Принцип работы и функционал температурных реле с датчиком температуры

Что лучше термоголовка или электронный термостат? Отличия и устройство.

Рассмотрев основные отличия принципов автоматического регулирования температуры системы отопления квартиры, дома или предприятия. Мы пришли к выводу, что регулировка температуры термоголовкой является простым дешевым и локальным решением. Конечно же у данного метода контроля температуры отопления
есть свои недостатки, но при отсутствии возможности установки автоматического электронного контроля температуры — этот вариант более экономичен в плане экономических затрат на бюджет. Все зависит от назначения помещения. Вообще создание комфортной и экономичной автоматизированной системы контроля температуры всегда затратный элемент для бюджета, но все эти затраты окупятся в первый же год эксплуатации. Давайте изучим конструкционные особенности устройств контроля температуры.

Термостатические краны существуют в трех исполнениях: прямой кран, угловой кран, кран для нижней боковой подводки. Все эти краны снабжены американкой для разъемного подсоединения к радиаторам отопления. Такие краны поставляются с крышкой, которая позволяет регулировать температуру вручную, но при необходимости можно осуществить полуавтоматическую или автоматическую регулировку температуры в помещении.

Полуавтоматический контроль подразумевает установку термоголовки. Термоголовка — это механическое устройство, в конструкции которого имеется баллон с газом. Баллоны
термоголовок встречаются встроенные и выносные с капиллярными трубками.  Газ в баллоне при нагреве расширяется и давит на сильфон с пружиной, под давлением газа шток выдвигается и нажимает  на клапан крана. Клапан термостатического крана перекрывает проток теплоносителя через радиатор, что уменьшает его теплоотдачу. По мере охлаждения помещения газ в баллоне охлаждается и шток возвращается в исходное положение, что влечет открытие клапана крана. Ввиду того, что на баллон влияет тепло радиатора, а радиатор имеет динамичность в отдаче тепла. Нередки «провалы в температуре помещения», это доставляет некий дискомфорт. Встречаются промежутки, когда появляется ощущение прохлады или жары, однако, такая система регулировки температуры в помещении экономичнее. Самое главное — установить правильно термоголовку. А устанавливается
она горизонтально, т.е. параллельно уровню пола. Связано это с тем, что воздух
двигаясь от пола к потолку, обтекая баллон с газом, регулирует температуру помещения.  

Достичь полноценного автоматического контроля температуры помещения можно установив электронный терморегулятор. Благо разнообразие электронных регуляторов температуры велико. Среди распространенных моделей встречаются: стандартные электронные термостаты, программируемые электронные термостаты
с часовой установкой температуры — хронотермостаты, беспроводные термостаты и блоки дистанционного управления.

Большинство электронных термостатов исполняются для установки в розеточную коробку, хотя встречаются навесные модели. Вид источника питания делит термостаты на модели с питанием от сети 220В и питанием от батареек. Что касается терморегуляторов с питанием от батареек, то замена элементов питания необходима примерно  в промежутке 1-2 года. Также электронные термостаты делятся на модели с наличием и отсутствием подключения выносного термодатчика. Такая функция позволяет вести дополнительно контроль по температуре поверхности или теплоносителя. Например контроль температуры поверхности теплого пола. Выходы управления нагрузкой термостатов можно поделить на пять видов:

1) Сухой контакт на включение (изолирован от контактов питания термостата),

2) Контакт реле подающий фазу 220В на нагрузку (используется для управления термическими сервоприводами, насосами, электрическими теплыми полами),

3) Переключающийся сухой контакт (используется изолированный переключающийся контакт реле),

4) Переключающиеся выходы реле с подачей фазы 220В на нагрузку (используется для управления моторными сервоприводами),

5) Симисторный контакт подающий фазу 220В на нагрузку. Отличается отсутствием механического реле, что устраняет щелчок включения. (используется для управления термическими сервоприводами, насосами, электрическими теплыми полами).

Рекомендации по монтажу своими руками

Подобные приборы широко используются в разных целях: ими оснащаются радиаторы, котлы нагревания и другие бытовые приборы.

Перед началом монтажа следует внимательно прочитать инструкцию: в ней указываются не только особенности установки (например, размеры для подсоединения к патрубку), но и правила эксплуатации, а также границы температур, для которых годится измерительный прибор.

Необходимо также учесть размер гильзы, который может варьироваться в пределах 120-160 мм.

Рассмотрим два наиболее часто встречающихся случая монтажа термодатчика.

Подключение прибора на радиатор

Не стоит оснащать термостатом все отопительные приборы. Согласно регламенту, датчики устанавливаются на батарею, если ее суммарная мощность превышает 50% от выработки тепла аналогичными системами. Если в помещении имеется два нагревателя, то термостат устанавливается лишь на одном, имеющем больший показатель мощности.

Термодатчик является обязательной составной частью регуляторов температуры, позволяющих снижать или увеличивать нагрев радиаторов, теплого пола и других отопительных приборов

Клапан прибора устанавливается на подающий трубопровод в месте подключения радиатора к сети отопления. При невозможности его врезки в уже имеющуюся цепь следует демонтировать подводку подачи, что может вызвать некоторые сложности.

Для проведения этой манипуляции необходимо воспользоваться инструментом для резки труб, тогда как монтаж термоголовки легко производится без спецоборудования. Как только датчик будем смонтирован, достаточно совместить сделанные метки на корпусе и приборе, после чего головка фиксируется плавным нажатием руки.

Монтаж термодатчика воздуха

Подобный прибор устанавливается в наиболее холодном жилом помещении без сквозняков (в холле, кухне или котельной его монтаж нежелателен, так как может вызвать нарушения в работе системы).

При выборе места нужно следить, чтобы на устройство не падали солнечные лучи, рядом не должно быть отопительных приборов (обогревателей, радиаторов, труб).

Для обычной системы отопления достаточно одного термостата, тогда как при коллекторной схеме желательно применять несколько датчиков, число которых совпадает с количеством комнат. Это позволит индивидуально регулировать температуру в обособленных пространствах

Подключение прибора осуществляется согласно инструкциям, которые находятся в техническом паспорте, при этом используются клеммы или кабель, которые входят в комплект.

При необходимости отслеживания температуры термодатчик в “теплом полу” может располагаться в глубине бетонной стяжки. В этом случае для защиты можно применить гофрированную трубу, имеющую один закрытый торец и покатый изгиб

Последняя особенность позволяет при необходимости извлечь сломанный прибор и заменить его на новый.

Монтаж устройства осуществляется следующим образом:

1. В стене устраивается углубление для крепежа навесного прибора.
2. С термодатчика снимается передняя деталь, после чего приспособление устанавливается на подготовленном участке.
3. Далее к контактам подсоединяется греющий кабель, тогда как к датчикам – клеммы.

Заключительный этап – подсоединение питающего кабеля и установка передней панели на свое место.

Если устройство, для функциональности которого необходимо внутреннее подключение датчиков, имеет сложную конструкцию, лучше обратиться к специалистам.

Внешний вид и классификация

На рынке в сегменте теплых полов представлен огромный выбор терморегуляторов, поэтому можно выбрать прибор любого цвета и формы, с начинкой любой сложности и стоимости.

Термостаты для теплого пола бывают механические и цифровые. Электронными можно управлять кнопками, с помощью пульта управления дистанционно или с сенсорной панели.

Некоторые электронные терморегуляторы можно программировать, а есть простые – с кнопкой включения и выключения.

Существуют приборы со шкалой выбора нужной температуры и с дисплеем показаний на данный момент времени.

Недорогие механические терморегуляторы надежны, в случае поломки поддаются ремонту.

Их основное неудобство – невозможность понять и увидеть, какая температура пола имеется в настоящий момент. Только прикосновением можно проверить, работает ли система.

Самыми востребованными у продавцов считаются простые электронные терморегуляторы с дисплеем и датчиком пола, потому что они сравнительно недороги, надежны и управлять ими могут даже пожилые люди.

На простых цифровых терморегуляторах с дисплеем, всегда можно увидеть текущую температуру обогрева.

В комплект теплого пола входят датчики температуры теплого пола и воздуха, вместе и по отдельности, а также инфракрасные.

Двухуровневый (с двумя типами датчиков) терморегулятор в некоторых случаях более экономичен, потому что он не позволяет комнате перегреваться, так как контролирует температуру не только нагревательных элементов, но и температуру воздуха в помещении, и отключается при достижении оптимальной температуры любым из датчиков.

Инфракрасные датчики хороши тем, что их не обязательно крепить на полу — можно монтировать на большом расстоянии от термостата и использовать для настройки всей системы обогрева. Рекомендуются для ванных, саун, душевых и других помещений, где бывает высокая влажность.

Инфракрасные датчики лучше использовать в помещениях с повышенной влажностью (сауна, душевая и т.д.). а сам термостат располагать в сухом месте, чтобы влага не повредила прибор.

• по методу установки — внутренние и внешние,
• по «начинке» — цифровые и аналоговые.

Цифровые датчики отличаются большей точностью, не так подвержены искажению данных от разного типа помех.

Датчики для определения температуры воздуха или термостаты со встроенным датчиком располагают обычно в немного затемненном месте, подальше от источников тепла и вне зоны, нагреваемой прямыми попаданиями солнечных лучей, на высоте примерно полтора метра.

Внутренние датчики, располагаются в толще пола рядом с нагревательным кабелем, матами или пленкой. Данные с этого датчика передаются на монитор прибора.

Подключать датчики температуры можно напрямую к терморегулятору или расположить между ними коммутационную коробку.

Может ли работать теплый пол без терморегулятора?

Можно обойтись, но это неэффективно, потому что функцию прибора придется взять на себя и включать или отключать всю нагревательную систему вручную.

Выход терморегулятора из строя или его отсутствие сразу же приводит к перерасходу электроэнергии, а порой и к поломке в самой системе обогрева.

Поэтому лучше заранее оценить предстоящий режим работы теплого пола и приобрести в каждое помещение прибор с необходимыми функциями.

Экономичность терморегулятора

Экономия энергии при использовании терморегулятора зависит от типа прибора и достигает 70%.

Обычно для маленьких помещений (ванная, туалет) выбирают простой механический или электронный терморегулятор с минимумом функций. Помещение используется не по графику, там должно быть тепло и днем и ночью.

В больших помещениях гораздо эффективнее использовать программируемый терморегулятор, осуществляющий контроль по нескольким параметрам в разное время суток.

Чем больше параметров задействовано, тем большую, экономию электроэнергии можно получить.

Исследования показали, что терморегуляторы дают разную экономию:

• Непрограммируемые — до 30%,
• Программируемые — до 70%.

Рейтинг терморегуляторов

Чтобы правильно выбрать терморегулятор, сначала определяются с его предназначением. То есть, для какого устройства, условий он предназначается. В рейтинг попали номинанты для обслуживания полов с подогревом, батарей отопительной системы жилища, инкубаторов с домашней птицей, холодильников, а также для аквариумов. При отборе специалистами оценивались следующие критерии:

• Конфигурация прибора – механическая, программируемая, цифровая;
• Датчик – встроенный, выносной;
• Мощность – желательно выбирать с запасом;
• Тип питания – от электросети, от батареек;
• Метод установки – накладка, встраивание;
• Дополнительный функционал – разные режимы, программирование, защита.

Лучшие экономичные обогреватели

Реле температуры (термостат) Trafag/Трафаг

Капиллярные реле температуры (термостаты) Trafag швейцарского производства заработали отличную репутацию благодаря своей долговечности, надежности и качеству. Компания-производитель предлагает широкий спектр моделей для бытового оборудования и различных промышленных систем, включая те, что предназначены для работы в зонах повышенной взрывоопасности. При этом каждая модель реле температуры (термостата) Трафаг эффективна и функциональна, так как выпускается для решения конкретных задач. Производитель обеспечивает технический контроль всех компонентов прибора, способных повлиять на надежность и долговечность. Все это обеспечивает бесперебойную работу термостатов без потери точности в течение срока, существенно превышающего гарантийный период.

Термостаты (реле температуры) Вы можете купить в Санкт-Петербурге (СПб), Москве, Казани, Нижнем Новгороде, Челябинске, Новосибирске, Екатеринбурге, Самаре, Омске, Уфе, Ростове, Перми, Воронеже, Волгограде и других городах России.

Достойная альтернатива термостатам, реле температуры Данфосс (Danfoss).

Устройство и принцип действия

Удобство пребывание в помещениях во многом зависит от применяемой системы отопления. Контроль над температурой водяного теплого пола производится с использованием специальных приборов – терморегуляторов.

Применяются множество конструкций таких систем, но в большинстве случаев в них используется всего несколько принципиально различных способов регулировок.

Смотреть видео – процесс настройки

Но, прежде чем рассмотреть принцип работы и устройство терморегуляторов, нужно понять объект регулирования.

Что такое разводка отопления

Обогрев помещения водяным полом может осуществляться различными способами. Одним из них является использование тепла подогретой воды, выполняющей роль теплоносителя. Передача производится по трубам. Раньше в отоплении в основном использовали стальные трубы, сейчас им на смену пришли современные из пластиковых материалов.

Греющий контур может располагаться вдоль стен в виде радиаторов, а может располагаться под поверхностью пола, нагревая его и воздух в помещении.

Горячая вода или антифриз нагревается в котле, после чего, с использованием циркуляционного насоса подается в греющий контур водяного пола.

Проходя по его трубам, теплоноситель отдает тепло в закрытое окружающее пространство, нагревая поверхность. Охлажденная жидкость возвращается в систему котельной. В зависимости от температуры «обратки» в узле подмеса производится ее подогрев, либо охлаждение подмешиванием более холодной воды из бака.

В контурах с теплыми полами, который подключаются отдельным контуром, терморегулятор устанавливается для каждого из них, поскольку все они имеют собственный тепловой режим. А контуры радиаторного отопления нагреваются до температуры, практически вдвое выше, чем для теплого пола.

Как работает принцип регулирования температурного режима

Основными элементами регулировки нагрева является сервоприводы,  датчики температуры и терморегуляторы. Такой состав оборудования позволяет производить регулировку температуры водяного теплого пола бесступенчато в непрерывном автоматическом режиме. Происходит это следующим образом:

1. Если с термодатчика приходит сигнал о недостаточной температуре, сервопривод открывает вентиль и в контур отопления поступает больше горячей воды.
2. При перегреве теплоносителя открывается вентиль подмеса охлажденной воды, снижая степень нагрева в контуре.
3. Однако возможна регулировка и в ручном режиме путем установки крана в определенное положение. Но такой способ требует постоянного визуального контроля, поскольку факторы, от которых зависит режим отопления, в течение суток изменяются неоднократно. При относительной дешевизне таких устройств, они очень неудобны в эксплуатации, поскольку за каждым имением условий в помещении требуется вмешательство в работу отопления.

Параметры регулировки

Смотреть видео – регулировка мощности блока термодатчика

1. Степень нагрева напольного покрытия. В таком случае датчик нагрева устанавливается в непосредственной близости от него. Такое устройство теплого пола лучше всего подходит для небольших помещений и маломощных отопительных контурах, которые используются только в качестве вспомогательных, в частности для теплого пола.
2. Температура воздуха в помещении – при такой схеме контроля используются датчики, вмонтированные непосредственно в корпусе терморегулятора. Корректной работы такого прибора можно добиться только, если выполняются все требования к утеплению обогреваемого здания. В противном случае эффективной работы отопления добиться сложно – значительные потери энергии неизбежны. Правильно построенный дом с обширной отопительной системой и терморегулятором может дать до 30% экономии ресурсов.
3. Комбинированные системы регулирования, при которой датчики температуры водяного теплого пола устанавливаются и в отапливаемом помещении и на системе узла подмеса. Параметры настраиваются из соображений максимально комфортной температуры в доме. Такая аппаратура с терморегулятором используется в обширных помещениях. Для управления могут использоваться оба датчика одновременно или один из них.

Область применения терморегуляторов с датчиком

Датчик температуры воздуха для котла отопления

Работа отопительной системы должна полностью контролироваться владельцем жилища. Он обязан знать, какая температура в котле и контурах. Для этих целей применяется измерительный датчик. Такое устройство даёт возможность следить за расширением объёма имеющейся воды.

Датчик позволяет принять необходимые меры, если температура котла изменится. Также с его помощью можно своевременно обнаружить неисправности котла и устранить их.

Как используется терморегулятор в розетку для бытовых обогревателей

Для бытовых обогревателей существуют реле температуры воздуха с датчиком, которые подключаются к розетке. Такие устройства обладают рядом особенностей, к которым следует отнести:

• возможность создания комфортных климатических условий,
• универсальность применения,
• простоту подключения,
• терморегулировку по заданным параметрам.

Большинство регуляторов подобного плана совместимо со сплит-системами, светотехникой, электрочайниками и нагревательными приборами. Владельцу жилища нужно задать определённую температуру воздуха на устройстве. Она будет увеличиваться до тех пор, пока не достигнет установленного значения.

Этот вид контроллеров предназначен для регулирования температуры системы «тёплый пол». Подключается термостат к её нагревательным элементам, встроенному датчику и бытовой электросети.

После включения термостат получает от датчика сигнал – данные о температуре. Затем происходит сравнение их с заданными параметрами. Если значение настроек будет превышено, регулятор отключит систему и наоборот.

Процесс протекает циклами, за счёт чего осуществляется равномерное прогревание помещений и полов. Помимо этого, достигается существенная экономия потребляемой электрической энергии.

Терморегуляторы для инфракрасных обогревателей

Инфракрасные обогреватели в последнее время получили широкое распространение благодаря своей способности быстро и эффективно передавать тепло на больших площадях. Если установить термостат, это позволит задавать нужные значения температуры в помещениях.

При установке программируемых регуляторов можно задавать значения для работы обогревателей на длительный срок. Их очень удобно использовать, если у человека есть загородный дом, и он посещает жилище по выходным.

Терморегулятор позволяет экономно расходовать электроэнергию. К примеру, когда в доме никого нет в зимнее время, система будет включаться лишь периодически, чтобы немного прогреть помещения. К выходным дом натопится, и человек будет пребывать в нём с комфортом.

Чтобы подключить систему, можно использовать механические и электронные термостаты. В первом случае устройство прослужит значительно дольше, однако, оно позволяет устанавливать один температурный режим. По этой причине целесообразно применять электронные аналоги.

Термостаты для сауны и бани

Для бань и саун рекомендуется использовать терморегуляторы, которые предназначены для работы при температурных условиях от +60° до +120°C. Данные термостаты дают возможность контролировать выставленные значения и процесс эксплуатации парилки. Они оснащаются цифровым табло, на котором показываются реальные температурные показатели.

Прибор позволяет установить верхние и нижние пределы движения температуры. Данное оборудование также способствует экономии электроэнергии, поскольку система работает только в установленное время.

Понятие о температурных регуляторах

Изделия этой категории применяют для решения разных задач. По соответствующей настройке температурного порога подают питание (отключают):

• отопление в погребе;
• нагрев паяльной станции;
• циркуляционный насос котла.

Из приведенных примеров понятны базовые требования к точности, которую должна обеспечить подходящая схема терморегулятора. В некоторых ситуациях необходимо поддержание заданного уровня не ниже, чем ±1C°. Для контроля рабочих параметров нужна оперативная индикация. Существенное значение имеют нагрузочные способности.

Перечисленные особенности поясняют назначение типовых функциональных узлов:

• значение температуры фиксируют специализированным датчиком (резистором, термопарой);
• показания анализирует микроконтроллер или другое устройство;
• исполнительный сигнал поступает на электронный (механический) переключатель.

К сведению. Кроме рассмотренных частей, схема термореле может содержать дополнительные компоненты для подачи питания на электронагреватель, другую мощную нагрузку.

Терморегуляторы для инфракрасных обогревателей

В последние годы все большую популярность начинают приобретать отопительные приборы, использующие инфракрасное излучение. Такие обогреватели повышают температуру не воздуха, а объектов в зоне своей досягаемости. Для них разработаны специальные конструкции терморегуляторов, несколько отличающихся от обычных. Условно их можно разделить на две основных категории – механические и программируемые.

Механические

Механический терморегулятор хорошо впишется в интерьер помещения

Механические терморегуляторы выпускаются большинством фирм, занимающихся производством продукции подобного рода, но все они практически не отличаются друг от друга, так как их конструкция предельно проста и разница может быть лишь в качестве использованных для изготовления материалов. Почти все модели механических регуляторов монтируются на стену, разделение возможно по принципу установки, на врезные и накладные устройства, благодаря чему они могут подсоединяться к проводке любого типа.

Стандартный диапазон настройки температурных режимов, которые способны поддерживать такие регуляторы, находится в пределах от +5 до + 30 градусов. По размерам они незначительно превосходят обычные розетки и выключатели, поэтому не нарушают интерьер помещения. Управляются механические регуляторы ручкой, которой выставляется уровень температуры, при которой отопительная система должна начинать или прекращать свою работу, а также кнопкой включения и выключения самого регулятора.

Программируемые

Если вы добиваетесь максимального комфорта, то вам, безусловно, следует купить программируемый терморегулятор. Программируемые терморегуляторы являются самыми современными и удобными в эксплуатации видами устройств такого типа. Они обладают более широким диапазоном рабочей температуры, который чаще всего составляет от +5 до + 45 градусов, что делает их возможности более гибкими и несколько расширяет сферу применения. Главное их отличие от всех остальных видов регуляторов, основанных на механическом принципе действия, это возможность задания сложной отопительной программы, рассчитанной на несколько дней и даже недель, в зависимости от модели.

Причем на каждый день можно задавать разную последовательность изменения и контроля температуры. Они имеют два датчика для измерения температуры, один следит за всем помещением, второй – за уровнем нагрева самих инфракрасных устройств. В системах типа «умный дом» используются именно программируемые варианты терморегуляторов как самые удобные и комфортные.

Устройство можно запрограммировать на часы, дни и даже недели

Выбирая терморегулятор, нужно учесть следующие моменты:

• внешние климатические условия;
• надежность собственной теплоизоляции помещения;
• количество отопительных приборов;
• виды обогревателей.

Ко всем терморегуляторам, предназначенным для работы с инфракрасными отопительными устройствами и системами, можно подключать несколько устройств, но их суммарная мощность не должна превышать 3-3.5 кВт. Если общая мощность обогревателей выше этого значения, то в цепь нужно встраивать магнитный пускатель, перераспределяющий нагрузку между отдельными устройствами отопительной сети.

Устанавливаются все виды настенных терморегуляторов на высоте примерно полтора метра, в соответствии с правилами монтажа устройств подобного рода. Схемы их подключения к электрической сети помещения достаточно простые и принципиально не отличаются от схем подключения розеток и выключателей, главное следить, чтобы сечение используемых проводов соответствовало мощности отопительных приборов, которые они соединяют с регулятором.

В завершение можно сказать, что установка терморегуляторов на отопительные системы и обогреватели – это выгодное и разумное решение, которое не только сделает жизнь проще и удобней, особенно в регионах с холодным климатом, но и поможет сэкономить на коммунальных услугах, не расходуя электроэнергию впустую. Также стоит отдавать предпочтение известным производителям, так как терморегулятор всегда является частью сложной системы и если он будет некачественный или бракованный, это может привести к возникновению аварийной ситуации в помещении, где он установлен.

При выборе конкретной модели стоит учитывать все нюансы отопления помещения, начиная от количества обогревателей и заканчивая мощностью каждого из них. Если собственных знаний недостаточно для расчета и выбора нужной модели, нужно обратиться к специалистам по электрике и отоплению, а не выбирать первый попавшийся или кажущийся наиболее подходящим лишь на первый взгляд.