Термореле с выносным датчиком температуры: принцип работы

Термореле своими руками

Для тех, кто умеет мастерить: работать с паяльником, имеет достаточный минимум знаний в области электротехники, есть варианты самостоятельного изготовления термореле. Из имеющегося разнообразия лучше выбирать не архаичные схемы прошлых десятилетий, а вариант, близкий к современности. Легче найти современные комплектующие, надежные в работе и точнее старых. Электрические схемы также стали проще, благодаря высокой степени интеграции новых чипов. Вот вариант с полупроводниковым аналоговым датчиком:

Схема самодельного термореле

Датчик U1 выпускается в корпусе TO-92 или TO-220. В первом случае он годится только для измерения температуры воздуха. Второй корпус подходит для крепления к металлическим пластинам, например, для измерения температуры батарей или труб. Переменный резистор R5 должен быть с линейной характеристикой, так как датчик LM35 сам имеет хорошую линейность. Компаратор U2 сравнивает образцовое напряжение с ползунка резистора R5 и от датчика.

Выходной сигнал компаратора усиливается по току транзистором T1 и дальше поступает на базу транзистора T2, ключа, который включает реле K1. Диод D1 обязательно должен быть использован, для защиты транзистора T2 от электрического пробоя при самоиндукции катушки реле. Контакты нагрузки должны быть рассчитаны на ток 2-5 А. Если мощность нагрузки больше 400-1000 Вт, что соответствует выбранному реле, то следует применять промежуточный магнитный пускатель или симистор.

Таблица 1. Замена транзисторов и диодов

BC549C КТ315В, КТ315Г
BD139 КТ815Б, КТ805Б
1N4002 КД105Б, КД212А

Датчик можно выносить за пределы платы устройства на расстояние 5-10 метров. Но в этом случае провод от вывода 2 должен быть в металлической оплетке (экранирован). Оплетка соединяется с выводом 3 (земля), а питание подается отдельным проводом. Резистор R1 и конденсатор C2 также требуется выносить вместе с датчиком и помещать в его собственный корпус. Устройство питается от источника напряжения постоянного тока 12 В.

Реле на DIN-рейку

Модули, собираемые на DIN-рейку, теперь окончательно вытеснили старый щитовой монтаж оборудования в шкафах, очень неудобный для обслуживания и ремонта. Защелкивание на рейку занимает секунды. Провода прокладываются в кабельных лотках в пределах шкафа и зажимаются винтовыми клеммами в точках подключения при их полной доступности для монтажа и освещенности.

Таким способом собирается электротехническое оборудование промышленного, коммунального и бытового назначения. Не составляют исключение и термореле, которые тоже выпускают в корпусе под крепление на DIN-рейку.

Термореле в корпусе для DIN-рейки

При установке в шкаф или бокс исчезает необходимость портить стены и внешний вид помещений. Датчики реле выводятся в контролируемую зону, а сами реле стоят с остальным оборудованием в шкафу.

Предназначение

Основная задача, которую выполняет терморегулятор для водяного теплого пола – уменьшение или увеличение объема горячего теплоносителя из центральной системы отопления. Для нагревательных кабелей, работающих на электрической энергии, устройство регулирует мощность тока. Данные о текущих показателях температуры поступают от термодатчика. В водяном отоплении он устанавливается во входящий патрубок гребенки, для электрического – между кабелями нагрева.

Термореле с выносным датчиком температуры: принцип работы

Так как большинство моделей рассчитаны для комплектации электрических систем отопления, рассмотрим технические характеристики этой группы товаров:

  • Номинальная мощность. Выбор и монтаж терморегулятора теплого пола может осуществляться только после расчета мощности всей системы. Рекомендуется выбирать модель с небольшим запасом.
  • Способ регулирования температуры – автоматический или ручной.

Термореле с выносным датчиком температуры: принцип работы

  • Различия по способу монтажа — накладные или встраиваемые.
  • Возможность подключения нескольких датчиков температуры. Двухзонный терморегулятор для теплого пола считывает показания нагрева электрических элементов из воздуха в помещении. Такие устройства работают полностью автоматически, но имеют более высокую стоимость, чем модели с меньшими функциями.

Настройка терморегуляторов

Разные модели термостатов способны работать в автоматическом или ручном режиме. Программируемые электронные устройства позволяют организовать режим для нужных пользователям дней недели или времени суток. При установке термостатов может выполняться настройка углубленного типа или калибровка. Один из температурных датчиков, если понадобится, можно отключить.

Действия, которые надо выполнить при регулировке, как и место установки датчиков, производитель указывает в руководстве по эксплуатации. Можно заблокировать устройство, чтобы кто-нибудь (например, дети) не смогли нечаянно сбить настройки.

Как подключить теплый пол к электричеству — схема подключения

Как выполнить укладку электрического теплого пола под плитку?

Как выполнить монтаж инфракрасного теплого пола под плитку?

Что такое термостат и какой у него принцип работы

Что такое ПИД регулятор для чайников?

Как пользоваться и как настроить таймер розетку?

Принцип действия устройства

Стандартный комнатный термостат состоит из термодатчиков, крепящихся в доме и измеряющих непосредственную температуру воздуха, и собственно термостата, установленного на самом котле, управляющего интенсивностью работы.

Термореле с выносным датчиком температуры: принцип работы

Например, пользователем была запрограммирована определённая температурная норма. При снижении температуры воздуха более чем на четверть градуса прибор передаёт сигнал котлу. В активный режим переходит и циркулярный насос.

Прямым последствием будет также снижение общего потребления топлива и электричества. Более того, подобные свойства положительно сказываются на продлении эксплуатационного ресурса как котла, так и насоса.

Качественный комнатный терморегулятор служит основой функционирования системы «Умный дом». Он позволяет обеспечить единовременный контроль над всем климатообразующим оборудованием: тёплыми полами, кондиционером, вентиляцией и отоплением.

Популярные статьи  Вентилируемый фасад,ваше мнение?

Устройство термоклапана и существующие виды

Клапан терморегулятора по своему строению, имеет сходство с обычным вентилем. В конструкции клапана предусмотрено седло и запорный конус, с помощью которого регулируется количество теплоносителя. За счет количества теплоносителя, протекающего через батарею за определенный промежуток времени, и регулируется температура радиатора.

Термостатический клапан в разрезе

Существует однотрубная и двухтрубная разводка системы отопления, при этом на каждую систему устанавливаются определенные модели регуляторов. Спутать модели невозможно, тем более что производитель должен указывать в паспорте, для какой системы отопления терморегулятор предназначается. Если установить не тот регулирующий элемент, то радиатор работать не будет. Вентили для однотрубных систем можно устанавливать в системах с естественной циркуляцией теплоносителя. Естественно, что установка таких устройств приводит к повышению гидравлического сопротивления, но в целом, система функционировать будет.

На корпусе терморегулятора имеется стрелка, указывающая на направление движения теплоносителя, поэтому при монтаже необходимо учитывать данное свойство терморегуляторов.

Как устроена термостатическая головка

Watch this video on YouTube

Материалы изготовления

Корпус устройства может изготавливаться из различных конструкционных материалов, устойчивых против коррозии. Поэтому терморегуляторы изготавливаются:

  • Из бронзы, с последующим хромированием или никелированием.
  • Из латуни, с покрытием слоем никеля.
  • Из нержавеющей стали.

Естественно, что наиболее надежные и долговечные корпусы из нержавеющей стали, но цены на подобные устройства слишком большие, поэтому они недоступные для широкого круга потребителей. Бронзовые и латунные корпуса имеют практически одинаковый срок службы, но он в основном зависит от качества сплава. Как правило, известные производители со всей ответственностью относятся к выпуску своей продукции. Следует отметить, что на рынке подобной продукции достаточное количество неизвестных производителей, поэтому приобрести некачественное изделие вполне возможно. Несмотря на это, каждый производитель старается оказаться известным, поэтому следит за качеством своих изделий. В любом случае, нужно определить наличие стрелки на корпусе, что может оказаться свидетельством качества терморегулятора.

Варианты исполнения

Вариантов подключения радиаторов к системе отопления несколько, поэтому терморегуляторы выпускаются двух типов: прямые (проходные) и угловые. Выбирается тот тип исполнения, который больше подходит к конкретной системе отопления.

Прямой (проходной) клапан и угловой

Название/фирма Для какой системы Ду, мм Материал корпуса Рабочее давление Цена
Данфос, угловой RA-G с возможностью настройкой однотрубной 15 мм, 20 мм Никелированная латунь 10 Бар 25-32 $
Данфос, прямой RA-G с возможностью настройкой однотрубной 20 мм, 25 мм Никелированная латунь 10 Бар 32 — 45 $
Данфос, угловой RA-N с возможностью настройкой двухтрубной 15 мм, 20 мм. 25 мм Никелированная латунь 10 Бар 30 — 40 $
Данфос, прямой RA-N с возможностью настройкой двухтрубной 15 мм, 20 мм. 25 мм Никелированная латунь 10 Бар 20 — 50 $
BROEN , прямой с фиксированной настройкой двухтрубной 15 мм, 20 мм Никелированная латунь 10 Бар 8-15 $
BROEN , прямой с фиксированной настройкой двухтрубной 15 мм, 20 мм Никелированная латунь 10 Бар 8-15 $
BROEN ,угловой с возможностью настройкой двухтрубной 15 мм, 20 мм Никелированная латунь 10 Бар 10-17 $
BROEN ,угловой с возможностью настройкой двухтрубной 15 мм, 20 мм Никелированная латунь 10 Бар 10-17 $
BROEN , прямой с фиксированной настройкой однотрубной 15 мм, 20 мм Никелированная латунь 10 Бар 19-23 $
BROEN , угловой с фиксированной настройкой однотрубной 15 мм, 20 мм Никелированная латунь 10 Бар 19-22 $
OVENTROP , осевой 1/2″ Никелированная латунь, покрытая эмалью 10 Бар 140 $

Регулятор температуры своими руками питание и нагрузка

Что касается подключения LM 335 то оно должно быть последовательным. Все сопротивления необходимо подобрать так, чтобы общая величина тока, который проходит через термодатчик соответствовала показателям от 0,45 мА до 5 мА. Превышения отметки допускать нельзя, так как датчик будет перегреваться, и показывать искаженные данные.

Термореле с выносным датчиком температуры: принцип работы

Запитка терморегулятора может происходить несколькими способами:

  • С помощью блока питания с ориентировкой на 12 В;
  • С помощью любого другого устройства, питание которого не превышает вышеуказанный показатель, но при этом ток, протекающий через катушку не должен превышать 100 мА.

Еще раз напомним о том, что показатель тока в цепи датчика не должен превышать 5 мА, по этой причине придется использовать транзистор с большой мощностью. Лучше всего подойдет КТ 814. Конечно, если вы хотите избежать применения транзистора, можно использовать реле с меньшим уровнем тока. Он сможет работать от напряжения в 220 В.

Виды терморегуляторов по по исполнению.

  1. В корпусе.
  2. Для установочной коробки.
  3. Без нормального корпуса.
  4. В виде розетки.

1. В корпусе для настенного монтажа.

2. Для встраивания в обычную установочную коробку.

3. Без нормального корпуса.

Первое и второе исполнение можно нормально использовать в комнате.

Третий тип исполнения невозможно нормально установить в жилом помещении без дополнительных затрат, только в гараже или курятнике.

Такие терморегуляторы подробно рассмотрены в этом обзоре терморегуляторов.

4. В виде розетки.

Терморегулятор выглядит как тройник, но с одной розеткой.

Возможно три варианта работы терморегулятора:

В одном корпусе и коммутационное устройство и органы управления.

Розетка не содержит органов управления и управляется по радиоканалу выносным терморегулятором.

В одном корпусе коммутационное устройство и органы управления с возможностью настройки по Wi-Fi.

Wireless WiFi Thermostat RF Plug Remote Control Smart Home Nashone LCD Digital Programmable RC Wireles Thermostat for underfloor heating
Pymeter Digital Thermostat PID Temperature Controller Nashone Thermostat Temperature Controller

Преимущества и недостатки использования терморегуляторов с выносным датчиком температуры воздуха

Прибор со встроенным датчиком может показывать некорректные данные. Особенно располагаясь около отопительного оборудования. Отдав предпочтение электронному термостату с выносным датчиком, можно значительно уменьшить ошибку измерения.

Термореле с выносным датчиком температуры: принцип работыТерморегулятор демонстрирует высокую точность измерения

К преимуществам устройств данного типа стоит отнести:

  • высокую точность измерения;
  • возможность установки в любых комнатах, а также за пределами дома;
  • контроль температурного режима под любой поверхностью.

Основным недостатком является ограниченная длина провода. Исключение составляют беспроводные модели, у которых расстояние между приёмником и передатчиком может достигать 300 м.

Термореле с выносным датчиком температуры: принцип работыБеспроводные модели способны принимать сигнал на большом расстоянии

Типы терморегуляторов по конструкции и способу монтажа

Когда встаёт вопрос о том, как регулировать температуру водяного теплого пола, в многообразии различных видов термостатов нужно правильно сориентироваться. Несмотря на то, что они выполняют одну и ту же функцию, дополнительные возможности разные, и, соответственно, цена.

Устройства, которые выпускают производители, можно по сложности конструкции распределить на пять групп:

  1. механические;
  2. дистанционные сенсорные;
  3. обычные электронные;
  4. программируемые терморегуляторы;
  5. радиоуправляемые.

Надёжность моделей зависит не от конструкции, а от добросовестности производителя и условий эксплуатации.

По способу монтажа терморегуляторы бывают:

  • обычными настенными, которые крепятся в каждой комнате и подходят для небольших квартир;
  • щитовыми, позволяющими из одной точки контролировать процесс в большом здании.

Каждый из этих способов позволяет удобно эксплуатировать систему регулировки температурного режима.

Цифровой терморегулятор

Для того чтобы создать полноценно функционирующий терморегулятор с точной калибровкой, без цифровых элементов не обойтись. Рассмотрим прибор для контроля температур в небольшом хранилище для овощей.

Основным элементом здесь является микроконтроллер PIC16F628A. Эта микросхема обеспечивает управление разными электронными устройствами. В микроконтроллере PIC16F628A собраны 2 аналоговых компаратора, внутренний генератор, 3 таймера, модули сравнения ССР и обмена передачи данных USART.

При работе терморегулятора значение существующей и заданной температуры подается на MT30361 – трехразрядный индикатор с общим катодом. Для того чтобы задать необходимую температуру, используются кнопки: SB1 – для уменьшения и SB2 – для увеличения. Если проводить настойку с одновременным нажатием кнопки SB3, то можно установить значения гистерезиса. Минимальным значением гистерезиса для этой схемы является 1 градус. Подробный чертеж можно увидеть на плане.

Используется во многих технологических процессах, в том числе и для бытовых отопительных систем. Фактором определяющим действие терморегулятора, является наружная температура, значение которой анализируется и при достижении установленного предела, расход сокращается либо увеличивается.

Терморегуляторы бывают различного исполнения и сегодня в продаже достаточно много промышленных версий, работающих по различному принципу и предназначенных для использования в разных областях. Также доступны и простейшие электронные схемы, собрать которые может любой, при наличии соответствующих познаний в электронике.

Основные параметры термореле

Таких параметров несколько. Вот самые важные из них:

  • диапазон рабочих температур;
  • точность уставки;
  • гистерезис;
  • мощность нагрузки.

Гистерезисом называется промежуток температур устойчивого состояния реле, когда реле поддерживает нагрузку во включенном состоянии. Уставка может занимать любое положение на этом промежутке, но принадлежит этому промежутку. Гистерезис не есть плохое качество реле, часто нормируется, даже отдельно регулируется и помогает избежать слишком частого переключения в цепи нагревателей, которое будет сокращать срок службы тэнов.

Пояснение к уставке и гистерезису

В домашних устройствах положение уставки характеризуется как “плюс-минус”. Так проще считать. Например, комнатная температура комфортна для человека в пределах 18-20 градусов Цельсия. Если гистерезис регулятора составляет 1 градус, то уставка в этом случае составит 19 градусов. Если при этом точность термореле составляет 0,5 градусов, то температура будет поддерживаться в пределах 17,5 … 20,5 градусов. Говоря точнее, будет срабатывать термореле, а истинная температура будет определяться мощностью нагревателя, который работает совместно с этим реле.

Мощность нагрузки выражается через ток, который реле способно переключать. Известно, что электронагреватели потребляют наибольшую мощность среди остальных потребителей энергии. Значит, таким нагревателям необходим достаточный ток и реле должно обеспечить этот ток своими контактами. Если токовая нагрузка слишком велика для контактов реле, то используют промежуточное реле: магнитный пускатель или электронный силовой ключ. Иначе контакты реле быстро подгорят и реле выйдет из строя.

Термореле с переключением диапазонов

Реле на DIN-рейку

Модули, собираемые на DIN-рейку, теперь окончательно вытеснили старый щитовой монтаж оборудования в шкафах, очень неудобный для обслуживания и ремонта. Защелкивание на рейку занимает секунды. Провода прокладываются в кабельных лотках в пределах шкафа и зажимаются винтовыми клеммами в точках подключения при их полной доступности для монтажа и освещенности.

Таким способом собирается электротехническое оборудование промышленного, коммунального и бытового назначения. Не составляют исключение и термореле, которые тоже выпускают в корпусе под крепление на DIN-рейку.

Термореле с выносным датчиком температуры: принцип работы
Термореле в корпусе для DIN-рейки

При установке в шкаф или бокс исчезает необходимость портить стены и внешний вид помещений. Датчики реле выводятся в контролируемую зону, а сами реле стоят с остальным оборудованием в шкафу.

Материал изготовления

Корпус вентиля делают из стойкого к коррозии металла, сверху никелируют либо хромируют.

Клапана делают из следующих материалов:

  • бронзовые с покрытием никеля или хрома;
  • латунные с никелевым слоем;
  • из нержавеющей стали.

Лучшими считаются клапана из нержавеющей стали. Они химически нейтральны, не подвержены коррозии, не вступают в реакцию с другими металлами. Цена у них выше, чем у никелированных или хромированных. В продаже клапана из нержавейки бывают не часто, поэтому чаще всего в домах или квартирах можно увидеть бронзовые или латунные изделия.

Вентили из бронзы или латуни по длительности срока службы не различаются. Всё зависит от того, насколько качественно выполнен сплав. Что касается изделий известных производителей, вопроса о качестве не возникает. Доверять или нет неизвестным производителям — дело спорное

Популярные статьи  Светильники для ванной комнаты влагозащищенные светодиодные: выбираем лучшие модели

Однако при покупке нужно обратить внимание на то, чтобы на корпусе был изображён вектор потока. Без этой стрелки изделие не качественное.

Виды термореле

Обычный терморегулятор представляют собой небольшой электронный блок, устанавливаемый на стене в подходящем месте и присоединенный к источнику тепла проводами. На передней панели есть только регулятор температуры, это самая дешевая разновидность прибора.

Термореле с выносным датчиком температуры: принцип работы

Кроме нее, существуют и другие виды термореле:

  • программируемые: ммеют жидкокристаллический дисплей, подключаются с помощью проводов либо используют беспроводную связь с котлом. Программа позволяет задать изменение температуры в определенные часы суток и по дням в течение недели;
  • такой же прибор, только снабженный модулем GSM;
  • автономный регулятор с питанием от собственной батареи;
  • беспроводное термореле с выносным датчиком для управления процессом нагрева в зависимости от температуры окружающей среды.

Многофункциональные термореле, которые можно программировать, существенно экономят энергоносители. В те часы суток, когда дома никого нет, поддерживать высокую температуру в комнатах нет смысла. Зная рабочее расписание своей семьи, домовладелец всегда может запрограммировать реле температуры так, чтобы в определенные часы температура воздуха снижалась, а за час до прихода людей включался нагрев.

Термореле с выносным датчиком температуры: принцип работы

Бытовые терморегуляторы, укомплектованные GSM – модулем, способны обеспечить дистанционное управление котельной установкой посредством сотовой связи. Бюджетный вариант – отправка уведомлений и команд в виде SMS – сообщений с мобильного телефона. Продвинутые версии приборов имеют собственные приложения, устанавливаемые на смартфон.

Принцип действия терморегуляторов

Основой любого терморегулятора является электронный или механический термодатчик, контролирующий температуру воздуха в помещении. В зависимости от полученных показаний, он подает команды на отопительный котел, заставляя тот включаться и отключаться, в зависимости от пользовательских температурных предпочтений. Для выставления параметров используются крутящиеся ручки, сенсорные экраны и кнопки различных конструкций.

Конструкционно терморегулятор представляет собой компактный пульт управления, внутри которого стоит датчик температуры воздуха. При этом сам котел может располагаться в любом другом месте здания – на кухне, в ванной комнате, в отдельной котельной или вовсе в подвале, где он никому не мешает и не мозолит глаза. Согласитесь, что бегать в подвал, для того чтобы сделать воздух более теплым или более прохладным не так уж и удобно. Гораздо удобнее располагать эдаким пультом дистанционного управления, установленным в комнате.

Терморегуляторы с датчиком температуры воздуха для котла и являются пультами дистанционного управления. Они обеспечивают точную регулировку температурного режима и избавляют от необходимости бегать к месту установки котла, чтобы выставить нужный режим или задать рабочую программу. Работают терморегуляторы следующим образом:

Термореле с выносным датчиком температуры: принцип работы

Желательно подбирать термостат той же компании-производителя, что и Ваш котел. Это убережет Вас от возможных сбоев и неполадок в работе оборудования из-за различия электронной начинки.

  • Пользователи задают необходимую им температуру воздуха, например, +22 градуса;
  • Как только температура опустится ниже заданного предела, термостат подаст команду на включение котла – начнется нагрев теплоносителя, циркулирующего по отопительной системе;
  • Как только температура поднимется до желаемой отметки, термостат подаст команду для отключения котла.

Этот процесс повторяется циклически, обеспечивая создание комфортной атмосферы для домочадцев.

Комнатный термостат с датчиком температуры воздуха может контролировать температуру воды в контуре горячего водоснабжения – это необходимый функционал, если в доме стоит двухконтурный котел, причем установлен он не на кухне, в труднодоступном месте (в подвале или в гараже). Если вода в кране покажется слишком горячей, достаточно подойти к термостату и уменьшить степень ее нагрева – очень удобно и практично.

Продвинутые терморегуляторы с выносным датчиком температуры воздуха могут управлять сразу несколькими отопительными контурами – благодаря этому они обеспечивают раздельный температурный контроль в нескольких помещениях.

Монтаж

Проводя капитальный ремонт, хозяева сменяют систему отопления на современную, с более мощной теплоотдачей. Батареи оснащаются новой автоматикой, для поддержания комфортных условий в каждой отдельной комнате, согласно предпочтениям жильцов.

Установка терморегулятора на радиатор отопления становится последней частью монтажа отопительной системы дома или квартиры. Согласно рекомендациям производителей, его следует располагать на высоте 40-60 см от пола. Если в секции есть только нижняя подача, то рекомендован монтаж выносного датчика или регулировки настройки на более низкую температуру. В этом случае можно ожидать успешных результатов.

Общие правила монтажа:

  • Место должно быть защищено от прямых солнечных лучей, иначе работа прибора не даст нужного результата; 
  • Нельзя закрывать узел никаким декором, мебелью или другим способом; 
  • Устройство не монтировать над отопительными трубами, куда идёт основная масса горячего воздуха, так клапан не будет выполнять нужную функцию; 
  • Недопустимо устанавливать под давлением на корпус клапана; 
  • Чтобы избежать изоляции узла, лучше смонтировать байпасный переход.  
Оцените статью
Добавить комментарии

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: