Принцип работы регулятора температуры, виды приборов и их особенности

Регуляторы температуры прямого и непрямого действия. Применение в промышленности. Характеристики. Принцип действия.

Для любой отопительной системы основной задачей является поддержание уровня комфортности температуры в отапливаемой емкости, трубопроводе, помещении. Поддерживать необходимую температуру можно разными способами, однако, самым распространенным является метод, основанный на применении специальных устройств – регуляторов температуры.

Регулятор температуры или, по-другому, терморегулятор – это прибор, который предназначается для регулирования и поддержания заданной температуры среды в движении (трубопровод) и статике (бак, аквариум, и др.).

На современном этапе развития техники, в системах отопления, водоснабжения, вентиляции и прочих, используются терморегуляторы двух принципиально разных типов:

И если регуляторы температуры непрямого действия – это в основном электронные приборы, в которых для активации регулирующего температуру механизма используется энергия от какого-либо внешнего источника, и разобраться в их строении достаточно сложно (а чтобы не напортачить, даже не нужно), то регуляторы прямого действия – это механические устройства, знать конструкцию и принцип действия которых стоит.

1) В общем виде, устройство регуляторов температуры непрямого действия можно описать схемой: датчик температуры – электронный блок обработки и регулировки – регулирующий механизм подогрева/охлаждения. Терморегуляторы непрямого действия могут быть скачкообразного и плавного действия.

– Регуляторы температуры непрямого скачкообразного действия – это регуляторы типа «on/off». В таких терморегуляторах используется либо запорный клапан, либо нагревательный элемент, который отключается, как только температура на датчике достигает некоторого, заранее заложенного значения, и включается при понижении температуры на определенное количество градусов (запорный клапан, аналогично, либо открыт, либо закрыт – горячая или холодная среда поступает/не поступает в емкость). Такие терморегуляторы называют релейными, а их основные недостатки – повышенное потребление энергии, невысокая точность и температурная амплитуда.

Регулятор температуры непрямого скачкообразного действия

Регулятор температуры непрямого скачкообразного действия.

– Регуляторы температуры непрямого плавного действия подразделяются на пропорциональные и PID-регуляторы. Применение пропорциональных регуляторов температуры непрямого действия позволяет избежать циклических колебаний температуры при снижении средней потребляемой мощности терморегулятора. PID-регулятор представляет собой настраиваемый пропорциональный регулятор с двумя дополнительными настройками, что позволяет ему автоматически оперативно компенсировать малейшие изменения температуры в различных системах небольшой массы и объема с низкой инерционностью.

Регулятор температуры непрямого плавного действия

Регулятор температуры непрямого плавного действия

Устройство регуляторов температуры прямого действия разберем более подробно.

2) Регуляторы температуры прямого действия для активации регулирующего механизма получают энергию, непосредственно, от чувствительного элемента, при этом, присутствие дополнительных источников энергии для регуляции не требуется, что является особенно важным в промышленности, на производствах и сфере коммунального хозяйства.

Регуляторы температуры прямого действия

Регуляторы температуры прямого действия.

Регулятор температуры прямого действия представляет собой запорный клапан изменяемого проходного сечения, управление которым осуществляется непосредственно термостатическим чувствительным элементом.

Принцип работы регулятора температуры прямого действия состоит в том, что газ или жидкость в замкнутой емкости определенного объема под воздействием температуры либо сужается, либо расширяется, создавая при этом, давление, достаточное для воздействия на регулирующий механизм.

В качестве замкнутой емкости выступает внутренняя полость температурного датчика, которая заполняется рабочей средой. Температурный датчик, при этом, соединяется с сильфоном регулятора посредством капиллярной трубки. При увеличении или уменьшении температуры окружающей среды увеличивается или уменьшается, соответственно, и объем рабочей жидкости или газа внутри температурного датчика, что, безусловно, приводит к изменению давления внутри термодатчика, которое и передается на сильфон при помощи капиллярной трубки. Сильфон, способный под действием давления, изменять свои геометрические размеры: либо вытягивается при увеличении давления, либо втягивается при его уменьшении. К верхней части сильфона прикреплен шток, который, воздействуя на заслонку регулирующего клапана, открывает или закрывает её. Таким образом, происходит регулирование интенсивности потока теплоносителя, что ведет к повышению или понижению температуры после регулятора.

Сам клапан регулятора температуры данного типа – по сути, это обычный линейный односедельный клапан, разгруженный по давлению. Такой клапан абсолютно идентичен другим клапанам такого типа, использующихся, также, в пневматике и гидравлике, пусть даже и имеет другой тип привода. Клапан, в зависимости от области применения и среды теплоносителя, может быть выполнен в копусе из стали, бронзы, чугуна и, даже, латуни. Корпус может иметь фланцевый или резьбовой тип присоединения к трубопроводу. Иногда, проблему присоединения решают при помощи сварки.

Устройство регулятора температуры прямого действия

Устройство регулятора температуры прямого действия.

Стоит отметить, что регуляторы температуры, в зависимости от реакции на изменение температуры, подразделяются на нормально закрытые (с ростом температуры – открываются) и нормально открытые ( с ростом температуры – закрываются).

В качестве рабочих сред, которые заполняют датчик температуры и сильфон, используются различные жидкости, газы, газоконденсатная смесь и даже парафин. Причем, выбор среды, как правило, характеризуется температурным диапазоном.

Датчики температуры, кстати, тоже могут подразделяться на несколько видов. Так, по способу установки различают:

Читайте также:
Плитка под мрамор: характеристики и плюсы

Накладные температурные датчики – которые устанавливаются, сверху, на трубе с теплоносителем. Такие термодатчики не требуют расширительных карманов для установки, внутри трубы с теплоносителем, не создается дополнительных гидравлических сопротивлений. Недостаток накладных термодатчиков – высокая инерционность.

Погружные температурные датчики – которые при установке врезаются, непосредственно, в трубу с теплоносителем. Причем врезка должна быть осуществлена либо через защитную гильзу, либо таким образом, чтобы образовался прямой контакт датчика с теплоносителем. Погружные термодатчики обладают пониженной инерционностью. Недостатками являются: дополнительно возникающие , в трубопроводе, гидравлические сопротивления, необходимость в сварочных работах и расширительных карманах при установке.

Интегрированные температурные датчики – которые встроены, непосредственно, в сам корпус регулятора температуры.

температурные датчики

Основными техническими характеристиками, по которым можно судить о работе регуляторов температуры прямого действия являются:

Время срабатывания – зависит от конструкции терморегулирующего механизма (сильфона и капиллярной трубки) и способа установки датчика температуры, определяющего инерционность;

Диапазон регулируемой температуры – температура, в пределах которой может выполняться регулирование;

Зона пропорциональности – отклонение значения реальной температуры от заданного значения, при котором клапан полностью открыт или полностью закрыт. Данная характеристика приводится в тех. документации к прибору;

Гистерезис – минимальное значение изменения температуры, на которое способен реагировать регулятор;

DN регулятора температуры – используемый для унификации типоразмеров для всей трубопроводной арматуры номинальный диаметр отверстия присоединительных патрубков;

PN регулятора температуры – допустимое для безаварийной эксплуатации регулятора, номинальное максимально допустимое избыточное давление (при t=20 o C);

KN регулятора температуры – коэффициент пропускной способности регулятора температуры, применяемый в гидравлических расчетах вычисления потерь напора в системах отопления.

Терморегуляторы. Виды и работа. Применение и особенности

Для сохранения требующегося уровня температуры в нагревательных системах применяются электрические устройства, называемые терморегуляторы. Все приборы, имеющие в составе электронагревательные элементы, оборудованы электрическими терморегуляторами.

Необходимость и особенности терморегуляторов

Терморегулятор представляет собой электрическое устройство необходимое для автоматического регулирования температуры в охлаждающем и отопительном оборудовании. Они монтируются в системах обогрева, искусственного климата, охлаждающих либо морозильных системах. Широко используются в домашнем хозяйстве в обустройстве теплиц.

Цель работы терморегулятора определяется включением либо выключением нагревательных элементов какого-либо прибора при показателях температуры ниже или выше указанных соответственно. Благодаря работе терморегулирующих устройств, воздух в помещении, вода, поверхности приборов и т.п. имею стабильную температуру.

Работают все терморегуляторы, в каком бы приборе они не находились, по единому принципу. Автоматический регулятор получает данные о температуре из окружающей его среды, благодаря тому, что оснащается встроенным или выносным термодатчиком. Опираясь на полученную информацию, терморегулятор определяет, когда нужно включаться и отключаться. Чтобы исключить сбои в работе устройства, термодатчик надлежит устанавливать в помещении подальше от прямого влияния различного нагревательного оборудования, в противном случае, может возникнуть искажение показателей и, естественно, регулятор будет работать ошибочно.

Классификация терморегуляторов
Принцип работы всех устройств, регулирующих температуру одинаковый, но видов терморегуляторов очень много, и они отличаются по:
  • Назначению:
    — комнатные;
    — погодные.
  • Способу монтажа:
    — стенные;
    — настенные;
    — крепящиеся на DIN рейку.
  • Функциональным возможностям:
    — центральное регулирование;
    — беспроводное регулирование.
  • Способу управления:
    — механические;
    — электромеханические;
    — цифровые (электронные).
Также терморегуляторы отличаются техническими свойствами:
  • Диапазон измерений температуры. Разные модели терморегуляторов в зависимости от модификации поддерживают температуру от -60 до 1200 °С.
  • Количество каналов:
    — одноканальные. Применяются для автоматической регулировки и сохранения температуры объекта на указанном уровне. Отличаются меньшими размерами и весом от многоканальных приборов;
    — многоканальные. Выпускаются для фиксирования температуры серии стандартных термодатчиков. Их используют на производствах, лабораториях, а также в народном хозяйстве.
  • Габаритные размеры:
    — компактные;
    — большие;
    — крупные.
Применение регуляторов и датчиков температуры
Терморегуляторы могут устанавливаться в жилых и промышленных помещениях. В целом можно выделить учитывающие:
  • И контролирующие температуру воздуха в конкретной зоне помещения. Эти приборы относятся к категории комнатных регуляторов. Бывают аналоговые и цифровые.
  • И поддерживающие температуру определённых предметов – это регуляторы для полового отопления.
  • Температуру воздуха снаружи – погодные термостаты.
Регуляторы, которые эксплуатируются в промышленных помещениях, бывают двух видов:
  • Индустриальные пространственные . К этим приборам относятся аналоговые стенные регуляторы, имеющие повышенную защиту.
  • Индустриальные с отдельными датчиками . Это аналоговые приборы с внешними датчиками, которые могут быть настенными или устанавливаться на специальную рейку.
    Датчики могут устанавливаться на стены или в полу дома, в зависимости от их типа и назначения. Встроенные приборы монтируются в монтажную коробку прямо в стену, а приборы накладного типа просто прикрепляют на стену.
Читайте также:
Рекомендации по выбору дизайна зала 16 кв м
Выделяют также несколько видов датчиков по назначению:
  • Датчик температуры пола.
  • Датчик температуры воздуха.
  • Инфракрасный датчик для пола и воздуха.

Датчик, измеряющий температуру воздуха, часто размещают на корпусе терморегулятора. Терморегуляторы с инфракрасными датчиками можно применять для контроля всей системы отопления. Эти датчики отлично подходят для установки в ванные комнаты, душевые, сауны и прочие помещения с повышенной влажностью. Сам регулятор температуры надлежит размещать обязательно в сухом месте, от переизбытка влаги он может повредиться. Правда есть модели, с повышенной герметичностью, и их монтаж в ванную ничем не опасен для них.

Регуляторы для тёплых полов отличаются своим внутренним устройством, это:
  • Цифровые.
  • Аналоговые.

Цифровые устройства имеют хорошую стойкость к разным типам помех, поэтому исключают искажение данных и гарантируют большую точность, чем аналоговые.

Особенности функциональных возможностей электрических регуляторов температуры:
  • Беспроводное регулирование (дистанционное) . Рекомендовано применять при дополнительной инсталляции греющих элементов и проведении реконструкций, когда выполнять классическую регулировку невозможно или довольно трудно. Дистанционное управление исключает дополнительные строительно-ремонтные работы при электроинсталляции (к примеру, монтаже кабельной проводки).
  • Устройства программирования . Центральное (классическое) устройство позволяет производить регулирование температуры целого крупного объекта с одной точки. Для программирования регулятора используют компьютер или устройства управления. Также контроль осуществляется с помощью телефонного модема.
Принцип действия, плюсы и минусы

Механический регулятор температур считается простым и практичным устройством. Применяется в нагревательных и охладительных целях. Чаще всего представляет внешнее электроустановочное изделие, предназначенное для внутренней установки в жилые помещения в системы отопления. Внешний вид подобен стандартному запорному крану.

Termoreguliatory mekhanicheskie

Специфичностью механических терморегуляторов является отсутствие электрической составляющей. Работает аппарат по особому принципу, заключающемуся в свойствах некоторых веществ и материалов менять свои механические качества от изменения температуры.

При изменении температуры до конкретно указанной, происходит разрыв или замыкание электрической цепи, что обуславливает выключение либо включение приборов для нагрева. Требуемый показатель температуры выбирается на шкале прибора путём вращения специального колесика.

Положительные моменты механических термостатов:
  • Надёжность.
  • Устойчивость к перепадам напряжения.
  • Не подвластны сбоям электроники.
  • Работают при отрицательных температурах.
  • Можно эксплуатировать в условиях резких изменений температуры.
  • Простое управление.
  • Длительный срок службы.
Недостатки:
  • Наличие погрешности.
  • Вероятность появления небольших щелчков при подаче напряжения на инфракрасные нагреватели.
  • Низкая функциональность.

Независимо от недостатков, они являются самыми распространёнными и встречаются в организации обогревательных систем чаще других термостатов, благодаря простому управлению и невысокой стоимости.

Эксплуатация электромеханических термостатов

Электромеханические регуляторы температуры используется в различных бытовых электроприборах. Эти изделия бывают двух модификаций:

Termoreguliatory elektromekhanicheskie

  • С биметаллической пластиной и группой контактов . Пластина, нагреваясь до определённой температуры, изгибается и размыкает контакты, из-за чего прекращается подача электротока на нагревательную спираль или ТЭН прибора. После остывания пластина прогибается обратно в своё исходное положение, контакты при этом замыкаются, возвращается подача электричества и прибор нагревается. Приборами с этими регуляторами пользуется в повседневной жизни практически каждый человек – это утюги, электроплиты, электрочайники и т.п.
  • С капиллярной трубкой . Изделие состоит из трубки, наполненной газом и помещённой в ёмкость с водой, а также контактов. Принцип действия базируется на особенностях материалов расширяться при определённых температурах. Вещество, находящееся в полой трубке, начинает расширяться при разогреве воды, из-за чего возникает замыкание контакта. После охлаждения воды, контакты размыкаются, а электроприбор начинает разогреваться. Подобными регуляторами чаще всего оснащаются водонагреватели, масляные обогреватели, бойлеры.
Электромеханические терморегуляторы зарекомендовали себя как неприхотливые устройства:
  • Автоматическое включение обогрева.
  • Герметичность.
  • Невысокая цена.
Минусы этих приборов:
  • Низкая функциональность.
  • Сложность добиться высокой точности регулирования.
Специфика электронных терморегуляторов

Termoreguliatory elektronnye

Электронные устройства очень распространены, они эксплуатируются с многими электрообогревателями. Обычно ими оборудуют общие отопительные системы и кондиционирования, а также тёплые полы.

Главные составляющие части:

  • Выносной термодатчик.
  • Контроллер — устройство, устанавливающее конкретный уровень температуры в доме, а также создающее команды включения и отключения нагревателя.
  • Электронный ключ – контактная группа.

Датчик прибора отправляет данные о температуре контроллеру, который обрабатывает полученный сигнал и решает, требуется снижать или повышать температуру.

Виды электронных термостатов:
  • Обычные терморегуляторы . В этих приборах можно выставлять желаемые пределы температуры либо точную температуру, которая будет сохраняться. Устройства оборудованы электронным дисплеем.
  • Цифровые терморегуляторы :
    — С закрытой логикой. Устройства имеют неизменный алгоритм работы. Регулирование выполняется при помощи передачи команд по указанным параметрам конкретным приборам, которые были установлены заранее. Параметры задаются заранее в зависимости от нужд используемых приборов для определённой температуры. Корректировка программы этих регуляторов практически неосуществима, можно только менять основные параметры. Но именно эти термостаты наиболее часто применяют в быту.
    — С открытой логикой. Эти аппараты контролируют точный процесс обогрева помещений. Имеют расширенные настройки, благодаря чему можно поменять их алгоритм работы. Управляются кнопками или сенсорной панелью. Путём этих устройств можно включать либо отключать обогревательные системы в строго заданное время. Но их перепрограммированием должны заниматься специалисты. Эти регуляторы применяют чаще на производстве и в промышленности, чем в быту.
Читайте также:
Организация освещения, притенения и полива в теплице

Программируемые термостаты удобно эксплуатировать, они открывают широкие возможности для тонкой настройки приборов на нужные температурные показатели, зависящие от требований отдельных зон помещений.

Достоинства:
  • Широкий диапазон регулировок.
  • Разнообразие дизайнерских решений.
  • Экономия электроэнергии.
  • Высокая точность.
  • Эффективность.
  • Безопасность при эксплуатации.

Также терморегуляторы просты в управлении и имеют не высокую стоимость, только эти два плюса не касаются регуляторов с открытой логикой. Электронные регуляторы нередко являются составной частью системы умного дома.

Принцип работы регулятора температуры, виды приборов и их особенности

Главная задача отопительной системы — создание для жильцов максимально комфортных условий, поддержание оптимальной температуры в помещениях. Достичь цели можно несколькими способами, однако самый удобный и распространенный всего один. Это использование специальных приборов — терморегуляторов. Такие устройства работают не только в системах отопления, они являются важным элементами холодильников, а также кондиционеров. Поскольку не у всех есть возможность регулировать температуру и скорость подачи теплоносителя, можно модернизировать систему, оснастив ее этим прибором. Однако прежде чем приобретать устройство будущим хозяевам не мешает понять принцип работы регулятора температуры, узнать о конструкциях максимум информации.

Знакомство с устройствами

Первые комнатные регуляторы температуры были созданы в Дании еще в прошлом веке, после Второй Мировой — в конце 1940-х. Время шло, простейший прибор модернизировался, появлялись новые его разновидности. В наше время ассортимент терморегуляторов уже довольно широк. Можно купить модели для централизованных систем отопления, для котлов, работающих автономно, для теплых полов и инфракрасных излучателей.

Принцип работы регулятора температуры, виды приборов и их особенности

Второе название этого небольшого комнатного прибора — радиаторный термостат. Это специальный механизм, который встраивают в подающую трубу. Терморегулятор дает возможность практические мгновенно менять скорость подачи теплоносителя, тем самым контролируя температуру в помещении. Погрешность данных устройств обычно незначительна, поэтому все они достаточно эффективны.

Подобные устройства контроля используются не только в радиаторах, но и в холодильниках, утюгах, морозильных камерах или в климатических системах. Эти приборы являются неотъемлемой частью духовых шкафов, аквариумов. Нередко их применяют в сельском хозяйстве, животноводстве: например, в тепличных комплексах и инкубаторах, где очень важно поддерживать идеальные условия для роста растений или животных.

Плюсы

Использование термостата дает хозяевам сразу несколько преимуществ.

Принцип работы регулятора температуры, виды приборов и их особенности

  1. У них появляется возможность поддерживать оптимальную температуру в ручном или автоматическом режиме.
  2. Высокая точность регулировки гарантирована. Даже модели среднего класса имеют минимальную погрешность — 1-2°.
  3. Очень легко задать разный температурный режим во всех комнатах, что позволит добиться максимального комфорта для жильцов.
  4. Приборы позволяют уменьшить счета за электроэнергию у владельцев квартир, сберечь газ либо другой вид топлива в загородных домах.
  5. Простой монтаж и беспроблемная эффективная работа регулирующих устройств гарантирует их быструю окупаемость. Она более заметна в частных домах, но ощутима и в многоэтажках.
  6. Есть возможность мгновенно перекрыть подачу воды на радиатор, в котором произошла поломка. Этот плюс наиболее важен для жильцов многоквартирных домов.

Экономия средств за счет терморегулирующих приборов может стать весьма ощутимой. Самые простые ручные механизмы помогают сократить траты как минимум на 10%. «Умные» устройство позволяют сберечь уже до 30%. Принцип работы обычного регулятора температуры понять несложно, так как эти приборы отличается простотой. Эти преимущества — причины, по которым терморегулятор имеет большой срок эксплуатации. Однако модели, дающие возможность электронного управления, гарантируют максимальный комфорт жильцов.

Минусы

Принцип работы регулятора температуры, виды приборов и их особенности

Ни одна конструкция, придуманная человеком, не лишена недостатков. Слабые стороны термостатических устройств зависят от их вида. Наиболее важным фактором является точность считывания температурных показателей. Как правило, четкой работой отличаются электронные приборы. У некоторых простейших механических устройств погрешность может превышать даже 2-5°. Другой недостаток этой разновидности термостатов — низкая функциональность.

Принцип работы регулятора температуры

Перед тем как сделать окончательный выбор в пользу того или иного прибора, многие будущие владельцы интересуются, как работает термостат. Эти устройства бывают нескольких видов, но, несмотря на различия, принцип работы регулятора температуры одинаков. Он основан на свойстве жидкости (или газа) менять объем в зависимости от температуры. Устройство считывает данные из среды, в которой находится, а затем меняет их, если таковы требования.

Принцип работы регулятора температуры, виды приборов и их особенности

Все устройства имеют температурный датчик, фиксирующий нагрев воздуха в комнате, или теплоносителя системе. Для регулировки в терморегуляторе предусмотрена рабочая часть. Простейший термостат имеет термическую головку и клапан. В первой находится сильфон — цилиндр, имеющий гофрированные стенки.

Читайте также:
Правила расчета площади комнаты

В нем находится теплоноситель — специальная жидкость либо газ. Сильфон соединен с клапаном, изменяющим поток, штоком. Когда измеряемые параметры выходят за пределы заданных значений и повышаются, среда начинает расширяться, давление действует на клапан. При остывании воздуха или теплоносителя происходят обратные изменения.

  1. Когда температура воздуха в помещении понижается, сильфон сжимается, поднимая шток. Благодаря этому клапан получает возможность пропускать большее количество теплоносителя.
  2. Если в комнате, наоборот, становится слишком тепло, то сильфон, наоборот, растягивается, а шток опускается, закрывая клапан. Поток теплоносителя уменьшается, а температура понижается.

Эти процессы сменяют друг друга постоянно. Точность работы современных устройств гарантирована. Если модели среднего ценового сегмента реагируют на изменения внешней среды на 1-2°, то более совершенные приборы уменьшают это значение до десятых долей.

Принцип работы регулятора температуры, виды приборов и их особенности

Несмотря на простоту этих терморегуляторов (или благодаря ей), такие механические конструкции наиболее популярны. Их выбирают для радиаторов в квартирах и для обогревательных систем загородных домов. Однако на точность приборов могут повлиять сквозняки, близкое расположение источников холодного воздуха, прямое попадание солнечных лучей, внезапное повышение или понижение температуры на улице.

Разновидности приборов

Устройства, предназначенные для контроля, отличаются конструкцией, но принцип работы регулятора температуры одинаков. В них могут быть задействованы механические, электронные узлы, либо их комбинации. Сейчас на рынке представлены 4 разновидности компактных комнатных приборов:

  • механические;
  • электронные;
  • программаторы;
  • беспроводные, радиоуправляемые.

Принцип работы регулятора температуры, виды приборов и их особенности

Модели используются для систем теплых полов, для батарей отопления, для электрообогревателей и котлов.

Механические регуляторы

Это самые простые, практически безотказные модели. Все настройки в них делаются вручную. Терморегуляторы, предназначенные для систем отопления, различаются чувствительной средой, которая находится внутри сильфона. Поэтому механические устройства в продаже можно найти двух видов — жидкостные и газонаполненные. Первые приборы отличаются низкой ценой, вторые — большей надежностью.

У газонаполненных моделей лучшая скорость и плавность реакции на изменение температуры. Другое преимущество — минимальное влияние параметров теплоносителя на газовую среду сильфона терморегулятора. Для жидкостных регуляторов характерна большая точность передачи давления на шток.

Принцип работы регулятора температуры, виды приборов и их особенности

К минусам механических терморегуляторов относится:

  • необходимость ручной настройки, она часто требует корректировки;
  • некоторая неточность температурных показателей, отличие от реальной температуры воздуха или воды может составлять 4-5°.

Главное преимущество таких регуляторов — приемлемая цена. Долговечность — второй плюс, так как в простейшей конструкции практически нет элементов, которые могут неожиданно выйти из строя. Другие модели имеют аналогичный принцип работы регулятора температуры, однако их оснащение более сложное.

Электронные термостаты

Принцип работы регулятора температуры, виды приборов и их особенности

Эти устройства стоят дороже, зато они предоставляют хозяевам возможность не беспокоиться о постоянном контроле их работы. В таких регуляторах предусмотрена настройка с плавным изменением параметров в определенное время суток. Им не нужна какая-либо корректировка в случае повышения либо понижения температуры за окном.

Все необходимые показатели можно увидеть на информативном дисплее. Он бывает кнопочным или сенсорным. Для удобства владельцев в комплект входит пульт дистанционного управления. Недостатки моделей — более высокая стоимость, риск поломки электроники.

Регуляторы-программаторы

Принцип работы регулятора температуры, виды приборов и их особенности

Программируемые термостаты — довольно дорогие устройства, которые имеют несколько режимов и программ. Зато с их помощью возможен постоянный контроль отопительной системы, создание максимально комфортного микроклимата, настройка для экономии энергоресурсов.

Аналоговые приборы имеют систему Wi-Fi, позволяющую отслеживать и контролировать работу через смартфон или планшет. Однако за максимальное удобство придется заплатить большую сумму. Других недостатков, помимо возможного отказа довольно сложного оборудования, у программаторов нет.

Беспроводные модели

Принцип работы регулятора температуры, виды приборов и их особенности

Радиоуправляемое устройство (программируемый терморегулятор) — совершенство, из-за которого придется смириться в самой высокой ценой прибора. Зато их большое преимущество — отсутствие электрического кабеля. Такое оборудование предназначено для тех владельцев, которые не хотят «портить» интерьер ни проводами, ни дополнительными розетками.

Чаще регулятор температуры необходим для обогревательной системы, особенно если она является единственным или основным источником тепла. В таком случае ее рекомендуют оснащать электронным либо программируемым терморегулятором. Для вспомогательного обогревательного оборудования подойдет любой прибор, имеющий датчик нагрева.

Терморегуляторы и их использование

Ту или иную модель регулятора температуры выбирают в зависимости от условий. Так как поддержание комфортного микроклимата главное их предназначение, о необходимости приборов задумываются, когда не получается эффективно контролировать температуру в помещениях.

Комнатные термостаты для радиаторов

Принцип работы регулятора температуры, виды приборов и их особенности

В этом случае регулятор температуры воды приобретают для поддержания оптимальной температуры в помещении, так как повысить нагрев теплоносителя он не в состоянии. Зато прибор будет полезен, эффективен для ее понижения. Поскольку разница между моделями для однотрубных и двухтрубных контуров отопления существует, тип системы надо учитывать при монтаже.

Регулятор-ограничитель температуры теплоносителя может иметь ручное, электронное либо программное управление.

  1. Механические устройства немногим отличаются от простейших «коллег» — от вентилей. В зависимости от температуры в комнате такие регуляторы уменьшают или увеличивают поступление воды в радиатор. Долговечность их не всегда привлекательна, потому что контролировать температуру вручную приходится постоянно, но мало кому понравятся лишние хлопоты. Ориентиром тут выступают только личные ощущения дискомфорта — прохлады либо чрезмерного тепла.
  2. Батареи, оснащенные электронными или программируемыми устройствами, наоборот, не требуют к себе повышенного внимания. После выставления параметров нагрева воды такая система начнет работать в автоматическом режиме. Термостат будет перекрывать воду, когда датчик обнаружит превышения показателей, и снова откроет, если в комнате через какое-то время похолодает. Хозяева могут периодически проверять работу, наблюдая за значениями на дисплее.
Читайте также:
Отмостка с утеплением: разные варианты и материалы

Принцип работы регулятора температуры, виды приборов и их особенности

В квартирах многоэтажек более популярными остаются механические модели. Программаторы и электронные термостаты пользуются большим спросом у владельцев домов с водяным автономным отоплением. Некоторые модели оснащаются выносными датчиками. Поскольку приборы могут полностью контролировать работу котлов, приобретение сложных и дорогих термостатов имеет смысл. Такое оборудование, как правило, окупается всего за несколько месяцев отопительного сезона.

Регуляторы температуры для дачи

Дом, в котором не проживают постоянно, или дача также нуждается в терморегуляторе. В таком случае приборы воспрепятствуют замерзанию дома, так как смогут поддерживать минимальную температуру. Она предотвратит замерзание труб и отсыревание стен, а значит, убережет здание от возможного «нашествия» плесневого грибка.

Принцип работы регулятора температуры, виды приборов и их особенности

Сейчас пользуются спросом инфракрасные обогреватели, безопасные, эффективные и экономичные. Для них обычно выбирают электронные устройства либо программаторы. Если на даче оборудовано водяное отопление, которое работает от котла, то приобретение «умного» терморегулятора тоже оправдано. Он будет включать оборудование, следить за температурой, защищать контур от замерзания.

Правила монтажа теплорегулятора

Принцип работы регулятора температуры не единственное, что необходимо знать будущему владельцу, если он привык во всем полагаться только на себя, и предпочитает устанавливать оборудование самостоятельно. Прибор обязательно устанавливают в месте подачи воды в радиатор. Чугунные модели для установки приборов не подходят. Это не все ограничения, поэтому для эффективной работы прибора перед монтажом необходимо познакомиться еще с несколькими правилами.

Принцип работы регулятора температуры, виды приборов и их особенности

  1. Вертикальная установка устройства запрещена, потому что в этом случае на его работу будут постоянно влиять восходящие теплые потоки воздуха. Минимальное расстояние от пола до прибора должно составлять 800 мм.
  2. Регулятор температуры не прячут в нише, не закрывают экранами или шторами, так как любые препятствия приведут к некорректным показаниям. Возможный выход — покупка термостата с выносным, дистанционным датчиком. Элемент этот крепят к стене.
  3. Последовательность установки нескольких приборов в жилье различна. В частных домах монтаж всегда начинают с верхних этажей. В квартирах — с тех комнат, где колебания температуры наиболее ощутимы: это помещения, «смотрящие» на юг, кухни, гостиные.
  4. Шаровой кран перед терморегулятором — лучший вариант. Да, терморегулятор может исполнять роль запорного элемента, однако ни к чему подвергать прибор ненужным нагрузкам. Грубая ошибка — монтаж шарового крана между термостатом и радиатором.

Принцип работы регулятора температуры, виды приборов и их особенности

Есть еще одна особенность: это отличие в монтаже прибора на одно- и двухтрубные системы. В первом случае необходимо установить байпас — отрезок, соединяющий подводящую и отводящую трубы. Цель элемента — обеспечение движения теплоносителя даже при закрытом клапане терморегулятора. Важное условие одно: диаметр байпаса должен быть меньше, чем у подающей трубы. Например: 16 против 20 у стояка.

Терморегулятор всегда монтируют на подающей трубе, вентиль ставят на обратной. Других отличий в установке на разные системы нет. Процесс монтажа устройства стандартный. Прибор имеет резьбу, под которую подбирают фитинги, или нарезают резьбу непосредственно на трубе.

Как настраивают регулятор температуры?

Принцип работы регулятора температуры, виды приборов и их особенности

Установка оборудования проблем не обещает. Первичная его регулировка происходит на заводе, однако она производится по стандарту, а такие усредненные показатели не могут устроить всех. Перенастройка зависит от вида прибора. Если говорить о простейшей конструкции, то в этом случае последовательность действий такова:

  1. После монтажа закрывают окна и все двери. Если есть вытяжка, то ее включают. Затем открывают клапан полностью — перемещают головку терморегулятора в крайнее левое положение.
  2. Устанавливают термометр в то место комнаты, где необходима максимально комфортная температура. После того как температура повысится примерно на 6-8°, клапан закрывают до упора, вправо.
  3. Потом начинают следить за изменением показаний термометра. Когда будет достигнута идеальная температура, терморегулятор медленно открывают до тех пор, пока не появится шум, пока не начнет прогреваться радиатор. В этот момент останавливаются.

Последнее действие хозяев — запоминание показателей на приборе. Для удобства выставления отличающихся параметров в разных комнатах можно сделать таблицу, имеющую две графы-колонки. Одна с делениями на приборе, другая с температурой, соответствующей им. Чтобы терморегулятор прослужил дольше, его рекомендуют периодически полностью открывать в летний сезон.

Читайте также:
Остекление лоджий и балконов – современный подход к утеплению

Принцип работы регулятора температуры понять нетрудно, он довольно прост. Гораздо сложнее выбрать оптимальный прибор, найти «свою» разновидность. Поскольку ассортимент достаточно широк, в этом случае многое решает вид отопительной системы (автономная или централизованная, основная или вспомогательная). Имеет значение и готовность хозяев променять определенную (и немалую) сумму на устройство, способное обеспечить максимально комфортные условия для проживания.

С одним из термостатов можно познакомиться, посмотрев это видео:

Принцип работы терморегулятора

В радиаторах и разного рода системах отопления с целью контроля температуры используются специальные электрические устройства. При проектировании или ремонте подобной системы нужно хорошо представлять себе, что такое терморегулятор, каковы его назначение и механизм действия, как подобрать подходящий термостат.

Устройства для регуляции температуры

Необходимость и особенности терморегуляторов

Терморегулятор это средство регуляции температурного уровня, используемое в приборах, имеющих дело с теплом: в отопительном, охладительном оборудовании и системах контроля температуры в помещении. Регуляторы применяются и в сельском хозяйстве, например, в тепличных установках. Когда температура в помещении или установке в ту или иную сторону отклоняется от рамок, заданных в настройках, устройство дает команду включить или отключить нагревательные элементы. С его помощью можно контролировать степень нагрева не только воздуха и иных газообразных сред, но и жидкостей и твердых тел (например, поверхностей электроприборов).

Как устроен термостат

При подборе подходящего устройства потребители интересуются, как работает терморегулятор. Хотя эти приборы выпускаются с разными типами действующих блоков (электроника, механический узел и т.д.), принцип работы терморегулятора, независимо от его типа, базируется на считывании данных из среды, подлежащей температурному контролю. Базируясь на получаемых данных, устройство определяет, есть ли необходимость в задействовании дополнительных термических элементов или отключении имеющихся.

Важно! Для предотвращения выхода устройства из строя и минимизации вероятности ошибочных показаний термический датчик следует размещать как можно дальше от зоны непосредственного воздействия обогревателя, батарей и иного подобного оборудования.

Преимущества и недостатки

Свойства термостатических устройств, их сильные и слабые стороны напрямую зависят от типа конструкции. Наиболее важный показатель – минимизация погрешности считывания температурных данных. В принципе, высокая точность характерна для любых термостатов, имеющих электронные компоненты, тогда как в случае механических устройств именно меньшая точность (погрешность может достигать трех градусов) является основным минусом. Зато они просты в регулировке и обладают весьма демократичной ценой.

Важно! Наиболее сложными в управлении (и дорогостоящими) являются программируемые устройства. При всем при этом они весьма экономичны в отношении потребления электроэнергии, обладают большой гибкостью настроек. Приобретать такое устройство пользователю следует лишь при уверенности, что он сможет правильно программировать работу термостата.

Виды терморегуляторов

Приспособления, предназначенные для регуляции температуры, могут быть классифицированы по различным основаниям. Выпускаются изделия, рассчитанные на разные виды монтажа: на стену или на дин-рейку. Варьируются поддерживаемый диапазон измерений и число каналов. Однако в первую очередь они различаются по строению, в зависимости от того, какие механические узлы и электронные компоненты в них задействованы.

Механические термостаты

Это наиболее простые изделия, лишенные электронной «начинки», чаще всего они используются для контроля температуры жилых помещений. Их работа базируется на способности некоторых материалов изменять свои характеристики под воздействием меняющейся температуры. Задавать рамки полагается посредством вращения колеса. При выходе за них возникает замыкание или разрыв электроцепи, ведущие к подключению дополнительных нагревательных элементов или отрубанию имеющихся.

Плюсы такой конструкции – надежность, долговечность, простота управления, способность функционирования при минусовых температурах, стойкость к скачкам напряжения. Основным минусом является вероятность погрешности, в ряде случаев довольно значительной (до 3 градусов). Кроме того, изделия нельзя назвать бесшумными: при срабатывании они издают щелкающие звуки.

Механический регулятор

Биметаллические пластины

При нагревании такая пластинка деформируется и открывает сомкнутые контакты. Вследствие этого к нагревательному элементу прибора перестает поступать ток. Остывая, пластинка возвращается в прежнюю позицию, и контакты соединяются снова. Тогда электроэнергия опять подается на соответствующий элемент, что влечет за собой нагревание. Такая конструкция вмонтирована в электрические чайники, плиты, утюги.

Работа биметаллической пластины

Газонаполненные датчики

Газовые термостаты включают в себя заполненную газом трубу и контактные элементы. При помещении в жидкость газ расширяется и провоцирует замыкание контакта. Размыкание происходит, когда жидкая среда охлаждается. Конструкция устанавливается в водонагреватели, отопительные приборы на масле.

Важно! Плюсами этого и предыдущего типов являются автоматическая регуляция и бюджетная цена, минус – отсутствие места для вариативных гибких настроек, что ограничивает сферу применения.

Восковые терморегуляторы

Эти аппараты состоят из герметически запаянной камеры, снабженной пробкой из воска, и стерженька из металла. При нагревании плавящийся воск вытесняет стержень наружу, и последний инициирует изменения в электрической цепи. Такие конструкции широко применяются в автомобилестроении, а также при проектировании смесителей.

Читайте также:
Сверлильный станок с двигателем от стиралки

Электронные термостаты

Их применяют в разного рода системах контроля климата, в конструкциях теплого пола. Они включают в себя датчик температуры, электронный ключ и блок контроля, генерирующий команды подключения и выключения нагревательных элементов. Приборы снабжены электронным табло, на котором репрезентируются температурные данные. Они бывают с закрытой и открытой логикой. Гибкость настроек и расширенные возможности управления присущи только второму типу, такие изделия выпускаются с кнопочным или сенсорным управлением.

Электронный прибор

Двухзонные термостаты

Двухзонный терморегулятор предоставляет возможность параллельного управления двумя отопительными системами, к примеру, кухни и жилой комнаты. Некоторые модели ограничиваются возможностью выбора из нескольких заданных программ, другие – дают возможность самостоятельного задания параметров. Термодатчики надо помещать в местах, куда не проникают влага и прямые лучи солнца.

Термостат 12 В

Использование терморегулятора 12 вольт практикуется в аквариумах, тепличных помещениях, при инкубации яиц. Прибор состоит из датчика и блока контроля. Температурные ограничения задаются самим пользователем. Как источник питания используется аккумулятор в 12 вольт. Преимущества такого устройства – несложное управление и низкая цена.

Применение регуляторов и датчиков температуры

Устройства устанавливаются как в жилых комнатах, так и в производственных помещениях. Если существует необходимость в регуляции работы теплого пола, можно купить прибор, снабженный двумя датчиками, один из которых монтируется на поверхность пола (будучи заточенным под считывание данных с твердых поверхностей), а другой – помещается на стену и работает с температурой воздуха. Терморегуляторы применяются и в бытовых приборах, работающих с температурными перепадами, а также в производстве автомобилей.

Без применения устройств контроля температуры не будет возможным слаженное функционирование систем и приборов, работающих с температурными перепадами. При выборе прибора нужно обращать внимание на то, насколько его конструкция и настройки подходят системе, в которой ему придется работать.

Видео

Терморегулятор. Виды и работа. Применение и особенности

Терморегулятор – это электрический прибор, предназначенный для обеспечения контроля за температурой воздуха, жидкости или различных поверхностей, с целью управления работой нагревательного или охлаждающего оборудования.

Сфера применения

Терморегуляторы предлагаются в продаже как отдельные приборы, а также как составная часть различного оборудования. Они используются в разнообразных направлениях, системах электроотопления, инкубаторах, аквариумах, холодильниках, духовых шкафах, системах кондиционирования и т.п.

Применение терморегулятора позволяет менять параметры температуры нагрева или охлаждения. Именно это является отличительной чертой данного оборудования. К примеру, автоматическое отключение электрического чайника при закипании воды не является заслугой терморегулятора, поскольку он в этом приборе не используется. Чайник не предусматривает возможности изменения верхней температуры нагрева, поэтому не комплектуется терморегулятором. Ярким примером использования регулировочного оборудования является обыкновенный утюг. Имеющимся на нем колесиком можно задавать верхнюю границу температуры, подбирая режим под необходимый тип ткани.

Termoreguliator na utiuge

Как работает терморегулятор

Принцип работы простейшего регулятора температуры заключается в наличии в его корпусе пластинки из биметалла. Она применяется в качестве проводника, по которому поступает электрический ток на нагревательное оборудование. При достижении определенной температуры корпус пластинки изгибается, в результате чего осуществляется разрыв контакта. Как следствие процесс нагрева прекращается, так как нагревательные элементы не получают электрическое питание. Как только пластина немного остывает, она возвращается в рабочее положение, восстанавливая тем самым контакт. Устройства, работающие по такому принципу являются самыми недорогими в производстве. Они используются в тех случаях, когда обеспечивается непосредственный контакт пластинки с поверхностями, температуру которых нужно контролировать. Именно такие приборы устанавливаются в утюгах.

Termoreguliator na utiuge 2

Вместо пластинки в терморегуляторе может применяться специальная емкость заполненная газом или жидкостью, которые имеют высокий коэффициент расширения при изменении параметров температуры. Как только она поменялась, вещество в закрытой колбе расширяется или сужается. В результате изменения объема емкость надавливает на миниатюрный шток, который передает движение на контакт электрической цепи. Таким образом, если температура повысилась, то колба расширилась и разорвала цепь. Как только вещества в ней остывают, она сужается и электрические контакты снова соприкасаются.

Для обеспечения настройки температуры включения и отключения между штоком и емкостью устанавливается пружина. Регулировочное колесо терморегулятора позволяет менять жесткость соединения. Благодаря этому изменяются и параметры силы нажима, которую должна обеспечить колба с чувствительным веществом. При минимальных настройках достаточно еле заметного изменения объема и терморегулятор разорвет цепь.

Termoreguliatory

Механические и электронные терморегуляторы

Существуют две разновидности регуляторов температуры – механического и электронного контроля. Первая разновидность предусматривает возможность установки постоянной температуры, которая будет поддерживаться до тех пор, пока режим не поменяется вручную. Регулировка таких приборов осуществляется путем вращения колесика установленного на корпусе. Данные приборы отличаются более высокой погрешностью, но благодаря умеренной стоимости пользуются большим спросом.

Читайте также:
Почему искрит розетка: причины и способы решения

Termoreguliatory mekhanicheskie

Электронные терморегуляторы оснащаются дисплеем, который отображает текущую температуру. Такие устройства стоят дороже, но отличаются высокой точностью. Кроме этого они нередко позволяют осуществлять программирование режимов нагрева по часам. Можно за один раз выставить температуру для разного времени суток. К примеру, интенсивность нагрева ночью выше, чем днем.

Elektronnye termoreguliatory

Разновидности терморегуляторов представленных в продаже

Терморегуляторы являются востребованным оборудованием, без которого сложно представить работу бытовых приборов и производственного оборудования. В продаже можно встретить регуляторы температуры, которые монтируются отдельно или предназначенные для установки непосредственно в корпуса различной техники:

Также бывают универсальные терморегуляторы, которые могут присоединяться практически к любому оборудованию. Такие устройства лишены собственного корпуса и представляют собой электронную плату с небольшим дисплеем, отображающим текущую температуру. Их можно подсоединять практически где угодно, за исключением жидкостной среды. К примеру, такие устройства могут контролировать систему охлаждения системного блока компьютера, трансформатора, майнинговой фермы или другого греющегося оборудования.

Universalnye termoreguliatory

Существуют и отдельные терморегуляторы, предназначенные для управления различным оборудованием, которые не монтируются в его корпус.

Они применяются для регулировки:
  • Нагрева аквариумов и террариумов.
  • Микроклимата в инкубаторах и брудерах.
  • Систем электроотопления.
Терморегуляторы для аквариумов и террариумов

Обычно для аквариумов применяется терморегулятор, совмещенный с нагревательным элементом. Они спрятаны в стеклянной колбе, которая погружается непосредственно в воду. Однако встречаются и отдельные регуляторы температуры, имеющие выносной датчик, опускаемый в аквариум, в то время как основной блок остается за его пределами. Такое оборудование используется в том случае, если аквариум слишком большой, поэтому нуждается в крупном обогревателе, значительно превышающем модельный ассортимент приборов в стеклянной колбе. Такие устройства оснащаются блоком с розеткой, к которому подключается нагревательное оборудование. Подобные системы нашли широкое применение и в террариумах, поскольку являются комбинированными.

Termoreguliator dlia akvariumov i terrariumov

Регуляторы температуры для инкубаторов и брудеров

Обычно такие электроприборы представляют собой блок питания с розеткой на корпусе, к которому подсоединяется выносной термодатчик на длинном проводе. Датчик температуры помещается в инкубатор или брудер, а на самом приборе выставляется необходимая температура, которую необходимо поддерживать постоянно. В розетку на корпусе терморегулятора подключается любой нагревательный элемент. В его качестве может применяться лампа накаливания, инфракрасный излучатель, электрический ТЭН и т.д.

Termoreguliator dlia inkubatorov i bruderov

Терморегуляторы для электрических систем отопления

Такое оборудованием чаще всего используется для обеспечения контроля за работой систем теплого пола. Терморегулятор этого типа может управлять инфракрасными пленками, нагревательным кабелем или любыми другими системами. Устройство может предлагаться в различном форм-факторе. Чаще всего параметры терморегулятора соответствуют размерам обыкновенного выключателя освещения. Такое устройство монтируется на стену в подрозетник. Также встречается аналогичное оборудование для наружного монтажа, что исключает необходимость сверления стен. Менее популярными являются терморегуляторы на din-рейке, которые прячутся в электрощитке.

Termoreguliator dlia elektricheskikh sistem otopleniia

На корпусе терморегулятора для систем электроотопления предусматривается 6 монтажных отверстий для подключения проводов. Два из них предназначены для присоединения устройства к электросети, следующие два для монтажа проводов от нагревательного оборудования, и оставшиеся для подключения термодатчика. Последний выполняет функцию контроля температуры нагревательного прибора, который располагается в отдаленности от терморегулятора.

Termoreguliator dlia elektricheskikh sistem otopleniia 2

Чтобы подключить терморегулятор для системы отопления нужно проложить его термодатчик непосредственно в зону, где осуществляется нагрев. К примеру, при монтаже теплого пола чувствительная головка датчика укладывается в штробу между витками нагревательного кабеля или под инфракрасную пленку. Обычно термодатчик прячется в гофрированной трубе, чтобы исключить контакт с бетоном или плиточным клеем, применяемым для заливки штробы. Кроме этого, в случае поломки, в последующем можно будет извлечь термодатчик по каналу трубы и сменить.

Termoreguliator termodatchik

Что касается непосредственно функциональных возможностей электронных и механических терморегуляторов, то они существенно отличаются. Механические устройства предусматривают возможность настройки путем вращения колесика. Им устанавливается температура, которая будет поддерживаться постоянно. Электронные приборы предусматривают возможность более сложного программирования. На них можно осуществить настройку таким образом, чтобы нагревательное оборудование поддерживало комнатную температуру утром и вечером, когда дома присутствуют постояльцы. Ночью, а также днем, когда никого нет, терморегулятор держит более низкий нагрев, экономя тем самым электроэнергию.

Termoreguliator dlia elektricheskikh sistem otopleniia 3

Более совершенные электронные регуляторы способны осуществлять контроль не только за температурой нагревательного оборудования, но и воздуха. Это позволяет задать определенный нагрев отопительных поверхностей и желаемую температуру в помещении. Благодаря этому нагревательные элементы не будут чрезмерно горячими. Ограничение максимума позволяет исключить опасность ожога, что вероятно при использовании высокотемпературных инфракрасных пленок для сауны.

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.

Читайте также:
Поднять пол на балконе своими руками

Цифровые терморегуляторы

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.

Схема подключения терморегулятора

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:

  • Он выступает в роли самостоятельного устройства, имеющего функции по контролю и управлению процессом, например, контроль температуры и ее регулирование по проценту влажности в помещении;
  • в качестве аппаратного модуля в составе общей автоматики безопасности.

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 температуры, оборудованный термочувствительным элементом;
  • настроечный модуль;
  • модуль управления.

Комплект терморегулятора с трехходовым клапаном

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:

  • электромагнитные реле;
  • клапан механического или электрического принципа срабатывания;
  • цифровой/аналоговый прибор, для последующей обработки сигнала.

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

Разновидности терморегуляторов

Первая группа ТР определяется по типу управления:

  • механические;
  • комбинированные электромеханические;
  • электронные или цифровые.

Виды терморегуляторов могут также группироваться по следующим признакам:

  1. Месторасположение: с внутренней установкой — комнатные и наружной — погодные.
  2. Способ установки: корпусные, настенные или на DIN рейке.
  3. Функциональность: проводное подключение от блока управления и беспроводное дистанционное с применением современных линий связи через интернет.
  4. Диапазон измерений температуры, в пределах от -60 до 1200 °С.
  5. Количество каналов: одно- и многоканальные с серией стандартных термодатчиков.
  6. Вид программирования: местное, на одном устройстве, например, радиаторе отопления и центральное управление сложных объектов происходит от одного центра, наиболее распространенный вид на практике. В этом варианте для управления используют специальное ПО и компьютер.

Перед тем как сделать выбор конкретной модели нужно понимать, для чего нужен терморегулятор, для местного управления или комплексного в общей автоматической системе.

Разновидности терморегуляторов

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:

  1. Термоэлемент-сильфон, выполнен в виде цилиндра с внутренними гофрированными стенами, позволяющими ему растягиваться на некоторую длину.
  2. Клапан, отсекающий движение теплоносителя.
  3. Особая измеряемая среда жидкая или газообразная, которая способна реагировать на колебания температур внутри комнаты.
  4. Рабочий шток, открывающий или закрывающий клапан в зависимости от степени обогрева комнаты.
  5. Шкала с указаниями для настройки режима нагрева.

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.

Читайте также:
Правила расчета площади комнаты

Устройство терморегулятора сильфонного типа

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.

Биметаллический терморегулятор

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:

  • Первичный термодатчик в форме выносного устройства;
  • контроллер — командное устройство на термостатах, контролирующее температуру в помещении и формирующий команды «включить» и «отключить» исполнительному механизму нагревательного агрегата;
  • контактная группа, в форме электронного ключа.

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.

Умный-дом

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.

Наладка и эксплуатация

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.

Ссылка на основную публикацию