Детали устройства
Выше было предложено использовать в качестве температурного сенсора термистор, но это не единственный вариант.
В принципе, в этом качестве может быть задействован любой полупроводниковый элемент, так как характеристики этих деталей всегда зависят от температуры.
Так, например, ток коллектора обычного биполярного транзистора при нагреве возрастает, что неминуемо отражается на работе усилительного каскада (транзистор перестает реагировать на входной сигнал из-за смещения рабочей точки).
Похожим образом реагируют на изменение температуры и кремниевые диоды. При температуре +25 градусов напряжение на контактах свободного диода составит около 700 мВ, а замеры на перманентном диоде покажут примерно 300 мВ. Если же температура будет повышаться, напряжение с каждым градусом будет падать примерно на 2 мВ.
Однако, у всех этих элементов есть существенный недостаток: собранные на их базе терморегуляторы с большим трудом приходится настраивать, иначе говоря, калибровать. Ведь нам только приблизительно известно, какую элемент демонстрирует характеристику при той или иной температуре и как именно он реагирует на ее колебания. Гораздо проще работать с выпускаемыми современной промышленностью термодатчиками, проходящими калибровку еще на стадии производственного процесса.
Сильного удорожания проекта покупка такой детали не вызовет. Так, например, аналоговый термодатчик марки LM-335 компании National Semiconductor стоит всего 1 доллар.
Можно использовать и его модификации – датчики LM-135 и LM-235, хотя они предназначены для применения, соответственно, в военной электронике и промышленности.
Датчик LM-335 содержит 16 транзисторов и работает подобно стабилитрону, у которого напряжение стабилизации находится в зависимости от температуры.
Только в данном случае все параметры досконально известны: на каждый градус по шкале абсолютных температур (Кельвина) приходится напряжение в 10 мВ или 0,01 В.
Таким образом, если мы хотим знать, каким будет напряжение стабилизации LM-335 при температуре 20 градусов Цельсия, нужно прибавить к этому значению 273 (перевод в градусы Кельвина), а затем результат умножить на 0,01 В. В данном случае получим 2,93 В. На производстве датчик калибруется по температуре 25 градусов Цельсия. Рабочий диапазон температур, в пределах которого напряжение меняется линейно и по указанному закону (10 мВ/градус) лежит в пределах от -40 до +100 градусов Цельсия.
Итак, зная точное напряжение стабилизации LM-335 при той или иной температуре, нам остается выставить соответствующее напряжение на втором входе компаратора – и настройка терморегулятора будет завершена.
- Схему на базе термодатчика LM-335 следует компоновать таким образом, чтобы через него протекал ток величиной от 0,45 до 5 мА. Отметим, что напряжение питания терморегулятора не обязательно должно составлять 12 В. Это значение было предложено только потому, что оно позволяет применить вместо самодельного блока питания (понижающий трансформатор + выпрямитель + стабилизатор) обычный адаптер, который можно недорого купить в магазине. Если же все делать самостоятельно, то понижающий трансформатор можно собрать в расчете на выходное напряжение в пределах 3 – 15 В. Главное, чтобы на такое же напряжение было рассчитано используемое в схеме реле.
- Далее подбирают сопротивление резисторов делителя напряжения и переменного резистора таким образом, чтобы при имеющемся напряжении сила протекающего через термодатчик тока находилась в указанных пределах. В принципе, датчик останется работоспособным и при силе тока свыше 5 мА, но тогда он будет сильно греться, из-за чего терморегулятор будет работать некорректно.
- В качестве компаратора можно применить микросхему того же производителя, выпускаемую под маркой LM-311 (модификации для «военки» и промышленности – соответственно, LM-111 и LM-211).
Используемое в схеме реле является многоконтактным (типа МКУ). В упрощенном исполнении (без аккумулятора) можно воспользоваться автомобильным реле
Важно удостовериться, что допустимая для данного реле величина силы тока соответствует мощности нагревателя
Куда и где подключать провода на газовом котле?
Для подключения термостата от клеммной колодки котла к контактам Dry Contact вам нужно подвести два проводника.
По инструкции рекомендуемое сечение медных жил – не менее 0,75мм2.
Длина кабеля до места установки термостата не должна превышать 50 метров.
Необходимые клеммы на самом котле ищите в инструкции завода изготовителя, либо ориентируйтесь по надписям на колодках.
Данные клеммы чаще всего расположены с обратной стороны платы управления.
Однако иногда производители их выносят за пределы платы.
Еще некоторые монтажники при установке подключают сюда кабель и выводят его наружу, чтобы потребитель в дальнейшем не лез к плате и чего-нибудь там не напутал. Так как термостат еще не установлен, концы кабеля закорачивают.
Кстати, с этой выносной колодкой будьте внимательны. Некоторые потребители сталкивались с проблемой заводского перепутывания проводов, как например у Protherm (Протерм).
В итоге все начинало работать как надо, только при обратном подключении.
Изначально между клеммами стоит перемычка. Если перемычку разорвать, то газовый котел просто-напросто перестанет работать.
При подключении термостата заводскую перемычку демонтируют и на ее место заводят кабель, проложенный до места установки терморегулятора. Самое главное никаких внутренних настроек на котле изменять не нужно.
Через эти контакты подается управляющий импульс низкого напряжения (обычно 24В).
У нас есть управляющее устройство (термостат) и ведомое (котел). Между ними по слаботочной линии постоянно происходит передача набора запросов-ответов.
Принцип работы здесь простой – замыкая сухой контакт, мы тем самым разрешаем работу котла, размыкая – прерываем передачу данных и запрещаем. Замыкание и размыкание происходит через реле термостата, в зависимости от выставленной температуры на устройстве и сравнения текущих показателей в комнате.
При срабатывании сначала отключается горелка, затем через определенный промежуток (время выбега насоса) и циркуляционный насос. Хотя в разных моделях алгоритм работы насоса может отличаться.
Один из вариантов алгоритма
Не желательно, чтобы насос отключался сразу же после срабатывания термостата. В этом случае выставьте в меню выбег от 5 до 10 минут. Тогда вся система отопления будет остывать равномерно и промежутки времени срабатывания автоматики увеличатся.
На дорогих моделях, поддерживающих протокол OpenTherm, через выносной программатор можно управлять многими встроенными параметрами котла, а не только его включением-отключением.
Вот наглядные примеры, куда подключать термостат для разных моделей котлов:
BaxiBoschElectroluxVaillantJunkersBuderusViessmanFerroliAtronАльфа КалорImmergas
А что будет, если терморегулятор выйдет из строя? Как в этом случае поведет себя котел?
Все зависит от того, в каком положении останется сухой контакт. Если замкнут — ничего страшного не случится. Котел просто начнет работать по своей последней заданной программе.
Если разомкнут, то отопление не запустится и работать не будет.
Обратите внимание, что на работу горелки в режиме горячего водоснабжения термостат не влияет
На контакты питания терморегулятора заводится напряжение 220V – фаза и ноль (L и N). Это можно сделать как от отдельной розетки или распредкоробки, так и взять их непосредственно с самого котла.
На регуляторе с сухими контактами без разницы, куда заводить фазу или ноль, а вот на моделях для эл.теплых полов это играет существенную роль в вопросе безопасности эксплуатации.
Так как при неправильном подключении разрываться будет только нулевой проводник, а фаза будет постоянно дежурить на кабеле обогрева.
Принцип действия
Любой терморегулятор имеет в составе три функциональных блока:
- Термочувствительный элемент;
- Регулятор;
- Функциональный блок.
Термочувствительный элемент реагирует на изменение температуры рабочей среды (теплоносителя, воздуха в помещении или на улице) и изменяет ряд своих физических, механических свойств, на что реагирует блок управления.
Регулятор нужен для установки целевого значения, с которым будут сравниваться данные, полученные от датчика. Учитываются граничные условия, когда значение датчика больше или меньше установки регулятора. В качестве результата используются:
- Отсылка цифрового или аналогового управляющего сигнала;
- Управление электромагнитным реле;
- Открытие или закрытие механического клапана;
- Смыкание или размыкание электрических контактов
От этого же зависит и способ использования, монтажа и основного назначения терморегулятора. Во время выбора оптимальной модели это определяющий фактор для сужения списка подходящих устройств.
Точный выбор осуществляется по эксплуатационным характеристикам:
- Способ установки, габариты;
- Чувствительность термоэлемента;
- Диапазон измерения температуры;
- Диапазон установки регулятора;
- Вариант исполнения термочувствительного элемента (выносной, встроенный)
- Наличие дополнительных функций (программирование, установка нескольких термочувствительных элементов).
Назначение
Капиллярный термостат используется для контроля температуры. Используется в качестве реле в бытовой технике, промышленности, для обеспечения безопасности при возникновении пожаров.
Данное устройство может использоваться в качестве терморегулятора двойного действия. В первом случае элемент может отключать различные системы в случае увеличения температуры. Во втором случае, способен отключать работающие системы, переключаясь на обеспечение работы других систем. Например, при повышении температуры может отключить приборы, нагревательные элементы и включить кондиционер или вентилятор, для охлаждения помещения. Также способен запустить оповещение при пожаре. Назначений у этого элемента много, главное по какой схеме он включен в электрическую цепь.
Принцип работы
Принцип работы капиллярного термостата очень прост. Для начала надо разобраться что это такое и из чего состоит устройство. Элемент состоит из следующих частей:
- Капиллярной колбы, выполненной из меди или латуни.
- Трубки из тех же материалов.
- Мембранного регулятора с электрическими контактами.
- Газа или жидкости в колбе.
Термостат с капиллярной трубкой работает, используя принцип давления от расширяющейся жидкости. В запаянной колбе находится жидкость, по плотности меньше чем у обычной воды. Колба припаяна к трубке, которая в свою очередь крепиться к мембране на механической части капиллярного термостата. При увеличении температуры выше 3 градусов, жидкость начинает расширяться, создавая давление на поверхность регулируемой мембраны. После преодоления величины упругости, мембрана срабатывает, размыкая электрические контакты регулятора. В зависимости от настроек, регулятор может сработать при температуре от + 3 до +40 градусов. Все зависит от того где используется капиллярный термостат.
Подключение терморегулятора к котлу
После выбора модели, человек обычно задумывается, как подключить комнатный термостат к газовому котлу, электрическому и пр. Запуск проводится в соответствии с рекомендациями, которые описал производитель в техпаспорте на прибор. Найдите нужный раздел в документации и просмотрите внимательно схему.
Профессионалы сходятся во мнении, что проводить монтажные работы следует в жилых помещениях на расстоянии от электрооборудования, а именно телевизоров, светильников, холодильников и пр.
В данном случае аппарат находится вдали от котла и отвечает за функцию «включить-выключить» отопление. В отличие от прежних версий, он посылает сигнал на узел управления. Котлы современных двухконтурных модификаций оснащены именно дорогими терморегуляторами (российская марка АОГВ).
Комнатный аппарат капиллярного типа допускается установить отдельно, закрепив на стене шурупами и, присоединив провода.
- Для этого придерживаемся схемы:
- Подсоединяем нейтрал.
- Провод для обеспечения питания котла. Он должен связать гнезда для терморегулятора и напряжения. Процесс упростит наличие якоря.
- Коробка закрывается.
- Задаются исходные температурные параметры.
- Востребованные терморегуляторы определенных марок, например, Protherm, управляются посредством пульта, причем опция характерна для котлов любого типа.
Термостат сосредоточен на показателях градусов, и реагирует на малейшие их колебания. Температура в доме обычно базируется лишь на микроконтроллере климата системы. Аппарат следует поместить в редко посещаемое помещение.
Советы по подключению термостата к газовому котлу отопления:Чтобы температура в комнате измерялась правильно, стоит освободить доступ воздуха к программатору.
Не стоит накрывать приборы предметами мебели.
Устанавливать нужно в прохладных помещениях, и где жильцы находятся большую часть времени.
Стоит следить за тем, чтобы на прибор не попадали прямые солнечные лучи.
Не рекомендуется устанавливать по соседству с отопительными радиаторами либо обогревателями.
Нужно оградить приборы от сквозняков.
Зачем электрокотлу терморегулятор
Существует много видов продукции, одни типы конструкции простые, а другие позволяют настроить более 50 параметров для комфортного пребывания в доме или квартире.
Есть модели позволяющие программировать производительность оборудования на один день или даже целую неделю, к основным функциям стоит отнести:
- Поддержание и контроль температурного режима.
- Защита от промерзания или перегрева аппарата.
- Экономия ресурсов.
- Удаленный контроль котлом.
Небольшой прибор способен максимально точно настраивать все функции электрического оборудования, ведь уют в каждой комнате является важным показателем для любого хозяина.
Управлять такими устройствами достаточно просто, современные модели могут подключаться к телефону посредством специальных программ, что позволяет производить манипуляции удаленно.
Центральный терморегулятор
Такой терморегулятор расположен далеко от вашего котла и обычно позволяет включать или выключать отопление во всём доме. Старые версии соединены проводами с котлом, более новые системы, как правило, посылают сигналы в командный пункт устройства. Именно приспособлениями нового типа оснащены довольно дорогие, но эффективные приборы: котлы двухконтурные Ferroli, Beretta и отечественные АОГВ.
Наиболее известны комнатные терморегуляторы для двухконтурного котла торговой марки Gsm и Protherm. У них встроенный дилатометрический терморегулятор для котла, который в зависимости от модели, может работать дистанционно, часто эта технология используется для электрического котла либо твердотопливных агрегатов.
Комнатный термостат отключает нагрев системы по мере необходимости. Он работает путём измерения температуры воздуха, и включения отопления, когда температура воздуха падает ниже установки термостата, и его выключения, когда установленная температура будет достигнута.
Советы:
- Рекомендуется установка термостата на 20 ° С;
- В ночное время устанавливаемая температура должна быть в пределах 19-21° С.
- Желательно, чтобы в детской комнате было около 22 ° С.
- Температура не должна опускаться ниже 22 ° C в помещении для пожилых людей и людей с ограниченными возможностями.
Как правило, только на одном микроконтроллере климата в системе отопления основана температура всего дома, либо отдельных помещений. Лучший вариант его расположения в гостиной или спальной комнате, которые, вероятно, должны быть самым посещаемым местом в доме.
Комнатным термостатам нужен свободный поток воздуха для измерения температуры, поэтому они не должны быть закрыты шторами или заблокированы мебелью. Соседние с электрическим терморегулятором приборы могут мешать корректной работе устройства. К ним относятся лампы, телевизоры, соседские котлы через стену, сенсорные выключатели.
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.
ТОП термостатов 2017–2018
Bosch
При этом в компании считают, что лучший терморегулятор для газового котла Bosch – разумеется, Bosch. И, хотя в сети так немало информации о благополучном симбиозе климатической техники этого производителя с термостатами иных компаний. Однако, например, программный цифровой терморегулятор «Бош» определенно заслуживает внимания. Модель снабжена цифровым дисплеем, имеет калибровку температурного датчика, имеет резервные варианты питания. Прибор может регулировать температуру в помещении в соответствии со временем суток и днями недели.
Регулятор температуры CR10
В видео подробно рассказано о регуляторах Bosch серии EMS.
Ariston
Также, выбирая комнатный термостат для газового котла аристон, стоит обратить внимание на термостаты, предлагаемые этой итальянской компанией. Среди них можно встретить и модели, способные программировать необходимый температурный режим не только на неделю вперед, но и на любой час предстоящей недели
Есть и менее сложные, зато более дешевые варианты, «умеющие» задавать желаемый температурный режим на ближайшие 24 часа. Тем не менее, доступность почасового программирования помогает хозяевам дома решать немало проблем, включая и экономию газа и электричества.
Владельцам котлов «Аристон» предлагаем присмотреться к пульту управления Sensys.
Пульт управления Ariston Sensys
Преимущества:
- полный контроль системы через протокол bridgenet;
- простая настройка/управление параметрами системы;
- регулирование температуры;
- отображение параметров гелиосистемы (если подключена);
- отображение отчета энергоаудита (кВт), производительность гелиосистемы, сокращение выбросов CO2, запаса горячей воды;
- электронный датчик комнатной температуры;
- простое в управлении суточное и недельное программирование режима отопления;
- простое в управлении суточное и недельное программирование режима ГВС (в случае подключения к одноконтурному котлу внешнего бойлера).
Protherm
Эта компания также рекомендует подключение термостата к газовому котлу «Протерм» только при использовании «родных» моделей. На это имеется ряд причин. Например, благодаря специальной коммутационной шине eBus, терморегулятор может контролировать модуляцию газовой горелки. Термостаты других производителей подключаться таким образом к котлу «Протерм» не могут. Кроме этого, на дисплее некоторых моделей от Protherm можно увидеть не только заданные режимы работы котла, но и коды возникающих ошибок. К тому же система при необходимости, способна сама перезапустить котел. Таким образом регулируется температура котла.
Комнатный регулятор температуры Exacontrol 7 для котлов Proterm
Buderus
Подключение комнатного термостата к газовому котлу «Будерус» также создаст меньше проблем, если речь идет о приборе, выпускаемом этой же компанией. Тем более что разработчики предусмотрели простой и интуитивно понятный интерфейс для прибора.
Программируемый комнатный термостат Simple MMI 7 Days – с коммуникацией по протоколу OpenTherm. Предназначен для полного управления котлом и комфортного управления температурой в помещении
Если удалось приобрести комнатный термостат rq10, подключение к котлу той же марки не составит труда. Тем более что качество этой техники редко вызывает нарекания.
Комнатный механический термостат CEWAL RQ10
Ferroli
Комнатный термостат для газового котла Ferroli – весьма удачная разработка итальянской компании.
Беспроводный аналоговый двухпозиционный терморегулятор Ferroli FABIO 1W (вкл/выкл) с суточным программированием
Также в тренд вышел терморегулятор для газового котла Baxi, – удобный в установке и управлении, также отличающийся интуитивно понятной системой регулировки и обеспечивающий значительную экономию владельцам дома.
Функциональное назначение термостатов
Электронный термостат
В большинстве случаев при работе теплоснабжения наблюдается неравномерное распределение тепла в радиаторах и тубах. Это связано с его остыванием во время продвижения по транспортным магистралям. Для стабилизации и своевременной регулировки устанавливают комнатные термостаты для отопления.
Контроль степени нагрева радиатора. Регулируя приток горячей воды, изменяется температура на поверхности отопительного прибора;
Оптимизация затрат на нагрев теплоносителя. Накладной термостат для отопления снижает расходы на нагрев горячей воды, уменьшая разницу температуры теплоносителя между подающей и обратной трубами;
Автоматизация работы отопления. Практически все модели терморегулирующих устройств работают в автономном режиме
Важно изначально правильно установить исходные параметры функционирования.
Чем отличается термостат для котла отопления от аналогичной модели для радиатора или циркуляционного насоса? Прежде всего – скоростью срабатывания управляющего элемента и температурным режимом работы. Поэтому рекомендуется подбирать оптимальную модель для каждого компонента отопления. А для этого следует рассмотреть их типы и особенности конструкции.
