Терморегулятор для радиатора отопления: фото, видео, принцип действия, правила установки

Назначение устройства

Принцип работы терморегулятора — обратная связь, при которой одна контролируемая величина косвенно влияет на другую

Для искусственного выведения птицы очень важно сохранять нужную температуру, ведь даже незначительный сбой и отклонения могут сказаться на количестве вылупившихся птиц — терморегулятор для инкубации именно для этого и предназначен

Прибор нагревает элементы таким образом, чтобы температура оставалась неизменной даже при изменениях в окружающем воздухе. В уже готовом приборе есть датчик для терморегулятора инкубатора, который контролирует температурный процесс.

Знаете ли вы? Когда-то терморегуляторы применяли для аквариумов с тропическими рыбами. Эта необходимость возникла по причине того, что многие модели имели механический регулятор с тэном. Следовательно, поддерживали собственную температуру. Такие приборы хорошо работали только в помещениях со стабильной температурой.

Устройство конвектора с механическим термостатом

Конструкция электроконвекторов модернизировалась на протяжении всего развития отопительной техники. На сегодня технология их производства усовершенствована, и устройства с механическим способом управления дешевле, чем их электронные аналоги. Это связано с тем, что разработка конвекторов требует меньших затрат и происходит быстрее.

Электрический конвектор с механическим управлением состоит из следующих элементов:

• корпус;
• терморегулятор;
• нагревательный элемент (ТЭН);
• воздухопроводные отверстия с направляющими жалюзи;
• предохранитель, защищающий от перегрева;
• кнопки выключить/включить;
• переключатель на несколько положений для подачи напряжения;
• встроенный датчик от случайного наклона (дополнительная опция).

Какие бывают неисправности термостата, их признаки и причины

Неисправность одного из основных узлов системы чаще всего связана с износом или коррозией некоторых элементов. На начальном этапе подобных деформаций, изменения незаметны, а потом случается так, что клапан завис в открытом или закрытом положении. Иногда встречается неполное открытие клапана. При этом автомобилист может не сразу заметить неисправность, потому что симптомы открытого термостата возникают только при небольшом морозе, когда прогрев ДВС идёт долго.

Если клапан термостата заклинило полностью в закрытом положении, то движок может перегреться даже при отрицательной температуре окружающей среды. Требуется незамедлительно заменить термостат на новый.

Если открытие термостата происходит очень рано, то это может указывать на бракованное изделие или самодельное, или устройство просто не подходит для вашей модели автомобиля.

Если клапан термостата заклинило наполовину или в полностью открытом состоянии, то ДВС будет долго прогреваться до рабочей температуры. А зимой двигатель вообще не прогреется, да и печка греть совсем не будет. Отмечу, что если детали исправны, то при нуле двигатель прогреется до рабочей температуры за 5-7 минут.

Автомобильный термостат может быть некачественным изначально. В этом случае открытие клапанов происходит несвоевременно. Такое нарушение не опасно, но может бить по бюджету из-за увеличения расхода топлива. Чтобы суметь вовремя диагностировать проблему надо знать, какие типы поломок существуют и как проводить тестирование самостоятельно.

Рассмотрим более подробно все причины неисправностей термостата:

1. Появление накипи на металлических деталях, штоке. Это происходит из-за плохого качества охлаждающей жидкости либо несвоевременной её замены. Накипь затормаживает работу клапанов и штока, что приведёт к некорректной работе термостата.
2. Вибрационные разрушения. Как правило это появляется при использовании некачественных или бракованных термостатов. В таких устройствах плохо завальцованы соединения и стыки, а также плохая герметизация медного цилиндра.
3. Деформация резинового уплотнителя. Чаще всего это происходит из-за высоких температур, которые вызывают в резине протечки или трещины. Также перегревается мембрана между штоком и наполнителем.

Перечислю признаки неисправностей термостата:

1. ДВС постоянно перегревается – стрелка на приборной панели всё время находится в красной зоне. Это означает, что антифриз не проходит к радиатору.
2. ДВС плохо прогревается, а при повышенных нагрузках он очень быстро перегревается. Это указывает на то, что клапаны заклинило в среднем положении, в результате чего только небольшое количество охлаждающей жидкости попадает в радиатор, чего, разумеется, недостаточно для охлаждения мотора при высоких нагрузках.
3. Слишком долго прогревается движок. Это значит, что открыт патрубок к радиатору, из-за чего антифриз постоянно охлаждается и не даёт силовому агрегату прогреться до рабочей температуры.
4. Стрелка температуры двигателя после остановки поднимается, а при движении – падает.
5. Нижний патрубок становится тёплым после 3 минут работы движка. Это означается, что термостат открыт постоянно.
6. Нижний патрубок холодный, но стрелка указывает на перегрев мотора (ДВС при этом работает долгое время). Это означает, что термостат заклинило в закрытом положении. Исключение – поломка датчика вентилятора радиатора.
7. Дополнительные признаки: печка в салоне дует прохладным воздухом, снижается динамика авто, увеличивается расход бензина.

Самое опасное – это моментальный перегрев двигателя в жаркое время года, что приведёт к его поломке. А если двигатель не выходит на рабочую температуру, то повысится износ узлов и ухудшится эффективность моторного масла.

Настройка и эксплуатация

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

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

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

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

Виды терморегуляторов

Существует два основных типа терморегуляторов, которые различаются в зависимости от принципа работы:

1. Механические приборы – это термостаты, которые регулируют температуру исполняющего устройства размыканием контакта между двумя пластинами разной плотности. При нагревании датчика сигнал поступает в корпус контактора и передает импульс на размыкание или замыкание пластин;

Электронный термостат

1. Электронный термостат. В данном случае информация, поступающая от датчика температуры, анализируется в цифровом процессоре, только после этого выполняется команда на подачу питания на нагревательный элемент.

В обоих случаях управление осуществляется вручную, методом выставления необходимой температуры на корпусе контролера. Также можно выделить классификацию терморегуляторов на основании визуализации и клавиш управления. Термостаты бывают с проворачиваемыми дисками со шкалой, кнопками настройки или сенсорным экраном. Принцип работы всех перечисленных изделий существенно не отличается друг от друга.

Также существует классификация термостатов по типу размещения: наружные или внутренние. В зависимости от решаемой задачи, устройство может устанавливаться в стену в предварительно проделанную нишу. Строительный размер такого прибора совпадает с обыкновенной розеткой, поэтому его часто монтируют в прорубленное коронкой отверстие.

Терморегулятор с наружным расположением имеет более толстый корпус, который закрыт со всех сторон пластиковыми пластинами. Минус такого устройства – его габарит, в связи с невозможностью расположить прибор внутри стены он будет выступать на плоскости, к тому же при подключении к нему кабеля придется устраивать дополнительный канал из гофрированной трубы или пенала.

Какие детали понадобятся: терморегулятор своими руками

Для датчика температуры чаще всего используют терморезистор, это элемент который регулирует электрическое сопротивление в зависимости от температурного показателя.

Так же часто применяют полупроводниковые детали:

• Диоды;
• Транзисторы.

На их характеристики температура должна оказывать такое же влияние. То есть при нагреве должен увеличиваться ток транзистора и при этом он должен престать работать, не смотря на входящий сигнал. Нужно учесть, что такие детали обладаю большим недостатком. Слишком сложно провести калибровку, говоря точнее, будет трудно привязать эти детали к некоторым датчикам температуры.

Однако на данный момент промышленность не стоит на месте, и вы можете увидеть приборы из серии 300, это LM335, которым все чаще рекомендуют воспользоваться специалисты и LM358n. Не смотря на очень низкую стоимость, данная деталь занимает первую позицию в маркировках и ориентируется на сочетание с бытовой техникой. Стоит упомянуть, что модификации этой детали LM 235и 135 успешно применяются в военных сферах и промышленности. Включая в свою конструкцию около 16 транзисторов, датчик способен работать в качестве стабилизатора, а его напряжение будет полностью зависеть от температурного показателя.

Зависимость заключается в следующем:

1. На каждый градус будет приходиться около 0, 01 В, если ориентироваться на Цельсий, то на показатель 273 результат на выходе составит 2, 73В.
2. Диапазон работы ограничивается в показателе от -40 до +100 градусов. Благодаря таким показателям, пользователь полностью избавляется от регулирований методом проб и ошибок, а требуемая температура будет в любом случае обеспечена.

Так же кроме датчика температур вам потребуется компаратор, лучше всего приобрести LM 311, который выпускает тот же производитель, потенциометр для того чтобы сформировать эталонное напряжение и выходную установку чтобы включать реле. Не забудьте приобрести блок питания и специальные индикаторы.

Как сделать простой терморегулятор

Изготовление терморегулятора происходит поэтапно:

• Выбор типа и схемы устройства.
• Приобретение необходимых материалов, инструментов и деталей.
• Сборка прибора, настройка, запуск в эксплуатацию.

Стадии изготовления прибора имеют свои особенности, поэтому их следует рассмотреть подробнее.

Необходимые материалы

В число необходимых для сборки материалов входят:

• Фольгированный гетинакс или монтажная плата;
• Паяльник с припоем и канифолью, в идеале — паяльная станция;
• Пинцет;
• Пассатижи;
• Лупа;
• Кусачки;
• Изолента;
• Медный соединительный провод;
• Необходимые детали, согласно электрической схемы.

В процессе работы могут понадобиться и другие инструменты или материалы, поэтому данный список не следует считать исчерпывающим и окончательным.

Схемы устройств

Выбор схемы обусловлен возможностями и уровнем подготовки мастера. Чем сложнее схема, тем больше нюансов возникнет при сборке и настройке устройства. В то же время самые простые схемы позволяют получить лишь наиболее примитивные приборы, работающие с высокой погрешностью.

Рассмотрим одну из несложных схем.

В данной схеме в качестве компаратора используется стабилитрон

На рисунке слева изображена схема регулятора, а справа — блок реле, включающий нагрузку. Датчик температуры — это резистор R4, а R1 — переменный резистор, используемый для настройки режима нагрева. Управляющим элементом является стабилитрон TL431, который открыт до тех пор, пока на его управляющем электроде имеется нагрузка выше 2,5 В. Нагрев терморезистора вызывает снижение сопротивления, отчего напряжение на управляющем электроде падает, стабилитрон закрывается, отсекая нагрузку.

Другая схема несколько сложнее. В ней использован компаратор — элемент, производящий сравнение показаний термодатчика и эталонного источника напряжения.

Подобная схема с компаратором применима для регулировки температуры тёплого пола

Любое изменение напряжения, вызванное увеличением или уменьшением сопротивления терморезистора, создаёт разницу между эталоном и рабочей линией схемы, вследствие чего на выходе устройства генерируется сигнал, вызывающий включение или отключение нагрева. Подобные схемы, в частности, используются для регулировки режима работы тёплого пола.

Пошаговая инструкция

Порядок сборки каждого устройства имеет свои особенности, но некоторые общие шаги выделить можно. Рассмотрим ход сборки:

Готовим корпус прибора

Это важно, поскольку оставлять плату незащищённой нельзя.
Готовим плату. Если используется фольгированный гетинакс, придётся травить дорожки при помощи электролитических методов, предварительно нарисовав их нерастворимой в электролите краской. Монтажная плата с готовыми контактами значительно упрощает и ускоряет процесс сборки.
Проверяем с помощью мультиметра работоспособность деталей, при необходимости заменяем их на исправные образцы.
По схеме собираем и соединяем все необходимые детали

Необходимо следить за точностью соединения, правильной полярностью и направлением установки диодов или микросхем. Любая ошибка может привести к выходу из строя важных деталей, которые придётся приобретать снова.
После окончания сборки рекомендуется ещё раз внимательно осмотреть плату, проверить точность соединений, качество пайки и прочие важные моменты.
Плата помещается в корпус, производится пробный запуск и настройка работы устройства.

Монтажная плата с готовыми контактами значительно упрощает и ускоряет процесс сборки.
Проверяем с помощью мультиметра работоспособность деталей, при необходимости заменяем их на исправные образцы.
По схеме собираем и соединяем все необходимые детали. Необходимо следить за точностью соединения, правильной полярностью и направлением установки диодов или микросхем. Любая ошибка может привести к выходу из строя важных деталей, которые придётся приобретать снова.
После окончания сборки рекомендуется ещё раз внимательно осмотреть плату, проверить точность соединений, качество пайки и прочие важные моменты.
Плата помещается в корпус, производится пробный запуск и настройка работы устройства.

Обзор популярных моделей

Сегодня вниманию покупателей предложен широкий ассортимент терморегуляторов для радиаторов отопления

Чтобы не растеряться в богатстве выбора, можно обратить внимание на продукцию торговых марок, проверенных временем и имеющих высокую оценку профессиональных мастеров

В рейтинг вошли несколько компаний:

• Danfoss;
• Caleffi;
• Far;
• Salus Controls.

Помимо качественной работы, эти изделия характеризуются точностью показаний. Например, радиаторные терморегуляторы Danfoss оснащены встроенными и дистанционными датчиками. Разновидности RA 2000 имеют термостатический элемент стандартного вида, RA 2994 и RA отличаются наличием защиты системы отопления от замерзания. RA 2992 примечателен наличием кожуха, который является защитой прибора от несанкционированного вмешательства. Модификации RA 2992 и RA 2922 имеют тонкую трубку длиной 2 м, которая соединяет датчик с рабочим сильфоном.

Производитель Caleffi предлагает покупателям терморегулирующую арматуру, способную работать при показателях давления до 10 бар при t от 5 до 100 градусов. Термоголовки компании имеют цифровой индикатор температуры жидкокристаллического типа. Изделия имеют возможность блокировки температуры и могут быть установлены в системе отопления, тепловым материалом которой является вода, а также гликолиевая смесь с содержанием гликоля до 30%. В комплект входит адаптер, модели имеют защиту от замерзания. Можно присмотреться к вариантам Caleffi 20-50 с наружным зондом, Caleffi 0-28 с адаптером, модификацией с недельным программированием.

Компания Far производит регуляторы автоматического типа из термостатических и электрических (электротермических) головок, а также терморегулирующих вентилей с возможностью ручного управления. Максимальный уровень комнатной температуры может составлять до 50 градусов, длина сетевого шнура изделий составляет 1 м. Максимальное рабочее давление может достигать 10 бар, максимальная длина капилляра для дистанционного датчика равна 2 м. Температура используемой жидкости может нагреваться до 120 градусов. Достойны внимания термоголовки 1914, 1924, 1810, 1828, 1827.

Торговая марка Salus Controls радует покупателей широким спектром программируемых электронных термостатов и терморегуляторов (Salus 091 FL, Salus 091 FLRF). Изделия поддерживают нужный уровень температуры внутри помещений и экономят электроэнергию, когда в комнате никого нет. Это цифровая техника, которая контролирует охлаждение и нагревание теплоносителя в соответствии с серией пользовательских настроек. В линейку входят накладные модификации с поверхностным монтажом на трубу либо емкость с видимой внешней шкалой (Salus AT10).

Принцип работы терморегуляторов

Бесспорно, автоматический регулятор температуры отопления значительно упрощает жизнь владельцам. Но экономить тепловую энергию можно и без термостата, при том, что заниматься регулировкой радиаторов придется самостоятельно. В этом помогут обычный вентиль и дроссель, но по сравнению с терморегулятором использование данных приспособлений все же неудобно.

Термостат реагирует на колебания уличной температуры и регулирует подачу тепла.

Используя дроссель и вентиль придется несколько раз в день подстраивать все самостоятельно. Также теплоотдача будет несколько варьироваться в зависимости от колебаний температуры теплоносителя.

Термостат автоматически регулирует температуру помещений, увеличивая или уменьшая поток воды через батареи. Если жарко – расход воды снижается. В случае похолодания термостат приоткрывается. Сам принцип работы терморегулятора отопления зависит от конкретного вида регулировки.

Механический терморегулятор

Составными частями терморегулятора являются термическая головка и клапан. Термическая головка включает в себя регулятор, жидкостный элемент и привод. Иногда происходит замена жидкостного элемента упругим или газовым. Термоэлемент в форме цилиндра имеет гофрированные внутренние стенки, которые называют сильфоном. Сильфон содержит в себе рабочую среду, в которой происходит реакция на изменения температурных показателей.

Пропорционально с увеличением температуры помещения возрастает объем рабочей среды и сильфон растягивается. Далее сдвигается рабочий шток регулировки клапана, закрывая подачу теплоносителя. Если температура в доме падает, значит рабочая среда уменьшается в объеме и сильфон сжимается. Обратный ход штока способствует увеличенному поступлению теплоносителя к радиатору. Интересно, что механический регулятор температуры отопления, а точнее механизм растяжения и сужения, может выполнять растяжение до 1 миллиона раз.

Электронный терморегулятор

Терморегулятор с электронным управлением автоматически контролирует котел и остальные исполнительные механизмы, типа клапанов, насосов, смесителей и т.д. Пользователь сам может задать наиболее предпочтительный температурный микроклимат, а электронный терморегулятор поддерживает заданную температуру.

Стандартный электронный терморегулятор для отопления содержит термодатчик, что устанавливается в любом месте квартиры, но на удаленном расстоянии от отопительных приборов. Далее прибор считывает информацию в той части пространства, в которой он находится. Данные передаются и терморегулятор может управлять системой отопления дома.

Электронный программируемый терморегулятор для системы отопления делится на два вида: терморегулятор с открытой и закрытой логикой.

В закрытой логике изменять разрешается только некоторые параметры, открытая же предоставляет больше свободы: терморегуляторы легко программируются, также имеется огромный перечень функций и всевозможных настроек. Как ни странно, но большим спросом пользуются закрытые терморегуляторы. Это объясняется тем, что обычным жителям трудно разобраться в настройках и всяческих режимах, проще установить закрытый терморегулятор, который сделает все сам.

Установка термостатов

Многих волнует в каких именно комнатах ставить термостаты. Часто установку производят в спальне, но это нежелательно. Эффективнее производить установку в помещениях с перепадом температур, в комнатах с частым пребыванием людей (кухня, гостиная и т.д.). Для спальни вполне хватит обычного вентиля, регулирующего подачу тепла.

Установка термостата в двухэтажном доме обязательно происходит на втором этаже, откуда будет выполняться регулировка системы отопления частного дома. Объясняется это тем, что поток теплого воздуха направляется вверх, в следствие чего первый этаж остается прохладнее второго. Термостат с датчиком устанавливается в комнатах со свободной циркуляцией воздуха. Приспособление размещается в горизонтальном положении, только так датчик показывает достоверные данные. Как работает термостат для отопления мы уже писали здесь .

Правильный монтаж происходит при установке терморегулятора на входе в батарею. Клапан термостата на одном конце имеет наружную резьбу, на другом – внутреннюю. Диаметры бывают полудюймовые и четырехдюймовые. Термостат вкручивается в радиаторную пробку наружным концом подходящего диаметра.

Что такое термостат

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

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

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

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

Из чего состоит термостат и какой у него принцип работы

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

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

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

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

Капиллярный термостат включает в себя следующие элементы:

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

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

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

Назначение термостата

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

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

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

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

Принцип работы электрического конвектора

Из законов физики известно, что холодные потоки имеют большую массу, поэтому внизу прибора находятся воздухопроводные отверстия. Через них воздух проходит снизу вверх через нагревательный элемент и выходит через решетку обратно в помещение. Конструктивные особенности изделия увеличили площадь взаимодействия кислорода с ТЭНом.

Основа прибора – нагревательный элемент трубчатого вида, состоящий из проводника высокого сопротивления, покрытого в керамическую оболочку. Он помещается внутрь корпуса из алюминия или стали. Благодаря принципу естественной циркуляции в комнате становится тепло.