Принцип работы комнатного термостата
Мы уже говорили, что в современных отопительных котлах всеми процессами управляет электронная плата. У многих котлов плата позволяет подключить комнатный термостат. Для этого у платы существуют два контакта, соединенных перемычкой. Принцип работы таких котлов состоит в том, что когда стоит перемычка, котел включается, согласно заданной температуре теплоносителя, когда вместо перемычки подключен комнатный термостат, котел будет включаться и выключаться по сигналам от термостата.
В том случае, если температура в помещении, в котором установлен комнатный термостат ниже заданной, сработает переключатель и котел запустится, как только температура поднимется до заданных показаний, термостат отключит котел. Схематично принцип работы термостата можно посмотреть на рисунке выше.
Пример HTML-страницы
Как выбрать термостат для газового котла?
Для выбора термостата нужно определиться, как часто он будет использоваться. Если предполагается постоянное применение, то лучше беспроводных моделей с разными температурами режимами вам не найти.
Выбирая такой вариант, обращайте внимание на наличие функции управления через телефон, интеграцию в систему «умный дом». Часто использование термостата возможно, например, в том случае, если у вас двухконтурный котел, и вы каждый день нагреваете воду для купания
Часто использование термостата возможно, например, в том случае, если у вас двухконтурный котел, и вы каждый день нагреваете воду для купания.
Внимание! Частое включение и выключение провоцирует не только лишние расходы, но и износ котла. При покупке термостата ручная регулировка котла уйдет в прошлое
Если же отопительный агрегат запускается и отключается время от времени, то вполне можно обойтись простейшими моделями с минимум режимов и функций
Всегда обращайте внимание на то, сколько можно сэкономить в будущем за счет использования термостата, а также на срок его службы
Важное значение имеет и легкость управления, например, при помощи пульта вы сможете задавать все нужные режимы, не вставая с дивана
Термостат для котла отопления своими руками
Электронный терморегулятор можно запрограммировать в произвольном порядке.
Любой современный котел отопления, независимо от используемого типа энергоносителя, должен отвечать ряду требований. Сюда относится функциональность, эргономичность, безопасность и последнее качество, актуальность которого растет с каждым годом – это энергоэффективность.
Выбирая котел, покупатель задумывается о том, насколько оборудование поможет сэкономить его бюджет. Снизить энергозатраты на обогрев дома позволит не только высокий КПД нагревательного элемента, но и дополнительные комплектующие системы отопления.
Это термостат и терморегулятор для электрокотла отопления, которые управляют работой котла в зависимости от температуры окружающей среды.
Кроме этого, если речь идет об электрооборудовании, необходимо задуматься о приобретении стабилизатора напряжения. На энергоэффективность нагревательного прибора он не повлияет, но также поможет сэкономить бюджет, сохранив работоспособность электрокотла во время скачков напряжения в сети.
Что такое терморегулятор для электрических котлов отопления? Его основные функции и типы
Терморегулятор для электрического котла отопления, независимо от его принципа работы – это оборудование, которое способно управлять работой нагревательного элемента, в зависимости от температуры теплоносителя в системе отопления дома или от температуры окружающего воздуха. Упрощенно схему работы любого терморегулятора можно представить так: пользователь на панели оборудования задает нужный ему интервал температур либо теплоносителя в контуре отопления, либо воздуха в помещении. Терморегулятор включает котел.
Последний работает до тех пор, пока температура теплоносителя или воздуха не достигнет указанного верхнего предела. Далее термостат выключает нагревательный элемент котла. Отопление автоматически включается в тот момент, когда температура в помещении не опустится ниже указанного на терморегуляторе предела. Как результат подобная автоматика для электрических котлов отопления без постоянного контроля со стороны человека способна поддерживать нужный микроклимат в доме и позволяет рационально использовать энергоноситель.
Терморегулятор для электрокотла отопления может быть механическим и электронным, проводным и беспроводным. Цена меняется в зависимости от типа оборудования. Каждый тип термостатов имеет свои преимущества и недостатки.
Что такое группа безопасности для отопления и возможна ли без нее работа контура.
Вопрос о том, нужен ли фильтр на газовый котел освещен в этой статье.
Механические термостаты
Так выглядит механический терморегулятор.
В их основе лежат либо биметаллические пластины, либо газо- или жидкостно-заполненные сильфоны. Последние срабатывают очень просто. Под воздействием повышенной температуры вещество, заполняющее сильфоны, способно расширяться, тем самым перекрывая или открывая (в зависимости от температуры окружающей среды) ток теплоносителя, что, в свою очередь, сказывается на работе основного нагревательного элемента. Котел включается/отключается.
Биметаллический терморегулятор для электрического котла отопления срабатывает следующим образом: биметалл под действием высокой температуры способен изгибаться, тем самым размыкая электрическую сеть. Как результат – нагревательный элемент электрокотла отключается. С понижением температуры пластина снова выравнивается, цепь замыкается, котел возобновляет работу. В результате батареи становятся теплыми. Между прочим вакуумные радиаторы отопления — отличное решение при желании сэкономить.
Преимущества, которыми обладает механический термостат для электрического котла отопления:
- простота в управлении;
- невысокая стоимость;
- долговечность;
- устойчивость к скачкам напряжения в сети.
Недостатки оборудования:
- низкая чувствительность;
- отклонение от заданного диапазона температур на 2-3 градуса.
Для чего нужны
Температура – основная физическая величина, притом достаточная для контроля работы и управления котлом и всей системой отопления в доме. Достаточно знать, на сколько нагрет теплоноситель, чтобы в минимальном объеме автоматизировать работу котла.
Если добавить термометр, установленный в помещении, уже можно говорить об энергоэффективном управлении котлом и большем комфорте для жильцов.
Для пользователя важнее всего подобрать оптимальный вариант комнатного термостата так, чтобы было удобно регулировать температуру в помещении. Выбирать предстоит из механических или электронных устройств.
Схема терморегулятора — второй вариант
Немного поразмыслив пришел к выводу, что возможно сюда присоединить тот же контроллер, что и на паяльной станции, но с небольшой доработкой. В процессе эксплуатации паяльной станции были выявлены незначительные неудобства: необходимость перевода таймеров в 0, и иногда проскакивает помеха которая переводит станцию в режим SLEEP. Учитывая то, что женщинам ни к чему запоминать алгоритм перевода таймера в режим 0 или 1 была повторена схема той же станции, но только канал фен
А небольшие доработки привели к устойчивой и «помехонекапризной» работе терморегулятора в части управления. При прошивке AtMega8 следует обратить внимание на новые фьюзы. На следующем фото показана термопара К-типа, которую удобно монтировать в духовке
Работа регулятора температуры на макетной плате понравилась — приступил к окончательной сборке на печатной плате.
Закончил сборку, работа тоже стабильная, показания в сравнении с лабораторным градусником отличаются порядка на 1,5°C, что в принципе отлично. На печатной плате при настройке стоит выводной резистор, пока что не нашел в наличии SMD такого номинала.
Светодиод моделирует ТЭНы духовки. Единственное замечание: необходимость создания надежной общей земли, что в свою очередь сказывается на конечный результат измерений
В схеме необходим именно многооборотный подстроечный резистор, а во-вторых обратите внимание на R16, его возможно тоже необходимо будет подобрать, в моём случае стоит номинал 18 кОм. Итак, вот что имеем:
В процессе экспериментов с последним терморегулятором появились ещё незначительные доработки, качественно влияющие на конечный результат, смотрим на фото с надписью 543 — это означает датчик отключен или обрыв.
И наконец переходим от экспериментов до готовой конструкции терморегулятора. Внедрил схему в электроплиту и пригласил авторитетную комиссию принимать работу Единственное что жена забраковала — маленькие кнопки на управлении конвекцией, общее питание и обдув, но это решаемо со временем, а пока выглядит вот так.
Регулятор заданную температуру держит с точностью до 2-х градусов. Происходит это в момент нагрева, из-за инертности всей конструкции (ТЭНы остывают, внутренний каркас выравнивается температурно), в общем в работе схема мне очень понравилась, а потому рекомендуется для самостоятельного повторения. Автор — ГУБЕРНАТОР.
Форум по регуляторам температуры на МК
Обсудить статью СХЕМА ТЕРМОРЕГУЛЯТОРА
Типы комнатных термостатов
Механические и электронные комнатные термостаты
В зависимости от способа измерения температуры в помещении комнатные термостаты могут быть механическими и электронными. Основным различием этих термостатов является точность показаний и возможность дополнительных настроек. Электронные комнатные термостаты дают возможность более точно регулировать температуру, а некоторые модели обладают возможностью программирования показаний температуры по часам, дням и неделям. Так, например, понижение температуры в течение какого-то времени суток на несколько градусов может дать ощутимую экономию по расходу газа за месяц.
Проводные и беспроводные комнатные термостаты
По способу связи с котлом комнатные термостаты бывают проводными и беспроводными. В случае с беспроводным комнатным термостатом, модуль с термодатчиком располагается непосредственно в помещении, в котором осуществляется контроль температуры, а модуль для замыкания контактов устанавливается уже рядом с котлом и получает сигналы по радиоканалу. Как показывает практика, регулирование температуры с помощью комнатных термостатов позволяет сэкономить до 30% на расходе газа.
Работа комнатного термостата совместно с контроллером
Если вы хотите контролировать температуру во всех отапливаемых помещениях дома, то вам придется разместить комнатный термостат в каждом помещении и все эти термостаты объединить в сеть с помощью центрального блока управления (контроллера). Контроллер позволит не только управлять самим котлом, но и включать или выключать необходимый контур отопления с помощью сервоприводов.
При такой схеме регулирования контроллер, получая сигнал от комнатного термостата, подает сигнал котлу, а также сервоприводу на включение или выключение. Применение описанной выше схемы позволяет сделать полноценный климат-контроль во всем доме и даст максимальную экономию по затратам на отопление.
Современное оборудование дает пользователю возможность удаленного управления котлом посредством GSM связи. Сюда входит дистанционное программирование котла, а также получение информации о внештатных ситуациях. Это особенно актуально для владельцев частных домов. Своевременно полученная, таким образом, информация об аварийной остановке котла, поможет предотвратить неприятные последствия. Но здесь есть один нюанс. GSM оборудование не может дистанционно снять ошибку на котле, если он аварийно остановился. Вам все равно придется приезжать и разбираться с причинами остановки котла. Только по этой причине, я считаю, что покупать такое оборудование отдельно нет ни какого смысла. А контролировать остановку котла можно с помощью модуля GSM сигнализации и бесконтактного датчика температуры к нему.
Если все же у вас есть необходимость суточной регулировки температуры в помещении, приобретите электронные комнатные термостаты с возможностью программирования комнатной температуры по часам, дням и неделям и настройте его один раз. Поверьте, что баловаться с температурой каждый день, у вас не будет ни какого желания.
Зачем нужен термостат?
Без комнатного термостата обычный газовый котел включается и выключается, отслеживая температуру в трубах водяного отопления. При первоначальном включении он нагревает теплоноситель до установленных параметров, а потом гасит факел в топке. Затем по мере охлаждения воды он вновь запускается и начинает цикл нагрева до нужных значений заново.
Однако на температуру воздуха в комнате влияют не только радиаторы отопления. При одинаково нагретых батареях в солнечный день она в помещении несколько выше, а холодной ночью наоборот немного ниже. Поступление тепла от солнца и теплопотери через окна со стенами никуда не исчезают.
В результате горелка газового котла постоянно зажигается и гаснет, а о температурном комфорте в комнатах говорить не приходится – то холодно, то жарко. Приходится регулярно открывать / прикрывать краны на радиаторах. Однако не каждая схема отопления частного дома предусматривает подобное, что вынуждает вручную подстраивать работу уже самого котла. А это неудобно и требует постоянного хождения к водонагревателю.
Контроль температуры — экономия ваших денег
Вода в батареях остывает быстрее, чем комнатный воздух. Чтобы поддерживать теплоноситель горячим, газовому котлу приходится включаться на пару минут четыре–пять раз в час. А вместе с ним обычно работает и циркуляционный насос. Такой жесткий режим неизбежно приводит к их быстрому износу. Но если в системе есть комнатный термостат, то количество циклов «включения / выключения» водонагревателя и насосной техники уменьшается в полтора–два раза.
В итоге с воздушным терморегулятором оборудование служит дольше, чем без него. Причем им рекомендуется укомплектовывать как газовый, так и электрокотел для отопления частного дома либо квартиры. А вот с твердотопливным аналогом такой прибор устанавливать не стоит. Регулировать им процесс горения дров или угля получится, только если печь имеет вентилятор для принудительного поддува кислорода.
Устройство термостата
Конструкция термостатов всех видов и производителей имеет общую схему. Устройство содержит три основных блока: температурный датчик, настроечный блок, блок управления. Термочувствительный элемент устройства выполняет контроль уровня температуры окружающей среды.
В случае изменения температуры в ту или иную сторону фиксируются сенсором и передаются в виде электрических сигналов в блок управления, который преобразует сигнал по заданной программе и передаёт команды на устройства исполнения: электромагнитному реле, механическому клапану прибору, обрабатывающему сигнал.
Функциональное назначение термостатов
В большинстве случаев при работе теплоснабжения наблюдается неравномерное распределение тепла в радиаторах и тубах. Это связано с его остыванием во время продвижения по транспортным магистралям. Для стабилизации и своевременной регулировки устанавливают комнатные термостаты для отопления.
Контроль степени нагрева радиатора. Регулируя приток горячей воды, изменяется температура на поверхности отопительного прибора;
Оптимизация затрат на нагрев теплоносителя. Накладной термостат для отопления снижает расходы на нагрев горячей воды, уменьшая разницу температуры теплоносителя между подающей и обратной трубами;
Автоматизация работы отопления. Практически все модели терморегулирующих устройств работают в автономном режиме
Важно изначально правильно установить исходные параметры функционирования
Чем отличается термостат для котла отопления от аналогичной модели для радиатора или циркуляционного насоса? Прежде всего – скоростью срабатывания управляющего элемента и температурным режимом работы. Поэтому рекомендуется подбирать оптимальную модель для каждого компонента отопления. А для этого следует рассмотреть их типы и особенности конструкции.
Любой термостат для отопления дома имеет индивидуальные эксплуатационные параметры – особенность установки, степень регулирования температуры и т.д. Они должны соответствовать характеристикам отопительного элемента, на который будет установлен прибор.
Схема подключения электронных термостатов.
У электронного термостата внутри вместо биметаллической пластины находится электронная схема. Для этой электронной схемы необходимо подвести напряжение питания. Оно может быть равно 220 или 24 вольта и подводится по проводу.
Здесь управляющим сигналом является потенциал (напряжение), которое подводится на клеммную коробку котла или специального хаба. Чтоб было понятней смотрите ниже на картинку:
Из картинки видно, что к электронному термостату идет не 2, а 3 провода:
- L — напряжение питания.
- N — провод нейтрали.
- I — выходной сигнал.
Неподключенный порт используется для включения «ночного» режима работы, при котором температура в помещении снижается на 4 градуса без регулировки термостатов.
Электронные термостаты используются для организации сложных систем управления климатом в доме, такие системы в народе называют «Умный дом«. С их помощью можно управлять насосами и сервоприводами клапанов в системах отопления. Как это выглядит можно увидеть на рисунке выше.
Способ установки
По конструкции термоклапаны бывают прямыми и угловыми, соответственно устанавливаются на линейном участке трубы или повороте. Выбор способа монтажа зависит от конфигурации трубопровода, а также возможности снизить влияние радиатора на чуткий термоэлемент.
При прямой установке выступающая термоголовка должна быть направлена внутрь помещения
К этому нужно быть готовым, поскольку иногда она мешает или привлекает внимание. Если термоклапан угловой, термоголовка может располагаться вертикально или по оси подачи вдоль стены. Этот вариант практически не создает помех, но для прямых участков не подходит
Как установить терморегулятор на радиатор
Смотрите это видео на YouTube
Какой терморегулятор выбрать
При выборе регулятора температуры на батарею отопления нужно учитывать:
- Пропускную способность клапана. При однотрубной системе она должна быть максимальной, чтобы дополнительно не увеличивать гидростатическое давление.
- Вид вещества, наполняющего термоголовку. Газовые или жидкостные модели различаются временем срабатывания. Более скоростные газовые, они быстрее реагируют на изменения.
- Способ установки. Радиатор отопления можно подключить как на прямом участке, так и угловом. Для этого клапан должен иметь соответствующую конструкцию.
- Нужен ли выносной датчик. Его можно расположить в любом месте помещения, что позволит получать более точную информацию о состоянии окружающей среды и выбирать оптимальный режим обогрева.
- Соответствие диаметра термоклапана сечению трубы. Термоголовка может быть любая, поскольку она просто устанавливается в предназначенное для этого посадочное место на клапане.
- Точность задания режима, возможность программирования. Если необходимо поддерживать разную температуру в течение дня, лучше выбирать терморегуляторы с электронной начинкой. К тому же это поможет сэкономить энергоресурсы.
- Репутацию изготовителя. Известные бренды тщательно следят за качеством продукции и предоставляют гарантии, поэтому не стоит покупать изделия «ноу-нейм» без опознавательных знаков и технической документации.
Если в доме есть маленькие дети или возможен доступ к радиатору посторонних лиц, рекомендуется использовать антивандальные терморегулирующие устройства с защитным кожухом. Это предотвратит самовольную настройку, а также убережет чувствительную арматуру от повреждений.
Какие бывают терморегуляторы?
Механический
Здесь всё надо делать руками. Крутилкой выставляешь нужное время и температуру. В установленное время котёл включится и разогреет воду в системе отопления до выставленного показателя и будет держать t° до тех пор, пока не наступит время выключения. Терморегулирование прямого действия, было актуально в 70-е. Таймер позволяет в определённое время включить и выключить котёл.
В этом и состоит весь бесхитростный цикл его работы. Главный недостаток механического регулирования, необходимость корректировать температуру при изменении погоды на улице и прочих факторах. При этом подогрев или охлаждение воды в системе происходит скачкообразно и это ощущается людьми. Главное достоинство этого способа контроля — невысокая стоимость устройства.
В 90-е годы появились доступные по стоимости термодатчики, позволившие настроить электронное управление.
Монофункциональные (непрограммируемые)
Позволяют выполнять одну функцию: поддержание заданной температуры воздуха в помещении, независимо от уличной температуры. «Выставил» к примеру + 24° и электроника контролирует весь процесс.
Многофункциональные (программируемые)
Имеют определённое количество программируемых операций, значительно расширяющих климатический комфорт. Благодаря клавиатуре и ЖК-дисплею, можно установить различные температурные шаблоны, для разного периода («день/ночь») и времени (от одного часа до нескольких недель). Например, в рабочее время с 08-00 до 17-00 (когда в доме никого нет) поддерживать +16°, а в вечернее, ночное и ранее утреннее (когда все жильцы в сборе), подогревать до + 22°, в выходные, если вся семья на даче, оставить +10° и т.д. Кроме того, имеется режим, предохраняющий от замерзания теплоносителя в системе.
Таким образом, применяя термостат воздушного контроля, в помещении обеспечивается экономия топливных ресурсов в более существенных объёмах, чем с механическим терморегулятором, а плавное изменение температур, создаёт комфорт.
По исполнению, они подразделяются на: проводные и беспроводные.
Проводные. Основное условие для бесперебойной работы — качественный монтаж электропроводки, которая соединяет котёл с выносным термостатом.
Беспроводные. В них, управление и корректировка процесса работы выполняются с помощью выделенного радиосигнала. Обычно, это диапазон двух частот на 868 или 433 МГц. Такой терморегулятор состоит из двух блоков. Первый (контроллер) установлен возле котла, второй (температурный сенсор), ставится в том помещении, для которого требуется поддержание температуры.
И к тем и к другим необходимо подвести электропитание. Для первых, оно обеспечивается от блока питания самой схемы, для сенсора используют аккумуляторы или батарейки. В целях экономии электроэнергии, чаще всего применяется прерывистый цикл, когда в период менее секунды, термостат делает замер, передаёт данные логическому блоку и выключается.
Современные версии, как правило, беспроводные. Но в некоторых случаях практичнее использовать первый вариант.
Устройство и принцип работы
Известно, что в замкнутой цепи, которая состоит из двух проводников из разных металлов (напр., хромель и копель), возникает термоэлектродвижущая сила (ЭДС), при условии, что их горячий и холодный спаи имеют различную температуру (эффект Зеебека). Значение ЭДС зависит от материалов проводников, температур их холодного и горячего спаев.
Обычно, напряжение бытовой термопары находится в пределах 20-60 милливольт (мВ), чего достаточно для открытия газового клапана, но, разумеется, недостаточно для работы сложной автоматики и прочих модулей, для которых уже необходимо подключение к электросети.
Так выглядит стандартная термопара на фото.
Модуль не ограничивается парой спаев, однако устройство термопары достаточно простое и понятное:
- Гильза, внутри которой находятся термоэлектроды с «горячим» спаем проводников, именно она крепится на горелочный модуль котла, рядом с пилотной горелкой (запальником).
- Удлинитель, защищенный медной трубкой от внешнего воздействия электромагнитных полей, служит для соединения рабочей части (горячего спая) с электромагнитным газовым клапаном.
- Диэлектрическая шайба с «холодным» спаем, именно она вставляется в гнездо газового электромагнитного клапана.
Чаще всего в термопарах бытовых газовых котлов используются спаи из хромеля и алюмеля (ТХА), хромеля и копеля (ТХК), железа и константана (ТЖК). Все используемые сплавы, их маркировка и характеристики указаны в таблице ниже.
| Тип термопары (европейская классификация) | Материалы проводников спая | Российская маркировка | Диапазон температур, °C |
| K | хромель-алюмель | ТХА | -200 – 1 300 |
| L | хромель-копель | ТХК | -200 – 850 |
| J | железо-константан | ТЖК | -100 – 1 200 |
| N | нихросил-нисил | ТНН | -200 – 1 300 |
| T | медь-константан | ТМКн | -200 – 400 |
| E | хромель-константан | ТХКн | 0 – 600 |
| S | платинородий-платина | ТПП10 | 0 – 1 700 |
Как работает термоэлектрический термометр в составе газового котла
Принцип работы термопары в составе газового котла везде один:
- Сначала человек механическим путем открывает клапан подачи газа, удерживая кнопку электромагнитного клапана в течение 15-30 секунд.
- Затем единожды нажимается кнопка пъезорозжига, возникает искра и зажигается запальная горелка.
- Кнопка магнитного клапана удерживается еще на протяжении 30-60 секунд, пока рабочий спай термопары, находящийся рядом с запальником, не нагреется и не выдаст необходимое напряжение.
- По прошествии 30-60 секунд кнопка электромагнитного клапана отпускается, но горение не прекращается, поскольку нагретая термопара вырабатывает достаточно напряжения для удержания газового клапана в открытом положении. Котел работает в штатном режиме, без вмешательства человека.
- Как только горение прекращается, пламя больше не нагревает термопару, вследствие чего напряжения недостаточно для удержания электромагнитного газового клапана открытым, он закрывается, прекращая подачу газа.
Как выбрать умягчитель воды для газового котла и продлить срок службы теплообменника
