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.
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.
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:
- 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.
- Автоматическое включение обогрева.
- Герметичность.
- Невысокая цена.
Минусы этих приборов:
- Низкая функциональность.
- Сложность добиться высокой точности регулирования.
Специфика электронных терморегуляторов
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.
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.
Установить счетчики и полагать, что экономия достигнута — заблуждение. Не стоит останавливаться на достигнутом! Изучив рынок энергосберегающего оборудования как следует, приходит понимание, что настоящая экономия начинается с установки термомайзера . Ведь этот прибор должен применяться в каждой системе отопления и горячего водоснабжения! Термомайзер – это автоматический регулятор температуры , как горячей воды, так и теплоносителя. Обустроив свою систему термомайзером, вы получаете возможность управления климатом в любом помещении и колоссальную экономию расхода горячей воды или теплоносителя, и как следствие — денег.
Как устроен термомайзер?
В состав термомайзера входит всего два компонента, это регулятор и электронное устройство управления. Первый компонент – регулятор, отвечает за автоматическое регулирование температуры подающейся воды для системы отопления или горячего водоснабжения. Второй компонент термомайзера – электронное устройство, в которое поступают данные с температурных датчиков, расположенных внутри и с наружи помещения, а так же на входе и на выходе теплоносителя. Полученные данные обрабатываются в соответствии с алгоритмом программы, производятся вычисления, по которым поступают команды уже непосредственно на регулятор.
Что умеют термомайзеры?
Выбирая различные программы, мы имеем возможность поддержания заданных температур воды и теплоносителя, графика системы отопления, регулировки температур обратного контура, теплоносителя в подающем трубопроводе по отклонению от заданной внутренней температуры помещения, регулировки при использовании таймера, отдельных режимов для праздников, выходных и ночи и ряда других опций. Термомайзеры оснащаются богатым функционалом и возможностями по экономии, от нас лишь требуется выбрать нужную модель, задать нужные данные и настроить режим.
Важной деталью в экономии является оснащение прибора уличным датчиком, особенно это актуально для весны, во время резких перепадов температуры ночи и дня. При мониторинге всей динамики перепадов, мы всегда имеем нужную нам температуру внутри помещения без перерасхода ресурсов и денег.
Какой термомайзер выбрать?
Выбирать термомайзер следует, отталкиваясь от имеющейся системы водоснабжения и отопления. Любая модель термомайзера позволит эффективно экономить теплоноситель и создаст необходимый микроклимат в помещении. В зависимости от типа регулятора, одни термомайзеры могут использоваться в системах общественных и административных зданий, другие будут более актуальны в открытой системе горячего водоснабжения и отопления, третий вид термомайзеров лучше применим в закрытых системах с насосным смешением, или как дополнительная опция в вентиляционных системах и системах кондиционирования. Самый влияющий фактор на экономию термомайзера – тип регулятора.
Наш завод изготавливает и поставляет весь модельный ряд следующих регуляторов температур:
термомайзер Р-2.Т, термомайзер Р-7.Т, термомайзер Р-8.Т, устройство управления Теплур и другиекомплектующие сверхэффективного энергосберегающего оборудования
. Вы можете обратиться за консультацией по вопросам подбора, приобретения, доставки, монтажа и настройке термомайзеров по указанным контактам на странице с товаром.
Сколько служат термомайзеры и как они эксплуатируются
По сроку службы термомайзеры практически вечны, но качество теплоносителя оказывает прямую зависимость на время жизни прибора. Учитывая реалии, термомайзер свободно проработает 15-20 лет. Наш завод изготавливает регуляторы из качественных металлов, таких как нержавейка, латунь и чугун, что положительно сказывается на долговечности и бесперебойной работе приборов. Это дает значительные преимущества перед импортными приборами – конкурентами, выполненными из углеродистой стали, производства Danfoss и др. Качество первичного Российского теплоносителя значительно уступает европейскому, на который и рассчитаны импортные термомайзеры, их эксплуатация в отечественных системах будет сопровождаться множеством проблем.
Термомайзеры в техническом обслуживании вовсе не прихотливы. В принципе, никакого технического обслуживания и не требуется. Достаточно один раз первоначально настроить регулятор. Рекомендуется делегировать установку профессионалам.
Выгода при установке термомайзера
Часто, при прохождении теплоносителем контура отопительной системы он не остывает и имеет достаточно высокую температуру, что бы задействовать ее повторно. Как раз это и осуществляется с помощью термомайзера. За счет вторичного использования теплоносителя, мы достигаем существенной экономии. Административные, жилые и общественные здания могут подключаться по этой схеме.
На время, когда мы не используем помещение, например, в выходные или праздники, можно выставить минимальную температуру теплоносителя на термомайзере, что повлечет за собой значительное сокращение расхода теплоносителя.
Термомайзеры так же позволяют экономить тепловую энергию на производственных и торговых площадях. За эту энергию приходится платить немалые деньги по счетчику. Только представьте, какая переплата получается за выходные, праздники, ночное время суток и другие случаи, когда помещение не используется. На все эти случаи можно настроить определенные режимы в регуляторе термомайзера и не платить лишние деньги за перерасход теплоносителя.
Преимущества термомайзеров выражаются не только деньгами, не стоит забывать и о комфорте. Ведь возможность регулировки и поддержки на необходимом уровне температуры актуальна для многих помещений различных зданий и площадей.
1.
2.
3.
4.
Как известно, для того, чтобы качественно отопить любое помещение, требуется правильно отрегулировать температурные показатели, чтобы нагрев соответствовал оптимально комфортным условиям и обеспечивал благоприятный микроклимат в жилище. Поэтому следует более подробно рассмотреть особенности такого прибора, как регулятор температуры для радиатора отопления, который призван выполнять все эти функции. Кроме того, следует разобраться с тем, как регулировать температуру батареи отопления в различных постройках, включая частные и многоквартирные дома.
Необходимость установки терморегуляторов
Подобные механизмы применяются для следующих целей:- экономия производимого отоплением тепла;
- поддержание комфортного показателя температуры в жилище.
Очень важно помнить, что при монтаже крайне необходимо наличие специальной перемычки, расположенной непосредственно перед прибором отопления. Если ее не будет, то расход теплоносителя не получится регулировать через радиатор, так как делать это придется через общий стояк.
Говоря об экономии, этот фактор является актуальным для тех хозяев, жилое помещение которых оборудовано автономной отопительной системой, а также для служб жилищно-коммунального хозяйства, использующих приборы учета для оплаты тепла, поступающего от его производителей.
Установка температурных регуляторов в домах многоквартирного типа
Чтобы установить регулятор температуры радиатора батарей отопления в многоквартирном доме, необходимо разобраться с тем, что представляет собой учет тепла в такой конструкции.Трубопроводы подачи и отдачи оснащены специальными подпорными шайбами, перед и после каждой из которых располагаются регулирующие давление датчики. Благодаря тому, что диаметр этих датчиков известен, появляется возможность рассчитать расход теплоносителя, циркулирующего через датчики. Как результат, разница, полученная между расходом воды в трубопроводах подачи и отдачи, будет отображать объем израсходованной жильцами воды.
Контроль на обоих участках призваны осуществлять температурные датчики. Поэтому, зная то, в каком объеме расходуется тепло и чему равна его температура, можно легко рассчитать то количество тепла, которое осталось в помещении.
Для того чтобы регулировать работу отопления было проще, требуется постоянно следить за состоянием температуры.
Сделать это поможет один из двух способов:
- Монтаж запорного клапана . Такое устройство призвано частично перекрывать систему трубопровода в том случае, если температура обратки является выше заданной. Представляет собой обычный электромагнитный клапан. Подобный вариант станет подходящим тех домов, где система отопления является относительно простой и не отличается большим объемом теплоносителя.
- Устройство клапана трехходового типа . Этот прибор также позволяет регулировать текущий расход теплоносителя, однако функционирует он несколько иначе: в том случае, если температура воды превышает норму, то она направляется сквозь открытый клапан в трубопровод подачи в большем количестве. Путем смешения с остывшей водой общая температура снизится, а необходимая скорость циркуляции сохранится.
Монтаж механических регуляторов не несет в себе особой сложности. Чтобы установить такой прибор, требуется лишь соединить его с фланцем в узле элеватора. Немаловажным является и тот факт, что цена таких устройств является значительно более низкой по сравнению с электронными механизмами.
Монтаж регуляторов температуры в частных домах
Как правило, автоматический регулятор температуры отопления является неотъемлемой частью нагревательного котла в автономной системе отопления. Такой датчик может быть мобильным, то есть его можно переносить, а также способен измерять температуру в комнате.В котлах электрического типа используются электронные датчики, которые непосредственно связаны с установленными ТЭНами (тепловыми электронагревательными элементами) либо с напряжением, возникающим на электродах или на обмотке котла.
Системы котлов, работающие как с помощью газа, так и с применением технологии пиролиза, зачастую оснащены механическими регуляторами, главное из преимуществ которых – независимость в плане энергии. Но такой вариант, безусловно, не подразумевает использования выносных температурных датчиков. Читайте также: " ".
Температурные датчики для радиаторов
Иногда один датчик температуры имеет при себе несколько отопительных радиаторов. Влияет на это, в первую очередь, схема установки. Но гораздо чаще принято монтировать регулятор на каждый прибор отопления по отдельности.
Многие хозяева устанавливают привычную многим систему, именуемую «ленинградкой», принцип работы которой заключается в применении одной опоясывающей дом или один этаж трубы, имеющей довольно внушительный диаметр, а параллельно ей встраиваются батареи отопления или конвекторы.
Стоит отметить, что для того, чтобы отрегулировать температуру отопления, можно использовать не только стандартные устройства.
К распространенным механизмам этого типа относятся:
- головка на термостатической основе. Представляет собой автоматический датчик, контролирующий температуру теплоносителя в батарее. Принцип ее функционирования заключается в следующем: в процессе нагрева жидкие и газообразные вещества расширяются (детальнее: " "). Это, как следствие, ведет к тому, что нагретый продукт выдавливает специальный шток, перекрывая, тем самым, доступ теплоносителя;
- не менее часто применяются и приборы, именуемые дросселями. Они представляют собой специальные краны винтового типа, с помощью которых можно регулировать проходимость теплоносителя ручным образом. Стоимость их является более доступной, а кроме того, с их помощью можно контролировать двухтрубные отопительные системы;
- наименее дорогостоящий и самый простой механизм, помогающий отрегулировать температуру – это традиционный вентиль. Безусловно, эксплуатировать в данном случае следует лишь современные модели, а не устаревшие винтовые приборы, так как в старых механизмах очень часто отрываются клапаны, а также существует риск протечки сальников. Совершенно иная ситуация обстоит с шаровыми вентилями: даже в полуоткрытой позиции они надежно и качественно функционируют на протяжении долгого периода времени.
Для того чтобы устройство регуляторов температуры прошло максимально удобно, многие специалисты рекомендуют предварительно изучить различные фото этих устройств и детальные видео по их правильному подключению.
Пример регуляторов температуры отопления на видео:
Хочу рассказать о создании несложного устройства, которое сильно облегчило жизнь домашним обитателям - автоматический регулятор температуры газовой колонки. Подобные устройства уже создавались и описывались здесь на хабре, хотелось сделать чуть более продвинутый девайс и подробно описать весь процесс создания от задумки и измерения до реализации, без использования готовых модулей типа Arduino. Устройство будет собрано на макетной плате, язык программирования - C. Это моя первая разработка законченного (и работающего!) устройства.
1. Исходные данные
Мы живем на съёмной квартире, которая обладает одним очень неприятным свойством: в доме нет горячей воды, холодная вода нагревается на месте при помощи нагревателя (Водонагреватель Проточный Газовый - ВПГ ), который расположен на кухне. Во время принятия душа если происходит очередной скачок давления - приходится голышом шлепать до колонки или звать кого-нибудь. Интегрировать полноценный «умный дом» возможности нет, поэтому решено было внедрить автоматическое регулирование нагревателя. К слову, довольно быстро нашел несколько похожих решений, например , а значит проблема моя известна и решена в своем виде.Модель ВПГ: Vector lux eco 20-3 (китай)
Давление воды: около 1.5 кгс/см² (давление низкое, нагреватель работает чуть выше допустимого предела)
Требования к решению
- Простота
- ПИД-регулятор или его подобие
- Возможность выбора поддерживаемой температуры
- Отображение текущих параметров
- Решение вопросов безопасности устройства
Архитектура системы
После некоторых размышлений архитектура устройства была набросана следующим образом:- Сервопривод (непосредственно в теле ВПГ)
- Термодатчик штатный ВПГ
- Блок усиления сигнала термодатчика и стабилизатор питания сервопривода (непосредственно в теле ВПГ)
- Блок управления (внешний)
2. Сервопривод
Так как профессия у меня программная и механика всегда оставалась самой сложной частью - начать решил с неё. Надо сказать что к первому этапу долго не мог собраться, ВПГ очень боязно было трогать, но очередной перепадок давления вынудил меня начать.Разобрав колонку и осмотревшись - нашёл места для установки сервомашинки TowerPro MG995, как-то давно заказанной «на сдачу» на aliexpress.
Для устранения люфта привода тяг сделал одну тягу подпружиненной. Люфт был полностью устранен, но выяснилась другая проблема - сервомашинка с моментом > 10 кг*см оказалась слишком дерзкой для ВПГ. При включении переходные процессы в электронике машинки вызывают рывок в рандомное положение и через пару холостых включений тяга оказалась погнутой! Силумин колонки точно не выдержит такого обращения. Так же вызывала нарекания геометрия качалки, которая была не на оси регулятора - что приводило к нелинейности регулировки. Финальный вид узла привода дросселя:
Узел переделан - использованы пружины от ВАЗ (от карбюратора - куплены в магазине автозапчастей) и качалка теперь на геометрической оси вала. Такая конструкция имеет небольшой люфт, но зато линейна в регулировке и может демпфировать бешенство рулевой машинки. Углы выставлены на оптимальные значения для регулировки в наиболее востребованных положениях регулятора.
3. Блок датчиков ВПГ
Терморезистор ВПГ меняет своё сопротивление в пределах 20..50 КОм, использовать напрямую в качестве делителя проблематично - получим низкую точность измерения. Но как оказалась на практике - при повышении питающего напряжения до 12В можно без проблем получить приемлемый диапазон выходного сигнала - только использовать ОУ в режиме повторителя (при необходимости можно поменять коэффициент усиления) для изоляции делителя от нагрузки. Схема блока внутри ВПГ:
Делитель R2 и термодатчик колонки формирует сигнал с напряжением 1.4..4.96 В в полном диапазоне измерений (на практике - 20..60 градусов цельсия). Изначально разработал мостовую схему - которая может компенсировать уход источника питания, но была отброшена из-за того что источник питания влиял слабо, а первый пункт «ТЗ» был - «простота». Операционный усилитель обеспечивает развязку делителя и нагрузки. Стабилитрон D1 ограничивает выходное напряжение на уровне 5.1 В для случаев отсоединения датчика (в противном случае на выходе было бы 12В - что смертельно опасно для контроллера) - что схемой контроллера будет считаться безусловной ошибкой. Интегральный стабилизатор 7805 питает сервомашинку - решение неудачное, при стопоре машинки он ужасно нагревается и думаю может выйти из строя при клине привода (если не сработает встроенная защита). Более на этом блоке не буду заострять внимание.
4. Контроллер
Контроллер собран на базе ИМС Atmega8 в dip-корпусе.
Тактирование - внутренний осцилятор на 8 МГц. Питание - ещё один 7805 на плате. Индикация через стандартный LCD1602 дисплей. Схема блока:
Управление питанием блока осуществляется от колонки через транзистор - используя малогабаритное реле. Сигнал термодатчика (Контакт №4 разьема) имеет подтяжку на землю и при отсоединении датчика во время работы покажет очень высокую температуру - что приведет к уменьшению регулятора и не вызовет опасных ситуаций. Собранный блок:
4. Испытания и регулировка
Для отработки ПИД-регулятора была написана модель ВПГ на Qt. На ней были отработаны основные моменты и ситуации работы нагревателя - старт холодный/горячий, перепады давления. Для снятия характеристик был добавлен UART-разьем на плату контроллера, куда раз в секунду отправлялись данные о показателях - текущая температура, положение дросселя и т.д.
При испытаниях выявилось следующее:
- Очень большая инерция ВПГ от начала воздействия до реакции на термодатчике - порядка 30 секунд
- Округление до градуса в микропрограмме контроллера - плохая идея, алгоритм может работать более точно
Результаты измерения и калибровки термодатчика, Зависимость можно считать условно-линейной:
Первые прогоны в программе отрисовки телеметрии от колонки:
(забыл на графики добавить легенду. Здесь и далее - красный - температура датчика, зеленый пунктирный - положение дросселя, синий - желаемая юзером температура)
Почти удачная регулировка
Удачные варианты коэффициентов
Неплохой вариант старта
Первые прогоны показали основные параметры системы, дальше уже не составило труда замерить их и настроить по ускоренной формуле , параметры подбирал долго и мучительно. Полностью от колебаний избавится не удалось, но колебания в пределах 1 градуса считаются приемлемыми. Принятый вариант:
В процессе подбора интегральый коэффициент пришлось полностью отключить, думаю что это из-за большой инерции системы. Итоговые коэффициенты:
Float Pk = 0.2; float Ik = 0.0; float Dk = 0.2;
5. Корпусирование
Устройство собрано в пластмассовом корпусе распределительной коробки.
И в таком виде работает.
6. Безопасность использования
Важный вопрос, которым задавался с самого начала.Пройдемся по основным пунктам.Гальваническая развязка цепей колонки и регулятора
Что будет если блок питания 12В закоротит и на цепи датчика окажется 220 вольт? Не вызовет это подачу газа в колонку. Как оказалось - не вызовет - в колонке имеется два уровня подачи газа - электромагнитный клапан контроллера и механический клапан воды. Открыть только соленоид мало - газ не поступит без тока воды.Отключение или отрыв датчика внутри ВПГ
При отключении терморезистора от блока внутри ВПГ на выходе будет генерироваться сигнал 0xFF (5.1В) что проверяется программой как ошибка, контроллер останавлиает выполнение программы, сервопривод выставляется на минимум.Отключение или отрыв датчика от контроллера
В этом случае генерируется большая температура (подтяжка линии датчика к земле) что приведет к выводу привода в минимальное значение, что так же безопасно для юзера.Электронно-механическая защита ВПГ
Цени защиты ВПГ остаются функционировать в штатном режиме, в случае кипения/перегрева/датчика тяги колонки штатные системы должны отключить её.Терморегуляторы — небольшие по размеру, но весьма практичные в быту устройства для контроля теплоотдачи. В зависимости от реальной потребности регуляторы температуры для батарей отопления увеличивают или сокращают объем теплоносителя. Согласитесь, это полезно и для самочувствия владельцев дома/квартиры, и для их кошельков.
Желающим приобрести терморегуляторы для оснащения радиаторов мы предлагаем ознакомиться с подробным описанием видов устройств регулировки отдачи тепла. Мы привели и сравнили их способы управления, принцип действия, стоимость, специфику монтажа. Наши рекомендации помогут выбрать оптимальную разновидность.
Представленную к рассмотрению информацию, собранную и систематизированную для будущих покупателей регуляторов тепла, мы дополнили наглядными фото-подборками, схемами, нормативными таблицами, видео.
Известно, что температура в разных комнатах дома не может быть одинаковой. Также необязательно постоянно поддерживать тот или иной температурный режим.
Например, в спальне ночью необходимо опускать температуру до 17-18 о С. Это положительно влияет на сон, позволяет избавиться от головных болей.
Галерея изображений
Оптимальная температура на кухне составляет 19 о С. Это связано с тем, что в помещении располагается много обогревательной техники, которая генерирует дополнительное тепло. Если в ванной комнате температура будет ниже 24-26 о С, то в помещении будет ощущаться сырость. Поэтому здесь важно обеспечить высокую температуру.
Если в доме предусмотрена детская комната, то ее температурный диапазон может меняться. Для ребенка до года потребуется температура 23-24 о С, для детей постарше достаточно будет 21-22 о С. В остальных комнатах температура может варьироваться от 18 до 22 о С.
Комфортный температурный фон подбирается в зависимости от назначения помещения и частично от времени суток
В ночное время можно понижать температуру воздуха во всех комнатах. Необязательно поддерживать высокую температуру в жилище в случае, если дом некоторое время будет пустовать, а также во время солнечных теплых дней, при работе некоторых электроприборов, генерирующих тепло и др.
В этих случаях установка термостата сказывается на микроклимате положительно — воздух не перегревается и не пересушивается.
Из таблицы видно, что в жилых комнатах в холодное время года температура должна составлять 18-23 о С. На лестничной площадке, в кладовой допустимы низкие температуры — 12-19 о С
Терморегулятор решает следующие проблемы:
- позволяет создавать определенный температурный режим в комнатах разного назначения;
- экономит ресурс котла, уменьшает количество расходных материалов для обслуживания системы (до 50%);
- появляется возможность без отключения всего стояка производить аварийное отключение батареи.
Следует помнить, что с помощью термостата невозможно повысить КПД батареи, увеличить ее теплоотдачу. Сэкономить на расходных материалах смогут люди с индивидуальной системой отопления. Жители многоквартирных домов с помощью термостата смогут лишь регулировать температуру в комнате.
Разберемся, какие существуют , и как сделать верный выбор оборудования.
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 , 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;
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
Газонаполненные и жидкостные термостаты
При разработке регулятора в качестве термостатического элемента могут использовать вещество в газообразном или жидком состоянии (например, парафин). Исходя из этого, приборы делят на газонаполненные и жидкостные.
Парафин (жидкий или газообразный) обладает свойством расширяться под действием температуры. В результате масса давит на шток, к которому подсоединен клапан. Шток частично перекрывает трубу, через который проходит теплоноситель. Все происходит автоматически
Газонаполненные регуляторы обладают высоким сроком службы (от 20 лет). Газообразное вещество позволяет более плавно и четко регулировать температуру воздуха в жилище. Приборы идут с датчиком, которые определяет температуру воздуха в жилище.
Газовые сильфоны быстрее срабатывают на колебания температуры воздуха в помещении. Жидкостные же отличаются более высокой точность в передаче внутреннего давления на подвижные механизм. При выборе регулятора на основе жидкого или газообразного вещества ориентируются на качество и срок службы агрегата.
Жидкостные и газовые регуляторы могут быть двух типов:
- со встроенным датчиком;
- с дистанционным.
Если радиатор подключен к рабочей системе отопления, то из него следует слить воду. Сделать это можно с помощью шарового крана, запирающего вентиля или любого другого устройства, блокирующего подачу воды из общего стояка.
После этого открывают клапан батареи, располагающийся в области места поступления воды в систему, перекрывают все краны.
После того, как из батареи была устранена вода, ее необходимо продуть, чтоб убрать воздух. Также это можно сделать с помощью крана Маевского
На следующем этапе выполняют снятие адаптера. Перед процедурой пол застилают материалом, хорошо поглощающим влагу (салфетками, полотенцами, мягкой бумагой и т.д.).
В комнату помещают термометр, затем отворачивают клапан до упора. В этом положении теплоноситель заполнит радиатор полностью, а значит, теплоотдача прибора будет максимальной. Через некоторое время необходимо зафиксировать полученную температуру.
Далее необходимо повернуть головку до упора в обратную сторону. Температура начнет понижаться. Когда термометр покажет оптимальные для помещения значения, то клапан начинают открывать до тех пор, пока не послышится шум воды и не произойдет резкий нагрев. В этом случае вращение головки прекращают, фиксируя ее положение.
Выводы и полезное видео по теме
В видео наглядно показано, как настроить терморегулятор и внедрить его в систему отопления. В качестве примера взять автоматический электронный регулятор Living Eco от бренда Danfoss:
Выбрать терморегулятор можно исходя из собственных пожеланий и финансовых возможностей. Для бытовых целей идеально подойдет механической и полуэлектронный агрегат. Любители smart-техники могут отдать предпочтение функциональным электронным модификациям. Установить приборы также возможно без привлечения специалистов.
