Регулятор термостата что это
Принципы работы простейших терморегуляторов
В современном мире довольно широко как в быту, так и на производстве применяется климатическая техника: котлы, кондиционеры, конвекторы и калориферы. Большинство из этих приборов работает в автоматическом режиме, поддерживая комфортную внутреннюю температуру воздуха.
Сами по себе такие устройства не способны контролировать температуру, для этого в схему интегрируют специальный прибор — терморегулятор. Он может не только установить фактическую температуру окружающей среды, но сравнить ее с заданной величиной и послать сигнал на управляющий механизм котла или аналогичного устройства для регулирования процессом нагрева. Для того чтобы правильно им управлять, пользователь должен знать принцип работы терморегулятора.
Такие регуляторы хорошо работают не только в системах управления и настройки, но и при защите охладительного или отопительного оборудования. При высоком значении теплоносителя они подают сигнал на нагревающее или охлаждающее устройство для аварийной остановки оборудования, мгновенно прекращая подачу с энергоносителей, с подачей звукового и светового сигнала.
Что означает термин «терморегулятор»
Терморегулятор — это устройство, которое задействуется в системах отопления или кондиционирования для обеспечения установленного значения температуры нагреваемой среды: вода или воздух.
Как правило, терморегулятор (ТР) выполняется в форме аппаратного модуля, который измеряет температуру среды и передает сигнал управляющему модулю на активизацию или прекращение процесса нагрева.
Таким образом, существует две исполнительные модификации терморегулятора:
Устройство и принцип действия
Независимо от варианта конструктивного исполнения, устройство терморегулятора выполняется по одной общей схеме и состоит из 3-х главных модулей или блоков:
Первичный датчик определяет температуру нагрева контролируемой среды: воздуха или воды. При изменении температуры внутри измерительного датчика происходит изменение физических параметров первичного элемента, которые передаются на управляющий блок.
Важно! Выходной сигнал, в который преобразуется входная величина, может быть неэлектрическим и электрическим. Большинство первичных датчиков электрические, функционирующие по напряжению или ЭДС.
После получения сигнала, блок управления обрабатывает и передает его на исполнительный механизм, который соответственно отрегулирует объем энергоносителя для нагрева среды.
В качестве исполнительных механизмов в отопительных системах применяются:
ТР способен соблюдать определенное значение температуры либо установленный диапазон. На этот показатель влияет гистерезис первичного датчика.
В торговой сети сегодня существует довольно много моделей терморегуляторов, которые могут быть оснащены дополнительными функциями, например, запуск отопления по таймеру и программирование устройства по заданному графику. Но в основе работы всех этих приборов находится вышеназванный принцип действия.
Какие существуют модификации терморегуляторов
Все терморегуляторы классифицируются по нескольким группам, для того чтобы пользователям легче было ориентироваться при их выборе
Первая группа ТР определяется по типу управления:
Виды терморегуляторов могут также группироваться по следующим признакам:
Перед тем как сделать выбор конкретной модели нужно понимать, для чего нужен терморегулятор, для местного управления или комплексного в общей автоматической системе.
Механические
Обладают простой конструкцией, в большинстве случаев энергонезависимые, то есть не требующие в работе использования электроэнергии. Управление режимами выполняется ручкой со шкалой на корпусе, в некоторых случаях имеется тумблер для включения и выключения. На корпусе имеется простейший интерфейс со световой индикацией.
Механические терморегуляторы применяются для нагревательных и охлаждающих систем. Конструкционные особенности:
Принцип работы любого механического терморегулятора довольно простой и заключается в том, что при нагреве воздуха в помещении, в термоэлементе сильфонного типа рабочая среда нагревается, и расширяясь выпрямляет цилиндр, который воздействует на шток, а тот в свою очередь и давит на регулирующий клапан, плотнее прижимая его к отверстию пропуска теплоносителя, тем самым уменьшая его до полного закрытия, после чего вода в батарею не поступает. Температура воздуха в комнате падает, термоэлемент сжимается, шток опускается, освобождая проход греющей жидкости в батарею, тем самым запускается новый цикл нагрева.
Механические ТР несмотря на свою простоту обладают множеством преимуществ, среди которых надежность, устойчивость к перепадам температур, энергонезависимость и длительный срок эксплуатации.
К недостаткам можно отнести невысокую точность регулирования, низкую функциональность и наличие шумовых эффектов в виде щелчков при включении/отключении клапана.
Электромеханические
Электромеханические регуляторы температуры применяются для различных отопительных приборов, например для электрокотлов. Как правило, они могут быть исполнены в 2-х модификациях: с биметаллической пластиной, подключенной к группе электроконтактов и с капиллярной трубкой.
Биметаллическая пластина под воздействием температуры среды нагревается, что вызывает ее изгибание и разрыв контактов. В этом момент подача напряжения на нагревательные электрические элементы прекращается, котел останавливается. Теплоноситель продолжает циркулировать через котел, постепенно его температура снижается, биметаллическая пластина возвращается в первоначальное состояние, замыкая электроконтакты и подавая напряжение на ТЭНы котла.
ТР с капиллярной трубкой, наполненной газом, помещается в емкость, где греется теплоноситель. При достижении установленной температуры воды в емкости, газ в трубке расширяется, тем самым замыкая электрический контакт, энергоноситель отключается, вода в емкости остывает, капиллярная трубка сжимается и размыкает контакты. Этот тип регуляторов устанавливается в бойлерах и отопительных электрорадиаторах.
Неприхотливые электромеханические ТР имеют много преимуществ, прежде всего являясь бюджетными по цене, кроме того они энергонезависимые, точно поддерживают автоматический режим включения/отключения нагревательного аппарата, при этом оставаясь герметичными, не загрязняя внутренний контур теплоносителя.
К минусу можно отнести довольно грубые настройки по пределам регулирования до 2–3 °С.
Цифровые
Это группа электронных терморегуляторов, которые устанавливаются в сложной климатической технике, например, в автоматике газового котла, в блоках регулирования работой теплых полов и сплит-системах кондиционирования воздуха.
Основные элементы конструкции цифровых ТР:
Контроллер электронного ТР может работать с закрытой и открытой логикой. В первом случае алгоритм работы постоянный, корректировка программ невозможна, изменяются только параметры работы нагревательного устройства. Эти модели применяются для бытового оборудования небольшой мощности.
Во втором случае настройки имеют более широкий диапазон, в связи, с чем можно изменить алгоритм работы агрегата. Применяются для больших промышленных установок.
Этот современный тип терморегуляторов, позволяющие контролировать и управлять процессами нагрева дистанционно с применением обычных смартфонов и сети Интернет. Они обладают самым широким диапазоном регулирования и могут быть встроенные в любые современные теплонагревающие устройства.
Важно! Высокая точность управления позволяет эффективно эксплуатировать оборудование с высокими КПД. На их базе сегодня внедрена инновационная система погодорегулируемой автоматики газовых котлов, они также являться частью системы «умный дом».
Наладка и эксплуатация
Наладку простейших механических и электромеханических ТР можно выполнить самостоятельно, для этого нужно внимательно изучить инструкцию завода-изготовителя.
Цифровые ТР устанавливаются на дорогостоящем климатическом оборудовании, которое, как правило, комплектуются заводом-изготовителем. В этом случае самостоятельная наладка его не допускается. Первый запуск регулятора производится в ходе настройки котла, которую выполняют сертифицированные организации, аттестованные на проведение этих работ заводом изготовителем. От выполнения этого правила будет зависеть сохранение гарантийных обязательств.
В процессе первого пуска оборудования наладочная организация проверяет работоспособность терморегулятора, настраивает его на работу и поясняет, обслуживающему персоналу, что такое терморегулятор, как он должен обслуживаться и порядок установки текущих настроек работы климатической техники.
В процессе эксплуатации ТР должен находится в чистом состоянии, не должен подвергаться воздействию воды и других агрессивных жидкостей, его нужно беречь от механических повреждений и не располагать под прямыми солнечными лучами. Запрещается самостоятельно разбирать ТР и менять его электронные схемы.
При выполнении таких простых условий, терморегулятор будет работать весь нормативный срок эксплуатации, качественно выполняя свои функции по управлению тепловыми процессами.
Современная климатическая техника в обязательном порядке должна комплектоваться терморегуляторами. Это требование вызвано необходимостью обеспечения энергоэффективности систем отопления. Даже применение простейших механических ТР позволяет экономить от 10 до 30 % топлива в течение отопительного сезона.
Применение цифровых терморегуляторов позволяет создать комфорт в доме, снижает ежемесячные затраты на электроэнергию, повышает эффективность работы климатического оборудования и его КПД, упрощает процессы управления. Все это приводит к снижению общих вредных выбросов в окружающую среду.
Видео по теме
Термостаты. Что такое термостат и как он работает?
Термостаты
На фото: простой механический термостат, устанавливаемый в шкафах управления и автоматики для контроля температуры нагрева воздуха от обогревателей ОША. На нем демонстрируется текущая температура в градусах Цельсия. После того, как вы установили температуру, термостат должен включать и выключать обогрев по мере необходимости, чтобы поддерживать в шкафу нужную температуру. На практике такой термостат не включается и не выключается при одной температуре, а переключается между небольшим диапазоном температур по обе стороны от установленного вами значения.
Что такое термостат?
На фото: электронный термостат STC-1000 с цифровым показанием температуры. Этот работает немного иначе, чем механический на верхнем фото. Дисплей является частью программатора. Данные о температуре поступают с термопары, которая постоянно измеряет температуру в контролируемой среде, а затем терморегулятор включает и выключает нагрев или охлаждение, чтобы поддерживать его в пределах 1 ° C от установленной вами температуры.
Как работают термостаты
Так как же работает термостат? Большинство вещей становятся больше при нагревании и меньше при остывании (заметным исключением является вода : она расширяется при нагревании и при замерзании). Механические термостаты используют эту идею (которая называется тепловым расширением) для включения и выключения электрической цепи. В двух наиболее распространенных типах используются биметаллические ленты и газонаполненные сильфоны.
Биметаллические термостаты
Традиционный термостат состоит из двух частей, состоящих из разных металлов, скрепленных вместе, образуя так называемую биметаллическую полосу (или биметаллическую пластину). Пластина работает как мост в электрической цепи, подключенной к вашей системе нагрева. Обычно «мост не работает», пластина пропускает электричество по цепи, и нагрев включен. Когда пластина нагревается, один из металлов расширяется больше, чем другой, поэтому вся полоса очень немного изгибается. В конце концов, он так сильно изгибается, что разрывает цепь. «Мост установлен», мгновенно отключается электричество, отключается нагрев, и температура начинает снижаться.
Но что происходит потом? По мере охлаждения пластина тоже остывает и возвращается к своей первоначальной форме. Рано или поздно он снова включается в цепь и снова заставляет электричество течь, и нагрев снова включается. Регулируя шкалу температуры, вы изменяете температуру, при которой контур включается и выключается. Поскольку металлической полосе требуется некоторое время для расширения и сжатия, нагрев не включается и выключается постоянно каждые несколько секунд, что было бы бессмысленно (и весьма раздражающе). К примеру, при отоплении дома, в зависимости от того, насколько хорошо изолирован ваш дом и насколько холодно на улице, может потребоваться час или больше, чтобы термостат снова включился после того, как он выключился. А встроенные терморегуляторы в обогревателях шкафов управления ОША, которые служат для поддержания температуры нагревателя в безопасном диапазоне, могут включаться чаще.
Как биметаллический термостат включается и выключается
Газонаполненный сильфон
Проблема с биметаллическими пластинами заключается в том, что они долго нагреваются или охлаждаются, поэтому они не быстро реагируют на изменения температуры. Альтернативная конструкция термостата определяет изменения температуры быстрее с помощью пары металлических дисков с газонаполненным сильфоном между ними. Диски имеют большую площадь поверхности, поэтому они быстро реагируют на тепло, и они гофрированы (на них есть выступы), что делает их упругими и гибкими. Когда контролируемая среда нагревается, газ в сильфоне расширяется и раздвигает диски. Внутренний диск нажимает на микровыключатель в центре термостата, выключающий электрическую цепь (и нагрев). По мере охлаждения помещения газ в сильфоне сжимается, и металлические диски снова сжимаются. Внутренний диск отходит от микровыключателя, включение электрической цепи и повторное включение нагрева. Вы также можете найти термостаты с гофрированными сильфонами в других областях применения (например, в старых автомобилях), и вместо газа они иногда заполняются летучей (низкокипящей) жидкостью, такой как разбавленный спирт; точное химическое вещество внутри зависит от диапазона температур, в котором они должны работать.
Фото: термостат регулирует температуру с помощью пары металлических дисков, разделенных газонаполненными сильфонами, которые нажимают на микровыключатель. При повороте шкалы температуры диски перемещаются ближе или дальше от микровыключателя в центре. Это означает, что газовый сильфон должен более или менее расшириться, чтобы включить или выключить электричество, эффективно повышая температуру, при которой срабатывает переключатель (и комнатную температуру).
Восковые термостаты
Подводя итог тому, что мы уже определили, вы можете увидеть, что все механические термостаты (все неэлектронные) используют вещества, которые изменяют размер или форму с повышением температуры. Таким образом, битметаллические термостаты полагаются на расширение металлов по мере их нагрева, в то время как газовые сильфоны работают за счет расширения газов. Некоторые термостаты идут дальше и используют изменение состояния вещества с жидкости на газ. Восковые термостаты, вероятно, являются наиболее распространенным примером, и вы найдете их в домашних радиаторных клапанах, автомобильных двигателях и душевых смесителях.. Они используют маленькую пробку воска внутри запечатанной камеры. При изменении температуры воск плавится (меняет состояние с твердого на жидкое), сильно расширяется и выталкивает стержень из камеры, который включает или выключает что-то (управление системой охлаждения двигателя в автомобиле или регулирование смеси горячего и холодной воды в душе, чтобы тело не закипело, как омар). Восковые термостаты имеют тенденцию быть более надежными и долговечными в экстремальных условиях внутри двигателя автомобиля.
Термостатические радиаторные клапаны
На фото: этот термостатический клапан регулирует поток горячей воды через радиатор, предотвращая перегрев помещения. Если в комнате становится слишком жарко, срабатывает восковой термостат, который приводит в действие клапан, перекрывая поток воды через радиатор до тех пор, пока температура снова не упадет.
Цифровые электронные термостаты
Более современные цифровые терморегуляторы не имеют подвижных частей, измеряющих температуру, и вместо этого они опираются на данные электронных температурных датчиков сопротивления – термопар.
Электронные терморегуляторы имеют жидкокристаллический дисплей, на который выводится температура текущая и запрограммированные параметры. Некоторые из них имеют кнопки для настройки или же сенсорный экран.
Для управления нагревом и охлаждением в цифровых электронных терморегуляторах используется реле или полупроводник, к примеру, симистор. Датчики температуры (термопары) обычно идут в комплекте с цифровыми терморегуляторами.
Недорогим и в то же время достаточно качественным примером цифрового терморегулятора является популярный современный терморегулятор STC-1000. Он очень прост в настройке, имеет жк дисплей и 4 кнопки для программирования параметров. Данные температуры поступают от термопары, которая также входит в комплект.
Есть терморегуляторы, которые функционируют на основе не одного, а нескольких термодатчиков, анализируя показатели температуры с них. К примеру, если вам нужно контролировать температуру радиатора для отопления в комнате, один из термодатчиков может быть настроен на поддержание батареи на определенном уровне температуры, а второй на определенную температуру воздуха в самой комнате. Таким образом можно не допустить как перегрева батареи, так и оптимальной температуры воздуха.
На сайте компании Элемаг вы найдете большой выбор терморегуляторов как механического, так и цифрового типов. Для подбора наиболее подходящего термостата для вашей системы нагрева или охлаждения обращайтесь к нашим специалистам по телефону и получите бесплатную квалифицированную консультацию по данной теме.
Терморегулятор для радиатора отопления – принцип работы, технические характеристики, типы, как выбрать и установить
В отопительный сезон зачастую батареи в квартирах греют так, что приходится постоянно открывать форточки. При этом жильцам становится более комфортно, но по сути они отапливают улицу за свой счет. Терморегулятор для радиатора отопления поможет улучшить температурный режим в помещении, а также снизить расходы на обогрев, если счета за отопление выставляются по приборам учета.
В рамках государственной программы «Энергосбережение» установка регулирующей трубопроводной арматуры является неотъемлемой частью индивидуального и массового строительства. Терморегуляторы могут использоваться как в одно-, так и в двухтрубных системах отопления в домах любой этажности, возраста и назначения.
Единственное ограничение — чугунные батареи. Они обладают тепловой инерцией — долго разогреваются и остывают. Поэтому терморегулятор не может работать так же эффективно, как на биметаллических или стальных отопительных приборах.
Предназначение терморегулятора для радиатора отопления
В частных домах с индивидуальной котельной можно увеличить или уменьшить температуру теплоносителя по своему усмотрению. В квартирах с центральным отоплением данное действие к сожалению невозможно. В системе циркулирует нагретый теплоноситель, температура которого практически не зависит от желания жильцов. Это нормативная величина, ее обеспечивают ТЭЦ и бойлерные, обслуживающие несколько домов или кварталов.
Какие радиаторы отопления лучше ставить в квартире – на какие аспекты обращаем внимание во время выбора, ТОП – 17 батарей.
Тепловое оборудование не может чутко реагировать на температурные колебания на улице, поэтому при оттепелях или раннем приходе весны возможен перегрев помещений. Это неблагоприятно отражается на самочувствии жильцов, а также приводит к перерасходу недешевых энергоносителей.
Но сделать температуру воздуха в комнате комфортной и поддерживать ее в стабильном состоянии, несмотря на изменения погоды, вполне реально.
Для этого на радиаторы устанавливаются терморегуляторы, с помощью которых можно задать необходимую теплоотдачу каждого отопительного прибора или целых групп батарей.
По нормативам СанПиН 2.1.2.2645-10 комфортными считаются температуры:
Установка необходимого уровня обогрева с помощью терморегулятора — наиболее простой способ поддерживать заданный температурный режим в каждом помещении. А благодаря автономной настройке сделать это можно не вмешиваясь в работу всей отопительной системы.
Принцип работы
Терморегулятор для радиатора отопления — трубопроводная арматура, которая может изменять количество проходящего через просвет трубы теплоносителя, обеспечивая нужную тепловую мощность. При этом увеличить теплоотдачу он не способен, только уменьшить. Если батареи греют плохо, то смысл производить установку терморегулятора нет.
Температурные регуляторы устанавливаются, как правило, на подачу. Режим выставляется в зависимости от желаемой температуры воздуха. Регулировка производится механическим поворотом ручки с градуированной шкалой или при помощи программного блока.
При нагревании терморегулятора выше заданного регистра происходит срабатывание чувствительного температурного клапана. Подача теплоносителя снижается, и радиатор остывает. При обратном процессе, когда температура упала ниже установленной нормы, клапан открывается. Теплоноситель начинает поступать в батарею более интенсивно, воздух в помещении нагревается. Таким образом, постоянные комфортные условия поддерживается практически без участия человека.
Технические характеристики
Для терморегуляторов, не использующих электроэнергию, разработан нормативный документ — ГОСТ 30815-2002. Он устанавливает предельные характеристики с учетом номинальных параметров сетей отопления, принятых на территории нашей страны:
Направление потока теплоносителя в термостате радиатора отопления обозначается на корпусе. Обратная установка не допускается.
Термостат — это прибор, позволяющий поддерживать температуру в заданных параметрах за счет использования терморегулятора. Устройство применяется в холодильниках, отопительных приборах и пр.
Терморегулятор должен отвечать требованиям надежности:
Рукоятка должна быть прочной, уплотнение штока герметичным. Чтобы регулировка производилась без больших усилий, при вращении ручки крутящий момент не должен превышать 2,0 Нм.
В технической документации на свою продукцию изготовитель обязан указать:
В случае, когда терморегулятор предусматривает предварительную настройку, должна указываться индикация и соответствующая ей величина потока.
Материалы для изготовления терморегуляторов
Поверхности, которые соприкасаются с нагретым теплоносителем, испытывают большие разрушающие нагрузки. Они изготавливаются из устойчивых к коррозии сплавов — бронзы или латуни.
Уплотнительные элементы терморегуляторов производятся из фторопластов, выдерживающих нагрев без деформаций. Рукоятки — из полиамида, полипропилена, полистирола. Внутри должны предусматриваться стальные закладные детали для прочного соединения со шпинделем. ГОСТ разрешает применение и других материалов, характеристики которых отвечают необходимым требованиям по надежности и долговечности.
Конструкция терморегулятора для батареи отопления
Терморегулятор на батарею представляет собой двухходовой регулирующий клапан. Его преимущество перед обычным шаровым краном — возможность не только перекрывать движение теплоносителя по трубе, но и плавно изменять его интенсивность. В конструкции предусмотрено 2 части:
Термостатическая головка — это герметичный цилиндр с пластиковой рукояткой и встроенным сильфоном — упругой оболочкой, наполненной рабочим веществом. Таким веществом может выступать жидкость или газ с высоким температурным расширением — ацетон, толуол, газоконденсат. Они чрезвычайно чувствительны к нагреву, реагируя резким увеличением объема.
Термоголовки производятся съемными. Поэтому их можно устанавливать вместе с различными клапанами, которые подходят для конкретной отопительной системы. В качестве теплоносителя должны использоваться незамерзающие жидкости или специально очищенная вода, поскольку устройства чрезвычайно чувствительны к загрязнению.
Типы регуляторов температуры
Согласно ГОСТ 30815-2002 терморегуляторы классифицируются на 4 группы:
Преимущества встроенных датчиков — компактность, простая установка. Недостаток — влияние на эффективность работы окружающих предметов. Если датчик на трубе отопления стоит вертикально, или рядом висит плотная штора, чувствительный элемент быстро разогревается, и клапан срабатывает раньше времени.
Также датчик может некорректно функционировать, если вместе с радиатором он расположен в нише или вблизи подоконника. Как правильно подключить терморегулятор со встроенным датчиком всегда указывается в инструкции производятеля, которой нужно строго придерживаться.
Дистанционные датчики не испытывают непосредственного воздействия радиатора, что приводит к более точному поддержанию установленного режима. Закрепить радиаторный термодатчик можно на расстояние до 8-10 м для измерения градусов в любой точке помещения. Соединяется он с термоклапаном капиллярной трубкой, которая передает подвижному штоку давление от чувствительного элемента датчика.
Термоклапан: устройство, виды, способы установки
Термоклапан — это исполнительный механизм, работа которого осуществляется от воздействия с термостатической головки. По конструкции он бывает угловой, проходной и трехосевой правый или левый. Для изготовления используется латунь или бронза. Для дополнительной защиты от коррозии применяется хромирование или никелирование. Снаружи запорный вентиль может быть покрыт эмалью, что придает ему более эстетичный и благородный вид.
Для однотрубных и двухтрубных систем выпускаются разные клапана. Они различаются гидравлическими характеристиками, поскольку для одноконтурных трубопроводов требуется арматура повышенного проходного сечения.
Для однотрубного отопления, которое постепенно заменяются более экономичным и комфортным двухтрубным, ассортимент термоклапанов совсем небольшой, всего около 2-3 моделей. Основной объем продаж — 97-99% — это арматура для двухтрубных систем отопления.
Термоголовка: виды, способы регулировки, преимущества и недостатки
Главная функция термоголовки — считывать информацию о температуре окружающей среды и регулировать работу термоклапана. За первую часть задачи отвечает термодатчик, вторая решается разными способами.