Терморегулятор для отопления: конструкция, зачем он нужен и принцип работы в современных системах (110 фото)

Содержание
  1. Беспроводной
  2. Беспроводные датчики
  3. Величина выходного сигнала
  4. Виды термодатчиков
  5. Визуальный контроль температуры
  6. Внешний
  7. Водяного термодатчика
  8. Диапазон измеряемых температур
  9. Дилатометрический
  10. Для газового котла
  11. Как выбрать выносной термодатчик
  12. Как подключить термодатчик к котлоагрегату
  13. Как сделать выбор?
  14. Классификация
  15. Классификация по способу измерения температуры
  16. Классификация по способу размещения
  17. Комнатного
  18. Комнатный
  19. Критерии выбора
  20. Манометрический
  21. Назначение температурного датчика
  22. Накладной
  23. Наружного
  24. О спиртовой разновидности
  25. Особенности эксплуатации
  26. По способу определения
  27. По способу размещения
  28. По типу взаимодействия с термостатом
  29. Погружной
  30. Подготовка к установке датчика: сколько приборов потребуется
  31. Подключаемый к термостату
  32. Подключаемый напрямую к котлу
  33. Проводной
  34. Проводные модели
  35. Программируемые терморегуляторы
  36. Разновидности датчиков по способу снятия показаний
  37. Разновидности температурных датчиков
  38. Резистивный
  39. Сколько нужно термодатчиков для отопления?
  40. Срок эксплуатации, периоды обслуживаний, необходимость калибровок
  41. Термоэлектрический
  42. Технические особенности
  43. Условия измерения
  44. Устройство и принцип действия
  45. Характеристики датчика
  46. Цены

Беспроводной

Работа беспроводного приспособления аналогична принципу работы с Wi-Fi. Сигнал поступает в радиомодуль, в водогрейной установке приемный модуль принимает, а встроенный контроллер блока управления обрабатывает и преобразует его в управляющий импульс.

Беспроводные датчики

В последнее время наиболее распространенными стали беспроводные модели, с помощью которых можно получать информацию посредством вспомогательной электроники. Это позволяет монтировать прибор почти в любом месте, даже на улице или в отдельном помещении.

Среди основных характеристик таких датчиков:

  • погрешность измерений;
  • наличие батареек;
  • дальность действия сигнала.

Величина выходного сигнала

Величина вырабатываемого напряжения чувствительных элементов без внешнего источника (термопар) невысокая и находится в диапазоне от микровольт до милливольт. Поэтому перед последующей обработкой выходной сигнал усиливается.

Виды термодатчиков

Все датчики температуры для отопления, которые применяются для контроля текущего состояния контура, разделяются на 2 вида. В принципе полноценный контроль системы отопления обеспечит любой из них, разница в использовании различных конструкторских решений и в способе передачи информации.

Способы передачи информации делятся на такие виды:

  • проводные датчики;
  • беспроводные датчики.

Проводные термодатчики для отопления, и это понятно из их названия, передают данные на контроллер через провода, проложенные от датчика к блоку управления котла. Высокотехнологичные беспроводные датчики передают информацию, используя передатчик и приемник радиоволн. Приблизительно так, как работает роутер WiFi.

Термодатчики по способу их размещения делятся на такие виды:

  1. накладные датчики – они крепятся к трубам контура отопления;
  2. погружные датчики – находятся в постоянном контакте с теплоносителем;
  3. комнатные датчики – располагаются внутри помещений;
  4. внешние датчики – размещаются снаружи обогреваемых помещений.

Визуальный контроль температуры

Для контроля температуры теплоносителя, температуры внутри и снаружи отапливаемого помещения предназначены термодатчики различных типов.

Для визуального контроля большинство комнатных термостатов снабжены дисплеями, на которые выводится текущее значение температуры в помещении.

В приборах измерения температуры, которые установлены на котлах, также предусмотрена возможность визуального контроля.

Для систем отопления применяются такие виды термометров:

  • Жидкостные термометры. Применяются для контроля и измерения температуры как внутри помещений, так и снаружи зданий.

    В твердотопливных котлах иногда применяется жидкостный термометр для отопления, но в современных агрегатах применяются биметаллические индикаторы температуры.

  • Накладные термометры с биметаллической спиралью. Термометры такого типа имеют низкую точность, но они широко используются как термометр для котла отопления для открытых систем. Он обычно крепится на теплообменники и показывает температуру воды.
  • Термоэлектрические термометры. Их действие основано на свойствах термопары — вырабатывать ЭДС пропорционально температуре нагрева. Термометры такого типа применяются в современных высокотехнологичных котлах для закрытых систем отопления. В простых энергонезависимых котлах термопара управляет электромагнитным клапаном подачи газа на основную горелку после нагрева ее пламенем запальника.

Внешний

Внешний (датчик наружной температуры) располагается на открытом воздухе снаружи здания. Он производит корректировку микроклимата внутренних помещений   в зависимости от температуры  окружающей среды на улице, осуществляя тем самым  погодозависимое терморегулирование.

Водяного термодатчика

Аналогичным способом подсоединяется к клеммам котла кабель водяного пола, с обратной стороны крепится малоформатное устройство. Водяной термодатчик  размещается в полу на равном расстоянии от труб с теплоносителем, отступ от ближайшей стены составляет 0,5 метра.

Диапазон измеряемых температур

В диапазоне измеряемых температур от комнатной до 55ºС — 80ºС термодатчик должен быть:

  • особенно чувствительным и «откликаться» на малейшие изменения температуры;
  • с минимальной задержкой реагировать на охлаждение/нагрев контролируемой среды.

Дилатометрический

Дилатометрический (объемный) датчик представляет собой биметаллическую пластину или спираль, изготовленную из материала с высоким коэффициентом теплового расширения.

При нагревании происходит изгиб пластины и происходит размыкание контакта на конце пластины со стационарным контактом реле, препятствуя протеканию тока.

В термостатах  замедленного действия используется спираль, которая медленно разжимается или сжимается с изменением температуры.

Для газового котла

На колодке термостата с датчиком температуры следует отыскать контакты с маркировкой COM (общий) и NO (нормально открытый) и подсоединить к ним две жилы с одной стороны кабеля.

 По схеме соединения теплоагрегата на плате управления отыскать 2 клеммы с перемычкой  из отрезка провода для подключения термостата.

Снять перемычку и соединить свободные контакты с 2 жилами с обратной стороны кабеля.

Как выбрать выносной термодатчик

Выбор зависит от того, как датчик будет взаимодействовать с котлом: напрямую или через термостат.

Как подключить термодатчик к котлоагрегату

Уличный датчик температуры для котла отопления устанавливается с наружной стороны стены отапливаемого здания с соблюдением таких требований:

  • стена должна быть исключительно северной или северо-восточной, для избежания попадания прямых солнечных лучей. Если попадание все равно предполагается, необходимо защитить сенсор козырьком;
  • по возможности необходимо избегать установки датчика в места повышенной влажности и высокой степенью образования плесени;
  • стена должна иметь толщину и степень теплоизоляции, достаточную для исключения нагрева датчика теплом отапливаемого помещения;
  • не рекомендуется и установка измерительного прибора вблизи кондиционера, дымохода, вытяжных или приточных каналов, любых других конструкций, способных повлиять на результаты измерения.

Сам датчик крепится к стене анкерными болтами, например 5х25, подключается к соответствующему разъему/клемме котла или термостата при помощи двухжильного кабеля (параметры сечения и сопротивления указываются в инструкции датчика температуры), соединения герметично изолируются муфтой.

Правильная установка и подключения не вызывает особых проблем, поскольку подробные алгоритмы всегда описываются в инструкции.

Пример алгоритма монтажа из инструкции к датчику температуры Baxi.

В регулировке и калибровке датчики температуры не нуждаются, а работоспособность и точность проверяется на практике (по комнатной температуре).

Как сделать выбор?

При выборе комнатного датчики температуры для котла важно учитывать:

  1. Модель котла.
  2. Особенности подключения (проводное, беспроводное).
  3. Особенности установки датчика.

Хотите сэкономить? Мы предложим изделия, которые реализуются недорого.

Классификация

Принято разделять существующие термодатчики на две большие группы. В первой группе датчики классифицируются в зависимости от способа определения температуры, а во второй группе – по способу взаимодействия приспособления с термостатом. Одно не исключает другого: одна модель может присутствовать в классификаторе каждой группы термодатчиков.

Классификация по способу измерения температуры

  • термопары – самые первые и высокоточные датчики, но точность их показаний довольно трудно снять и интерпретировать в программу автоматики. Их действие основано на взаимодействии двух разных металлов, спаянных между собой. При их нагревании возникает слабый электрический ток;
  • терморезисторы – более простые в интерпретации и точные датчики, действие которых основано на увеличении сопротивления термочувствительных материалов при росте температуры внешней среды;
  • манометрические датчики – их действие основано на расширении термочувствительной жидкости или газа при нагреве, что в создает определенное давление в закрытом объеме;
  • цифровые – это современные сенсоры (цифровые термометры), работающие по принципу вычисления и преобразования. Отличаются высокой точностью (до 0,5°C) и большим диапазоном измеряемых температур (от -55°C). Известные примеры – DS18B20, LM75A.

Установленный на стену уличный датчик температуры в защитном корпусе.

Классификация по способу размещения

  • накладные – прикладываются к трубам, радиаторами или системе водяных теплых полов;
  • погружные – погружаются в теплоноситель, например, опять таки, в системе водяных теплых полов;
  • комнатные – слабозащищенные от внешних воздействий, имеющие небольшой диапазон измеряемых температур поэтому предназначенные для измерения воздуха исключительно в помещении;
  • уличные – устойчивые к несильным механическим воздействиям и влаге, часто дополнительно защищенные корпусом, имеют более высокий диапазон измеряемых температур.

Обратите внимание, что небольших беспроводных датчиков не бывает, поскольку для их питания, считывания и передачи сигнала нужен как минимум контроллер. Поэтому беспроводным может быть термостат, включающий в себя комнатный датчик, но не сам небольшой термодатчик для котла отопления.

Комнатного

Комнатный чувствительный элемент устанавливается в самой холодной или угловой комнате строения, где обычно находятся домочадцы, чтобы избежать подачи ложных сигналов.

Напряжение, выходящее из электронной платы на терморезистор, не превышает 24 В. Поэтому возможна прокладка к котлу слаботочным кабелем сечением 0,2–0,35 мм², если длина провода не превышает нескольких метров.

Подключение производится аналогично подсоединению  с наружного датчика.

Комнатный

Комнатными называют устройства, размещенные внутри жилых либо служебных помещений. Выбирается то помещение, в котором воздух   имеет наиболее  постоянную температуру. Самым  подходящим местом для локализации чувствительного элемента/  термостата является стена. Следует  размещать устройство на высоте не более 120–150  см от пола.

Критерии выбора

Выбирая датчик, следует учитывать совместимость конкретной модели с термостатом. Следует также учитывать технические параметры и условия  эксплуатации приспособления.

Манометрический

Принцип действия манометрических датчиков основан на изменении давления газа/жидкости в замкнутом объёме. Они не требуют внешнего источника энергии, что удобно при дистанционных измерениях. Недостатком является высокая инерционность показаний и невысокая чувствительность этого типа устройств.

Назначение температурного датчика

Любая система отопления должна работать под контролем человека. Оператору следует знать, какова температура теплоносителя. Для определения этих показателей требуется для отопления, он позволит следить за расширением объема воды. С помощью него можно наблюдать за текущими данными, предпринимая соответствующие меры, если параметры станут отклоняться от нормы.

Обладает довольно широкой областью использования. Он позволяет визуально просматривать нагрев теплоносителя на отдельных участках, где регистрируются данные на улице и в помещениях. Иногда этот прибор становится частью системы, которая гарантирует автоматическую стабилизацию параметров.

Накладной

Накладными называют датчики с наружным креплением к контуру отопления. Чувствительный элемент накладывается снаружи трубы подачи или обратки и  притягивается к ней хомутами, после чего плотно оборачивается снаружи теплоизоляционной гильзой.

Наружного

Наружное устройство прикрепляется на стену с северной или северо-восточной стороны здания.

Электрическое соединение осуществляется 2-х жильным медным проводом сечением 0,75 мм² длиной ≤ 30 м, возможна установка беспроводного устройства.

Одна сторона провода подключается к контактам датчика, другая соединяется с 2-мя клеммами электронной платы, между которыми прикручена перемычка ТА. Перед подключением перемычку следует снять.

О спиртовой разновидности

Отопления могут быть спиртовыми. Если проводить их сравнение с вышеописанным, то в данном случае инертность отображения значений почти отсутствует. Во многом принцип работы схож с традиционным термометром.

В герметичную колбу помещается спиртосодержащий состав, который расширяется при нагреве. На колбе отметки указывают на значение нагрева воды. Конструкция довольно проста, но для наблюдения за показаниями не очень удобна.

Заплатить за спиртовой датчик придется примерно 1900 р.

Перед тем как устанавливать такие датчики температуры для котлов отопления, необходимо ознакомиться с инструкцией. Из нее вы сможете узнать монтажные размеры для подсоединения к патрубку, рекомендации по эксплуатации и граничные температурные значения. Приобретая погружной датчик, вы должны учитывать еще и длину гильзы, она может изменяться от 120 до 160 мм.

Особенности эксплуатации

С целью получения метрологической характеристики с заданной погрешностью и выработки ресурса устройством, необходимо:

  • периодически (не реже 2 раз в год) проверять техническое состояние термодатчиков;
  • в сроки, указанные производителем в сопроводительной документации на товарную позицию, делать безмонтажную или лабораторную поверку термоэлемента;
  • обращать внимание на правильность коммутации клемм устройства с элементом (блоком) питания и подсоединяемых вторичных цепей на котле;
  • при определении клемм подключения на электронной плате проверить соответствие маркировки контактов мультиметром в режиме прозвонки;
  • не вскрывать, предохранять от сильных ударов, экстремальных температур и повышенного давления приспособление.

По способу определения

От способа определения температуры зависит корректность работы термодатчика на объекте. Существует несколько видов датчиков, отличающихся ценой и точностью определения параметра.

По способу размещения

В зависимости от способности размещаться в пространстве термодатчики подразделяют на несколько типов. Существуют накладные, погружные и комнатные типы устройств.

По типу взаимодействия с термостатом

Тип взаимодействия с термостатом выбирается в зависимости от места локализации датчика с учетом эргономичности системы ГВС. Наряду с традиционным проводным способом  подключения набирают популярность беспроводные схемы подключения.

Погружной

Погружные изделия непосредственно контактируют с горячей водой или теплоносителем. Они устанавливаются в специальные посадочные отверстия на трубопроводе, предусмотренные конструкцией оборудования, на выходе теплообменника. Недостатком погружных изделий считается необходимость сливать теплоноситель из системы ГВС при замене.

Подготовка к установке датчика: сколько приборов потребуется

Датчик температуры для системы отопления потребуется лишь один. Это верно, если речь идет об обычной схеме. А вот если используется коллекторная схема отопления, то датчиков может быть несколько.

Регулировка температуры в этом случае для каждой комнаты индивидуальна.

Приборы из каждого помещения будут отправлять информацию на контроллер, который с помощью блока управления будет корректировать подачу теплоносителя в нужное помещение для поддержки температуры.

Подключаемый к термостату

Внешний датчик температуры для термостата Gira 130200.

В редких случаях уличный датчик идет в комплекте с комнатным термостатом, но чаще всего в комплекте прилагается датчик для измерения температуры теплых полов.

Для учета уличной температуры к термостату подключают универсальные уличные датчики температуры: от Gira, Tim, Shuft (ATF2-NTC10K) или Теплолюкс (TST02). Здесь важно обратить внимание на:

  • диапазон измеряемых температур – например, у Теплолюкс TST02 он от 5 до 45°С, что неприменимо в холодное время года;
  • степень влагозащиты;
  • точность измерения/погрешность – допустимой считается погрешность в -1°C, хорошим результатом – -0,5°C;
  • длинна кабеля – как правило, кабель длинной 2-6 м уже соединен с термодатчиком.

Подключаемый напрямую к котлу

Здесь выбор невелик: как правило, это 1-3 модели, разработанные тем же производителем, что и котел.

Их совместимость с конкретными моделями или линейками моделей котлов указана в технических характеристиках и инструкции.

Кабель для соединения термодатчика с котлом (обычно двухжильный с сечением от 0,5 мм2) необходимо докупать отдельно. Точные требования к сечению и сопротивлению указываются в инструкции датчика.

Проводной

По определению проводные приспособления котлов   передают данные по проводам. Проводниками соединяют датчик с блоком управления отопительного агрегата.

Проводные модели

Если речь идет о простой схеме, то можно воспользоваться проводным датчиком. Сигнал в этом случае будет передаваться к управляющему устройству термометра по проводам.

Вероятность ошибки или неправильных данных гораздо меньше по сравнению с беспроводными вариантами.

Для того чтобы обеспечить лучшую коммуникацию дистанционных термометров с остальным оборудованием, рекомендуется приобретать модели одного производителя.

Программируемые терморегуляторы

Программируемый терморегулятор – цифровой регулятор температуры теплоносителя отопительной системе и воздуха в отапливаемом помещении. Он состоит из термостатической головки в виде сильфона со штоком, заполненным жидкостью/газом, и электронной части с программатором. В зависимости от введенного алгоритма работы  шток снижает или полностью перекрывает подачу теплоносителя.

Разновидности датчиков по способу снятия показаний

Температурный датчик для отопления может классифицироваться по способу снятия показаний, приборы могут быть:

  • биметаллическими;
  • спиртовыми.

Первые из перечисленных конструкций предполагают наличие двух металлических пластин и стрелочного индикатора, пластины выполняются из разных металлов. Одна из них при нагреве деформируется, создавая давление на стрелку. Эта методика отличается высокой точностью, но характеризуется недостатком, выраженным в высокой инертности. Средняя стоимость таких датчиков – от 600 до 900 р.

Разновидности температурных датчиков

На этапе важно правильно подобрать тепловой датчик. При этом учитываются характеристики и разновидности прибора. Они классифицируются по месту установки, а расположить прибор можно в системе или на определенном расстоянии, чтобы у устройства была возможность контролировать другие температурные параметры. Последние применяются в тандеме с комнатными термостатами.

Погружной температурный датчик для отопления используется для определения показаний температуры воды в трубах. Устанавливается прибор на одном из участков системы.

Ряд моделей котлов на твердом топливе не имеет таких датчиков, поэтому их устанавливают дополнительно. Дистанционный температурный датчик для отопления должен находиться за пределами системы.

Его можно подключить к программатору или котлу.

Резистивный

В резистивных температурных датчиках задействован терморезистор (термистор). Это необычный резистор, изготовленный  из меди, никеля или платины, электрическая проводимость которого меняется прямо пропорционально  температуре. В зависимости от сопротивления термистора в текущий момент автоматикой выбирается режим подогрева или остывания котла.

Сколько нужно термодатчиков для отопления?

Если для обычной схемы отопления применяется только один комнатный датчик температуры для газового котла, то при лучевой коллекторной схеме отопления таких датчиков может быть несколько. В таком случае регулировка температуры происходит для каждого помещения индивидуально.

Находящийся в каждой комнате температурный датчик для отопления направляет информацию на контроллер, который через блок управления регулирует независимую подачу теплоносителя от коллектора в нужное помещение для поддержания установленной температуры.

Более подробно про автоматику для котлов можно прочитать в нашей статье «Существующая автоматика для котлов отопления».

Срок эксплуатации, периоды обслуживаний, необходимость калибровок

Гарантийный срок эксплуатации термопреобразователя обычно составляет 6 месяцев с момента изготовления, а средний срок службы 8–12 лет.

  Периоды обслуживаний определяются производителем и приведены в сопроводительной документации на изделие.  Необходимо регулярно производить  температурную калибровку (верификацию) термодатчика на эталонном оборудовании.

Обычно безмонтажная поверка чувствительного элемента проводится 1 раз в 4 года.

Термоэлектрический

Действие основано на свойстве термопары — термоспая из двух металлов разного типа (железо-никель, никель-хром) вырабатывать при нагреве в точке контакта пропорционально температуре ЭДС до 40–60 мкВ.

Столь низкие значения напряжения налагают особые требования к используемой  при обработке сигнала аппаратуре: задействуются  точные, многоразрядные преобразователи с минимальным уровнем собственных  шумов.

В простом энергонезависимом котле термоэлектрический датчик  управляет непосредственно электромагнитным клапаном подачи газа на основную горелку после нагрева термопары пламенем запальника.

Технические особенности

Перед установкой приспособления следует учесть некоторые технические нюансы. Необходимо правильно выбрать тип устройства (погружной или закрепляемый) и  обеспечить в месте локализации достаточное для монтажа пространство.

Условия измерения

Требуется создать такие условия последующих измерений, при которых негативное влияние внешних факторов на точность замеров было бы минимизировано. С целью стабильной  и корректной работы устройство необходимо  предохранить от попадания:

  • на корпус теплоносителя, влаги или грязи;
  • сквозняков, разместить подальше от мостиков холода;
  • солнечных лучей, защитить от постороннего нагрева;

Не рекомендуется размещать приспособление вблизи электропроводки, электрических приборов. По возможности необходимо экранировать чувствительный элемент от источников электромагнитных полей.

Устройство и принцип действия

Принцип действия термодатчика основан на измерении параметров сопротивления, давления, ЭДС или геометрических размеров рабочего тела от температуры котла.

Выбираются только те физические величины, которые меняются  (линейно или нелинейно) в зависимости от прикладываемой температуры и могут быть однозначно пересчитаны в таковую.

Требуемая точность замеров достигается предварительной калибровкой задействованного элемента в определенном диапазоне температур.

Термодатчики имеют достаточно простую конструкцию в виде самого датчика в корпусе с креплениями. Он самостоятельно приводит в действие контакты механического реле термостата или с помощью вырабатываемого  электрического сигнала отключает по достижению определенной температуре  электрокотел/газовое или твердотопливное оборудование.

Характеристики датчика

При выборе приспособления следует руководствоваться несколькими критериями отбора. Отбирать изделие следует с учетом основных технических характеристик и особенностей работы:

  • необходимости запитки от внешнего источника напряжения;
  • скорости отклика на изменение ситуации, передаваемого на управляющее устройство;
  • допустимого диапазона погрешности измерений;
  • возможности эксплуатации в конкретных условиях обслуживаемого объекта.

Цены

Производитель (предназначен для котлов производителя) Цена, руб.
Специализированные
BAXI 1 400
Protherm S010075 для котлов Пантера, Гепард, Скат 2 550
Ariston 2 100
Ferroli 1 100
Универсальные
Shuft ATF2-NTC10K 2 100-2 250
Gira 130200 2 280-2 900
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
MoskvaTeplo.ru