Для чего нужен термодатчик

Терморегулятор на батареи отопления

Иногда возникает необходимость подстроить температуру в каждом конкретном помещении. Сделать это можно установив терморегулятор для радиатора отопления. Это небольшое устройство, которое регулирует теплоотдачу батареи отопления. Использоваться может со всеми типами радиаторов, кроме чугунных. Один важный момент — прибор может понизить исходную температуру, но если не хватает мощности отопления, повысить он ее не может.

Конструкция терморегуляторов для радиаторов отопления

Терморегулятор для радиатора отопления состоит из двух частей — клапана (термоклапана) и термостатической головки (термостатического элемента, регулятора температуры). Выпускаются эти изделия под разные размеры труб и разные виды систем отопления. Термостатическая головка съемная, на один и тот же клапан можно ставить регуляторы разных типов и даже разных производителей — посадочное место стандартизовано.

Терморегулятор для радиатора отопления состоит из двух частей — специального вентиля (клапана) и термостатической головки (регулятора)

И клапана и регуляторы есть разные, так что перед тем как установить терморегулятор для радиатора отопления придется хоть немного ознакомиться с его строением, функциями и видами.

Термоклапан — строение, назначение, виды

Клапан в терморегуляторе по строению очень похож на обычный вентиль. Имеется седло и запорный конус, который открывает/закрывает просвет для протекания теплоносителя. Температура радиатора отопления регулируется именно таким образом: количеством проходящего через радиатор теплоносителя.

Термостатический клапан в разрезе

На однотрубную и двухтрубную разводку клапана ставят разные. Гидравлическое сопротивление вентиля на однотрубную систему намного ниже (как минимум, в два раза) — только так можно ее сбалансировать. Перепутать вентили нельзя — греть не будет. Для систем с естественной циркуляцией подходят вентили для однотрубных систем. При их установке гидравлическое сопротивление, кончено, возрастает, но работать система сможет.

На каждом клапане есть стрелка, указывающая движение теплоносителя. При монтаже его устанавливают так, чтобы направление потока совпадало со стрелкой.

Из каких материалов

Изготавливают корпус вентиля из стойких к коррозии металлов, часто дополнительно покрывают защитным слоем (никелируют или хромируют). Есть клапана из:

Корпуса обычно латунные или бронзовые с никелевым или
хромированным покрытием

Понятное дело, что нержавейка — лучший вариант. Она химически нейтральна, не корродирует, не вступает в реакции с другими металлами. Но стоимость таких клапанов велика, найти их сложно. Бронзовые и латунные вентили примерно одинаковы по сроку службы. Что в этом случае важно — это качество сплава, а за ним тщательно следят известные производители. Доверять или нет неизвестным — вопрос спорный, но есть один момент, который лучше отследить. На корпусе обязательно должна присутствовать стрелка, указывающая направление потока. Если ее нет — перед вами совсем дешевое изделие, которое лучше не покупать.

По способу исполнения

Так как радиаторы устанавливаются разными способами, клапана делают прямыми (проходными) и угловыми. Выбираете тот тип, который в вашу систему станет лучше.

Термостатические головки

Термостатические элементы на терморегуляторы отопления есть трех типов — ручные, механические и электронные. Все они выполняют одни и те же функции, но по-разному, предоставляют разный уровень комфорта, имеют разные возможности.

Ручные

Ручные термостатические головки работают как обычный кран — поворачиваете регулятор в ту или другую сторону, пропуская большее или меньшее количество теплоносителя. Самые дешевые и самые надежные, но не самые удобные устройства. Чтобы изменить теплоотдачу надо вручную крутить вентиль.

Ручная термоголовка — самый простой и надежный вариант

Данные устройства совсем недороги, их можно поставить на входе и на выходе радиатора отопления вместо шаровых кранов. Регулировать можно будет любым из них.

Механические

Более сложное устройство, которое поддерживает заданную температуру в автоматическом режиме. Основа термостатической головки этого типа — сильфон. Это небольшой эластичный цилиндр, который заполнен температурным агентом. Температурный агент — это газ или жидкость, которые имеют большой коэффициент расширения — при нагревании они сильно увеличиваются в объеме.

Устройство терморегулятора на радиатор отопления с механической термостатической головкой

Сильфон подпирает шток, перекрывающий проходное сечение клапана. Пока вещество в сильфоне не нагрелось, шток поднят. По мере повышения температуры, цилиндр начинает увеличиваться в размерах (расширяется газ или жидкость), он давит на шток, который все больше перекрывая проходное сечение. Через радиатор проходит все меньше теплоносителя, он понемногу остывает. Остывает и вещество в сильфоне, из-за чего цилиндр уменьшается в размерах, шток поднимается, теплоносителя через радиатор проходит больше, он начинает немного разогреваться. Далее цикл повторяется.

Газовый или жидкостный

При наличии такого устройства температура в помещении довольно поддерживается точно +- 1°C, но вообще дельта зависит от того, насколько инертным является вещество в сильфоне. Он заполняться может каким-то газом или жидкостью. Газы быстрее реагируют на изменения температуры, но технологически их производить сложнее.

Жидкости чуть медленнее изменяют объемы, но их производить проще. В целом, разница в точности поддержания температуры — порядка полу градуса, что заметить практически невозможно. В результате большая часть представленных терморегуляторов для радиаторов отопления оснащена термоголовками с жидкостными сильфонами.

С выносным датчиком

Устанавливаться механическая термостатическая головка должна так, чтобы она была направлена в комнату. Так измеряется температура точнее. Так как имеют они довольно приличные размеры, такой способ установки возможен не всегда. Для этих случаев можно поставить терморегулятор для радиатора отопления с выносным датчиком. Температурный датчик соединяется с головкой при помощи капиллярной трубки. Расположить его можно в любой точке, в который вы предпочитаете измерять температуру воздуха.

С выносным датчиком

Все изменения теплоотдачи радиатора будут происходить в зависимости от температуры воздуха в комнате. Единственный минус такого решения — высокая стоимость таких моделей. Но температура поддерживается точнее.

Электронные

По размерам электронный терморегулятор для радиатора отопления еще больше. Термостатический элемент еще больше. В нем кроме электронной начинки устанавливаются еще и две батарейки.

Электронные терморегуляторы на батареи отличаются большими размерами

Движением штока в клапане в этом случае управляет микропроцессор. Данные модели имеют довольно большой набор дополнительных функций. Например, возможность по часам выставлять температуру в помещении. Как это модно использовать? Врачи давно доказали, что спать лучше в прохладном помещении. Потому на ночь можно запрограммировать температуру пониже, а к утру, когда придет время просыпаться, ее можно выставить выше. Удобно.

Недостаток этих моделей — большой размер, необходимость следить за разрядом батарей (хватает на несколько лет эксплуатации) и высокая цена.

Как правильно установить

Ставят терморегулятор для радиатора отопления на входе или на выходе отопительного прибора — разницы нет, работают с одинаковым успехом в обоих положениях. Как выбрать место, где установить?

По рекомендуемой высоте установки. Такой пункт есть в технических характеристиках. Каждое устройство проходит на заводе настройку — их калибруют под контроль температуры на определенной высоте и обычно это — верхний коллектор радиатора. В таком случае теплорегулятор установлен на высоте 60-80 см, его удобно при необходимости регулировать вручную.

Схемы установки теплорегуляторов для радиаторов

Если у вас нижнее седельное подключение (трубы подходят только снизу), есть три варианта — искать устройство с возможностью установки внизу, поставить модель с выносным датчиком или перенастроить термоголовку. Процедура несложная, описание должно быть в паспорте. Всего-то и нужно, что иметь термометр и покрутить в определенные моменты головку в одну, потом в другую сторону.

Установка стандартная — на фум-ленту или льняную подмотку с упаковочной пастой

Сам процесс установки стандартный. На клапане имеется резьба. Под нее подбираются соответствующие фитинги или на металлической трубе нарезается ответная резьба.

Один важный момент, о котором должны помнить те, кто хочет поставить терморегулятор для радиатора отопления в многоквартирных домах. Если у вас однотрубная разводка, их можно установить только при наличии байпаса — участка трубы, который стоит перед батареей и соединяет две трубы между собой.

Если у вас похожая разводка (трубы справа может не быть) наличие байпаса обязательно. Терморегулятор ставить ставят сразу за радиатором

В противном случае вы регулировать будете весь стояк, что точно не понравится вашим соседям. За такое нарушение могут выписать очень даже солидный штраф. Потому, лучше поставить байпас (если нет).

Как отрегулировать (перенастроить)

Все терморегуляторы проходят на заводе настройку. Но установки у них стандартные и могут не совпадать с вашими желаемыми параметрами. Если вас что-то не устраивает в работе — хотите, чтобы было теплее/холоднее, можно терморегулятор для радиатора отопления перенастроить. Делать это надо при работающем отоплении. Понадобиться термометр. Его вешаете в той точке, где будете контролировать состояние атмосферы.

Отрегулировать терморегулятор для батареи отопления совсем несложно. И повторять это действие можно несколько раз, меняя настройки.

Источник

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

Источник

Виды и принцип работы термодатчиков

Содержание статьи

Принцип работы датчика-термопары

Основной принцип работы температурных датчиков в системах автоматического управления – преобразование температуры в электрическое значение. Эффективность использования электрических величин обеспечена: удобством передачи на большие расстояния с высокой скоростью, возможностью их обратной трансформации, преобразования в цифровой код, чувствительностью измерений. Различают несколько типов устройств.

Принцип действия устройства основан на термоэлектрическом эффекте: если в замкнутом контуре из двух полупроводников или проводников места спаев (контактов) имеют разную температуру, то в нем возникает электрический ток. Спай, расположенный в среде, в которой происходит измерение температуры, называется «горячим», противоположный контакт – «холодным». Чем больше температура измеряемой среды отличается от температуры воздуха, тем больший электрический ток возникает. Эти измерительные устройства могут иметь изоляционный слой или изготавливаться без него. Во втором случае термопары могут использоваться только в схемах, не контактирующих с «землей».

Схематичное изображение термодатчика

Виды термопар

Терморезистивные датчики

Принцип действия резистивных датчиков температуры (RTD) основан на зависимости сопротивления проводника или полупроводника от температуры. Для изготовления проводников применяют материалы с высоким температурным коэффициентом сопротивления и линейным соответствием сопротивления и температуры. Указанные характеристики относятся к пластине, в несколько меньшей степени – к меди.

Преимущества проводниковых термометров сопротивления:

Полупроводниковые датчики температуры демонстрируют высокую стабильность характеристик во времени. Полупроводниковые терморезисторы имеют большой температурный коэффициент сопротивления (ТКС). Датчики температуры с отрицательным ТКС называются термисторами (с ростом температуры сопротивление снижается), с положительным – позисторами (с возрастанием температуры сопротивление увеличивается). Обозначение термисторов – NTC, позисторов – PTC.

Аналоговые и цифровые термометры

Аналоговые

Эти устройства обычно недороги и не требуют сложного ухода. Главная их проблема – шкала. Либо она показывает температуру с высокой точностью, но измерительный интервал при этом очень мал, либо охватывает широкий температурный диапазон, но точность показаний – приблизительна.

Цифровые

Такие устройства дороже, по сравнению с аналоговыми, но их точность гораздо выше. Позволяют производить измерения в широком интервале, применяются в быту и технике.

Конструктивные составляющие цифрового термометра:

Источник