Регуляторы температуры отопления для радиаторов и теплого пола, их виды, устройство и принцип действия

Регулируемое отопление — это не только повышенный комфорт, но и возможность сэкономить. Как экономить? Термостаты и регуляторы позволяют тратить именно столько топлива, сколько необходимо на поддержание заданной температуры. Получается и комфортно и экономно. В середине зимы платить меньше если и получится, то незначительно. А вот в межсезонье, когда на улице еще не минус, но уже и без отопления никак, экономия может быть очень значительной. В этой статье поговорим об устройствах, которые работают независимо от котлов (их автоматика — это тема для целого цикла статей).

Виды терморегуляторов отопления

Первыми при словах «регулируемое отопление» на ум приходят устройства, которые могут изменять температуру отопительных приборов — радиаторов, полотенцесушителей или конвекторов. Радиаторы стоят практически в любом доме и квартире — без них в нашем климате перезимовать сложно.  Но не всегда и не во всех помещениях температура для нас комфортна. В одной может быть холодно, в другой — жарко. Изменить ситуацию может регулировка при помощи   термостатов для радиаторов отопления. Они несложны в установке, окупаются в первый же сезон.

Термостаты и вентили выполняют одну функцию, но предоставляют разную степень комфорта

Есть еще такие системы, как теплые полы. Бывают они электрическими и водяными. Температурой этих устройств тоже можно и нужно управлять. Для этих целей разработаны специальные термостаты для теплого пола. Для электрических — свои,  для водяных — свои. Они очень похожи, но естественно, есть отличия.

Терморегуляторы электрического теплого пола подают команду на изменение мощности нагрева или на отключение электропитания. Терморегуляторы водяного пола требуют установки дополнительных устройств: сервоприводов на каждом контуре теплого пола и, при большом количестве контуров, коммутационного узла.

Одна из схем регулирования температуры водяного теплого пола

Все устройства разные, но все устроены по одному принципу: при отклонении температуры контролируемой среды (теплоносителя или воздуха) от заданного значения, вырабатывается команда. Эта команда отрабатывается переключающими устройствами. Температура возвращается к норме. Следующая команда формируется при следующем отклонении.

Регулировка температуры батарей отопления

Термостаты радиаторов отопления работают независимо от котлов. Они вообще ни от кого не зависят. Потому могут устанавливаться в любых системах: индивидуального и централизованного отопления. Неэффективны они только с чугунными батареями: те имеют большую инерционность, из-за чего регулировать их температуру крайне сложно.

Сразу нужно сказать, что эти устройства могут только понижать температуру радиатора. Повысить изначально недостаточный нагрев они не могут. У большинства моделей проходное сечение небольшое, потому они сразу и значительно снижают теплоотдачу. Если вы только разрабатываете и рассчитываете систему отопления, нужно иметь это в виду и мощность радиаторов брать с запасом (как в основном и делают). А еще назначение у них такое — регулировать, а не увеличивать.

Есть термоклапаны для радиатор в однотрубной и двухтрубной системе. И использовать устройства для двухтрубной системы в однотрубной нельзя

Обязательно нужно помнить, что есть термостаты на однотрубные системы (с большим проходным сечением) и на двухтрубные (с малым). И ставить устройство с большим гидравлическим сопротивлением (для двухтрубной разводки) на однотрубную систему, значит намного снизить ее теплоотдачу (станет намного холоднее).

Конструктивно терморегулятор радиатора состоит из термоголовки и термокрана (термовентиля). Регуляторы температуры батарей отопления могут быть с ручным или автоматизированным управлением. Меняется при этом только верхняя часть — термоголовка. Корпус (правильное название «термостатический клапан») — универсальный. Мало того что к одному корпусу подходят разные термоголовки (ручные или автоматические), так еще и можно ставить их от разных фирм. Редкая универсальность.

Разница между ручным регулятором радиатора и автоматическим только в установленной термоголовке

Принцип работы термостата

Рассмотрим работу автоматизированного терморегулятора для радиатора. В его термостатической головке находится основной элемент, который обеспечивает работоспособность устройства: сильфон. Это небольшой эластичный цилиндр. Он заполнен веществом (газом или жидкостью), которое сильно изменяет объем с изменением температуры (при нагреве расширяется, при охлаждении сжимается). Вот как происходит регулировка температуры радиаторов отопления:

Принцип работы прост и надежен. Количество циклов нагрева/остывания, на которые рассчитаны эти устройства, — порядка 10 тыс. Цена — от 15 евро (это у европейских производителей с хорошей репутацией, китайские, естественно, дешевле).

Виды

Регулировка батарей отопления возможна несколькими способами. У описанного выше варианта имеется существенный недостаток: термоголовка находится возле радиатора, а температура там намного выше, чем в комнате. Более точно контролировать температуру позволяют  модели с выносным датчиком. Он соединен с термоголовкой капиллярной трубкой.

Датчик температуры воздуха может быть выносным. Он соединяется с термоклапаном капиллярной трубкой

Есть еще один вариант  — вместо термоголовки ставят сервопривод и термостат. Между собой они соединены электрическими проводами. Датчик температуры воздуха находится в корпусе термостата. При снижении температуры на 1^oC, термостат подает питание на сервопривод. Но там находится не моторчик и шестеренки, а сильфон. Только вещество в нем нагревается от термоэлемента. Питание от термостата поступает именно на термоэлемент. Далее механизм действует аналогично описанному выше.

Есть еще самый простой способ регулировки: ручной. В этом случае шток опускается и поднимается из-за того, что вы крутите ручку. Это способ самый простой, термоголовки — самые дешевые (порядка 4 евро), но он далеко не так удобен, как все описанные выше: приходится самому всякий раз крутить ручку и контролировать температуру по термометру.

Самый простой способ отрегулировать температуру радиатора — поставить регулировочный вентиль

Установка

Чаще всего терморегуляторы на радиаторы устанавливают на трубопроводе подачи. Одной стороной они вкручиваются в радиатор, вторая подсоединяется к трубе подачи. При установке важно правильно разместить устройство:

• Термоголовка должна быть направлена горизонтально. Она не должна находиться над трубой.
• Требуется соблюдать направление потока (стрелка на корпусе).
• При установке в однотрубную систему обязательно наличие байпаса.

В принципе, при соблюдении всех этих условий, установить регулятор можно и на обратке. Он там очень хорошо работает.

Чтобы устройство работало правильно, нужно установить его «головой» в комнату

Более подробно, о том, как регулировать температуру радиаторов читайте тут.

Термостаты теплого пола

Теплый пол — это удобно и комфортно и такой способ отопления становится все более популярным. Несмотря на разные типы нагрева,  электрический и водяной теплый пол управляются схожими устройствами. Внутренняя механика изменений разная, а вот типы и виды терморегуляторов одинаковые.

Типы и устройство

По способу установки контролируемых параметров и по функционалу эти устройства делятся на:

Все эти устройства передают команды при помощи проводов, что делает их установку сложным и кропотливым делом. Но есть системы, передающие сигналы при помощи радиопередатчиков. Это тоже программаторы, но с еще более широким функционалом: некоторые из нах могут управляться через SMS, другие — от компьютера и планшета.

Датчики для термостатов теплого пола

Регулировка температуры может проводиться по степени нагрева пола, или по кондициям воздуха. Есть модели, которые имеют оба типа контроля. Тогда основной параметр — состояние воздуха, а контроль пола — вторичен. У таких термостатов имеются два датчика: температуры пола  (выносной) и воздуха (встроен в корпус).

Некоторые модели термостатов контролировать могут и температуру пола и температуру воздуха в помещении

Когда какой тип датчиков лучше применять? Отслеживать состояние воздуха желательно, если теплый пол — единственная система отопления. Ведь именно его температура тогда основной показатель. Если подогрев пола служит только для повышения комфорта — лучше отслеживать температуру под ногами. В этом случае она — главный критерий.

Если контролируется воздух, никаких дополнительных датчиков не нужно: они обычно встроены в корпусе терморегулятора. Для отслеживания степени нагрева пола нужно в стяжку или под напольное покрытие установить специальный датчик, который проводами подключается к определенным контактам на корпусе терморегулятора.

Принцип работы

Алгоритм работы, в принципе, ничем не отличается. При повышении температуры на один градус комнатный термостат электрического теплого пола отключает питание нагревательных элементов. В случае с водяным подогревом, закрывается подача теплоносителя. Система находится в таком положении до тех пор, пока температура не станет ниже заданного значения на 1^oC. Тогда подача теплоносителя/электропитания восстанавливается. Так и происходит автоматическая регулировка температуры отопления с точностью до одного градуса.

Регулировкой температуру радиатора не поднять

И все-таки, хоть работа устройств схожа, но отличия есть. Читайте подробнее о регуляторах водяного пола тут, а в этой статье описаны термостаты электрического пола, их особенности и установка.

Итоги

Даже если ваш котел не позволяет поддерживать постоянную температуру в помещении или вы живете в квартире с централизованным отоплением, есть возможность повысить уровень комфорта. Если у вас слишком горячие батареи, установите радиаторные термостаты. Они бывают энергонезависимыми, и стабилизируют температуру с точностью до 1^oC.

Такой же комфорт обеспечивают и регуляторы температуры теплого пола. Электрический подогрев вообще будет без них очень дорог, а нагревательные элементы из-за перегрева могут перегореть. Менее критичен теплорегулятор в системе водяного пола, но с ним намного комфортнее и дешевле (меньше расход топлива).

hvac – Теория: как термостаты без общего провода “C” получают питание?

Мой простой вопрос: когда у термостата есть четыре провода: белый, красный, зеленый и желтый, красный для 24 В (переменный ток?), а белый/зеленый/желтый для нагрева/вентилятора/охлаждения. Роль термостата заключается в том, чтобы замкнуть красный/24В один или несколько других проводов.

В термостате есть 2 батарейки АА, но, учитывая, что закрытие в «активном» состоянии происходит через реле, я не понимаю, как эти батареи могли бы иметь разумный срок службы, если бы они питали реле. Как термостат получает питание от доступной входной проводки? Потребляет ли он «миллиампер» от 24 В и контактных проводов, но при достаточно низком уровне тока, чтобы не срабатывали реле в управлении печью? Или там что-то другое происходит? Если у меня есть ответ на этот вопрос, я счастлив!

Длинная предыстория, относящаяся к основной проблеме, которую я пытаюсь отладить:

У меня есть трехзонная, одноступенчатая система принудительного воздушного отопления и охлаждения, установленная в 2007 году. Зоны 1 и 2 внизу. Зона 3 наверху. В течение долгого времени у меня были проблемы с обогревом зоны 3 (наверху), когда это не предполагалось, и неэффективным охлаждением, когда это предполагалось. Первоначальный установщик на самом деле не был доступен для последующего обслуживания, но был недорогим (кхм).

У нас была более уважаемая сервисная компания, которая пришла и обслужила систему, но они не обнаружили проблемы. Наконец, самостоятельно устраняя неполадки, я обнаружил, что заслонка для зоны 3 была подключена наоборот — она закрывалась при активации охлаждения для зоны 3, поэтому охлаждение не было бы эффективным. Глядя на заслонку (трехпроводную, красную/зеленую/белую), «красный» провод шел к клемме с маркировкой «G», а «зеленый» провод шел к клемме с маркировкой «R». Я поменял их, и после этого вроде все заработало.

Два дня назад я заметил, что система открывает заслонку в зоне 3 (наверху), если какая-либо зона требует тепла. Поскольку внизу намного прохладнее, теперь зимой требуется отопление (мы в Калифорнии), а наверху было 85 градусов тепла, хотя термостат был установлен на 65. Когда обе зоны внизу не требовали ничего , вентилятор выключился, а заслонка закрылась для зоны 3. Я полностью отсоединил проводку термостата для зоны 3, и это поведение сохраняется и сегодня. Я предполагаю, что что-то пошло не так в программировании микроконтроллера на плате контроллера, но я собираюсь полностью измерить эту систему и все проверить, прежде чем начать искать замену.

Плата управления имеет маркировку «2002 Research Systems Corporation» и соответствует очень старому сканированному мануалу, который я нашел в Интернете для модели Aprilaire 6203. Текущее руководство для той же самой модели НЕ выглядит так же. Печь Tempstar SmartComfort (номер модели неизвестен). Термостаты White-Rodgers “Classic 80 series”.

Изучая, как здесь работает обогрев/охлаждение, я был удивлен, насколько умны термостаты. С платой микропроцессора, управляющей печью/вентилятором/охладителем, я ожидаю, что термостаты будут просто датчиком температуры и регулятором уровня, но, очевидно, проводка совместима с системами, построенными в 50-х годах… Термостаты даже делают это. время продувки и тому подобное, хотя все это переделывается на плате управления.

Последний вопрос: Если мне придется заменить эту систему, есть ли более современная система, где термостаты говорят что-то вроде RS-485+питание по 4 проводам, а центральный блок отвечает за синхронизацию? И, в идеале, возможно, центральный блок имеет какие-то проводные IP-считыватели? (но без облачной чуши?)

Все, что вам нужно знать о термостатах

Что такое термостат?

В общем смысле термостат — это мозг системы отопления или охлаждения вашего дома, всегда работающий для поддержания температуры на желаемом «уставке». В вашем доме термостат обычно располагается на стене, и, чувствуя температуру, он включает или выключает систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха для поддержания желаемой температуры.

Как это работает?

Термостаты работают по фундаментальному принципу, который вы узнали на уроках естествознания: тепло заставляет предметы расширяться, а холод заставляет их сжиматься. Когда в комнате становится теплее, тепло заставляет металлическую полоску внутри термостата расширяться до того места, где полоска включает или выключает систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Когда в комнате становится прохладнее, металлическая полоса сжимается до точки, в которой полоса включает или выключает систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Преимущества термостатов очевидны. Вместо того, чтобы вручную измерять температуру в вашем доме и постоянно регулировать комфорт, термостат сделает это за вас. Помимо удобства, они также экономят деньги и энергию, потому что в доме никогда не становится слишком жарко или холодно. Без термостата слишком жаркий или слишком холодный дом заставит систему HVAC работать усерднее, чтобы вернуть температуру к желаемому уровню.

Термостаты 101: функции, типы и многое другое

Когда вы дома, вы хотите, чтобы температура всегда была комфортной. И вам нужно удобство устройства, которое может позаботиться о контроле температуры за вас. Вот что делает термостат. Термостаты могут быть настроены на автоматическую регулировку температуры в вашем доме в соответствии с желаемым уровнем.

Имея все доступные типы термостатов, решить, какой из них подходит для вашего дома, может быть сложно. Вам нужен простой термостат с простыми настройками или вам нужен термостат с возможностями Wi-Fi и приложением, которым вы управляете со своего смартфона?

Что бы вы ни пожелали, в этом руководстве рассматриваются различные типы термостатов, чтобы помочь вам решить, какой из них подходит именно вам.

Где используется термостат?

Когда мы думаем о термостатах, мы думаем, что они используются дома. Но они используются в любом устройстве или системе, которым необходимо поддерживать температуру. Это может быть ваш дом, супермаркет, офисное здание, в котором вы работаете, или даже система климат-контроля в вашем автомобиле.

И в следующий раз, когда будете печь печенье, помните, что в вашей духовке есть термостат, который поддерживает постоянную температуру в 350 градусов, чтобы ваше печенье не подгорело.

Какие существуют типы термостатов?

Доступно множество различных термостатов, а некоторые новые модели могут даже иметь право на налоговый кредит. Давайте посмотрим на различные типы и то, что каждый из них может сделать для вашего дома.

Непрограммируемые/ручные термостаты:

Это самые основные типы термостатов. Вы можете даже увидеть термостаты старого образца с циферблатом для программирования, но новые модели также имеют цифровой дисплей. Они просты и не имеют никаких излишеств, но при этом выполняют свою работу.

Плюсы:

Очень прост в использовании; просто установите нужную температуру. Они отлично подходят для тех, кто не склонен к технике, из-за их простоты. Они являются наименее дорогими из всех термостатов.

Минусы:

Вы должны изменить температуру на желаемую настройку вручную. И вы должны помнить, чтобы установить его, когда вы выходите из дома, возвращаетесь в дом, ложитесь спать и просыпаетесь. Если вы забудете, вы вернетесь в слишком холодный или слишком жаркий дом. Если это произойдет, системе придется работать сверхурочно, чтобы вернуть температуру к желаемой точке, что приведет к трате энергии и денег.

Программируемые термостаты:

Программируемые модели, являющиеся большим шагом вперед по сравнению с ручными термостатами, предоставляют пользователю гораздо больше контроля и удобства.

Плюсы:

Можно установить разную температуру для разного времени суток. Вы также можете запрограммировать его на другие настройки температуры в другие дни. Например, в выходные вы можете ложиться спать немного позже и не хотеть, чтобы жара началась позже.

Программируемые термостаты экономичны, поскольку они регулируют температуру за вас. Системе не нужно слишком много работать, чтобы вернуть температуру к желаемому значению, потому что вы забыли отрегулировать ее, прежде чем выбежать за дверь.

Минусы:

Их может быть сложно запрограммировать. Вы должны установить разные температуры, в другое время, в разные дни. Нажатие кнопок на устройстве для программирования настроек температуры на неделю может сбить с толку даже самых технически подкованных людей. Кроме того, они работают от батареек, поэтому при необходимости не забывайте менять батарейки.

Термостаты Wi-Fi:

Термостаты Wi-Fi добавляют удобство Wi-Fi к их программированию.

Плюсы:

Подобно программируемому термостату, вы можете устанавливать разные температуры для разного времени в разные дни. Это еще удобнее, так как вы можете запрограммировать термостат на своем смартфоне через Wi-Fi. Это упрощает программирование, поскольку вам не нужно вставать и подходить к термостату, чтобы изменить настройки. Кроме того, вы можете вносить изменения, если вы находитесь вдали от дома, пока доступен Wi-Fi.

Минусы:

Дороже других термостатов. Вы должны иметь смартфон и убедиться, что Wi-Fi доступен как для телефона, так и для термостата. Если ваш домашний Wi-Fi отключается из-за проблем с провайдером или отключения электроэнергии, ваш термостат становится простым программируемым термостатом.

Цифровые термостаты:

Цифровой больше относится к типу дисплея на термостате. Большинство новых термостатов будут иметь цифровой дисплей, а не старый циферблат.

Плюсы:

Легко видеть и читать; точность измерения температуры.

Минусы:

Нужен блок питания для дисплея, обычно батарейка. Когда батарейка садится, термостат не работает.

Интеллектуальные термостаты:

Интеллектуальные термостаты — это новейшие, новейшие и самые необычные из всех типов термостатов. Они могут изучить температурные режимы вашего дома и соответственно установить температуру.

Плюсы:

Доступны самые удобные типы термостатов. Они программируются через Wi-Fi через приложение на вашем смартфоне. У них есть сенсорные экраны, и они могут запоминать температурные режимы вашего дома. Эти термостаты могут даже отслеживать местные прогнозы погоды, чтобы учитывать эти данные при установке идеальной температуры в помещении. Благодаря всем этим расширенным функциям они могут сэкономить больше денег и энергии, чем любой другой тип термостата.

Минусы:

Все эти функции и дополнительные удобства имеют свою цену, что делает интеллектуальные термостаты самой дорогой итерацией. Они не всегда совместимы со старыми системами HVAC и могут легко перегрузить не технически подкованного домовладельца.

Какой термостат выбрать?

Выбор из такого большого количества термостатов может показаться сложной задачей. Но это не так сложно, если подумать о том, что вы хотите от термостата. Если цена является наиболее важным фактором, то ручной или простой программируемый термостат имеет наибольшее значение. Для максимального удобства и возможностей рассмотрите Wi-Fi или интеллектуальный термостат. Они стоят дороже, но вы получаете много за свои деньги. Кроме того, проверьте, какие типы термостатов совместимы с вашей системой HVAC.

Как долго служат термостаты?

Обычно термостат служит около десяти лет. Конечно, это во многом будет зависеть от марки и модели термостата, а также от износа, которому он подвергается с течением времени. Такие проблемы, как накопление пыли, ржавчина или проблемы с проводкой, могут повлиять на срок службы термостата.

Когда следует заменить термостат?

Несколько факторов могут определить необходимость замены термостата. Во-первых, это функциональность. Если он не работает или неправильно настраивает и поддерживает температуру должным образом, возможно, пришло время заменить его. В противном случае он может устареть или не иметь нужных вам функций. Если у вас есть термостат 20-летней давности и вы хотите управлять им с помощью смартфона, пора его заменить.