положении: прибор не должен торчать сбоку, а также мешать проходу возле секций радиатора, когда нужно проводить уборку. Датчик специалисты монтируют по вертикальной оси, сильфон нагревается потоками тепла от клапана, поэтому головка должна размещаться горизонтально наружу.

Устанавливают в нишах. В пространствах замкнутого вида конвекция уменьшается, тепло начинает аккумулировать за шторами и подоконниками, из-за этого температура срабатывания головки показывается неточные данные, функциональность элемента снижена на 30–40%.

Если происходит монтаж в потоках, идущих внизу подоконника, то сильфон будет охлаждаться сквозняком из окна или форточки и не сработает.

Оптимальный вариант – регулировка термогловки для отопительной системы с применением выносного датчика на стенах. Промышленностью изготавливаются головки, у которых трубки имеют диаметр до 2 метров. Они позволяют без проблем убрать датчик от прибора отопления и оконных сквозняков.

Рекомендации специалистов

Установка термоголовки на радиатор отопления своими силами должна происходить на линии подачи, находящейся перед регистром после байпаса. Только грамотный подход к монтажу радиаторов и датчиков позволит получить теплый пол во время отопительного сезона.

Производители для удобной эксплуатации делают головки нескольких видов со следующими признаками:

• Ручная либо заводская, но заблаговременная регулировка с помощью особого сантехнического ключа.
• Монтаж: с левой или правой стороны от батареи, в байпас монтируют осевого, углового, прямого, трехходового вида головки.
• В качестве термоэлемента выступают датчик на стене, выносной контроллер или внутренний сильфон.
• В качестве вещества в сильфоне выступают дешевые головки из парафина, приборы с жидкостью, термоэлементы на газовой основе.
• Отопительная система имеет высокую способность головок в плане пропуска, изготавливаемых для систем однотрубного плана.

Термоголовка в 90 процентах вариантов применяется для того, чтобы снизить температуру воздуха. Но в загородном доме с помощью установки термоголовок с клапанами на все регистры легко увеличить температуру. Разновидности термостатов позволяют подобрать удобный вариант датчика для решения этой проблемы.

Максимальные потери тепла в контуре отопительной системы будут в дальних от котла комнатах. Из-за этого перекрытие подачи в ближайших регистрах горячая вода будет больше нагреваться в комнатах, удаленных от бойлера.

Видео: Комнатный термостат

Поделиться с друзьями:

Рубрики

Cтатьи

• Новые
•  / 
• Популярные

[block]

Рубрики

[block]

Cтатьи

• Новые
•  / 
• Популярные

Рубрики

Cтатьи

• Новые
•  / 
• Популярные

Adblock
detector

принцип действия и инструкции по правильной установке

Содержание статьи:

• Конструктивные особенности
• Разновидности термоголовок
• Правила установки
• Последовательность установки
• Особенности настройки
• Распространенные ошибки
• Критерии выбора

Обеспечение комфортной температуры в доме – важная задача. Для его реализации используются различные устройства, к которым относятся термоголовки на радиаторе отопления. Они позволяют контролировать температуру нагрева в помещении и более рационально использовать теплоноситель. Чтобы работа была эффективной, важно правильно подобрать устройство. Для этого нужно знать максимум информации о свойствах и характеристиках устройства.

Особенности конструкции

Конструкция термоголовки

Термоголовка состоит из следующих частей:

• корпус;
сильфон
• ;
запорный механизм
• ;
толкатель
• ;
запас
• ;
• пружина;
прокладки
• ;
крепеж
• .

Клапан отвечает за количество пропущенного теплоносителя.

Обычно материал корпуса – прозрачный или цветной пластик. Сильфоны изготавливаются из латуни или стали. Пружины из нержавеющей стали отвечают за открытие и закрытие штока. Один ставит шток в исходное положение после закрытия клапана, а другой после открытия.

В верхней части корпуса находится запирающая деталь. Он позволяет исправить настройки. Чтобы элемент не прилипал, рекомендуется демонтировать термоголовки после окончания отопительного сезона.

Разновидности термоголовок

Существует 3 группы термоголовок:

• ручные;
• электронный;
• механический.

Все они выполняют одну и ту же функцию, отличается только принцип работы.

Ручные внешние насадки внешне похожи на кран. Вращением регулятора достигается нужный показатель на охлаждающей жидкости. Их устанавливают вместо классических шаровых кранов. Они отличаются надежностью и низкой стоимостью. Минус — неточные настройки и неудобство использования. Также регулятор может ослабнуть из-за частого использования.

Электронный терморегулятор

Механические термоголовки имеют более сложную конструкцию. При этом заданная температура поддерживается автоматически. В его основе лежит сильфон в виде цилиндра, внутри которого агент находится в жидком или газообразном состоянии. При повышении температуры выше заявленной нормы шток приходит в движение. Сечение канала сужается, пропускная способность снижается, а температура падает до заявленного значения. К преимуществам механических регуляторов можно отнести простоту использования, точность настройки, автоматическую регулировку режима. Недостатком является более высокая стоимость.

Электронные модели работают от батареек. Стержень перемещается под действием микропроцессора. Обладают расширенным функционалом – установка температуры по времени и дням недели, определение режима в помещении, отсутствие отопления при отсутствии жильцов в доме. Основные недостатки таких изделий – высокая стоимость, необходимость замены элементов питания. Преимущества – простота использования, полная автоматизация процесса, широкий температурный диапазон.

Правила установки

Термоголовка должна быть установлена ​​правильно. Производители дают следующие рекомендации по подключению:

• Корпус должен быть защищен от прямого воздействия ультрафиолетовых лучей. В противном случае точность нарушается.
• Термоголовка должна быть открыта. Не размещайте его за мебелью, защитными коробками или другими препятствиями.
• Не устанавливайте агрегат над системой отопления. Тогда будет отмечено несоответствие температуры.
• Труба не должна давить на клапан.
• Во время установки пульт дистанционного управления установлен на максимум. Перед самой установкой движение воды в контуре перекрывают, а затем жидкость сливают.
• Установка допускается только параллельно полу в горизонтальном положении. Нельзя вертикально ставить термоголовку.

После этого можно приступать к установке.

Последовательность установки

Схема подключения термоголовки к аккумулятору

Установка термоголовки начинается с обрезки труб. Его необходимо выполнять на небольшом расстоянии от радиатора. Далее демонстрируется старая запорная арматура, стержни вентилей отделяются и вкручиваются в пробки аккумуляторных батарей.

Затем собирается и монтируется жгут и подсоединяются патрубки со стороны аккумуляторов. Поворотом рычага устанавливается необходимая температура. Термостатическая головка для радиаторов может быть установлена ​​на входе или выходе системы.

При выборе места установки необходимо соблюдать рекомендации производителя. В основном высота установки составляет 0,4-0,6 метра от пола. Именно на это значение и калибруется температурный режим. Такие критерии выполняются при верхней подаче. Если она ниже, нужно настроить термоголовку на более холодную температуру.

Особенности настройки

Для того, чтобы смеситель с термоголовкой для радиатора работал правильно, необходимо выполнить предварительную регулировку. Требуется включить отопление в помещении и закрыть двери и окна. В определенную точку ставится термометр, а затем производятся настройки. Схема настройки устройства следующая:

• Поверните термоголовку влево до упора. Это откроет поток охлаждающей жидкости.
• Ожидание повышения температуры на 5-6°С по сравнению с той, которая была в помещении.
• Повернуть направо до остановки.
• Ожидание снижения температуры до исходной. Постепенное отвинчивание клапана. Остановить вращение при положительном шуме или нагреве радиатора.

Последнее установленное положение является оптимальным и соответствует комфортной температуре.

Распространенные ошибки

Правильная установка требует от мастера внимательности на каждом этапе работы во избежание ошибок. Самая распространенная проблема – вертикальное положение головы. Это приводит к тому, что помещение перестает обогреваться, так как сам терморегулятор нагревается от поступающего воздуха.

Часто выбирают неправильное место установки. Не устанавливайте контроллер в точке, где температура воздуха сильно отличается от средней комнатной. Из-за неправильного выбора места установки использование термоголовки теряет смысл.

Критерии выбора

Беспроводная электронная термоголовка с WiFi

Термостаты производятся многими известными компаниями. К ним относятся Buderus, Danfoss, Aventrop. У них есть представительства во всех крупных городах.

Для выбора лучшего устройства следует опираться на следующие критерии:

В магазинах предлагаются готовые комплекты, состоящие из клапана и термоголовки. При желании эти элементы можно приобрести отдельно. В частности, радиаторы Rifar и Kermi приходится покупать отдельно. Техника Danfoss очень популярна.

Также стоит заранее выбрать, какая термоголовка будет использоваться по способу управления. Термостатическая головка для радиатора отопления с датчиками и системой автоматики более удобна, но подходит не для всех типов батарей.

Для чугунных нагревателей подходят только модели с ручной регулировкой. Это связано с теплоемкостью материала и его большой инерционностью.

Тепловая система | АИРС – АИРС

Миссия › Комплект инструментов проекта AIRS › ВОЗДУХ

Тепловая система

Тепловая система AIRS отвечает за поддержание определенной температуры различных частей прибора на протяжении всей миссии. Эти области

• детекторы внутри сосуда Дьюара при 58 К (-215 °C)
• оптика спектрометра на 155 К (-118 °С)
• тепловой экран вокруг оптики при 190 K (-83 °C)
• узел зеркала сканирования при 273 K (0 °C)
• база прибора при 293 K (20 °C)
• радиометрический калибратор при 308,3 К (35 °С).

Детекторы и Дьюар

Температура детекторов поддерживается на уровне 58 К с помощью активного криоохладителя.

Пассивные радиаторы

Тепловой щит

Пассивный излучатель первой ступени охлаждает тепловой экран, излучая его в космос. Этот излучатель подключен к тепловому экрану вокруг спектрометра и поддерживает температуру теплового экрана на уровне 190 K.

Пассивный радиатор второй ступени дополнительно охлаждает оптику до 155 K. Излучатели называются первым и вторым, потому что второй ступень использует и без того прохладную среду внутри теплового экрана, созданного первой ступенью. Вторая ступень имеет нагреватель мощностью 3 Вт для активного контроля температуры.

Щит Земли

Щит Земли защищает радиаторы от инфракрасного излучения теплой Земли. Земной щит был убран при запуске и развернут с помощью двигателя после выхода на орбиту.

Основание прибора и система отвода тепла

Температура основания прибора контролируется установкой его на систему отвода тепла (HRS) космического корабля Aqua.

Криокулерная система

Задача криокулерной системы AIRS заключается в снижении температуры узла фокальной плоскости (FPA) внутри дьюара до 58 К по сравнению с температурой снаружи дьюара на уровне 155 К. Сложные требования к криокулеру, которые были встретил

• длительный срок службы (более 17 лет в космосе)
• отличный контроль температуры (±0,01 К для поддержания стабильности детектора)
• хорошая энергоэффективность (расход энергии приводит к чрезмерному нагреву)
• низкий уровень вибрации (тряска снижает качество изображения).

+ больше

В криоохладителях используется сплит-холодильник с циклом Стирлинга с импульсной трубкой, где пассивное отверстие и газовый резервуар заменяют подвижный вытеснитель в традиционной охлаждающей головке. В результате получается доступная холодная точка для охлаждения FPA без штрафов в виде вибрации холодной головки, электромагнитных помех и проблем с надежностью буйка, присущих двум буйкам.

Оба криокулера достигли термодинамической эффективности (входная мощность системы/холодопроизводительность) приблизительно 62 Вт/Вт при температуре 55 K с чистой холодопроизводительностью 1,5 Вт. Тепло от электроники в сосуде Дьюара, а также потери на проводимость и тепловое излучение на пути к FPA доводят ее до 58 K.

Криокулер фокальной плоскости AIRS полностью резервирован. Каждая сборка состоит из активно сбалансированного компрессора, отдельной охлаждающей головки импульсной трубки и независимой управляющей электроники.

Общая масса криоохладителя AIRS составляет 37 кг, включая оба резервных узла вместе с опорной конструкцией.

Криоохладитель История

Криокулер AIRS с импульсной трубкой, пригодный для использования в космосе, стал крупным достижением в криогенной технологии. Компания TRW в Редондо-Бич, Калифорния, разработала криокулер. С тех пор TRW стала Northrop-Grumman Space Technologies (NGST). Охладители AIRS были первыми охладителями с импульсными трубками, использованными в космосе. С тех пор в различных миссиях использовались охладители импульсных трубок.

Ссылки

Росс, Р.Г., мл. и Грин К., «Проектирование и разработка систем криоохладителей AIRS», Cryocoolers 9 , Plenum Publishing Corp., Нью-Йорк, 1997, стр. 885–894. Google Scholar

Росс, Р. Г., младший, Джонсон, Д. Л., Коллинз, С. А., Грин К. и Викман, Х. «Эффективность системы импульсных трубчатых охладителей AIRS PFM», Cryocoolers 10 , Plenum Publishing Corp., New Йорк, 1999, стр. 119–128. Google Scholar

Johnson, D.L., Collins, S.A., Heun, M.K. и Росс, Р.Г., младший, «Характеристики производительности импульсных трубчатых охладителей TRW 3503 и 6020», Cryocoolers 9 , Plenum Press, Нью-Йорк (1997), стр. 183–193. Google Scholar

Сборка Дьюара

AIRS имеет очень сложную сборку детекторов в фокальной плоскости, поэтому перед запуском необходимо было протестировать детекторы на земле. Вакуумный термос, называемый дьюаром, поддерживает достаточно низкую температуру детекторов (58 К) для работы во время тестирования.