Что значит электронный термостат
Термостат, что это? Техническое исполнение и принцип работы.
Термостат, это прибор для поддержания постоянной температуры. Поддержание температуры обеспечивается либо за счёт использования терморегуляторов, либо осуществлением фазового перехода (например, таяние льда). Для уменьшения потерь тепла или холода термостаты, как правило, тепло-изолируют. Но не всегда.
В термодинамике термостатом часто называют систему, обладающую столь большой теплоёмкостью, что подводимое к ней тепло не меняет её температуру.
Термостат для отопления
Около 30 лет назад в системе отопления начали использоваться специальные приборы, с помощью которых можно контролировать температурный режим внутри помещений. Термостаты для отопления — так эти приборы называются. Они стали неотъемлемой частью любой отопительной системы независимо от назначения помещения, где она применяется.
С помощью термостатов можно не только регулировать поток и температуру теплоносителя в радиаторах отопления, но и при необходимости полностью перекрыть подачу в радиаторе. Это облегчает ремонт или замену прибора, поскольку не нужно останавливать весь процесс отопления и полностью сливать теплоноситель. Поэтому установка термостата, это очень выгодное вложение.
Все без исключения термостаты имеют одну и ту же конструкцию и одинаковый принцип работы. Отличается только способ управления прибором.
Термостат для отопления
Механический или, как его еще называют, ручной терморегулятор отопления, имеет на вентиле температурную градацию. Если необходимо изменить температурный режим внутри комнаты, стоит только повернуть рукоятку в ту или другую сторону. Здесь важно точно поймать необходимое деление. Иногда это приходится определять опытным путем.
Комнатный термостат для отопительного устройства
Комнатный термостат, это автоматическое устройство, задачей которого является регулировка температурного режима отопительного устройства. Прибор мониторит температуру помещения в воздухе, и в случае необходимости подает сигнал котлу о повышении или понижении его мощности. Обычно котлы оснащены встроенными программаторами, однако в некоторых случаях дополнительные устройства нужно подключать отдельно.
Регулятор температуры, выносной
Разновидности термостатов
Комнатные термостаты квалифицируют по способу установки, по функциональным возможностям, по техническому устройству.
По способу установки различают:
Комнатные термостаты для котлов не создают вредного электромагнитного поля, а лишь периодически передают импульс небольшой мощности. Помимо безопасности, такое решение дает возможность экономить заряд аккумулятора.
По функционалу термостаты классифицируют на:
По техническому исполнению терморегуляторы подразделяют на:
Рассмотрим более подробно техническое исполнение
Электронные термостаты
Электронный комнатный термостат в своей основе имеет три главных компонента:
Основной плюс электронных терморегуляторов — точность работы по выявлению и корректированию температурного режима в помещении. Таким прибором просто управлять, его можно использовать в составе «умного дома».
Электромеханические термостаты
Электромеханический комнатный термостат проще электронного по внутреннему устройству. Центральным элементом устройств является реле. Этот узел внешне похож на цилиндр в виде трубки, которая наполняется отзывчивым к температуре веществом. Как только котел разогревается — вещество расширяется. И наоборот: при понижении температуры вещество сужается. На изменения вещества реагирует привод, который с помощью электроцепи регулирует температурный режим.
Электромеханический термостат
Механические термостаты
Регуляторы механического типа характеризуются отсутствием электронной начинки. В основе принципа работы таких термостатов лежит способность материалов изменять свои свойства под воздействием температуры. В результате изменения температурного режима вещества в газовой мембране, замыкается или разрывается электроцепь, что приводит в действие те или иные механизмы оборудования.
Комнатный термостат для газового котла (или любого другого) может управляться механическим или автоматическим способом. На степень прогрева помещения оказывает непосредственное влияние температура теплоносителя. Как только он нагреется до нужной кондиции, котел выключается. При снижении температуры — подключается вновь. Порог срабатывания отличается в разных системах, но в целом составляет 0,25 градуса.
Функцию контроля за работой отопительного оборудования выполняет программатор. Это устройство, помимо очевидного удобства от автоматизации процесса, выполняет и другую роль — позволяет экономить топливо. Ведь в ручном режиме котел часто включается и отключается, а передвижение теплового носителя создается насосом, который работает даже тогда, когда отопительная система отключена. Следствие этого — повышенный расход электричества и сокращенный срок службы оборудования.
Обратите внимание! Комнатный терморегулятор отзывается не на температуру теплового носителя, а именно на температуру воздуха, в результате чего количество включений-отключений котла снижается в сравнении с регулировкой ручным способом. Иными словами, даже если батареи уже холодные, но температура воздуха в комнате на приемлемом уровне, котел включаться не будет.
Также не станет включаться котел и в некоторых других ситуациях:
Практика применения терморегуляторов показывает — они позволяют экономить до трети тепловой энергии.
Советы при монтаже и подключение термостатов
Установщики советуют ставить термостаты в жилых комнатах. Их установка в коридоре или котельной приводит к дезориентации системы и ложным срабатываниям. Рекомендуется остановить выбор на самой прохладной комнате или там, где бывает наибольшее количество людей.
Рядом с термостатом не должны располагаться источники тепла — батареи или обогреватели. На прибор не должны падать прямые лучи Солнца. Необходимо избегать размещения терморегулятора на сквозняке. Также нежелательно соседство с электрическими приборами, излучающими тепловые помехи.
Включается и выключается котел специальным реле. Термостат подключается с использованием клеммы на котле в заданном месте или через кабель терморегулятора. Для работы программатора нужны батарейки.
Перед тем, как подключить комнатный термостат, нужно прочитать инструкцию, которая находится в техпаспорте прибора. Обычно в паспорте есть отдельный раздел, посвященный подключению термостата.
Несколько советов при покупке
Если решено купить механический, электронный или электромеханический комнатный термостат для котла, желательно придерживаться следующих рекомендаций:
Заключение
Термостат — одна из важных составляющих отопительной системы. Несмотря на простоту устройства, этот прибор обеспечит комфортное управление системой, сэкономит домовладельцу немалые средства и продлит срок эксплуатации оборудования. Установка такого прибора возможна как с помощью специалистов, так и своими руками.
Как сделать надежное ненадежным, или Зачем термостату электронное управление
С задачей не допустить чрезвычайно опасный для двигателей перегрев разработчики первых моторов с водяным охлаждением справлялись, используя свойство воды при нагреве подниматься вверх. Схема была простой: верхний бачок радиатора, куда поднималась горячая вода, размещали выше двигателя, из верхнего бачка вода опускалась по трубкам радиатора вниз, по пути охлаждалась, а затем вновь поступала в мотор.
Чуть позже, чтобы ускорить охлаждение и обойтись относительно небольшим количеством воды, радиатор стали продувать с помощью вентилятора, постоянно вращающегося, пока двигатель работал. Еще эффективнее справляться с обязанностями защиты от перегрева система охлаждения начала, когда круговорот воды в моторе был ускорен с помощью водяного насоса.
В недостатках подобных систем охлаждения были долгий предварительный прогрев двигателя до рабочей температуры и невысокая ее величина при низких температурах окружающей среды. Плохо это тем, что в непрогретом моторе ухудшается смесеобразование, а моторное масло остается излишне вязким. Отсюда потери мощности и перерасход топлива. Кроме того, поскольку в холодном двигателе топливо не только неважно испарялось, но, испарившись, норовило вновь стать конденсатом, его капельки разжижали и смывали масло, из-за чего силовой агрегат быстрее изнашивался.
В движение по большому кругу, или, говоря проще, через радиатор, жидкость отправляется, только когда возникает угроза перегрева. Далее остается лишь регулировать интенсивность циркуляции жидкости через радиатор вплоть до полного отключения большого круга, если температура чересчур снизится.
Это он подобно стрелочнику выбирает путь, по которому водяной насос в зависимости от температуры будет гнать охлаждающую жидкость, а автоматизм в действии термостата обеспечивается за счет использования в его конструкции элемента, содержащего наполнитель, объем которого сильно изменяется при нагреве и охлаждении.
Наполнители могут быть жидкими и твердыми, однако широко применявшиеся ранее термостаты с жидким наполнителем оказались не слишком долговечными. В конечном итоге это привело к повсеместному переходу на термостаты с твердым наполнителем. В них наполнитель при нагреве плавится и расширяется, воздействуя на шток клапана термостата. Клапан открывается и пропускает жидкость в большой круг циркуляции.
Температуру, при которой это происходит, можно увидеть на тарелке клапана термостата. Когда температура становится ниже указанной, наполнитель из жидкого состояния вновь становится твердым, а его объем уменьшается, при этом клапан под действием возвратной пружины перекрывает проход жидкости в радиатор. Так будет продолжаться, пока жидкость, циркулируя по малому кругу, не нагреется до нужной температуры и, омывая по пути рабочий элемент термостата, не вынудит наполнитель опять плавиться и расширяться.
Недостатком термостатов с одним клапаном является нечеткость в перенаправлении потока жидкости с большого круга на малый и наоборот. Дело в гидравлическом сопротивлении, которое создается радиатором. Работы по уменьшению размеров радиаторов при сохранении их эффективности привели к увеличению гидравлического сопротивления, из-за чего жидкость даже после открытия большого круга стремилась циркулировать по пути наименьшего сопротивления, коим являлся малый круг.
Борьба с этой проблемой привела к появлению двухклапанных термостатов. В них, когда основной клапан открывает пропуск в большой круг циркуляции, малый круг запирается дополнительным клапаном.
Однако сколько клапанов к термостату ни приделывай, существовал еще один недостаток, с которым долгое время приходилось мириться по причине отсутствия способа с ним бороться. Термостат обеспечивал необходимый температурный режим при любых атмосферных условиях, что было хорошо, и любой нагрузке двигателя, а вот это и было плохо, ибо то, что являлось оптимальным при одной нагрузке, переставало быть таковым при ее изменении.
Например, для уменьшения расхода топлива и снижения токсичности выхлопных газов во время работы двигателя на частичных нагрузках желательно, чтобы температура охлаждающей жидкости была максимально возможной. При небольших нагрузках она и вовсе должна балансировать на грани закипания жидкости, что для современных систем охлаждения, работающих с избыточным внутренним давлением, составляет примерно 105-110°С.
Никакой термостат, подчиняющийся фазовым превращениям наполнителя из твердого тела в жидкость и обратно, не в состоянии оптимизировать температуру охлаждающей жидкости согласно потребностям нагрузочных режимов. Ситуация казалась тупиковой, пока в связи с развитием электроники чью-то светлую голову не посетила идея добавить к стандартному алгоритму действия термостата электронное управление.
Для этого в рабочий элемент термостата помимо наполнителя поместили нагревательный резистор. Сам термостат настроили на срабатывание при существенно более высоких температурах, чем открывается клапан большого круга в обычных термостатах. Это позволило поддерживать температуру охлаждающей жидкости вблизи 110°С, пока двигатель работает с частичной нагрузкой. Однако как только от мотора требуется полная отдача, на резистор подается ток. Далее начинается то, что происходит в обычных термостатах из-за нагрева охлаждающей жидкостью, но теперь источником тепла является не она, а нагревательное сопротивление. Командует работой сопротивления блок управления двигателем согласно предусмотренной в нем программе оптимизации температуры охлаждающей жидкости.
Хороша идея? В этом не было бы никаких сомнений, если бы помимо лицевой стороны у любой медали не существовала еще и обратная. Любое усложнение конструкции, каким бы интересным оно ни выглядело с технической точки зрения, ведет к потере надежности.
Взять, к примеру, двухклапанный термостат. Если одноклапанный термостат выходит из строя в открытом состоянии, двигатель будет долго прогреваться, его температура при движении автомобиля понижается, из печки дует холодным воздухом, увеличивается расход топлива, но ничего более серьезного с мотором не произойдет. Однако подобная неисправность двухклапанного термостата может привести к перегреву двигателя. Это кажется немыслимым, но в практике такие случаи наблюдались.
Ничего удивительного в этом нет. Принцип работы одноклапанного термостата по умолчанию предполагает, что после открытия клапана какая-то часть жидкости все равно будет продолжать циркулировать по малому кругу, но работа двухклапанного термостата такое исключает априори. На это рассчитывают при конструировании, однако неисправности вносят свои коррективы в расчеты разработчиков двигателей.
Какие коррективы внесло электронное управление? Очевидно, что к причинам, вызывавшим выход из строя термостатов с традиционным устройством, добавились новые, связанные с наличием резистора, его проводки и ее контактных соединений, способных окисляться, а также дополнительных уплотнений, которые рано или поздно уплотнять перестают.
Появились также внешние причины, например, отказы датчиков, информация которых используется для электронного управления термостатом. Это в свою очередь изменило подход к поиску неисправности. Раньше бывалые автомобилисты оценивали работоспособность термостата на ощупь, по тому, как нагреваются шланги подвода и отвода жидкости от радиатора. Теперь насторожить может только работа вентилятора, когда для нее нет оснований (двигатель холодный, кондиционер выключен), что означает переход в аварийный режим. Но чтобы понять, в какую сторону копать, чтобы выйти на конкретного виновника, без компьютерной диагностики обойтись проблематично.
Наконец, сами двигатели стали «горячими». Для них малейшие неполадки в системе охлаждения, на которые моторы с обычными термостатами не реагировали либо реагировали с минимальными последствиями, могут оказаться роковыми. Увеличение количества двигателей, о которых говорится, что они очень чувствительны к перегреву, по всей видимости, и есть главное последствие эволюционных изменений, которые претерпела конструкция термостата.
Сергей БОЯРСКИХ
Фото автора и из открытых источников
ABW.BY
Благодарим за помощь в организации фотосъемки «Ресурсный центр» на базе автомеханического колледжа имени академика М.С.Высоцкого
Интернет-магазин водонагревателей и климатической техники №1
Режим работы: с 10:00 до 18:00
Каталог товаров
Терморегулятор: механический или электронный
Отличие электоронноготермостата от механического
Для эффективного управления системой электрообогрева, как правило, достаточно терморегулятора. Терморегуляторы можно разделить на два типа:
· механические (биметаллические или каппилярные);
· электронные термостаты с терморезистором в качестве датчика.
Механические терморегуляторы применяются главным образом в тех помещениях, где не требуется точная регулировка температуры помещений. Инерционность срабатывания таких терморегуляторов составляет 3-5°С.
Основное преимущество электронных терморегуляторов – это точность поддержания температуры. Их инерционность срабатывания составляет 0,1-0,4°С.
Благодаря точности поддержания температуры электронные терморегуляторы помогают сэкономить до 15% электроэнергии, затрачиваемой на обогрев. Объяснить это можно следующим образом. При использовании стандартного термостата механического типа «вкл/выкл» температура колеблется около заданной величины. Если требуемая температура не должна падать ниже отметки 20°С, то средняя температура будет приблизительно 22°С.
Функция понижения температуры
Вы можете сэкономить до 10% электроэнергии в год, затрачиваемой на отопление просто понижая температуру вашего термостата на 2-3°С на 8 часов в день. Вы можете делать это автоматически, установив терморегулятор с функцией понижения температуры или используя программируемый терморегулятор. На сегодняшний день практически все электронные терморегуляторы имеют функцию понижения температуры (как правило понижение на 5°С). Для того, чтобы активировать эту функцию, достаточно приобрести суточный/недельный таймер и подключить от него одну жилу к соответствующему контакту термостата. Далее выставляете на таймере периоды времени, когда вам нужна комфортная температура, и периоды, когда температуру можно понизить.
Программируемый терморегулятор
Программируемый терморегулятор совмещает в себе таймер, функцию понижения температуры и продвинутый пользовательский интерфейс. Принято считать, что день среднестатистического человека включает четыре ключевых события с точки зрения программирования периодов теплового комфорта:
· Пробуждение (требуется комфортная температура);
· уход на работу (можно понизить температуру);
· приход с работы (опять нужна комфортная температура);
· сон (опять можно понизить температуру).
Программируемый терморегулятор позволяет устанавливать время и температуру для каждого события, имеет адаптивную функцию и функцию контроля энергопотребления.
При помощи функции адаптации термостат самостоятельно, в течении 3х дней после первого включения, вычисляет, когда нагрев должен быть включен, чтобы заданная пользователем температура была достигнута к заданному Вами времени.
Кроме того, термостат постоянно проводит самодиагностику и при наличии неисправностей выдает на дисплей код, соответствующий неисправности.
Благодаря комнатному термостату для газового котла в доме всегда будет идеальная температура!
Термостат или терморегулятор – это важный компонент в системе отопления. Основная его функция – сопоставление поступающих с термодатчика данных с индивидуальными настройками самого пользователя.
Это помогает вовремя включать и отключать обогрев, добиваясь оптимальной температуры в помещении и минимального энергопотребления.
Термостат для газовых котлов отопления: что это, принцип работы, нужен ли он
Терморегулятор состоит из двух стальных полосок, которые применяются в качестве электроконтакта выключателя в контуре отопления газового котла.
Номинальный контакт опускается в случае резкого падения температуры и благодаря этому происходит отключение функции обогрева.
После изменения климата автоматически открываются нужные клапаны, и котел вновь начинает свою работу.
Корпус у термостата обычно делается из белого пластика. Для подсветки экрана используются светодиоды. Диапазон измерения температуры помещения у большинства приборов составляет от 0 до 40 °C.
В основном терморегуляторы покупают в целях экономии средств. Понижение температуры в доме даже на один градус уменьшает расход газа на 4%. За счет того, что прибор сокращает количество включений котла, снижаются и траты хозяев квартиры на оплату газа. К тому же это помогает обеспечить сохранение всех компонентов оборудования, которые меньше изнашиваются и дольше служат.
Справка. Для большинства моделей порог срабатывания составляет 0,25 градуса: если температура в доме окажется на четверть градуса ниже заданной, котел включается.
Что дает покупка термостата:
Индивидуальная настройка температуры подойдет для семей с детьми, где всегда нужно поддерживать комфортный режим, а также для людей с особой чувствительностью к температурным перепадам.
Виды термостатов, как они работают
Существует множество типов термостатов от дорогих беспроводных программаторов до механических комнатных приборов. За счет простого электронного устройства затраты на покупку этого прибора минимальны. Зато польза от его применения огромна и это давно поняли многие владельцы газового оборудования.
Терморегуляторы работают за счет:
Устройства бывают встраиваемые, выносные (комнатные), аналоговые, цифровые, проводные и беспроводные.
От выбранной модели зависит цена, которая в среднем колеблется от 180 и до 12 тыс. рублей. Дороже всего обходятся беспроводные модели, контролирующие работу котла при помощи радиосигнала. Дешевле — механические, которые подключены специальным кабелем.
Самые продвинутые варианты — беспроводные с цифровым дисплеем, на котором отражается текущая комнатная температура и другие данные. Современные модели предусматривают возможность использования до 5—6 температурных режимов.
Тип устройства: механические, электронные, электромеханические
Механические термостаты — это самые доступные по цене модели. Они подключаются в нижнюю часть котла с помощью двужильного провода и крепятся к стене на удалении 0,5 м от окон или дверей и вдали от попадания солнечных лучей.
Технические параметры:
Термостат соединяется с котлом двумя медными проводами, по которым отдаются команды управления. Нужные параметры температуры выставляются с помощью поворота ручки с делениями.
Электронные термостаты — это более современные модели терморегулятора, которые к тому же обеспечивают точную регулировку (погрешность максимум 1%). Внутри термостата находится датчик температуры, передатчик сигнала и термореле. Стоят электронные модели дороже, чем механические.
Фото 1. Электронный термостат для газового котла. Имеет ЖК-дисплей, на котором можно увидеть температуру нагрева.
Технические параметры:
Электронные модели можно программировать на сутки или на неделю, задавать до 6 временных интервалов с индивидуальной температурой, а также спящий режим и «отпуск». Контроль состояния работы котла осуществляется при помощи ЖК-дисплея. Внутри электромеханических термостатов находится реле, которое и отвечает за включение и отключение котла. Эти устройства немного дороже механических, но дешевле электрических.
Справка. Существуют модели с биметаллической пластиной и группой контактов, а также термостаты с капиллярной трубкой. В первом случае котел запускается за счет того, что пластина, нагреваясь до определённой температуры, изгибается и размыкает контакты. Во втором сигнал подается в результате расширения жидкости в трубке при разогреве.
Технические параметры:
Точность регулировки в терморегуляторах этого типа не очень велика.