Принцип работы и функционал температурных реле с датчиком температуры

Виды терморегуляторов и принципы работы

Терморегуляторы разделяют на три вида:

• механические, с ручной настройкой подачи теплоносителя;
• электронные, управляемые выносным термодатчиком;
• полуэлектронные, управляемые термоголовкой с сильфонным устройством.

Главное достоинство механических приборов – невысокая стоимость, простота в эксплуатации, четкость и слаженность в работе. Во время их эксплуатации нет необходимости использовать дополнительные источники энергии.

Модификация позволяет в ручном режиме регулировать количество теплоносителя, поступающего в радиатор, тем самым контролируя теплоотдачу батарей. Прибор отличается высокой точностью регулировки степени нагрева.

Существенный недостаток конструкции заключается в том, что в ней отсутствует разметка для регулировки, поэтому производить настройку агрегата придется исключительно опытным путем. С одним из методов балансировки мы ознакомимся ниже

Основные элементы регулятора механического типа – термостат и термостатический клапан

Механический терморегулятор состоит из следующих элементов:

• регулятора;
• привода;
• сильфона, заполненного газом или жидкостью;

Вещество, содержащееся в сильфоне, играет ключевую роль. Как только положение рычага термостата меняется, вещество перемещается в золотник, тем самым регулируя положение штока. Шток под действием элемента частично перекрывает проход, ограничивая попадание теплоносителя в батарею.

Электронные термостаты – более сложные конструкции, в основе которого лежит программируемый микропроцессор. С его помощью можно задавать определенную температуру в комнате путем нажатия нескольких кнопок на регуляторе. Некоторые модели многофункциональны, пригодны для управления котлом, насосом, смесителем.

Строение, принцип работы электронного прибора практически не отличается от механического аналога. Здесь термостатический элемент (сильфон) имеет форму цилиндра, его стенки гофрированы. Он заполнен веществом, которое реагирует на колебания температуры воздуха в жилище.

По время повышения температуры происходит расширение вещества, в результате чего на стенки образуется давление, что способствует движению штока, который автоматически закрывает клапан. При движении штока проводимость клапана увеличивается или уменьшается. Если температура снижается, то рабочее вещество сжимается, в результате сильфон не растягивается, а клапан открывается, и наоборот.

Сильфон обладают высокой прочность, большим рабочим ресурсом, выдерживают сотни тысяч сжатий на протяжении нескольких десятков лет.

Основной элемент электронного регулятора – термодатчик. В его функции входит передача информации о температуре окружающей среды, в результате чего система генерирует необходимое количество тепла

Электронные терморегуляторые условно разделяют на:

• Закрытые терморегуляторы для радиаторов отопления не обладают функцией автоматического определения температуры, поэтому они настраиваются в ручном режиме. Отрегулировать возможно температуру, которая будет поддерживаться в комнате, и допустимые колебания температуры.
• Открытые термостаты можно запрограммировать. Например, при понижении температуры на несколько градусов режим работы может измениться. Также возможно настроить время срабатывания того или иного режима, отрегулировать таймер. Используются такие приборы преимущественно в промышленности.

Электронные регуляторы работают от батареек или специального аккумулятора, который идет в комплекте с зарядкой. Полуэлектронные регуляторы идеально подходят для бытовых целей. Они идут с цифровых дисплеем, который отображает температуру помещения.

Принцип действия полуэлектронных устройств для регулировки теплоотдачи радиатором позаимствован из механических моделей, поэтому его регулировка осуществляется вручную

Типы термостатических головок

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

Ручная регулировка

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

Ручная термоголовка — самый простой и надежный вариант

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

Механическое регулирование

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

Устройство терморегулятора на радиатор отопления с механической термостатической головкой

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

Газ и жидкость

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

Жидкостный или газовый сильфон — особой разницы нет

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

Выносные датчики

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

С выносным датчиком

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

Термоголовка для радиаторов

Watch this video on YouTube

Электронное регулирование

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

Электронные терморегуляторы на батареи отличаются большими размерами

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

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

термостата living eco – Установка

Watch this video on YouTube

Терморегуляторы без кнопок и дисплея.

Такие терморегуляторы бывают механические и электронные.

Может возникнуть путаница, поскольку и те и другие именуются механическими.

Но одном случае механическое только управление. Работа все-равно происходит под управлением электроники.

Во втором случае управляющим элементом является биметаллическая пластина, как в утюге.

Различить их можно по количеству контактов: в полностью механических нет контактов входного питания.

Электронный терморегулятор с механическим управлением.

Задание температуры у механических терморегуляторов более удобное, но нет дисплея с индикацией текущей температуры. электронные механические терморегуляторы имеют такой же гистерезис и точность, как и электронные с дисплеем.

Электронный терморегулятор с дисплеем и механическим управлением.

Механический терморегулятор.

У полностью механических терморегуляторов большой гистерезис и то, что установлено: температура включения или выключения зависит от направления движения ручки к установленному значению.

Правило 3: термоголовки удобнее дросселей

Терморегулятор для батареи может относиться к одной из трех разновидностей:

	Трехходовые пробковые краны использовались при монтаже отопительной системы хрущевок. Они ставились на соединении перемычки с одной из подводок. В зависимости от положения рукоятки крана поток воды направлялся в радиатор, перемычку или перекрывался полностью.
	Игольчатый дроссель напоминает винтовой вентиль, но его клапан имеет коническую форму и является частью штока.
	Термоголовка регулирует проходимость подводки за счет температурного расширения жидкого или твердого рабочего тела — материала с высоким коэффициентом температурного расширения. При нагреве сильфон в корпусе термоголовки удлиняется и выдвигает шток, перекрывающий подводку. При охлаждении шток возвращается в исходное положение возвратной пружиной

Положение трехпроходного крана со снятой рукояткой можно определить только по нагреву радиатора, перемычки и стояка.

Первый тип терморегулятора можно не рассматривать как конкурирующее решение: он давно ушел с рынка и встречается только в домах, построенных до середины 60-х.

Дроссель регулируется только в ручном режиме, при этом изменение температуры в помещении происходит с задержкой в 1-2 часа: вначале стабилизируется поток воды через подводку, затем неспешно меняется температура радиатора, и лишь потом воздух начинает нагреваться или остывать.

После изменения положения дросселя температура воздуха в комнате стабилизируется через 1-2 часа.

Термоголовка после базовой регулировки (выставленной на ней целевой температуры) поддерживает климат в комнате в полностью автоматическом режиме. Своевременная регулировка не только поддерживает комфортную температуру, но и ощутимо экономит тепло. Согласитесь, что в частном доме с автономной системой отопления это не будет лишним.

Автоматический терморегулятор экономит до 40% тепла. Его стоимость окупится в течение первого с момента установки отопительного сезона.

Цена комплекта из регулирующего клапана и термостатической головки варьируется от 1200 до 4000 рублей. К верхней границе диапазона тяготеют электронные приборы, поддерживающие заданную температуру с высокой точностью и позволяющие программировать температурные циклы (скажем, снижать температуру на время вашего отсутствия в рабочие дни).

Рекомендую комплект из прямого клапана и термостатической головки от компании Данфосс.

По датчикам температуры.

• С внутренним датчиком.
• С внешним датчиком
• С обеими датчиками.

Терморегуляторы с внутренним датчиком измеряют температуру в месте своей установки своим внутренним датчиком. Не подходят для электрического теплого пола.

Терморегуляторы с одним выносным датчиком предназначены для управления температурой пола.

Если в терморегуляторе присутствует внутренний датчик и есть клеммы для внешнего датчика, то скорее всего этот терморегулятор все равно осуществлять управление может только по температуре внутреннего датчика.

Внешний датчик служит для аварийного контроля температуры пола с целью недопущения его перегрева.

Ограничение температуры пола актуально для электрических теплых полов.

Встречались диковинные терморегуляторы, в которых встроенный датчик служил для защиты от перегрева самого терморегулятора.

Терморегуляторы, которые на выбор могут регулировать хоть по внутреннему, хоть по внешнему датчику редкие — я встречал только два таких с ценой около 5000р. Рискну предположить, что терморегуляторы дороже 5000р все могут управлять по любому из датчиков.

К вопросу об установке в МКД автоматических регуляторов температуры горячей воды

Практически каждый год к началу отопительного сезона складывается следующая ситуация. Ресурсоснабжающая организация не выдает акты готовности к осенне-зимнему периоду в связи с невыполнением ТСЖ, ЖСК, управляющими организациями гарантийных обязательств по восстановлению теплообменного оборудования согласно проекту или установке автоматических регуляторов температуры горячей воды.

При этом следует напомнить, что в соответствии с п 9.5.1 Правил технической эксплуатации тепловых энергоустановок, утв. Приказом Минэнерго РФ от 24.03.2003 г. № 115, установка автоматического регулятора температуры горячей воды в системе горячего водоснабжения обязательна. Эксплуатация систем ГВС с неисправным регулятором температуры воды не допускается. Согласно ч. 9. ст. 29 Федерального закона «О теплоснабжении» № 190-ФЗ от 27.07.2010 г., использование централизованных открытых систем теплоснабжения (горячего водоснабжения) для нужд ГВС, осуществляемого путем отбора теплоносителя на нужды горячего водоснабжения, не допускается с 01.01.2012 г.

По данным Омского филиала ОАО «ТГК № 11», в половине многоквартирных домов г. Омска системы горячего водоснабжения вообще не оборудованы автоматическими регуляторами температуры горячей воды. Кроме того, необходимо установить порядка 1300 теплообменников (не менее 118 шт. в год) до 2022 г.

Отсутствие установленных теплообменника или терморегулятора на системе ГВС и как следствие – неисполнение гарантийных обязательств, по моему мнению, нельзя списать на нерадивость эксплуатирующих (управляющих) организаций.

В соответствии с ч. 1 ст. 36 ЖК РФ собственникам помещений в многоквартирном доме принадлежит на праве общей долевой собственности общее имущество в многоквартирном доме, а именно: механическое, электрическое, санитарно-техническое и иное оборудование, находящееся в данном доме за пределами или внутри помещений и обслуживающее более одного помещения.

Следовательно, принятие решения об установке указанного оборудования и финансировании работ отнесено к компетенции общего собрания собственников помещений в многоквартирном доме, проводимого в порядке, установленном ЖК РФ.

Распространена ситуация, когда на общем собрании при рассмотрении вопроса о финансировании затрат на приобретение и ввод в эксплуатацию оборудования, собственники помещений воздерживаются от принятия решения или вообще голосуют только за проведение приоритетного ремонта, к примеру, – крыши дома.

Но тем не менее требования законодательства необходимо исполнять, как и получать акты готовности к осенне-зимнему периоду.

Считаю, что при совместной организации УК, ТСЖ и теплоснабжающей организации широкого информирования собственников помещений ситуация может измениться в положительную сторону.

Как один из возможных вариантов, организация проведения общего собрания собственников помещений с привлечением представителя ресурсоснабжающей организации, к теплоисточнику которой подключён многоквартирный дом, для компетентного рассмотрения возникающих вопросов граждан.

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:

• бронзы (с никелевым и хромированным покрытием);
• латуни (покрывают слоем никеля);

• нержавеющей стали.

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.

Прямой (проходной) клапан и угловой

Название/фирма	Для какой системы	Ду, мм	Материал корпуса	Рабочее давление	Цена
Данфос, угловой RA-G с возможностью настройкой	однотрубной	15 мм, 20 мм	Никелированная латунь	10 Бар	25-32 $
Данфос, прямой RA-G с возможностью настройкой	однотрубной	20 мм, 25 мм	Никелированная латунь	10 Бар	32 — 45 $
Данфос, угловой RA-N с возможностью настройкой	двухтрубной	15 мм, 20 мм. 25 мм	Никелированная латунь	10 Бар	30 — 40 $
Данфос, прямой RA-N с возможностью настройкой	двухтрубной	15 мм, 20 мм. 25 мм	Никелированная латунь	10 Бар	20 — 50 $
BROEN , прямой с фиксированной настройкой	двухтрубной	15 мм, 20 мм	Никелированная латунь	10 Бар	8-15 $
BROEN , прямой с фиксированной настройкой	двухтрубной	15 мм, 20 мм	Никелированная латунь	10 Бар	8-15 $
BROEN ,угловой с возможностью настройкой	двухтрубной	15 мм, 20 мм	Никелированная латунь	10 Бар	10-17 $
BROEN ,угловой с возможностью настройкой	двухтрубной	15 мм, 20 мм	Никелированная латунь	10 Бар	10-17 $
BROEN , прямой с фиксированной настройкой	однотрубной	15 мм, 20 мм	Никелированная латунь	10 Бар	19-23 $
BROEN , угловой с фиксированной настройкой	однотрубной	15 мм, 20 мм	Никелированная латунь	10 Бар	19-22 $
OVENTROP , осевой		1/2″	Никелированная латунь, покрытая эмалью	10 Бар	140 $

Что такое термостат

Термостат – это дискретный механический прибор, который при достижении заданной уставки по температуре, изменяет своё состояние или состояние своих электрических контактов.

Эти контакты, например, могут использоваться в релейных электросхемах, запуская или останавливая различные агрегаты или передавать информацию о достижении температуры в систему автоматизации АСУТП. Само слово происходит от двух греческих слов: «θερµο-», что означает тепло и «στατός» — стоячий, неподвижный.

В отличие от аналоговых датчиков температуры, таких как термопара или термометр сопротивления, термостат не покажет истинное значение температуры в определённый момент времени. Задача его заключается лишь в том, чтобы при выставленном заранее значении температуры «сработать», то есть изменить своё состояние. После этого в зависимости от типа термостата выполняются требуемые при регулировании действия.

Термостаты применяют в устройствах или системах, которые что-либо нагревают или охлаждают до заданных температурных значений. Например, в холодильниках, отопительных приборах, системах охлаждения автомобильных двигателей, промышленных печах и др.

Из чего состоит термостат и какой у него принцип работы

Устройство термостата и его принцип работы зависят от используемого типа чувствительного элемента. Это могут быть биметаллические пластинки или металлические капсулы с капиллярными трубками, заполненные жидкостью или газом.

Биметаллическая пластина представляет собой две разнородные металлические полоски с разными коэффициентами теплового расширения, которые сваривают вместе. Во время нагрева одна из металлических пластин расширяется больше, что приводит, при достижении заданной температуры, к её изгибанию или выпрямлению.

Механически передвигаясь таким образом, биметаллическая пластина может замкнуть или разомкнуть электрические контакты или, например, открыть клапан охлаждающей жидкости.

Ещё один из распространенных видов термостата – капиллярный. Его работа основана на первом законе термодинамики, согласно которому при изменении температуры в термодинамической системе, она должна выполнять механическую работу до тех пор, пока не придет в равновесное состояние.

Капиллярный термостат включает в себя следующие элементы:

• металлическую капсулу, содержащую рабочую жидкость (например, гликоль);
• капиллярную трубку, соединяющий датчик с регулирующим блоком термостата;
• регулирующий блок или электромеханическое реле, при помощи которого задаётся уставочное значение температуры.

При нагреве металлической капсулы изменяется объём её содержимого, которое через капиллярную трубку давит на мембрану реле и при достижении заданной температуры происходит замыкание или размыкание его контактов.

У всех типов термостатов задание температуры происходит механически, поворачивая регулировочный винт, либо жёстко задано производителем на определённую температуру.

Назначение термостата

Как было сказано выше, основной задачей термостата является контроль за температурным режимом. Сфера использования термостатов очень широкая: от утюга в маленькой квартире до огромных печей на промышленных объектах. Они применяются в различной технике, отопительных системах, кондиционерах и бытовых приборах.

Термостат делает их использование безопасным и в то же время комфортным, поскольку регулирование температуры осуществляется автоматически.

Термостаты могут быть уже встроенными или применяться дополнительно, например, в смесителях для воды, для корректировки работы газовых котлов или подогрева пола.

Автомобильный термостат – обязательный компонент для системы охлаждения двигателя. Он помогает поддерживать необходимую температуру, не допуская перегрева.

Настройка и эксплуатация

Пользоваться температурными датчиками можно, в принципе, уже с промышленными настройками. Но они почти наверняка будут отличаться от оптимальных параметров. Корректировка начинается с запуска отопительной системы без регулятора и с замера создающейся температуры. Этот замер производится строго в том месте, которое необходимо обслуживать в первую очередь. К сведению: при настройке двери и окна основательно закрывают, не оставляя даже небольших щелей.

Головная часть термостата выставляется на режим, обеспечивающий полностью открытый просвет. Как только температура превзойдет желаемый показатель на 5 градусов, регулятор переключают в закрытое положение. Обнаружив падение температуры до наиболее приемлемого уровня, следует плавно открывать регулирующее устройство. Тогда, заметив шум и начало прогрева радиатора, следует остановить дальнейшие манипуляции и записать текущее положение регулятора. Впоследствии, чтобы жить с комфортом, придется указывать именно такое положение регулятора.

Конечно, некоего универсального положения его не будет. Дополнительные настройки выполняются при смене сезона или при резком похолодании (оттепели). Если настройка устройства будет производиться вручную, желательно сразу монтировать его там, где доступ окажется удобнее всего. Впрочем, для автоматизированных систем то же самое правило действует в большинстве случаев. Ведь доступ понадобится все равно для монтажа, первичной настройки, обслуживания, ремонта и последующего демонтажа.

Перед настройкой рекомендуется отключать вытяжки и кондиционирующее оборудование. Если регулятор выполнен на основе современной электроники, настройка сводится к выбору режимов теплоснабжения. В загородном жилье и на дачах выбирают чаще всего интенсивный прогрев в выходные дни и профилактику заморозки системы в будни. Конечно, в зависимости от индивидуальных потребностей ситуация может быть совсем иной. Остальные нюансы настройки зависят от особенностей применяемого оборудования.

Разновидности регуляторов систем отопления

Для систем отопления используют терморегуляторы нескольких видов:

• механические;
• электронные;
• электромеханические.

С их помощью можно контролировать температуру и поддерживать удобный климат в помещении. Независимо от того, какой регулятор будет применяться, каждый из них обладает достоинствами и недостатками.

Электронные регуляторы

Электронный терморегулятор состоит из 3 главных элементов:

• микропроцессора;
• датчика;
• ключа.

обрабатывает и передает сигнал

Преимущества электронных терморегуляторов заключаются в:

• высокой точности;
• легкости настройки и управлении отопительными системами.

Применяются электронные регуляторы для того, чтобы управлять отопительной системой квартиры или дома и регулировать работу кондиционеров, а также других систем, которые отвечают за поддержку и создание в помещении комфортного микроклимата.

Терморегуляторы электронного образца могут легко монтироваться в систему умного дома и следить за температурой обогревателей и помещений.

Механические регуляторы отопления

Терморегулятор механического типа для радиатора состоит из:

• клапана;
• термической головки.

без использования посторонней энергии

Принцип работы механического регулятора достаточно прост — колесико с температурой выставляется на нужный уровень с помощью ручного управления.

Механические регуляторы кроме регулировочного колесика могут иметь кнопку включения и выключения, управляются и включаются такие регуляторы только вручную.

Электромеханические регуляторы

Одним из самых простых регуляторов, считается электромеханический. Главным его элементом считается реле, которое бывает нескольких видов, но в системе отопления применяется используется регулятор с реле, у которого некоторые элементы расширяются в момент нагревания.

Такой тип регулятора применяется в масляных радиаторах и бойлерах, где реле представляет собой цилиндрическую трубку, которая наполнена чувствительной жидкостью. Трубка находится в маленьком бачке с водой, которая нагревается.