Термореле с выносным датчиком температуры: параметры

Содержание

Монтаж комнатного термостата

Монтаж комнатного регулятора температуры производится в несколько этапов:

Крепление регулятора на стене на высоте 150-160 см вдали от радиаторов отопления, различных обогревателей, мест, на которые попадают прямые солнечные лучи;
Подключение к контактной группе регулятора кабеля – оголенные и желательно опаянные концы кабеля вставляются в специальные разъемы и фиксируются винтами;
Прокладка кабеля от терморегулятора до отопительного оборудования в пластиковых кабельных каналах;
Подключение кабеля к соответствующим клеммам на плате управления котла, сервопривода трехходового клапана на радиаторе.

Инструкция по монтажу комнатного термостата к котлу

Монтаж бытового регулятора состоит из двух этапов – крепление в удобном месте и присоединение к газовому (твердотопливному) котлу. Чтобы термостат фиксировал температуру без отклонений, располагайте регулирующий элемент согласно рекомендациям:

минимальная высота от пола – 1.5 м, максимальная – 1.7 м;
в пределах 1 м от прибора не должны стоять радиаторы отопления, обогреватели или другая бытовая техника, искажающая тепловую картину (включая кондиционеры);

исключите воздействие сквозняков, работающей вентиляции;
нежелательно ставить датчик в отдалении от обогреваемых комнат.

После крепления прибора на стене согласно указаниям производителя проложите провод до источника тепла скрытым либо открытым способом (при наличии проводного подключения). Как подключить регулятор к котлу:

Один конец управляющего кабеля подсоедините к контактам с маркировкой COM (общий) и NO (нормально открытый) термостата. На беспроводной модификации эти клеммы находятся в релейном блоке.

В инструкции по эксплуатации теплогенератора отыщите схему подключения выносного термостата, маркировку и местонахождение контактов.

Снимите или откиньте переднюю панель газового отопителя, закрывающую доступ к плате управления и разъемам.
Извлеките перемычку, вставленную между указанными в паспорте клеммами. Не выбрасывайте деталь, впоследствии она может понадобиться.

Подсоедините к освобожденным клеммам провода, идущие от контактов регулятора. Соблюдать полярность не нужно.
При монтаже беспроводного термостата подведите к релейному блоку трехжильный кабель питания 220 В с заземляющим проводом.

Подробности установки терморегулятора беспроводного типа демонстрируются на видео:

Энергонезависимые напольные котлы, оборудованные газовой автоматикой 630 SIT, 710 MiniSIT, САБК, «Орион» и подобными, несовместимы с дистанционными регуляторами. Причина – полностью механическая конструкция газового клапана и отсутствие электрических цепей, куда можно включить реле–прерыватель.

Исключение – газовые теплогенераторы, оборудованные автоматикой «Каре» и последним поколением итальянских клапанов EuroSIT – 820 NOVA. В указанных блоках предусмотрены электромагнитные клапаны и специальные контакты для присоединения наружных термостатов двух типов – механического и цифрового.

Разновидности комнатных термостатов

В зависимости от конструкции и принципа действия данные устройства бывают трех разновидностей: электронные, электромеханические и механические.

Электронные термостаты

Самый простой электронный терморегулятор – это устройство, состоящее из следующих частей:

Контроллер – печатная плата с микросхемой. Это ключевая часть термостата, принимающая информацию от выносного термодатчика, обрабатывающая ее и отправляющая соответствующий сигнал на включение или отключение отопительного прибора, кондиционера;
Монохромный жидкокристаллический дисплей и кнопки управления – используются для настройки и программирования термостата на поддержание в помещении необходимого температурного фона;
Выносной термодатчик, соединенный с контроллером при помощи гибкого тонкого кабеля;
Контактная группа – зажимы, в которых фиксируются жилы кабеля, соединяющего термостат с отопительным прибором или кондиционером.

Работает такое устройство достаточно просто: от датчика по кабелю в контроллер поступает аналоговый сигнал, который расшифровывается его микросхемой, соотносится с заданным настройками значением температуры, после чего контроллер принимает решение о включении или отключении отопительного оборудования.

Электромеханические термостаты

Занимающие промежуточное положение между электронными и механическими такие термостаты бывают двух типов:

С биметаллической пластиной и контактной группой – внутри таких регуляторов расположена пластина, которая при нагреве до определённого уровня изгибается, размыкая контакты цепи, питающие отопительное оборудование. При остывании происходит обратный процесс: пластина выпрямляется, замыкает контакты, и отопитель включается. Регулировка включения данного устройства производится при помощи вращающегося лимба с толкателем, изменяющим расстояние между пластиной и неподвижными замыкаемыми ею контактами.
С капиллярной трубкой – конструкция такого устройства такая же, как и аналогов, применяемых в водонагревателях и бойлерах.

Механические термостаты

Основными элементами данного устройства являются газонаполненная мембрана, реагирующая на изменение температуры воздуха в помещении, и управляющий механизм, состоящий из двух подвижных контактов.

Работает термостат следующим образом:

При повышении температуры газ, наполняющий мембрану, расширяется;
Расположенный на одной из наружных стенок мембраны толкатель размыкает контакты цепи управляющего механизма, отключая тем самым подключенный к устройству отопительный прибор.

Регулировка в таком термостате происходит благодаря вращающемуся лимбу (колесику), изменяющему расстояние между мембраной и управляющим механизмом.

Виды и типы

Термостаты можно разделить в зависимости от диапазона рабочих температур:

Устройства, работающие при высоких температурных показателях от +300 до 1200 °С.
Термостаты среднего уровня: от -60 до 500 °С.
С самым низким диапазоном температур (криостаты): менее -60 °С. Они работают вместе с дополнительными источниками холода.

Также термостаты классифицируются в зависимости от стабильности и точности срабатывания. Их характеризирует отклонение от заданной температуры:

5 – 10 °С – наихудший показатель термостата.
1 — 2 °С – для воздушного термостата это хороший показатель, но для жидкостного – посредственный.
0,1 °С – отлично для воздушного, средне – для жидкостного.
0,01 °С – не достижимо для воздушного, хорошо для жидкостного термостата специальной конструкции.
0,001 °С – такой показатель может быть достигнут только в метрологических жидкостных термостатах.

Виды

Схема стабилизатора напряжения 220в своими руками

В простейшем варианте (реле холодильника) применяют механический переключатель. Для более точной регулировки (обороты двигателя) используют не только микроэлектронику, но и специализированное программное обеспечение.

Терморегулятор на трех элементах

Чтобы сделать простой терморегулятор своими руками схема для блока питания персонального компьютера подходит лучше других вариантов.

Регулятор вентилятора для компьютерного БП

Термистором измеряют температуру в контрольной точке. Потенциометром устанавливают оптимальное значение для включения вентилятора. Изменять обороты данная схема не способна. Подключает индуктивную нагрузку MOSFET транзистор. Допустимо применение аналога с подходящими силовыми характеристиками.

Терморегуляторы для котлов отопления

Регулятор температуры своими руками можно сделать в рамках проекта модернизации старого котла. Не имеет значения вид топлива, хотя проще обеспечить хороший результат с применением газового оборудования.

Схема термостата с индикацией показаний на LCD экране

Цифровой терморегулятор

В этом примере разработчики создавали устройство поддержания температурного режима в хранилище фруктов (овощей). Для анализа поступающих данных выбрана микросхема со следующими блоками:

таймеры;
генератор;
два компаратора;
модули обмена, сравнения и передачи данных.

При соответствующем положении переключателей светодиодная матрица показывает актуальное значение температуры или контрольный уровень. Кнопками в пошаговом режиме устанавливают нужный порог срабатывания.

Схема с регулировкой гистерезиса

Виды терморегуляторов

На рынке представлено несколько модификаций термостатов, отличающихся по своему строению и принципу работы, однако все они выполняют одинаковые функции.

Механический регулятор

Механические термостаты предусматривают ручную регулировку степени нагрева радиаторов. Стоят они недорого, надежны в работе, просты в настройке и практически никогда не дают сбоев, так как вся их работа основана на механических законах физики. На самом кране имеется градуировка в степенях, что позволяет с достаточно высокой точностью выполнять регулировку нагрева. Однако такая установка осуществляется опытным путем – вы не можете просто задать нужное количество градусов, что можно отнести к недостатку прибора.

Механический регулятор

В механическом терморегуляторе имеется три основные рабочие части – сильфон (газовый или жидкостный), привод и сам регулятор. Наполненный сильфон (вещество в нем) играет решающую роль в автоматической подстройке прибора. Когда мы поворачиваем рычаг термостата, содержимое переходит в золотник, влияя на положение штока.

Сам шток при давлении на него опускается и частично перекрывает проход для теплоносителя. Ограничивая его прохождение. На схеме ниже показано более подробное строение такого термостата.

Строение механического терморегулятора

Электронный термостат

Второй вид терморегуляторов является электронным. Внутри него установлен микропроцессор, отвечающий за регулировку нагрева батарей. Безусловно, в пользовании такие устройства очень удобны, так как позволяют выполнить поградусную настройку.

Электронный термостат

Управляется термостат обычно при помощи кнопочной панели, что достаточно надежно и удобно. Некоторые модели умеют одновременно управлять котлами, насосами и даже смесителями. Стоят они немало, что и не удивительно.

Электронный термостат также имеет механическую рабочую часть, которая практически ничем не отличается от описанного выше варианта. Сильфон в этом случае идет цилиндрический, а стенки его сделаны в виде гофры. Внутри сильфона находится вещество, которое реагирует на окружающую температуру.

Электронный термостат выглядит очень технологично

Такое вещество при нагревании начинает расширяться, внутри прибора растет давление, оказывающее влияние на положение штока, который также регулирует объем проходимого через прибор теплоносителя. При понижении температуры происходит обратный процесс. Такой терморегулятор очень надежный, сильфон способен без проблем выдерживать десятки тысяч сжатий и расширений, его ресурса хватит более чем на 10 лет, главное, чтобы электроника не подвела.

Среди электронных термостатов можно выделить два отличающихся вида приборов – закрытые и открытые. Первые не могут определять температуру автоматически, поэтому все настройки пользователь должен производить самостоятельно. Преимущество его перед ручным прибором состоит в том, что вы можете выставлять температуру по градусам, а не градуированной шкале больше-меньше.

Открытые являются сложными электронными устройствами с возможностью программирования. Например, при повышении температуры до определенного порога, прибор автоматически меняет режим своей работы на выбранный.

Для питания электронной части нужны батарейки

Работают такие термостаты от сменных элементов питания – батареек. Энергии не потребляется много, поэтому частая замена не требуется – за весь отопительный сезон вы можете сделать это 1-2 раза. Также есть модели, в которых установлен заряжаемый аккумулятор – в комплекте с ним поставляется зарядное устройство.

Инновационный монитор

Есть еще и полуэлектронные приборы. Их принцип работы также схож с механическими, но есть несколько важных отличий. Сильфонная головка ориентируется на температуру в помещении, поэтому она достаточно габаритная. Датчик у них выносной, который соединяется с рабочей частью капиллярной трубкой.

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.

Правила монтажа

Особенности установки терморегулятора

Процесс монтажа терморегулятора не отличается какими-либо сложностями, но минимальные знания об устройстве приборов мастеру необходимы. Место установки определяется, исходя их мощности теплого пола и самого прибора. Терморегулятор располагают на удаленном расстоянии от нагревательных элементов, иначе при их включении он будет отключать электрическую цепь.

Прибор должен быть оснащен электрическими кабелями и проводкой для датчиков температуры. Для этого в пластине делают соответствующие пазы. В них кабели прокладываются на электрощите и на пол. Если отопительная система установлена в помещении с качественной внутренней отделкой, можно использовать подвесные устройства и подвести кабели к стенам в коробах. Подключение кабелей к клеммам термостата должно выполняться согласно схеме в руководстве.

При установке и подключении важно придерживаться следующих рекомендаций:

регулятор желательно размещать на расстоянии 40-170 см от пола, если иное не указано в инструкции. С подвижной панелью управления основной блок можно установить в любом удобном месте.
Основные функции напольного датчика — предотвращение перегрева напольного покрытия и обеспечение комфорта ног, но не контроль температуры воздуха в помещении.
Во влажной среде допускается использование термостатов с соответствующей защитой от попадания воды.
При встраивании устройства в стену используют монтажную коробку из негорючих материалов.
Кабели от контроллера к водонагревателям теплого пола мощностью более 1 кВт необходимо прокладывать в термостойких полых трубах.

Датчик температуры пола должен располагаться между нагревательными элементами на расстоянии не менее 50 см от стен.
При первом включении прибор устанавливают на минимальную рабочую температуру, указанную в инструкции.
Монтаж термостата начинается после окончательной укладки элементов теплого пола, чтобы правильно рассчитать длину проводов.
При заливке пола раствором конец трубы с датчиком необходимо хорошо заизолировать.
Перед заливкой нагревательных элементов необходимо проверить работу всех элементов системы.
Нагревательные маты необходимо заземлить, а перед термостатом установить УЗО.

Последовательность действий при монтаже терморегулятора:

Обесточьте место установки прибора. Провода теплого пола уже должны быть подключены к розетке. С проводов пола снимите изоляцию — на 6 см;
Снимите верхнюю панель термостата. Для этого нужно вставить в паз снизу прямую отвертку.
Экраны кабелей соедините желто-зеленым проводом, затем все поместите в розетку.
После установки датчика в гофру, один конец вытащите в коробку розеток, а второй расположите между утеплителями (напольными панелями с кабелем или инфракрасной пленкой).
Подключите напольные провода к нужным клеммам регулятора по схеме;
Аккуратно загните провода, вставьте прибор в розетку;
Установите раму и закрепите верхняя панель.
Терморегулятор подключен, осталось проверить его работу.

Пирометры или тепловизоры

Иначе их можно назвать бесконтактными. Рабочая схема датчика температуры такого типа состоит в том, что они считывают тепло от нагретых тел, на которые наводятся. Положительным моментом для этой разновидности является отсутствие необходимости в непосредственном контакте и приближении к среде измерения. Таким образом специалисты с легкостью устанавливают температурные показатели сильно горячих объектов вне радиуса опасной близости с ними.

Пирометры, в свою очередь, подразделяются на несколько разновидностей, среди которых можно отметить интерферометрические и флуоресцентные, а также датчики, работающие по принципу смены цвета раствора в зависимости от того, какая температура была замерена.

4 Электронные аппараты

В современных моделях теплорегуляторов вместо механического датчика устанавливается термистор, который меняет свое сопротивление из-за изменения температуры. В некоторых конструкциях применяются термоэлектрические преобразователи.

Применение инновационных элементов позволяет быстрее и точнее реагировать терморегулятору на изменение температуры. Электронные приборы существуют нескольких видов:

1. Непрограммируемые — представляют собой устройства с несколькими простыми функциями. В их конструкцию входит цифровой дисплей и кнопки для выбора температурного режима.
2. Программируемые — небольшие компьютерные системы, с помощью которых можно задавать параметры работы отопления или охлаждения на несколько дней вперед.
3. Беспроводные — в таких приборах показатели передаются за счет беспроводной связи (Wi-Fi или Bluetooth). Самой популярной считается передача по Wi-Fi. Благодаря отсутствию проводов, такое соединение становится более надежным и эффективным.

Наличие электронного оборудования позволяет устанавливать датчики в наиболее благоприятных местах, управлять сразу несколькими приборами отопления, осуществлять дистанционное управление системой по интернету или смартфону.

Управлять работой устройства можно находясь на значительном расстоянии от дома. Современные приборы обладают привлекательным внешним видом и могут составлять подробные отчеты о работе системы.

Виды термостатов в розетку

Есть три вида термостатов для розеток. Рассмотрим каждый из них подробнее:

Механические

Механический термостат

Почти все механические термостаты нельзя просто так подключить в розетку, их нужно монтировать к проводке в стене. В связи с этим они не подходят людям, которые не обладают навыками монтажа электрических устройств. Именно поэтому лучше покупать электронные или дистанционно-управляемые терморегуляторы. С другой стороны, механические терморегуляторы просты в использовании и довольно надежны, могут долго эксплуатироваться.

Электронные

Электронный регулятор для розетки

Более продвинутый вид термостатов. В отличие от механических, электронные терморегуляторы в основном устанавливаются в розетки. Выглядят они как обычная розетка, но при этом оснащены модулем и экраном для управления устройством. Электронные терморегуляторы могуть иметь встроенный датчик температуры или подключаться к внешнему. Они дают возможность запрограммировать работу датчиков и автоматически включают и выключают обогреватель или кондиционер.

Wi-Fi и ZigBee

ZigBee термостат

Самыми технологичными термостатами являются те, которые оснащены модулем Wi-Fi или ZigBee. В целом, такие регуляторы похожи на электронные термостаты, но у них есть одна дополнительная особенность — возможность дистанционного управления. Терморегулятор можно подключить к домашнему Wi-Fi роутеру или специально организованной сети ZigBee. После этого он легко управляется со своего компьютера или смартфона с установленным приложением. Такие терморегуляторы сочетаются с системой умного дома.

Wi-Fi термостаты более удобные, чем ZigBee, потому что они подключатся к домашней сети. Они не требуют дополнительной настройки беспроводной сети у себя дома. С другой стороны, ZigBee был разработан специально под задачи управления бытовыми приборами. За счет этого растет безопасность использования данной сети. Wi-Fi могут взломать и управлять устройствами без Вашего ведома. С ZigBee так сделать намного тяжелее за счет защищенности.

GSM контроллируемые термостаты

Электронные терморегуляторы с установленным GSM-модулем, который позволяет управлять обогревателем где-угодно, главное — наличие мобильной сети. Принцип работы заключается в том, что в устройство вставляется SIM-карта любого сотового оператора. После этого можно управлять им удаленно с помощью SMS команд. В отличие от прошлых видов термостатов, эти позволяют управлять большинством бытовых приборов — электрочайниками, кофемашинами, водонагревателями и утюгами. С помощью таких датчиков можно обеспечить безопасность квартиры и дома, ведь приборы всегда будут под присмотром.

С другой стороны, есть и неоспоримое достоинство — универсальность. Приобретенному GSM термостату можно найти массу применений. Дом всегда будет в безопасности, ведь выключить отопление можно будет откуда угодно.

Типы датчиков

Терморегуляторы с датчиком уровня температуры воздуха делятся по материалу, из которого изготовлены, принципу действия, функциональным особенностям и способу установки.

По способу контроля температуры бывают такие приборы:

С контролем по датчику пола;
С контролем по датчику воздуха;
Комбинированные (учитывающие данные разных типов измерителей).

Фото — терморегулятор для теплого пола Наиболее распространены датчики, которые контролируют температуру по воздуху. Именно они используются для батареи отопления, котла или конвектора. В свою очередь датчики пола необходимы для квартиры или дома, оснащенного функцией теплого пола. Их область действия довольно ограниченная.

По материалу датчики бывают биметаллические, изготовленные из упрочненной пластмассы, электронные термисторы (применяются в бойлерах или двухконтурных котлах отопления) и электронные термопары (используются в газовых котлах типа АГВ).

По принципу действия — механические и электронные. Механические терморегуляторы получают свои данные за счет расширения биметаллических пластин, а электронные благодаря встроенным термометрам.

Фото — цифровой терморегулятор

Видео: обзор терморегулятора Thermoreg Ti950

Термореле своими руками

Для тех, кто умеет мастерить: работать с паяльником, имеет достаточный минимум знаний в области электротехники, есть варианты самостоятельного изготовления термореле. Из имеющегося разнообразия лучше выбирать не архаичные схемы прошлых десятилетий, а вариант, близкий к современности. Легче найти современные комплектующие, надежные в работе и точнее старых. Электрические схемы также стали проще, благодаря высокой степени интеграции новых чипов. Вот вариант с полупроводниковым аналоговым датчиком:

Схема самодельного термореле

Датчик U1 выпускается в корпусе TO-92 или TO-220. В первом случае он годится только для измерения температуры воздуха. Второй корпус подходит для крепления к металлическим пластинам, например, для измерения температуры батарей или труб. Переменный резистор R5 должен быть с линейной характеристикой, так как датчик LM35 сам имеет хорошую линейность. Компаратор U2 сравнивает образцовое напряжение с ползунка резистора R5 и от датчика.

Выходной сигнал компаратора усиливается по току транзистором T1 и дальше поступает на базу транзистора T2, ключа, который включает реле K1. Диод D1 обязательно должен быть использован, для защиты транзистора T2 от электрического пробоя при самоиндукции катушки реле. Контакты нагрузки должны быть рассчитаны на ток 2-5 А. Если мощность нагрузки больше 400-1000 Вт, что соответствует выбранному реле, то следует применять промежуточный магнитный пускатель или симистор.

Таблица 1. Замена транзисторов и диодов

BC549C	КТ315В, КТ315Г
BD139	КТ815Б, КТ805Б
1N4002	КД105Б, КД212А

Датчик можно выносить за пределы платы устройства на расстояние 5-10 метров. Но в этом случае провод от вывода 2 должен быть в металлической оплетке (экранирован). Оплетка соединяется с выводом 3 (земля), а питание подается отдельным проводом. Резистор R1 и конденсатор C2 также требуется выносить вместе с датчиком и помещать в его собственный корпус. Устройство питается от источника напряжения постоянного тока 12 В.

2 Плюсы и минусы

Механические терморегуляторы нередко применяются в системах полов с подогревом.

Главными плюсами механических приборов являются:

1. Простота и понятность управления. Для включения достаточно нажать на соответствующую кнопку. После этого нужно лишь повернуть рукоятку до определенного температурного значения. Например, если нужно поддерживать температуру воздуха в помещении 20 °C, то нужно лишь повернуть ручку регулировки до отметки «20». Тогда при понижении температуры ниже этой отметки прибор начнет нагревать воздух. Если же температура станет выше отметки 20 °C, начнется охлаждение помещения.
2. Надежность использования и функционирования. После отключения прибора не придется снова устанавливать прежние настройки, так как все они сохранятся. Та же самая ручка регулировки, установленная на отметке в «20», так и будет располагаться на этой отметке.
3. Терморегулятор сможет исправно работать даже в том случае, если температура окружающей среды очень низкая. К примеру, у электронных приборов для регулирования температуры в таких условиях не все сенсоры могут сработать.
4. Невысокая цена по сравнению со стоимостью электронных видов таких приборов.
5. Долгий срок службы и неприхотливость в уходе. Даже в самых сложных условиях любая модель механического прибора будет продолжать работать.
6. Разнообразие дизайна.

Имеются у такого терморегулятора и некоторые недостатки.

Распространенные из них следующие:

низкая функциональность;
во время его работы могут издаваться небольшие щелчки, которые появляются, как правило, при подаче напряжения на инфракрасные нагреватели;
у таких приборов имеется некоторая погрешность.