Устройство и принцип работы терморегулятора

Как работает термостат отопления?

Обычная отопительная система с водой в качестве теплоносителя состоит из нагревательного оборудования или узла подключения к централизованной сети, труб внутренней разводки и радиаторов.

Чтобы регулировать объемы поступающего от нее в комнаты тепла, приходится либо постоянно следить за котлом, либо регулярно прикрывать/открывать вентиля на батареях.

При этом инертность такой системы не позволяет поддерживать нужную температуру в течение всего дня на установленном уровне. Если больше в печь наложить дров или в котел подать газа, то теплоноситель в трубах нагреется сильнее, при этом тепла через радиаторы он также отдаст больше.

При низкой температуре за окном это хорошо. А вот при резком потеплении на улице в доме жара становится невыносимой. Топливо уже в топке, и вода уже нагрелась, избавиться от тепла никак. Плюс котел еще и продолжает работать.

Без термостата в системе отключать его приходится вручную. Можно, конечно, открыть окна на проветривание и выпустить тепло, но тогда счета за горючее для домашней котельной точно разорят. Вывод напрашивается сам собой: термостат для отопления упрощает проживание, делает его максимально комфортным.

Термостат (терморегулятор) – это устройство для отслеживания температуры в отапливаемом помещении и увеличения/уменьшения подачи в него тепла

Состоит термостат для отопительной системы из:

• термочувствительного датчика (элемента);
• блока настройки;
• модуля управления;
• электромагнитного реле или механического клапана.

В самых простых моделях управляющий блок отсутствует. Все происходит за счет чистой механики и изменения физических свойств термочувствительного элемента.

Таким термостатам электропитание не нужно. По эффективности и точности регулировки системы они уступают электронным приборам, но зато энергонезависимы. При проблемах с напряжением в сети они точно не перестанут работать.

Принцип работы терморегулятора выглядит следующим образом:

1. С помощью блока управления выставляется нужная температура.
2. При достижении требуемых параметров срабатывает датчик, что приводит к отключению котла либо перекрытию запорного клапана в трубах отопления.
3. После падения температуры воздуха в комнате происходит обратное включение котельного оборудования или обогревателей.

Модуль электронного управления позволяет задавать не один показатель температуры, а сразу несколько для каждого времени суток отдельно. Плюс при наличии такого блока есть возможность установки дополнительного температурного датчика на улице и привязки функционирования термостата к данным с него.

В зависимости от вида устройства терморегулятор подключается непосредственно к котлу для регулировки его работы либо на входе в радиатор для контроля объемов подачи теплоносителя

Простейший термостат – это запорная арматура с термодатчиком, стоящая на трубе у батареи. При достижении нужной температуры термостатический клапан закрывается и уменьшает ток теплоносителя. А при охлаждении комнатного воздуха он вновь открывается, в результате чего объемы поступающего тепла увеличиваются.

Более сложные и продвинутые модели предполагают наличие беспроводных датчиков и блоков управления. Вся связь между отдельными элементами происходит через радиоканал. Провода в этом случае не прокладываются, что положительно сказывается на эстетической стороне размещения подобных терморегуляторов в помещении.

Устройство и принцип работы

В состав терморегулятора для котла отопления входят термодатчик и система, осуществляющая передачу сигналов.

Принцип работы прост. Пользователь устанавливает желаемую температуру воздуха. Котел работает, до тех пор, пока не получит сигнал от датчиков термостата. Как только температура в помещении снизится до минимума или повысится до установленного максимума, терморегулятор остановит или возобновит работу котла.

Механический термостат Honeywell. Может использоваться не только для управления котлами, но и циркуляционными насосами, электрообогревателями и клапанами.

Дополнительными устройствами к терморегулятору могут стать термостатические регулируемые клапаны. Данные устройства не регулируют работу котла, они способны изменять объем поступающего в радиатор теплоносителя. Например, если температура в помещении слишком высокая, термостатический клапан частично перекрывает сечение канала и в радиатор поступает меньше теплоносителя, в результате теплоотдача прибора снижается и в помещении становиться прохладнее. И наоборот, если в помещении недостаточно тепло, клапан полностью открывает сечение канала, в радиатор поступает больше теплоносителя, его теплоотдача увеличивается и температура в помещении повышается.

3 Основные преимущества

Подобное оборудование имеет множество преимуществ. Наиболее важным для многих владельцев автономного отопления считается экономия. Если сделать расчет за несколько месяцев, станет понятно, что котел с подобным оборудованием работает на 30% меньше, чем без него. Эти показатели верны при использовании газового или твердотопливного вида. Если же отопление помещения осуществляется с применением солярки, экономия составляет 50%. Есть у прибора и другие достоинства:

• создание здорового микроклимата в каждой комнате за счет равномерного нагрева воздуха и поддержания температуры;
• отсутствие необходимости постоянно контролировать функционирование отопительного прибора, поскольку датчики самостоятельно выполняют эту работу;
• продление срока службы всей отопительной системы за счет уменьшения времени ее работы, что считается немаловажным достоинством, учитывая стоимость оборудования и растраты на его установку.

Электронные терморегуляторы

Эти приборы используют для регулировки температуры систем отопления, кондиционеров, теплого пола.

Устройство: датчик для установки на улице, устройство контроля и электронная составляющая.

Подразделяются на аналоговые и цифровые. Аналоговые приборы позволяют задать точную температуру, которая в дальнейшем поддерживается.

Цифровые регуляторы температуры  в свою очередь бывают с закрытой и открытой логикой.

В домашних условиях применяют регуляторы с закрытой логикой, они дают возможность менять основные параметры, но сама программа  в них уже заложена.

Открытая логика подразумевает возможность перепрограммирования системы специалистами, такие приборы имеют дисплей управления, эксплуатируют их на производстве.

Все виды электронных терморегуляторов обладают рядом преимуществ:

• Широкая функциональность
• Эстетический дизайн
• Экономия электричества
• Безопасность
• Высокоэффективны.

Порядок настройки

Для настройки системы и подбора комфортной температуры выполните следующие действия:

1. Выставьте дистанционным регулятором максимальную температуру.
2. Запустите котел и выведите его в оптимальный режим работы, при котором агрегат достигает наибольшего КПД.
3. Когда во всех комнатах установится комфортное тепло, возьмите электронный термометр и замерьте температуру возле вашего регулятора.
4. Выберите измеренное значение на термостате в качестве порога отключения отопителя. В программатор заложите требуемые установки.

Разъясним цель перечисленных манипуляций. Из-за различных площадей и тепловых потерь температура в помещениях может отличаться на 1—3 градуса, поэтому лучше ориентироваться по степени нагрева воздуха около самого датчика.

Если в точке установки регулятора температура сильно отличается от остальных комнат, при настройке нужно делать поправку на величину этой разницы. В некоторых моделях, например, Baxi Magic Plus, предусмотрена функция подобной корректировки (называется – температурный сдвиг). Тогда остается лишь ввести в память прибора нужную величину, составляющую от 1 до 5 градусов.

Самодельный внешний терморегулятор для котла: инструкция

Ниже представлена схема устройства самодельного терморегулятора для котла, которая собрана на микросхемах Atmega-8 и серии 566, жидкокристаллическом дисплее, фотоэлементе и нескольких температурных датчиков. Программируемая микросхема Atmega-8 и отвечает за соблюдение заданных параметров уставок терморегулятора.

Схема самодельного внешнего терморегулятора для котла

Собственно говоря, данная схема включает или выключает отопительный котёл при понижении (повышении) температуры наружного воздуха (датчик U2), а также выполняет эти действия при изменении температуры в комнате (датчик U1). Предусмотрена корректировка работы двух таймеров, которые позволяют регулировать время указанных процессов. Кусок схемы с фоторезистором влияет на процесс включения котла по времени суток.

Датчик U1 стоит непосредственно в комнате, а датчик U2 на улице. Подключается к котлу и устанавливается рядом с ним. При необходимости можно добавить электрическую часть схемы, позволяющую включать отключать агрегаты большой мощности:

Электрическая часть схемы, позволяющая включать отключать агрегаты большой мощности

Ещё одна схема терморегулятора с одним параметром регулирования на базе микросхемы К561ЛА7:

Схема терморегулятора с одним параметром регулирования на базе микросхемы К561ЛА7

Собран терморегулятор на базе микросхемы К651ЛА7 отличается простотой и лёгкостью при регулировке. Наш термостат – это специальный терморезистор, который значительно уменьшает сопротивление при нагревании. Данный резистор включён в сеть делителя напряжения электричества. В этой цепи также расположен резистор R2, при помощи которого мы и можем устанавливать необходимую температуру. На основе такой схемы можно сделать термостат для любого котла: Бакси, Аристон, Эвп, Дон.

Еще одна схема на терморегулятора на базе микроконтроллера:

Схема на терморегулятора на базе микроконтроллера

Устройство собрано на базе микроконтроллера PIC16F84A . Роль датчика выполняет цифровой термометр DS18B20. Малогабаритное реле управляет нагрузкой. Микропереключатели задают температуру, которая высвечивается на индикаторах. До сборки потребуется запрограммировать микроконтроллер. Сначала сотрите все с чипа и потом перепрограммируйте, а далее произведите сборку и пользуйтесь на здоровье. Устройство не капризное и работает нормально.

Стоимость деталей 300-400 рублей. Аналогичная модель регулятора стоит в пять раз дороже.

Несколько советов напоследок:

• хоть к большинству моделей и подходят разные варианты термостатов, все же желательно, чтобы терморегулятор для котла и сам котёл были произведены одним производителем, это значительно упростит монтаж и сам процесс эксплуатирования;
• перед покупкой такого оборудования нужно просчитывать площадь помещения и необходимую температуру, чтобы избежать «простоев» техники, и смены проводки в связи с подключением приборов более высокой мощности;
• перед установкой оборудования нужно позаботиться о теплоизоляции помещения, иначе высокие теплопотери будут неизбежны, а это дополнительная статья расходов;
• если, неуверены, что нужно приобретать дорогостоящую технику, то можно провести потребительский эксперимент. Приобрести более дешёвый механический термостат, отрегулировать его и посмотреть результат.

5 Правила установки

Установить термостат для котла отопления своими руками вполне возможно, но при отсутствии элементарных навыков лучше доверить это дело профессионалу. Есть правила, которые необходимо соблюдать, чтобы обеспечить максимально благоприятные условия для нормального функционирования прибора:

1. 1. Высота крепления приспособления не должна быть ниже 150 и выше 170 см. Это позволит обеспечить точное измерение температуры в помещении. Если же нарушить это правило, датчик будет работать некорректно.
2. 2. На термостат не должны падать прямые солнечные лучи в любое время суток, поскольку это также нарушит его функционирование. Не стоит располагать его в непосредственной близости от бытовых приборов, которые могут повлиять на работу и нарушить процесс регулировки температурного режима. Например, портативные обогреватели, кондиционеры и другие предметы нередко искажают показания датчика.
3. 3. Ставить датчик необходимо в том помещении, в котором чаще всего находятся обитатели дома. Если комната, где он расположен, наиболее отдаленная и редко посещаемая, нарушается точность показаний.

Рекомендуется выбирать термостат, который произведен той же фирмой, что и отопительный котел. Это облегчит монтаж и исключит несовместимость приспособлений.

Первый этап — установка той части термостата, которая будет находиться в непосредственной близости от отопительного прибора. Для этого в устройстве есть специальные провода. После этого необходимо соединить датчик с рабочей частью. Если же устройство беспроводное, это не требуется.

Важным моментом является настройка самого датчика. Для этого необходимо включить котел на максимальную мощность, подождать, пока температура в помещении, где установлен термостат, станет комфортной. После этого измерить термометром показатель возле приспособления. Именно этот уровень будет максимальным значением, которое будет давать сигнал об отключении котла.

Далее следует задать параметры, настроить часы и дни недели, в которые необходимо поддерживать температурный режим, если это требуется. Если же прибор не имеет такой функции, работа закончена. При выполнении всех правил устройство станет верным помощником.

Терморегуляторы для котлов отопления — ценные устройства, позволяющие не только поддерживать оптимальный микроклимат в помещении, но и экономить топливо, энергию и средства владельца.

Принцип работы и подключение

По принципу действия приборы для разных моделей ничем не отличаются друг от друга. Например, терморегуляторы для котла Дон, Baxi и Протерм будут выглядеть абсолютно одинаково. Разница может быть в незначительных деталях, но функциональная конструкция будет иметь стандартный вид. Это в значительной мере упрощает обслуживание и ремонт агрегатов, а также позволяет использовать одинаковые модели на разных котлах

Универсальность — очень важное свойство, позволяющее быстро завоевывать рынок

Приобрести устройство не проблема, но многих интересует вопрос, как подключить терморегулятор к котлу? Ничего сложного в этом нет, ведь вместе с прибором продается и руководство пользователя. Схем установки может быть несколько, и зависят они от конструктивных особенностей аксессуара. Но в любом случае необходимо будет обеспечить связь термостата с клапаном теплообменника и внедрить прибор в электрическую цепь. Без этого не получится начать его нормальную эксплуатацию.

Терморегулятор для электрического котла часто бывает встроен в систему заводом-изготовителем. Дело в том, что такие системы отопления очень часто применяются для создания в помещениях теплого пола. А в этом случае просто невозможно обойтись без специального настенного регулятора. С его помощью можно будет экономить существенные суммы денег, если выставлять подогрев на минимум, когда никого нет дома, и накручивать на нужное значение по вечерам или выходным дням.

Комнатный терморегулятор для газового котла тоже позволит значительно расширить свои возможности по управлению автономным отоплением. Прочувствовать экономический эффект от его использования можно будет уже через один отопительный сезон.

В продаже также имеются беспроводные терморегуляторы для котлов, которые работают при помощи специальных датчиков. Это наиболее совершенные с функциональной точки зрения агрегаты, позволяющие комфортно управлять режимами работы отопительной системы из любой комнаты. Стены и другие перекрытия не составляют помех. При этом рабочие частоты отличаются от используемых бытовой техникой, поэтому регуляторы не будут мешать другим электронным приборам.

Можно соорудить механический терморегулятор для котла своими руками. Для этого придется найти нужные чертежи в интернете и раздобыть все необходимые расходники. Сами по себе работы не будут выглядеть сложными, особенно для людей, хорошо разбирающихся в электронике. Но нужно внимательно собирать свой прибор, так как ошибки могут привести к короткому замыканию в электросети, и тогда желание сэкономить на покупке регулятора обернется колоссальными затратами на ремонт проводки.

Рекомендации к выбору

Перед покупкой беспроводного термостата следует уточнить такие параметры, как общая отапливаемая площадь помещения и примерный уровень температуры воздуха, который нужно будет поддерживать. Зная эти показатели, продавец поможет правильно выбрать модель регулятора и предостережёт от покупки слишком мощного прибора.

В отношении качества и надёжности лучше всех себя зарекомендовали регуляторы следующих торговых марок:

• Oventrop (Германия).
• Danfoss (Дания).
• Valtek (Италия).
• Kermi (Германия).

Беспроводные термостаты реализует каждая фирма, специализирующаяся на изготовлении отопительного оборудования. При этом производители настоятельно рекомендуют приобретать газовые котлы и температурные регуляторы одной марки.

Это позволит упростить процессы установки и агрегации оборудования. А также использование климатических приборов одного бренда исключает возникновение дополнительных неудобств в их эксплуатации.

Дополнительные опции для эффективного отопления

При выборе комнатного термостата следует обратить внимание на наличие в характеристиках прибора дополнительных функций:

• «ЭКО» — позволяет изменить установочные параметры на меньшее (энергосберегающее) значение на период до 24 часов.
• «Отпуск» — уменьшение расходов газа за счёт снижения температуры в помещении в период отсутствия жильцов до нескольких месяцев.

• «Вечеринка» — дневной режим соблюдается в течение 1—23 часов, после чего система возвращается к нормальной работе.
• «Нерабочий день» — при активировании этой функции в помещении поддерживается воскресная программа до нескольких десятков дней.
• «Открытое окно» — отключение отопительной системы происходит при резком снижении температуры в помещении во время проветривания.
• GSM-модуль или WI-FI-модуль — пользователь может управлять работой газового котла дистанционно через интернет.

Стоимость

Выбирая тип регулирующего прибора, необходимо ориентироваться на следующие критерии:

• стоимость — наиболее дешёвыми являются проводные электронные и беспроводные простые термостаты;
• экономия энергоресурсов — оптимальным решением является приобретение программируемых приборов.

Стоимость самых простых комнатных термостатов составляет, в среднем, 40—50 долларов. Многофункциональные модели стоят ещё дороже — начиная от 80 долларов. Однако при покупке регулятора необходимо помнить, что прибор окупит себя в течение 1—2 отопительных сезонов за счёт снижения расхода газа и электроэнергии.

Важно! Перед установкой комнатного термостата необходимо осуществить утепление жилого помещения. В противном случае из-за высоких теплопотерь расход энергоресурсов не уменьшится

Типы термостатических головок

Существует три вида термостатических элементов: ручной, механический и электронный. Несмотря на то, что они выполняют одни и те же функции, они могут предоставить различные уровни комфорта, поскольку обладают разными возможностями.

Ручная регулировка

Принцип работы подобных устройств достаточно простой и имеет аналогию с работой обычного запорного вентиля. Поворачивая головку терморегулятора в ту или иную сторону, добиваются определенной температуры радиатора отопления за счет объема теплоносителя. Считаются самыми надежными, самыми простыми и самыми дешевыми устройствами для регулировки температуры, но их удобство находится на самом низком уровне. Чтобы отрегулировать оптимальную температуру, приходится крутить головку вручную.

Ручная термоголовка — самый простой и надежный вариант

Их стоимость не столь высокая, а их функциональные возможности позволяют не устанавливать запорных кранов на входе и на выходе батареи.

Механическое регулирование

Подобный способ регулирования связан с некоторыми сложностями, поскольку такие терморегуляторы поддерживают температуру батарей отопления в автоматическом режиме. Основу такого терморегулятора составляет сильфон в виде эластичного цилиндра, заполненного газом или жидкостью, обладающими большим коэффициентом температурного расширения. Нагреваясь, газ или жидкость начинают увеличиваться в объеме, за счет чего и происходит регулировка.

Устройство терморегулятора на радиатор отопления с механической термостатической головкой

Сильфон связан с элементом, который перекрывает путь прохождения теплоносителя. До того, как газ или жидкость в сильфоне не нагреются, шток находится в отжатом положении и через батарею проходит максимальное количество теплоносителя. По мере нагревания газ или жидкость увеличиваются в объемах, что передается на шток, который начинает перекрывать проходное отверстие, уменьшая объемы подачи теплоносителя. По мере остывания вещества его объемы уменьшаются и шток начинает движение в обратном направлении, приоткрывая проходное отверстие и давая возможность теплоносителю поступать на батарею в больших объемах. В результате, батарея опять начинает нагреваться, повышая температуру в комнате.

Газ и жидкость

Механические терморегуляторы способны поддерживать температуру батареи с точностью до 1 градуса, при этом точность зависит от вещества, примененного в сильфоне. Газы быстрее реагируют на температурный дрейф, но подобные устройства намного сложнее конструктивно.

Жидкостный или газовый сильфон — особой разницы нет

Жидкости несколько инертнее, но их производство не связано с технологичными трудностями. Точность, хотя и несколько ниже, но полградуса вряд ли можно ощутить. В связи с этим, в основном встречаются изделия с жидкостным наполнением.

Выносные датчики

Термостатическая головка устанавливается так, чтобы она могла регулировать температуру батареи в зависимости от температуры комнаты. В связи с тем, что подобные устройства отличаются приличными размерами, такая установка связана с определенными трудностями. Решить подобную проблему может терморегулятор с выносным датчиком. Датчик температуры имеет связь с головкой за счет тонкой капиллярной трубочки. Это позволяет установить датчик в удобном месте.

С выносным датчиком

Регулировка теплоотдачи радиаторов отопления осуществляется с учетом температуры воздуха в комнатах. Недостаток подобных решений заключается в их высокой стоимости, хотя точность регулирования температуры достаточно высокая.

Термоголовка для радиаторов

Watch this video on YouTube

Электронное регулирование

Электронные терморегуляторы имеют, как свои достоинства, так и свои недостатки. К недостаткам следует отнести несколько большие размеры, по сравнению с механическими, поскольку механизм регулирования занимает больший объем, плюс еще пара батареек, а также электронная начинка. Достоинство – это большой набор функций за счет работы микропроцессора, который управляет работой всего устройства.

Электронные терморегуляторы на батареи отличаются большими размерами

Благодаря специально разработанным программам, появилась возможность программирования температуры в помещении буквально по часам, в зависимости от того, день это или ночь.

Естественно, что стоимость подобных терморегуляторов значительно выше механических. К тому же, необходимо контролировать заряд батарей, хотя их работы хватает на несколько лет.

термостата living eco – Установка

Watch this video on YouTube

Как отрегулировать температуру в доме – 3 способа и определение оптимального режима

Основная задача поддержания температурного режима – создание комфортных условий для проживания при условии оптимального расходования ресурсов. Этого можно добиться несколькими способами.

Первый из них заключается в установке оптимальной степени нагрева теплоносителя в контурах теплых полов. Второй – в полном прекращении его поступления в него.

Самый простой способ заключается в использовании для греющего контура труб с максимальной рабочей температурой 90-95 градусов. Это позволяет установить в систему циркулярный насос с терморегулятором, а также клапан обратного хода.

Место установки насоса – труба-обратка, а температура теплоносителя в этом месте составляет не более 70-80 градусов по Цельсию. Если разогрев теплоносителя достигает критичных значений, термостатом отключается насос и отопление переходит в режим ожидания.

По мере остывания пола, циркулярный насос снова включается, подавая в трубопровод контура новую дозу горячей воды. Практика показывает, что такой способ наиболее эффективен и надежен для устойчивой работы отопления с теплым полом.

Второй способ регулировки степени нагрева предполагает включение в систему трехходового вентиля или смесительного клапана. При таком подходе через трехходовой вентиль производится подмешивание охлажденной воды из обратки к горячей подаче. То есть, максимальная температура горячей воды из котла, понижается добавлением охлажденной.

Если используется 3-х ходовой вентиль, регулировку можно производить вручную или через сервопривод. Клапан смешивающий регулирует температуру носителя тепла по заранее введенной величине контрольного показателя.

Третий способ регулировки нагрева носителя тепла в системе обогрева жилья состоит в использовании узла подмеса. Такое устройство можно изготовить из следующих компонентов:

• вентиль 3-х ходовой;
• насос циркуляционный;
• перемычка байпаса;
• градусник;
• термостатическая головка ;
• реле контроля максимальной температуры.

Учитывая состав применяемых компонентов, узел регулировки степени нагрева в системе обогрева получается довольно не дешевым.

Но изменение температуры в нем происходит очень быстро, потому, что оно производится подмешиванием к основному потоку теплоносителя воды из трубы-обратки. При этом происходит автоматическое уменьшение интенсивности горения в котле.

В соответствии с установленными регулировками режим потребления топлива всегда является оптимальным. Количество узлов в объединенной системе может быть любым, и каждый будет работать автономно в соответствии с установленными настройками.

Таким образом, можно поддерживать более высокую температуру воздуха, например, в детской комнате и одновременно более низкую в спальне взрослых представителей семейства. Особенно эффективен такой узел для управления температурой в устройстве водяных полов.

Для применения такого способа регулировки есть только одно требование – вся отопительная схема должна быть устроена по европейским требованиям. Температура горячей воды из котла должна быть не выше 67 градусов.

И в теперь рассмотрим методику регулировки теплового и гидравлического режима с использованием термостата. Его устанавливают в помещении, и настройка производится путем установки на этом приборе нужной температуры для данной конкретной точки. Управление нагревом производится сервоприводом на конкретном контуре.

Смотреть видео

Автоматика водяного теплого пола

Watch this video on YouTube

Узнайте как работает водяной теплый пол в зависимости от вида подключения.