Принцип работы терморегулятора: Устройство и принцип работы терморегулятора

Содержание

что это такое, принцип работы

Для комфортного проживания человеку требуется создание оптимальных микроклиматических условий. Именно поэтому для обогрева любого типа помещений требуется грамотный и правильный подход. Всё чаще популярность приобретают индивидуальные системы, позволяющие устанавливать необходимые температурные режимы. Для осуществления контроля над этими параметрами требуется применение специального устройства – терморегулятора с датчиком температуры воздуха. Материал от редакции Homius познакомит читателя с этим прибором, расскажет о том, какие разновидности бывают, и представит обзор популярных моделей с ценами и отзывами реальных покупателей.

Терморегулятор с датчиком температуры воздухаТерморегулятор – залог комфортной температуры в любое время

Содержание статьи

Это устройство представляет собой электронный прибор, назначением которого является автоматическое управление температурными режимами отопительного или охлаждающего оборудования. Основной задачей регулятора температуры воздуха в помещении является поддержание заданной величины этого параметра теплового носителя в соответствии с пожеланиями владельца. Большая часть представленных на рынке устройств предполагает первоначальную ручную настройку нужных показателей комнатной температуры или режимов работы теплоносителя с дальнейшим автоматическим поддержанием.

Устройства с выносными датчиками позволяют автоматизировать процесс контроля над температурным режимомУстройства с выносными датчиками позволяют автоматизировать процесс контроля над температурным режимом

Основной функцией работы данного устройства является поддержание заданных пользователем параметров температуры, которые могут варьироваться от -40ºС до +140ºС.

Простые механические модели не имеют такого разнообразия вариаций температурных показателейПростые механические модели не имеют такого разнообразия вариаций температурных показателей

Основным отличием термореле с выносным датчиком температуры от простейшего регулятора является возможность дополнительной настройки всей отопительной системы в соответствии с желаемыми параметрами домашних условий.

Принято выделять три важных свойства, которыми обладают терморегуляторы с датчиком температуры воздуха:

  1. Экономия. Наличие системы контроля позволяет отключать питание нагревательного или охлаждающего оборудования, а, при достижении минимального значения установленных показателей, система снова начинает функционировать.
  2. Комфорт. Подобный вид устройств позволяет автоматизировать процессы создания оптимального микроклимата в помещении.
  3. Безопасность. Присутствие дополнительных датчиков контроля приводит к подаче звукового сигнала при возникновении критической ситуации (перегрев котла или отключение системы отопления вследствие аварии).

Важно! Возможность включения/выключения тепла по заданной программе поможет сэкономить на счетах за электричество.

Надёжность и высокая технологичность подобных устройств делает их удобными для применения не только в квартирах, но также в загородном доме.

Терморегулятор для теплых полов: как выбрать лучший и принцип работы регулятора

Термоэлементы теплого пола не контактируют с обогреваемым ими воздухом, поэтому контроль температуры в помещении осуществляет внешнее устройство &#; терморегулятор. От его функционала зависит размер расходов электроэнергии. Согласитесь, для взвешенной покупки стоит разобраться в характеристиках и возможностях прибора.

Мы расскажем о том, как купить наиболее подходящий вам терморегулятор для теплого пола. В представленной нами статье описаны его разновидности, различающиеся типом управления, вариантом фиксирующего температуру устройства и способом монтажа. Приведены советы, облегчающие выбор оптимальной модели.

Содержание статьи:

Принцип работы терморегулятора

Терморегулятор предназначен для контроля работы системы теплого пола (СТП). Он состоит из регулировочного устройства и одного или нескольких датчиков. Информация от них учитывается при включении и отключении тепловых матов.

Благодаря работе прибора в помещениях поддерживается ровная температура и минимизируется расход электроэнергии.

Ритмичность включения нагревательных матов теплого пола позволяет сэкономить половину электроэнергии, что окупает стоимость терморегулятора за несколько месяцев

Терморегуляторы просты в использовании, ими могут пользоваться даже подростки. Режим работы СТП при этом можно изменять несколько раз в день, не боясь поломки или преждевременного выхода оборудования из строя.

Минимальную температуру можно настраивать отдельно для каждой комнаты. Кроме того, некоторые модели допускают программирование режима работы прибора в течение дня.

Виды устройств по типу управления

Регуляция работы СТП осуществляется специальным устройством, которое обычно навешивается на стену. Оно имеет размеры стандартного клавишного выключателя и может оснащаться механическим, электронным или программируемым интерфейсом.

Механические без электроники

Механический терморегулятор не предусматривает наличия в своей конструкции электронных компонентов. Электрические провода к СТП идут непосредственно через прибор, что добавляет проблем при его монтаже.

Механически терморегулятор обычно имеет концевой выключатель. Он позволяет быстро включать/отключать устройство без необходимости изменения настроек температуры

Функцию термодатчика в механическом регуляторе выполняет обычно биметаллическая пластина, которая в холодном состоянии замыкает контакты нагревательных матов. При увеличении температуры в помещении она выгибается и рассоединяет электрический контур, в результате теплогенерация прекращается.

Интерфейс регуляции представлен колесиком, вращая которое можно настраивать температуру в помещении.

Такое устройство прибора имеет свои преимущества:

  1. Низкая цена.
  2. Простота эксплуатации.
  3. Возможность работы при низких температурах.
  4. Надёжность.
  5. Независимость от перепадов напряжения.
  6. Длительный срок службы.
  7. Автоматическое включение после отключения электроэнергии.

Простота механического терморегулятора обусловливает и его недостатки, которые могут быть критичными:

  1. Минимальная функциональность.
  2. Отсутствие возможности дистанционного управления.
  3. Большая погрешность.
  4. Наличие щелчков при изгибах биметаллической пластины.

Несмотря на простоту, механические терморегуляторы прочно держатся на потребительском рынке благодаря высокой надежности, простоте и взаимозаменяемости.

С электронным механизмом

Внешний вид электронных терморегуляторов для электрических теплых полов может и не отличаться от механических устройств. Основная разница заключена во внутренней начинке прибора.

Мобильные блоки терморегулятора обычно работают от батареек, поэтому их дисплеи не имеют подсветки. Настройка таких приборов в темном помещении затруднена

Электронные регуляторы теплого пола состоят из таких компонентов:

  1. Корпус.
  2. Контролирующая микросхема.
  3. Встроенный или внешний температурный датчик.
  4. Электронный ключ для включения и отключения подачи электроэнергии к нагревательным матам.

Настройка температуры в электронных терморегуляторах может производиться с помощью сенсорного дисплея, кнопок, регулировочного колеса или комбинации этих способов.

Некоторые модели поддерживают мультизональное регулирование температуры, при котором к контролирующей микросхеме независимо подключаются несколько изолированных зон теплого пола со своими датчиками.

К преимуществам электронных приборов относят:

  1. Возможность установки выносного термодатчика в произвольном месте помещения.
  2. Наличие дисплея, отображающего текущую и заданную температуру.
  3. Возможность мультизонального управления нагревом.
  4. Точность термодатчика до долей градуса.
  5. Индикация в случае ошибки или поломки.
  6. Возможность комплектования выносным блоком дистанционного управления.

Недостатки электронного терморегулятора обусловлены в основном наличием у него микросхемы.

Модели терморегуляторов не привязаны к определенным производителям. При монтаже приборы можно комбинировать с нагревательными матами и датчиками различных фирм

К минусам относят такие характеристики:

  1. Зависимость стабильности работы контролирующей микросхемы от перепадов напряжения.
  2. Сбои в настройках при кратковременном отключении электроэнергии.
  3. Более высокая цена, чем на механические приборы.

Механические терморегуляторы стоят всего лишь на % дешевле своих электронных аналогов, поэтому при отсутствии перепадов напряжения в сети выбор между этими двумя типами устройств определяется преимущественно их внешним видом.

Эффектно выглядящие светящиеся дисплеи часто являются основным мотивирующим фактором при покупке конкретной модели термостата.

Программируемые электронные приборы

Основным отличием программируемых терморегуляторов от обычных электронных устройств является расширенный функционал контролирующей микросхемы. Этот вид приборов позволяет настраивать различную температуру в комнатах в зависимости от времени суток.

В результате пользователи получают огромное преимущество в виде экономии электроэнергии за счет снижения нагрева воздуха в пустующем доме

Стоимость программируемого терморегулятора напрямую зависит от качества дисплея и количества параметров, которыми оперирует прибор в своей работе

В программируемых терморегуляторах также может быть предусмотрена функция удаленного управления со смартфона через Wi-Fi.

К недостаткам таких устройств можно отнести дороговизну и сложность настройки при отсутствии навыков обращения с техникой. В остальном плюсы и минусы программируемых терморегуляторов такие же, как и обычных электронных.

С дистанционным блоком управления

В электронных и программируемых терморегуляторах внутренние компоненты могут быть разнесены в два блока: основной и мобильный. К основной коробке подходят электрические кабели и подключаются проводные термодатчики. Она может быть расположена в любом удалённом месте комнаты, что облегчает проведение монтажных работ.

Некоторые производители программируемых терморегуляторов выпускают собственные приложения для смартфонов, установив которые, можно настраивать оборудование со своего гаджета

А питающийся от батареек мобильный блок используется в качестве пульта управления. Он может лежать на столике или навешиваться на стену. Дополнительно в пультах могут устанавливаться внешние термодатчики, измеряющие температуру окружающего воздуха. Такие устройства удобны тем, что позволяют прятать регулировочный механизм от маленьких детей.

Виды термодатчиков для систем теплого пола

Режим работы нагревательных элементов СТП напрямую зависит от правильности измерения температуры термодатчиками. Они могут быть встроенными в корпус регуляторной коробки или размещены на удалении.

Термодатчики бывают четырех типов:

  1. Для определения температуры воздуха.
  2. Инфракрасные, измеряющие нагрев поверхности пола на расстоянии.
  3. Для определения температуры поверхности пола контактным способом.
  4. Комбинированные.

Датчик нагрева воздуха обычно встроен в терморегулятор или его мобильный блок. Применяется он, когда теплый пол является главной отопительной системой. Основное требование к его расположению – наличие вокруг прибора естественной циркуляции воздуха.

Наконечники датчиков температуры должны быть изготовлены из хорошо проводящих тепло материалов, тогда скорость реакции терморегулятора на избыточный нагрев будет выше

Инфракрасные измерители температуры пола могут быть встроены в корпус терморегулятора или размещены отдельным блоком. Основное требование их установке – отсутствие между датчиком и полом препятствий. Расстояние между прибором и анализируемой поверхностью должно составлять не менее 30 см.

Термодатчики контактного типа имеют вид длинного провода с утолщением на конце. С одной стороны они подсоединяются к блоку терморегулятора, а с другой – размещаются в специальной длинной гофрированной трубе под полом. Такая особенность монтажа позволяет легко заменить поломавшийся датчик на новый.

Преимуществом подпольного размещения является возможность мультизонального контроля температуры пола в рамках одного помещения. Обычно такие датчики устанавливаются при монтаже теплого пола как дополнительной системы отопления.

К терморегулятору может подключаться и несколько датчиков, но такая схема применяется преимущественно в рамках цельного комплекта оборудования.

Правила монтажа терморегулятора

К подвешенному на стене терморегулятору необходимо подвести электрические кабели и проводку от датчиков температуры. Для этого в плите делаются соответствующие канавки – штробы. В них провода прокладываются к электрическому щиту и к полу.

Датчик температуры пола должен быть максимально взаимоудален от соседних нагревательных элементов, иначе при их включении он будет сразу срабатывать и разъединять электрическую цепь

Если оборудование ставится в помещении с качественной внутренней отделкой, то можно использовать накладные приборы и вести кабели поверх стен в коробах.

Далее представлены основные правила, соблюдение которых необходимо при монтаже терморегуляторов:

  1. Размещать регулировочный прибор лучше на расстоянии см от пола, если иное не предусмотрено инструкцией. При наличии мобильного пульта управления основную коробку можно устанавливать в любом удобном месте.
  2. Главные функции датчика температуры пола – предупреждение перегревания напольного покрытия и комфорт ног, но не термоконтроль воздуха в помещении.
  3. Во влажных комнатах допускается использовать терморегуляторы с соответствующей защитой от попадания воды.
  4. При встраивании прибора в стену используется монтажная коробка из негорючих материалов.
  5. Провода от регулятора к нагревателям теплого пола мощностью более 1 кВт необходимо вести в полых теплостойких трубках.
  6. Датчик температуры пола должен быть расположен между нагревательными элементами и минимум в 50 см от стен.
  7. При первоначальном включении прибора необходимо учитывать минимальную рабочую температуру, указанную в инструкции.
  8. Подключения проводов к клеммам терморегулятора необходимо проводить исключительно по схеме, указанной в руководстве.
  9. Установку терморегулятора начинают только после окончательной укладки нагревательных элементов на пол, чтобы правильно рассчитать длину проводов.
  10. При заливке пола раствором необходимо хорошо изолировать конец трубки с температурным датчиком.
  11. Перед заливкой раствора на пол необходимо проверить работоспособность всех элементов системы.
  12. Нагревательные маты обязательно заземляются, а перед терморегулятором устанавливается УЗО.

Соблюдение указанных правил позволит обезопасить жильцов от удара током, дом от пожара, а оборудование от преждевременного выхода из строя.

Советы по выбору приборов

При покупке терморегулятора необходимо знать определенные нюансы, чтобы заплатить только за нужные функции и обеспечить долговечность работы напольной греющей системы и самого прибора.

При выборе терморегулятора стоит обратить внимание на качество пластикового корпуса. Если производитель экономит на этом, то стоит задуматься над надежностью внутренних компонентов

К таким особенностям выбора относят следующие правила:

  1. Для обогрева маленьких помещений подойдет недорогой механический или электронный терморегулятор с внутренним датчиком температуры воздуха.
  2. Программируемый термостат рационально покупать при необходимости мультизонального контроля температуры, а также для экономии электроэнергии при ежедневном отсутствии жильцов дома в дневное время.
  3. Терморегулятор должен соответствовать максимальной мощности нагревательных элементов с запасом % на случай работы при сниженном напряжении.
  4. Для домов с деревянной внутренней отделкой подходят только накладные коробки терморегуляторов.

Также при выборе прибора необходимо учитывать его дизайнерское исполнение.

Существующий модельный ряд позволяет купить не только надежное оборудование, но и терморегулятор, который идеально впишется в интерьер комнаты.

Выводы и полезное видео по теме

Видеоролики с обзорами видов и примерами установки терморегуляторов позволят лучше разобраться в их принципе работы и критериях выбора.

Видео #1. Классификация и принцип действия терморегуляторов:

Видео #2. Подробная настройка программируемого терморегулятора:

Видео #3. Монтаж датчика температуры в полу:

Анализ различных терморегуляторов позволяет сказать, что их максимальная функциональность не всегда оправдана как с финансовой, так и эксплуатационной точки зрения. Поэтому это оборудование необходимо подбирать под каждую СТП отдельно.

А как вы выбирали, крепили и подключали терморегулятор для системы напольного обогрева? Поделитесь, что для вас стало решающим ориентиром? Оставляйте, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке, задавайте вопросы, публикуйте полезные рекомендации и фото по теме статьи.

принцип работы, установка, схема подключения

Для сохранения требующегося уровня температуры в нагревательных системах применяются электрические устройства, называемые терморегуляторы. Все приборы, имеющие в составе электронагревательные элементы, оборудованы электрическими терморегуляторами.

Необходимость и особенности терморегуляторов

Терморегулятор представляет собой электрическое устройство необходимое для автоматического регулирования температуры в охлаждающем и отопительном оборудовании. Они монтируются в системах обогрева, искусственного климата, охлаждающих либо морозильных системах. Широко используются в домашнем хозяйстве в обустройстве теплиц.

Цель работы терморегулятора определяется включением либо выключением нагревательных элементов какого-либо прибора при показателях температуры ниже или выше указанных соответственно. Благодаря работе терморегулирующих устройств, воздух в помещении, вода, поверхности приборов и т.п. имею стабильную температуру.

Работают все терморегуляторы, в каком бы приборе они не находились, по единому принципу. Автоматический регулятор получает данные о температуре из окружающей его среды, благодаря тому, что оснащается встроенным или выносным термодатчиком. Опираясь на полученную информацию, терморегулятор определяет, когда нужно включаться и отключаться. Чтобы исключить сбои в работе устройства, термодатчик надлежит устанавливать в помещении подальше от прямого влияния различного нагревательного оборудования, в противном случае, может возникнуть искажение показателей и, естественно, регулятор будет работать ошибочно.

Классификация терморегуляторов
Принцип работы всех устройств, регулирующих температуру одинаковый, но видов терморегуляторов очень много, и они отличаются по:
Также терморегуляторы отличаются техническими свойствами:
  • Диапазон измерений температуры. Разные модели терморегуляторов в зависимости от модификации поддерживают температуру от -60 до 1200 °С.
Применение регуляторов и датчиков температуры
Терморегуляторы могут устанавливаться в жилых и промышленных помещениях. В целом можно выделить учитывающие:
  • И контролирующие температуру воздуха в конкретной зоне помещения. Эти приборы относятся к категории комнатных регуляторов. Бывают аналоговые и цифровые.
  • И поддерживающие температуру определённых предметов – это регуляторы для полового отопления.
  • Температуру воздуха снаружи – погодные термостаты.
Регуляторы, которые эксплуатируются в промышленных помещениях, бывают двух видов:
  • Индустриальные пространственные. К этим приборам относятся аналоговые стенные регуляторы, имеющие повышенную защиту.
  • Индустриальные с отдельными датчиками. Это аналоговые приборы с внешними датчиками, которые могут быть настенными или устанавливаться на специальную рейку. Датчики могут устанавливаться на стены или в полу дома, в зависимости от их типа и назначения. Встроенные приборы монтируются в монтажную коробку прямо в стену, а приборы накладного типа просто прикрепляют на стену.
Выделяют также несколько видов датчиков по назначению:
  • Датчик температуры пола.
  • Датчик температуры воздуха.
  • Инфракрасный датчик для пола и воздуха.

Датчик, измеряющий температуру воздуха, часто размещают на корпусе терморегулятора. Терморегуляторы с инфракрасными датчиками можно применять для контроля всей системы отопления. Эти датчики отлично подходят для установки в ванные комнаты, душевые, сауны и прочие помещения с повышенной влажностью. Сам регулятор температуры надлежит размещать обязательно в сухом месте, от переизбытка влаги он может повредиться. Правда есть модели, с повышенной герметичностью, и их монтаж в ванную ничем не опасен для них.

Регуляторы для тёплых полов отличаются своим внутренним устройством, это:
  • Цифровые.
  • Аналоговые.

Цифровые устройства имеют хорошую стойкость к разным типам помех, поэтому исключают искажение данных и гарантируют большую точность, чем аналоговые.

Особенности функциональных возможностей электрических регуляторов температуры:
  • Беспроводное регулирование (дистанционное). Рекомендовано применять при дополнительной инсталляции греющих элементов и проведении реконструкций, когда выполнять классическую регулировку невозможно или довольно трудно. Дистанционное управление исключает дополнительные строительно-ремонтные работы при электроинсталляции (к примеру, монтаже кабельной проводки).
  • Устройства программирования. Центральное (классическое) устройство позволяет производить регулирование температуры целого крупного объекта с одной точки. Для программирования регулятора используют компьютер или устройства управления. Также контроль осуществляется с помощью телефонного модема.
Принцип действия, плюсы и минусы

Механический регулятор температур считается простым и практичным устройством. Применяется в нагревательных и охладительных целях. Чаще всего представляет внешнее электроустановочное изделие, предназначенное для внутренней установки в жилые помещения в системы отопления. Внешний вид подобен стандартному запорному крану.

Termoreguliatory mekhanicheskie

Специфичностью механических терморегуляторов является отсутствие электрической составляющей. Работает аппарат по особому принципу, заключающемуся в свойствах некоторых веществ и материалов менять свои механические качества от изменения температуры.

При изменении температуры до конкретно указанной, происходит разрыв или замыкание электрической цепи, что обуславливает выключение либо включение приборов для нагрева. Требуемый показатель температуры выбирается на шкале прибора путём вращения специального колесика.

Положительные моменты механических термостатов:
  • Надёжность.
  • Устойчивость к перепадам напряжения.
  • Не подвластны сбоям электроники.
  • Работают при отрицательных температурах.
  • Можно эксплуатировать в условиях резких изменений температуры.
  • Простое управление.
  • Длительный срок службы.
Недостатки:
  • Наличие погрешности.
  • Вероятность появления небольших щелчков при подаче напряжения на инфракрасные нагреватели.
  • Низкая функциональность.

Независимо от недостатков, они являются самыми распространёнными и встречаются в организации обогревательных систем чаще других термостатов, благодаря простому управлению и невысокой стоимости.

Эксплуатация электромеханических термостатов

Электромеханические регуляторы температуры используется в различных бытовых электроприборах. Эти изделия бывают двух модификаций:

Termoreguliatory elektromekhanicheskie

  • С биметаллической пластиной и группой контактов. Пластина, нагреваясь до определённой температуры, изгибается и размыкает контакты, из-за чего прекращается подача электротока на нагревательную спираль или ТЭН прибора. После остывания пластина прогибается обратно в своё исходное положение, контакты при этом замыкаются, возвращается подача электричества и прибор нагревается. Приборами с этими регуляторами пользуется в повседневной жизни практически каждый человек – это утюги, электроплиты, электрочайники и т.п.
  • С капиллярной трубкой. Изделие состоит из трубки, наполненной газом и помещённой в ёмкость с водой, а также контактов. Принцип действия базируется на особенностях материалов расширяться при определённых температурах. Вещество, находящееся в полой трубке, начинает расширяться при разогреве воды, из-за чего возникает замыкание контакта. После охлаждения воды, контакты размыкаются, а электроприбор начинает разогреваться. Подобными регуляторами чаще всего оснащаются водонагреватели, масляные обогреватели, бойлеры.

Электромеханические терморегуляторы зарекомендовали себя как неприхотливые устройства:

  • Автоматическое включение обогрева.
  • Герметичность.
  • Невысокая цена.
Минусы этих приборов:
  • Низкая функциональность.
  • Сложность добиться высокой точности регулирования.
Специфика электронных терморегуляторов

Электронные устройства очень распространены, они эксплуатируются с многими электрообогревателями. Обычно ими оборудуют общие отопительные системы и кондиционирования, а также тёплые полы.

Termoreguliatory elektronnye

Главные составляющие части:
  • Выносной термодатчик.
  • Контроллер — устройство, устанавливающее конкретный уровень температуры в доме, а также создающее команды включения и отключения нагревателя.
  • Электронный ключ – контактная группа.

Датчик прибора отправляет данные о температуре контроллеру, который обрабатывает полученный сигнал и решает, требуется снижать или повышать температуру.

Виды электронных термостатов:
  • Обычные терморегуляторы. В этих приборах можно выставлять желаемые пределы температуры либо точную температуру, которая будет сохраняться. Устройства оборудованы электронным дисплеем.
  • Цифровые терморегуляторы: — С закрытой логикой. Устройства имеют неизменный алгоритм работы. Регулирование выполняется при помощи передачи команд по указанным параметрам конкретным приборам, которые были установлены заранее. Параметры задаются заранее в зависимости от нужд используемых приборов для определённой температуры. Корректировка программы этих регуляторов практически неосуществима, можно только менять основные параметры. Но именно эти термостаты наиболее часто применяют в быту. — С открытой логикой. Эти аппараты контролируют точный процесс обогрева помещений. Имеют расширенные настройки, благодаря чему можно поменять их алгоритм работы. Управляются кнопками или сенсорной панелью. Путём этих устройств можно включать либо отключать обогревательные системы в строго заданное время. Но их перепрограммированием должны заниматься специалисты. Эти регуляторы применяют чаще на производстве и в промышленности, чем в быту.

Программируемые термостаты удобно эксплуатировать, они открывают широкие возможности для тонкой настройки приборов на нужные температурные показатели, зависящие от требований отдельных зон помещений.

Достоинства:
  • Широкий диапазон регулировок.
  • Разнообразие дизайнерских решений.
  • Экономия электроэнергии.
  • Высокая точность.
  • Эффективность.
  • Безопасность при эксплуатации.

Также терморегуляторы просты в управлении и имеют не высокую стоимость, только эти два плюса не касаются регуляторов с открытой логикой. Электронные регуляторы нередко являются составной частью системы умного дома.

Похожие темы:
  • Датчики температуры. Виды и принцип действия, Как выбрать
  • Термостаты. Виды и особенности. Принцип действия и применение
  • Терморезисторы. Виды и особенности. Устройство и работа. Параметры
  • Тепловые реле. Виды и устройство. Особенности и принцип действия
  • Элементы Пельтье. Принцип действия и применения. Обратный эффект
  • Термопары. Виды и состав. Устройство и принцип действия

РубрикаЭЛЕКТРООБОГРЕВ

В радиаторах и разного рода системах отопления с целью контроля температуры используются специальные электрические устройства. При проектировании или ремонте подобной системы нужно хорошо представлять себе, что такое терморегулятор, каковы его назначение и механизм действия,  как подобрать подходящий термостат.

Устройства для регуляции температуры

Необходимость и особенности терморегуляторов

Терморегулятор это средство регуляции температурного уровня, используемое в приборах, имеющих дело с теплом: в отопительном, охладительном оборудовании и системах контроля температуры в помещении. Регуляторы применяются и в сельском хозяйстве, например, в тепличных установках. Когда температура в помещении или установке в ту или иную сторону отклоняется от рамок, заданных в настройках, устройство дает команду включить или отключить нагревательные элементы. С его помощью можно контролировать степень нагрева не только воздуха и иных газообразных сред, но и жидкостей и твердых тел (например, поверхностей электроприборов).

Как устроен термостат

Новые счетчики электроэнергии: принцип работы и преимущества

При подборе подходящего устройства потребители интересуются, как работает терморегулятор. Хотя эти приборы выпускаются с разными типами действующих блоков (электроника, механический узел и т.д.), принцип работы терморегулятора, независимо от его типа, базируется на считывании данных из среды, подлежащей температурному контролю. Базируясь на получаемых данных, устройство определяет, есть ли необходимость в задействовании дополнительных термических элементов или отключении имеющихся.

Важно! Для предотвращения выхода устройства из строя и минимизации вероятности ошибочных показаний термический датчик следует размещать как можно дальше от зоны непосредственного воздействия обогревателя, батарей и иного подобного оборудования.

Преимущества и недостатки

Принцип работы и особенности источников бесперебойного питани

Свойства термостатических устройств, их сильные и слабые стороны напрямую зависят от типа конструкции. Наиболее важный показатель – минимизация погрешности считывания температурных данных. В принципе, высокая точность характерна для любых термостатов, имеющих электронные компоненты, тогда как в случае механических устройств именно меньшая точность (погрешность может достигать трех градусов) является основным минусом. Зато они просты в регулировке и обладают весьма демократичной ценой.

Важно! Наиболее сложными в управлении (и дорогостоящими) являются программируемые устройства. При всем при этом они весьма экономичны в отношении потребления электроэнергии, обладают большой гибкостью настроек. Приобретать такое устройство пользователю следует лишь при уверенности, что он сможет правильно программировать работу термостата.

Виды терморегуляторов

Принцип работы электродвигателя

Приспособления, предназначенные для регуляции температуры, могут быть классифицированы по различным основаниям. Выпускаются изделия, рассчитанные на разные виды монтажа: на стену или на дин-рейку. Варьируются поддерживаемый диапазон измерений и число каналов. Однако в первую очередь они различаются по строению, в зависимости от того, какие механические узлы и электронные компоненты в них задействованы.

Механические термостаты

Это наиболее простые изделия, лишенные электронной «начинки», чаще всего они используются для контроля температуры жилых помещений. Их работа базируется на способности некоторых материалов изменять свои характеристики под воздействием меняющейся температуры. Задавать рамки полагается посредством вращения колеса. При выходе за них возникает замыкание или разрыв электроцепи, ведущие к подключению дополнительных нагревательных элементов или отрубанию имеющихся.

Плюсы такой конструкции – надежность, долговечность, простота управления, способность функционирования при минусовых температурах, стойкость к скачкам напряжения. Основным минусом является вероятность погрешности, в ряде случаев довольно значительной (до 3 градусов). Кроме того, изделия нельзя назвать бесшумными: при срабатывании они издают щелкающие звуки.

Механический регулятор

Биметаллические пластины

При нагревании такая пластинка деформируется и открывает сомкнутые контакты. Вследствие этого  к нагревательному элементу прибора перестает поступать ток. Остывая, пластинка возвращается в прежнюю позицию, и контакты соединяются снова. Тогда электроэнергия опять подается на соответствующий элемент, что влечет за собой нагревание. Такая конструкция вмонтирована в электрические чайники, плиты, утюги.

Работа биметаллической пластины

Газонаполненные датчики

Газовые термостаты включают в себя заполненную газом трубу и контактные элементы. При помещении в жидкость газ расширяется и провоцирует замыкание контакта. Размыкание происходит, когда жидкая среда охлаждается. Конструкция устанавливается в водонагреватели, отопительные приборы на масле.

Важно! Плюсами этого и предыдущего типов являются автоматическая регуляция и бюджетная цена, минус – отсутствие места для вариативных гибких настроек, что ограничивает сферу применения.

Восковые терморегуляторы

Эти аппараты состоят из герметически запаянной камеры, снабженной пробкой из воска, и стерженька из металла. При нагревании плавящийся воск вытесняет стержень наружу, и последний инициирует изменения в электрической цепи. Такие конструкции широко применяются в автомобилестроении, а также при проектировании смесителей.

Электронные термостаты

Их применяют в разного рода системах контроля климата, в конструкциях теплого пола. Они включают в себя датчик температуры, электронный ключ и блок контроля, генерирующий команды подключения и выключения нагревательных элементов. Приборы снабжены электронным табло, на котором репрезентируются температурные данные. Они бывают с закрытой и открытой логикой. Гибкость настроек и расширенные возможности управления присущи только второму типу, такие изделия выпускаются с кнопочным или сенсорным управлением.

Электронный прибор

Двухзонные термостаты

Двухзонный терморегулятор предоставляет возможность параллельного управления двумя отопительными системами, к примеру, кухни и жилой комнаты. Некоторые модели ограничиваются возможностью выбора из нескольких заданных программ, другие – дают возможность самостоятельного задания параметров. Термодатчики надо помещать в местах, куда не проникают влага и прямые лучи солнца.

Термостат 12 В

Использование терморегулятора 12 вольт практикуется в аквариумах, тепличных помещениях, при инкубации яиц. Прибор состоит из датчика и блока контроля. Температурные ограничения задаются самим пользователем. Как источник питания используется аккумулятор в 12 вольт. Преимущества такого устройства – несложное управление и низкая цена.

Применение регуляторов и датчиков температуры

Устройства устанавливаются как в жилых комнатах, так и в производственных помещениях. Если существует необходимость в регуляции работы теплого пола, можно купить прибор, снабженный двумя датчиками, один из которых монтируется на поверхность пола (будучи заточенным под считывание данных с твердых поверхностей), а другой – помещается на стену и работает с температурой воздуха. Терморегуляторы применяются и в бытовых приборах, работающих с температурными перепадами, а также в производстве автомобилей.

Без применения устройств контроля температуры не будет возможным слаженное функционирование систем и приборов, работающих с температурными перепадами. При выборе прибора нужно обращать внимание на то, насколько его конструкция и настройки подходят системе, в которой ему придется работать.

Видео

Механический термостат стал у потребителей популярным прибором, который «гарантирует» тепло в доме зимой и экономию в кошельке на отоплении. На самом деле, все не так просто. Хотя принцип работы термостатов одинаковый, они отличаются по способу настроек, количеству функций, схеме установки, сфере применения и цене.

Терморегулятор механический среди всего модельного ряда считается не только самым дешевым, но и простым в управлении, хотя все функции в нем настраиваются вручную.

Как работает механический термостат

Дешевое тепло – это совсем не утопия, так как на сегодняшний день существуют специальные приборы, которые способны взять под контроль его распределение и экономию энергоресурсов. На рынке представлены модели от самых примитивных ручных конструкций до сложных программаторов со встроенным Wi-Fi и дистанционным управлением.

Механический регулятор температуры – это автоматический прибор для радиаторов отопления, работа которого заключается в отслеживании нагрева воздуха в помещении. В составе устройства:

  • Сильфон, или как его еще называют, термоэлемент. Он имеет форму цилиндра с гофрированными внутренними стенками, которые позволяют ему растягиваться на определенную длину.
  • Клапан, который фиксирует подачу и отключение циркуляции теплоносителя.
  • Специальная жидкостная или газообразная среда, реагирующая на температурные колебания воздуха.
  • Функция передающего штока в том, чтобы «дотянуться» до клапана и закрыть его или, наоборот, освободить в зависимости от степени нагрева помещения.
  • Шкала с делениями позволяет настроить ручной терморегулятор на необходимый температурный режим.

Принцип действия прибора прост:

  • Когда воздух в комнате нагревается до необходимого уровня, рабочая среда в сильфоне под воздействием тепла расширяется, что заставляет цилиндр распрямляться. Шток, соединенный с сильфоном устремляется вперед и давит на клапан, плотно прижимая его к пропускному отверстию. При этом подача теплоносителя в радиатор прекращается.
  • После того, как оставшийся в батарее отопления носитель остыл, жидкость или газ в термоэлементе сжимается, вызывая сокращение его стенок, что приводит к открытию клапана. Горячий теплоноситель поступает в систему, и процесс начинается сначала.

Если первые ручные термостаты имели ограниченный срок действия и сильно зависели от типа теплосети, то механический регулятор температуры для радиатора отопления нового поколения рассчитан на миллион операций по закрыванию и открыванию клапана, что в среднем составляет 50-70 лет работы. Кроме того, этот недорогой прибор легко не только настраивать при помощи шкалы, но и монтировать в отопительную систему.

Достаточно выкрутить радиаторную пробку и на ее месте закрепить механический термостат, но делать это нужно с учетом вида теплосети. Так в однотрубных системах без байпаса установка терморегулятора не рекомендуется, так как теплоносителю необходима свободная циркуляция по отопительному контуру в тот момент, когда клапан перекрыл ему доступ в радиатор.

При монтировании термостата нужно следить, чтобы он был вкручен горизонтально. Как правило, на корпусе прибора стрелками показано движение теплоносителя.

Во многом качество работы механического терморегулятора зависит от таких факторов, как:

  • Циркуляция теплых потоков воздуха в комнате.
  • Направленность солнечных лучей.
  • Температура воздуха на улице.
  • Дополнительные источники тепла или холода.

В отличие от своих более «продвинутых» электронных собратьев, механический терморегулятор для батарей отопления реагирует не так быстро на изменения температуры воздуха за окном, но вполне эффективно справляется с возложенной на него задачей поддержания определенного микроклимата в помещении.

Плюсы ручного терморегулятора

Хотя некоторые потребители считают эти устройства примитивными, они обладают рядом весьма привлекательных и полезных свойств:

  • Ручные термостаты небольшого размера и потому практически не привлекают внимания.
  • На приборах с индикаторным экраном легко устанавливать нужные температурные параметры.
  • Их установка занимает всего несколько минут, а эксплуатация не требует каких-либо дополнительных профилактических работ или технического обслуживания.
  • Даже такое простое устройство с минимальным количеством функций способно создать комфортные условия для жизни, минимизируя затраты на отоплении.
  • Температурный диапазон от +5°C до +27°C позволяет ставить термостат на минимум, когда жильцы уезжают или фиксировать на средних параметрах, когда их нет целый день дома.
  • Механический терморегулятор создает равномерную подачу и обеспечивает одинаковый нагрев всех радиаторов в контурной отопительной цепи.

Эти устройства можно использовать, как в работающей отопительной системе со старыми или новыми батареями, так и вносить в план при установке автономного обогрева.

Биметаллический термостат

Сегодня на рынке встречаются терморегуляторы не только с разными типами настроек, но и внутренним содержимым. Так самым дешевым среди аналогов является терморегулятор биметаллический, в основе которого находится не сильфон, наполненный газообразной или жидкостной средой, а специальная пластина из биметалла.

У него всего две функции – включение и выключение, что, как известно, не гарантирует точности настроек. Принцип работы биметаллического регулятора заключается в том, что встроенная пластина реагирует на температуру и при ее повышении изгибается, размыкая электрическую цепь. Обратный процесс происходит при ее остывании, она выпрямляется, и цепь снова замкнута.

Хотя этот тип устройства и пользуется спросом благодаря своей неприхотливости и дешевизне, стоит учитывать, что его настройки неточны на несколько градусов. Это может привести к тому, что показатели термодатчика будут указывать заданные параметры, а воздух в помещении на самом деле будет прохладным.

Еще одним фактором, несвойственным другим механическим терморегуляторов, являются щелчки, которые производит пластина при выпрямлении.

Устройство с выносным датчиком

Сегодня производители термостатов подстраиваются под запросы и предпочтения потре

Терморегулятор с выносным датчиком температуры воздуха: характеристики и применение

Терморегуляция воздушного пространства в закрытых объёмах играет важную роль в различных сферах деятельности человека. Этому служат терморегуляторы с датчиком температуры воздуха. Система терморегуляции воздушной среды включает в себя приборы отопления и нагревательные устройства, работой которых управляет термореле с регулировкой температуры воздуха.

Интерфейс электронного терморегулятора

Интерфейс электронного терморегулятора

Что такое терморегуляторы с датчиками температуры воздуха

Электронные терморегуляторы с датчиками – контроллеры, которые регулируют степень прогрева воздушных масс в закрытом пространстве. Это может быть инкубатор и коптильня, сауна и теплица, жилые помещения и даже погреб.

Основные функции

К основным функциональным возможностям регуляторов температуры воздуха в помещениях можно отнести следующие:

  • Экономия расхода топливных ресурсов. Воздушные термостаты «следят» за уровнем прогрева воздуха, не допуская перерасхода тепловой энергии. Система выключения и включения отопления срабатывает при выходе уровня температуры из заданного диапазона.
  • Создание комфортных условий пребывания людей внутри жилых домов и зданий различного назначения.
  • Несколько датчиков регулирования температуры воздуха в отдельных помещениях могут корректировать температурные режимы в каждом из них.
  • Во время отсутствия людей термостат может значительно понижать нагрев тёплых полов, включать экономный режим работы электрического котла, водонагревателя либо другой системы отопления.
  • Безопасность эксплуатации системы обогрева при перегреве или отключении источника тепловой энергии обеспечивается автоматическим звуковым или электронным сигналом термореле.

Важно! Режим работы системы терморегуляции может быть задан удалённо через интернет. Хозяин жилья до прихода домой по смартфону устанавливает настройку нужной степени прогрева воздуха в помещениях.

Принцип работы

Регулирование температуры воздуха осуществляется так:

  1. Терморегулятор (ТР) получает информацию о степени нагрева теплоносителя, поступающего в систему обогревателей (батареи, тёплые полы и пр.).
  2. Одновременно с этим датчики сообщают данные о температуре воздуха в тех помещениях, где они установлены.
  3. Схема регулятора сопоставляет полученную информацию и отдаёт команду через блок управления источнику тепловой энергии на изменение режима работы.

Виды терморегуляторов с датчиком температуры воздуха

По принципу действия ТР делятся на механические и электронные приборы. Первые содержат биметаллические реле, способные регулировать режим включения и отключения нагревательного оборудования. Электронные схемы управляют обогревом ступенчато с точностью изменения температуры воздуха до одного градуса. Также воздушные терморегуляторы бывают со встроенными и внешними датчиками температуры воздуха.

Термореле с выносным датчиком

Термореле с выносным датчиком

Термореле

Термореле с выносными датчиками температуры в основном относятся к комнатным устройствам. Они справляются с управлением различных систем отопления, будь то тёплые полы, электрокотлы, настенные, напольные обогреватели или конвекционное оборудование. В основном модели имеют электронное устройство. Мощность приборов составляет 3,5-3,6 кВт.

Программируемые ТР работают в диапазоне от +5 до +350С. Интерфейс с кнопками управления заключён в прочный пластмассовый корпус.

Дорогие модели оснащены беспроводной связью с выносным датчиком и электронным блоком управления. Их не нужно встраивать в стены. Они имеют клейкую подложку. Достаточно снять защитную плёнку и прижать накладной прибор к чистой поверхности вертикального ограждения комнаты.

Обратите внимание! Механические термореле стоят гораздо дешевле электронных аналогов. Они просты в управлении, но имеют меньший спектр возможностей.

Со встроенным датчиком

Термостат со встроенным датчиком удобен тем, что не нужно тянуть провод от прибора к измерителю температуры воздуха. Терморегулятор устанавливают в месте, равноудалённом от источников тепла. Это делают с целью объективной оценки уровня прогрева воздуха внутри помещения.

ТР со встроенным датчиком

ТР со встроенным датчиком

С розеткой

В одном корпусе помещен терморегулятор и розеточный разъём. Такое решение прибора было разработано по многочисленным пожеланиям потребителей. В помещениях, где требуются электроприборы, устройство позволяет подключить обогреватели без монтажа дополнительной точки источника электроэнергии. Такие приборы пользуются успехом у владельцев инкубаторов и оранжерей.

ТР с розеткой

ТР с розеткой

Комнатный датчик температуры воздуха

Чувствительный измерительный элемент защищён от внешних негативных факторов специальной оболочкой. Датчик обладает мобильностью в пределах длины кабеля, что позволяет выбрать удобное место для его установки.

Комнатный датчик

Комнатный датчик

Настенный

Термостаты в большинстве своём изготавливаются в настенном варианте. Они могут быть, как врезными, так и накладными. Прибор помещают в таком месте стены, чтобы было удобно наблюдать за уровнем прогрева воздуха и производить настройку регулятора.

Для сауны

Особенностью терморегулятора для сауны является его влаго,- и паронепроницаемый корпус. Обычный прибор не выдерживает условий высокой температуры, повышенной влажности и быстро приходит в негодность. Такие же приборы устанавливают в теплицах.

ТР для сауны

ТР для сауны

Для тёплого пола

Комплекты для монтажа электрических тёплых полов содержат терморегуляторы с выносными датчиками. Их монтируют в массиве пола между ветвями нагревательного электрокабеля. Поэтому датчики меряют не температуру воздуха, а нагрев самих полов.

В случае устройства тёплых полов из трубопроводов с горячей водой или паром датчики располагают в 2-3 сантиметрах от поверхности напольного покрытия. Так же поступают при монтаже конвекционного обогрева полов.

Для обогревателей

Обогреватели внутри помещений могут быть различных видов. Это настенные и напольные электрические панели, тепловентиляторы, конвекторы и тепловые пушки. Регулируют температуру воздуха термореле с выносными датчиками, включая и выключая обогреватели.

Для котла отопления

Современные климатические системы управления котлами отопления представляют собой довольно сложные электронные устройства. Терморегулятор оснащён цифровым экраном и набором кнопок для настройки температурных режимов.

Котлы отопления устанавливают в домах двух видов. Это электрические и топливные агрегаты, работающие на жидком и твёрдом топливе. Не все они пригодны для автоматического управления климатом внутри помещений.

Как выбрать и установить терморегулятор для теплого пола

Термоэлементы теплого пола не контактируют с обогреваемым ими воздухом, поэтому контроль температуры в помещении осуществляет внешнее устройство – терморегулятор. От его функционала зависит размер расходов электроэнергии. Согласитесь, для взвешенной покупки стоит разобраться в характеристиках и возможностях прибора.

Мы расскажем о том, как купить наиболее подходящий вам терморегулятор для теплого пола. В представленной нами статье описаны его разновидности, различающиеся типом управления, вариантом фиксирующего температуру устройства и способом монтажа. Приведены советы, облегчающие выбор оптимальной модели.

Содержание статьи:

Принцип работы терморегулятора

Терморегулятор предназначен для контроля работы системы теплого пола (СТП). Он состоит из регулировочного устройства и одного или нескольких датчиков. Информация от них учитывается при включении и отключении тепловых матов.

Благодаря работе прибора в помещениях поддерживается ровная температура и минимизируется расход электроэнергии.

График работы терморегулятора СТПГрафик работы терморегулятора СТП

Ритмичность включения нагревательных матов теплого пола позволяет сэкономить половину электроэнергии, что окупает стоимость терморегулятора за несколько месяцев

Терморегуляторы просты в использовании, ими могут пользоваться даже подростки. Режим работы СТП при этом можно изменять несколько раз в день, не боясь поломки или преждевременного выхода оборудования из строя.

Минимальную температуру можно настраивать отдельно для каждой комнаты. Кроме того, некоторые модели допускают программирование режима работы прибора в течение дня.

Виды устройств по типу управления

Регуляция работы СТП осуществляется специальным устройством, которое обычно навешивается на стену. Оно имеет размеры стандартного клавишного выключателя и может оснащаться механическим, электронным или программируемым интерфейсом.

Механические без электроники

Механический терморегулятор не предусматривает наличия в своей конструкции электронных компонентов. Электрические провода к СТП идут непосредственно через прибор, что добавляет проблем при его монтаже.

Механический терморегулятор с проводным датчикомМеханический терморегулятор с проводным датчиком

Механически терморегулятор обычно имеет концевой выключатель. Он позволяет быстро включать/отключать устройство без необходимости изменения настроек температуры

Функцию термодатчика в механическом регуляторе выполняет обычно биметаллическая пластина, которая в холодном состоянии замыкает контакты нагревательных матов. При увеличении температуры в помещении она выгибается и рассоединяет электрический контур, в результате теплогенерация прекращается.

Интерфейс регуляции представлен колесиком, вращая которое можно настраивать температуру в помещении.

Такое устройство прибора имеет свои преимущества:

  1. Низкая цена.
  2. Простота эксплуатации.
  3. Возможность работы при низких температурах.
  4. Надёжность.
  5. Независимость от перепадов напряжения.
  6. Длительный срок службы.
  7. Автоматическое включение после отключения электроэнергии.

Простота механического терморегулятора обусловливает и его недостатки, которые могут быть критичными:

  1. Минимальная функциональность.
  2. Отсутствие возможности дистанционного управления.
  3. Большая погрешность.
  4. Наличие щелчков при изгибах биметаллической пластины.

Несмотря на простоту, механические терморегуляторы прочно держатся на потребительском рынке благодаря высокой надежности, простоте и взаимозаменяемости.

С электронным механизмом

Внешний вид электронных терморегуляторов для может и не отличаться от механических устройств. Основная разница заключена во внутренней начинке прибора.

Электронный терморегулятор с дисплеемЭлектронный терморегулятор с дисплеем

Мобильные блоки терморегулятора обычно работают от батареек, поэтому их дисплеи не имеют подсветки. Настройка таких приборов в темном помещении затруднена

Электронные регуляторы теплого пола состоят из таких компонентов:

  1. Корпус.
  2. Контролирующая микросхема.
  3. Встроенный или внешний температурный датчик.
  4. Электронный ключ для включения и отключения подачи электроэнергии к нагревательным матам.

Настройка температуры в электронных терморегуляторах может производиться с помощью сенсорного дисплея, кнопок, регулировочного колеса или комбинации этих способов.

Некоторые модели поддерживают мультизональное регулирование температуры, при котором к контролирующей микросхеме независимо подключаются несколько изолированных зон теплого пола со своими датчиками.

К преимуществам электронных приборов относят:

  1. Возможность установки выносного термодатчика в произвольном месте помещения.
  2. Наличие дисплея, отображающего текущую и заданную температуру.
  3. Возможность мультизонального управления нагревом.
  4. Точность термодатчика до долей градуса.
  5. Индикация в случае ошибки или поломки.
  6. Возможность комплектования выносным блоком дистанционного управления.

Недостатки электронного терморегулятора обусловлены в основном наличием у него микросхемы.

Схема подключения проводов терморегулятораСхема подключения проводов терморегулятора

Модели терморегуляторов не привязаны к определенным производителям. При монтаже приборы можно комбинировать с нагревательными матами и датчиками различных фирм

К минусам относят такие характеристики:

  1. Зависимость стабильности работы контролирующей микросхемы от перепадов напряжения.
  2. Сбои в настройках при кратковременном отключении электроэнергии.
  3. Более высокая цена, чем на механические приборы.

Механические терморегуляторы стоят всего лишь на 15-25% дешевле своих электронных аналогов, поэтому при отсутствии перепадов напряжения в сети выбор между этими двумя типами устройств определяется преимущественно их внешним видом.

Эффектно выглядящие светящиеся дисплеи часто являются основным мотивирующим фактором при покупке конкретной модели термостата.

Программируемые электронные приборы

Основным отличием программируемых терморегуляторов от обычных электронных устройств является расширенный функционал контролирующей микросхемы. Этот вид приборов позволяет настраивать различную температуру в комнатах в зависимости от времени суток.

В результате пользователи получают огромное преимущество в виде экономии электроэнергии за счет снижения нагрева воздуха в пустующем доме

Устройство программируемого терморегулятораУстройство программируемого терморегулятора

Стоимость программируемого терморегулятора напрямую зависит от качества дисплея и количества параметров, которыми оперирует прибор в своей работе

В программируемых терморегуляторах также может быть предусмотрена функция удаленного управления со смартфона через Wi-Fi.

К недостаткам таких устройств можно отнести дороговизну и сложность настройки при отсутствии навыков обращения с техникой. В остальном плюсы и минусы программируемых терморегуляторов такие же, как и обычных электронных.

С дистанционным блоком управления

В электронных и программируемых терморегуляторах внутренние компоненты могут быть разнесены в два блока: основной и мобильный. К основной коробке подходят электрические кабели и подключаются проводные термодатчики. Она может быть расположена в любом удалённом месте комнаты, что облегчает проведение монтажных работ.

Система дистанционного управления терморегуляторомСистема дистанционного управления терморегулятором

Некоторые производители программируемых терморегуляторов выпускают собственные приложения для смартфонов, установив которые, можно настраивать оборудование со своего гаджета

А питающийся от батареек мобильный блок используется в качестве пульта управления. Он может лежать на столике или навешиваться на стену. Дополнительно в пультах могут устанавливаться внешние термодатчики, измеряющие температуру окружающего воздуха. Такие устройства удобны тем, что позволяют прятать регулировочный механизм от маленьких детей.

Виды термодатчиков для систем теплого пола

Режим работы нагревательных элементов СТП напрямую зависит от правильности измерения температуры термодатчиками. Они могут быть встроенными в корпус регуляторной коробки или размещены на удалении.

Термодатчики бывают четырех типов:

  1. Для определения температуры воздуха.
  2. Инфракрасные, измеряющие нагрев поверхности пола на расстоянии.
  3. Для определения температуры поверхности пола контактным способом.
  4. Комбинированные.

Датчик нагрева воздуха обычно встроен в терморегулятор или его мобильный блок. Применяется он, когда теплый пол является главной отопительной системой. Основное требование к его расположению – наличие вокруг прибора естественной циркуляции воздуха.

Стандартный датчик температуры для полаСтандартный датчик температуры для пола

Наконечники датчиков температуры должны быть изготовлены из хорошо проводящих тепло материалов, тогда скорость реакции терморегулятора на избыточный нагрев будет выше

Инфракрасные измерители температуры пола могут быть встроены в корпус терморегулятора или размещены отдельным блоком. Основное требование их установке – отсутствие между датчиком и полом препятствий. Расстояние между прибором и анализируемой поверхностью должно составлять не менее 30 см.

Термодатчики контактного типа имеют вид длинного провода с утолщением на конце. С одной стороны они подсоединяются к блоку терморегулятора, а с другой – размещаются в специальной длинной гофрированной трубе под полом. Такая особенность монтажа позволяет легко заменить поломавшийся датчик на новый.

Преимуществом подпольного размещения является возможность мультизонального контроля температуры пола в рамках одного помещения. Обычно такие датчики устанавливаются при как дополнительной системы отопления.

К терморегулятору может подключаться и несколько датчиков, но такая схема применяется преимущественно в рамках цельного комплекта оборудования.

Правила монтажа терморегулятора

К подвешенному на стене терморегулятору необходимо подвести электрические кабели и проводку от датчиков температуры. Для этого в плите делаются соответствующие канавки – штробы. В них провода прокладываются к электрическому щиту и к полу.

Схема расположения терморегулятора в комнатеСхема расположения терморегулятора в комнате

Датчик температуры пола должен быть максимально взаимоудален от соседних нагревательных элементов, иначе при их включении он будет сразу срабатывать и разъединять электрическую цепь

Если оборудование ставится в помещении с качественной внутренней отделкой, то можно использовать накладные приборы и вести кабели поверх стен в коробах.

Далее представлены основные правила, соблюдение которых необходимо при монтаже терморегуляторов:

  1. Размещать регулировочный прибор лучше на расстоянии 40-170 см от пола, если иное не предусмотрено инструкцией. При наличии мобильного пульта управления основную коробку можно устанавливать в любом удобном месте.
  2. Главные функции датчика температуры пола – предупреждение перегревания напольного покрытия и комфорт ног, но не термоконтроль воздуха в помещении.
  3. Во влажных комнатах допускается использовать терморегуляторы с соответствующей защитой от попадания воды.
  4. При встраивании прибора в стену используется монтажная коробка из негорючих материалов.
  5. Провода от регулятора к нагревателям теплого пола мощностью более 1 кВт необходимо вести в полых теплостойких трубках.
  6. Датчик температуры пола должен быть расположен между нагревательными элементами и минимум в 50 см от стен.
  7. При первоначальном включении прибора необходимо учитывать минимальную рабочую температуру, указанную в инструкции.
  8. Подключения проводов к клеммам терморегулятора необходимо проводить исключительно по схеме, указанной в руководстве.
  9. Установку терморегулятора начинают только после окончательной укладки нагревательных элементов на пол, чтобы правильно рассчитать длину проводов.
  10. При заливке пола раствором необходимо хорошо изолировать конец трубки с температурным датчиком.
  11. Перед заливкой раствора на пол необходимо проверить работоспособность всех элементов системы.
  12. Нагревательные маты обязательно заземляются, а перед терморегулятором устанавливается УЗО.

Соблюдение указанных правил позволит обезопасить жильцов от удара током, дом от пожара, а оборудование от преждевременного выхода из строя.

Советы по выбору приборов

При покупке терморегулятора необходимо знать определенные нюансы, чтобы заплатить только за нужные функции и обеспечить долговечность работы и самого прибора.

Выбор терморегулятора для СТПВыбор терморегулятора для СТП

При выборе терморегулятора стоит обратить внимание на качество пластикового корпуса. Если производитель экономит на этом, то стоит задуматься над надежностью внутренних компонентов

К таким особенностям выбора относят следующие правила:

  1. Для обогрева маленьких помещений подойдет недорогой механический или электронный терморегулятор с внутренним датчиком температуры воздуха.
  2. Программируемый термостат рационально покупать при необходимости мультизонального контроля температуры, а также для экономии электроэнергии при ежедневном отсутствии жильцов дома в дневное время.
  3. Терморегулятор должен соответствовать максимальной мощности нагревательных элементов с запасом 25-30% на случай работы при сниженном напряжении.
  4. Для домов с деревянной внутренней отделкой подходят только накладные коробки терморегуляторов.

Также при выборе прибора необходимо учитывать его дизайнерское исполнение.

Существующий модельный ряд позволяет купить не только надежное оборудование, но и терморегулятор, который идеально впишется в интерьер комнаты.

Выводы и полезное видео по теме

Видеоролики с обзорами видов и примерами установки терморегуляторов позволят лучше разобраться в их принципе работы и критериях выбора.

Видео #1. Классификация и принцип действия терморегуляторов:

Видео #2. Подробная настройка программируемого терморегулятора:

Видео #3. Монтаж датчика температуры в полу:

Анализ различных терморегуляторов позволяет сказать, что их максимальная функциональность не всегда оправдана как с финансовой, так и эксплуатационной точки зрения. Поэтому это оборудование необходимо подбирать под каждую СТП отдельно.

А как вы выбирали, крепили и подключали терморегулятор для системы напольного обогрева? Поделитесь, что для вас стало решающим ориентиром? Оставляйте, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке, задавайте вопросы, публикуйте полезные рекомендации и фото по теме статьи.

Как работает термостат: устройство термостата, назначение, функции и виды

Что такое термостат и для чего он нужен

Что такое термостат и для чего он нужен
Термостат — что это такое? Термостат — это прибор, который нужен для поддержания температуры на заданном уровне.
Применяется в разных сферах жизни, в быту: для поддержания температуры в плите, холодильнике, тёплом поле, кондиционере. И в промышленности для регулирования отопления помещений, в автомобилях назначение термостата — избежать перегревания двигателя.

Функции и место расположение

Функции термостата: управление климатическими условиями в помещении, а также поддержание температуры в устройстве на заданном уровне.
Терморегулятор устанавливают вдали от отопительных приборов и источников влаги в помещении, чтобы температура окружающей среды считывалась точнее. В устройствах он расположен рядом с нагревательным элементом, чтобы быстро отреагировать на изменение температуры.
На схеме видно, как выглядит термостат:

ustroystvo-termostataustroystvo-termostata

Что могут контролировать термостаты

 Современные терморегуляторы для водяного теплого пола могут контролировать следующие показатели:

  • температуру воздуха в помещении;
  • уровень прогрева пола;
  • совмещать контроль температуры воздуха и поверхности пола.

Чтобы проконтролировать температуру воздуха в комнате, датчики встраивают в корпус термостата. Настраивают его специально для учёта уровня показателей в контролируемом помещении. Такой контроль эффективен только внутри зданий, которые имеют хорошую теплоизоляцию, а потери тепла сведены к минимуму. Если это условие не выдержано, датчик контроля температуры в помещении ставить не рентабельно.

как регулировать температуру водяного теплого пола

как регулировать температуру водяного теплого пола

Если надо проконтролировать прогрев поверхности напольного покрытия, датчик температуры водяного теплого пола устанавливают как можно ближе к отопительному контуру. Такая система эффективна, когда теплый пол выполняет функцию дополнительного обогрева помещения. Температурный режим воздуха устанавливают основные источники тепла.

Термостат для водяного теплого пола с комбинированной системой контроля применяется редко, в отдельных современных отопительных контурах. Он может одновременно контролировать уровень прогрева пола и воздуха, или, по выбору, что-то одно.

Виды терморегуляторов

Принцип работы электродвигателя

Приспособления, предназначенные для регуляции температуры, могут быть классифицированы по различным основаниям. Выпускаются изделия, рассчитанные на разные виды монтажа: на стену или на дин-рейку. Варьируются поддерживаемый диапазон измерений и число каналов. Однако в первую очередь они различаются по строению, в зависимости от того, какие механические узлы и электронные компоненты в них задействованы.

Механические термостаты

Это наиболее простые изделия, лишенные электронной «начинки», чаще всего они используются для контроля температуры жилых помещений. Их работа базируется на способности некоторых материалов изменять свои характеристики под воздействием меняющейся температуры. Задавать рамки полагается посредством вращения колеса. При выходе за них возникает замыкание или разрыв электроцепи, ведущие к подключению дополнительных нагревательных элементов или отрубанию имеющихся.

Плюсы такой конструкции – надежность, долговечность, простота управления, способность функционирования при минусовых температурах, стойкость к скачкам напряжения. Основным минусом является вероятность погрешности, в ряде случаев довольно значительной (до 3 градусов). Кроме того, изделия нельзя назвать бесшумными: при срабатывании они издают щелкающие звуки.

Механический регулятор

Биметаллические пластины

При нагревании такая пластинка деформируется и открывает сомкнутые контакты. Вследствие этого  к нагревательному элементу прибора перестает поступать ток. Остывая, пластинка возвращается в прежнюю позицию, и контакты соединяются снова. Тогда электроэнергия опять подается на соответствующий элемент, что влечет за собой нагревание. Такая конструкция вмонтирована в электрические чайники, плиты, утюги.

Работа биметаллической пластины

Газонаполненные датчики

Газовые термостаты включают в себя заполненную газом трубу и контактные элементы. При помещении в жидкость газ расширяется и провоцирует замыкание контакта. Размыкание происходит, когда жидкая среда охлаждается. Конструкция устанавливается в водонагреватели, отопительные приборы на масле.

Важно! Плюсами этого и предыдущего типов являются автоматическая регуляция и бюджетная цена, минус – отсутствие места для вариативных гибких настроек, что ограничивает сферу применения.

Восковые терморегуляторы

Эти аппараты состоят из герметически запаянной камеры, снабженной пробкой из воска, и стерженька из металла. При нагревании плавящийся воск вытесняет стержень наружу, и последний инициирует изменения в электрической цепи. Такие конструкции широко применяются в автомобилестроении, а также при проектировании смесителей.

Электронные термостаты

Их применяют в разного рода системах контроля климата, в конструкциях теплого пола. Они включают в себя датчик температуры, электронный ключ и блок контроля, генерирующий команды подключения и выключения нагревательных элементов. Приборы снабжены электронным табло, на котором репрезентируются температурные данные. Они бывают с закрытой и открытой логикой. Гибкость настроек и расширенные возможности управления присущи только второму типу, такие изделия выпускаются с кнопочным или сенсорным управлением.

Электронный прибор

Двухзонные термостаты

Двухзонный терморегулятор предоставляет возможность параллельного управления двумя отопительными системами, к примеру, кухни и жилой комнаты. Некоторые модели ограничиваются возможностью выбора из нескольких заданных программ, другие – дают возможность самостоятельного задания параметров. Термодатчики надо помещать в местах, куда не проникают влага и прямые лучи солнца.

Принцип работы регулятора температуры, виды приборов и их особенности

Главная задача отопительной системы — создание для жильцов максимально комфортных условий, поддержание оптимальной температуры в помещениях. Достичь цели можно несколькими способами, однако самый удобный и распространенный всего один. Это использование специальных приборов — терморегуляторов. Такие устройства работают не только в системах отопления, они являются важным элементами холодильников, а также кондиционеров. Поскольку не у всех есть возможность регулировать температуру и скорость подачи теплоносителя, можно модернизировать систему, оснастив ее этим прибором. Однако прежде чем приобретать устройство будущим хозяевам не мешает понять принцип работы регулятора температуры, узнать о конструкциях максимум информации.

Знакомство с устройствами

Первые комнатные регуляторы температуры были созданы в Дании еще в прошлом веке, после Второй Мировой — в конце х. Время шло, простейший прибор модернизировался, появлялись новые его разновидности. В наше время ассортимент терморегуляторов уже довольно широк. Можно купить модели для централизованных систем отопления, для котлов, работающих автономно, для теплых полов и инфракрасных излучателей.

Второе название этого небольшого комнатного прибора — радиаторный термостат. Это специальный механизм, который встраивают в подающую трубу. Терморегулятор дает возможность практические мгновенно менять скорость подачи теплоносителя, тем самым контролируя температуру в помещении. Погрешность данных устройств обычно незначительна, поэтому все они достаточно эффективны.

Подобные устройства контроля используются не только в радиаторах, но и в холодильниках, утюгах, морозильных камерах или в климатических системах. Эти приборы являются неотъемлемой частью духовых шкафов, аквариумов. Нередко их применяют в сельском хозяйстве, животноводстве: например, в тепличных комплексах и инкубаторах, где очень важно поддерживать идеальные условия для роста растений или животных.

Плюсы

Использование термостата дает хозяевам сразу несколько преимуществ.

  1. У них появляется возможность поддерживать оптимальную температуру в ручном или автоматическом режиме.
  2. Высокая точность регулировки гарантирована. Даже модели среднего класса имеют минимальную погрешность — °.
  3. Очень легко задать разный температурный режим во всех комнатах, что позволит добиться максимального комфорта для жильцов.
  4. Приборы позволяют уменьшить счета за электроэнергию у владельцев квартир, сберечь газ либо другой вид топлива в загородных домах.
  5. Простой монтаж и беспроблемная эффективная работа регулирующих устройств гарантирует их быструю окупаемость. Она более заметна в частных домах, но ощутима и в многоэтажках.
  6. Есть возможность мгновенно перекрыть подачу воды на радиатор, в котором произошла поломка. Этот плюс наиболее важен для жильцов многоквартирных домов.

Экономия средств за счет терморегулирующих приборов может стать весьма ощутимой. Самые простые ручные механизмы помогают сократить траты как минимум на 10%. «Умные» устройство позволяют сберечь уже до 30%. Принцип работы обычного регулятора температуры понять несложно, так как эти приборы отличается простотой. Эти преимущества — причины, по которым терморегулятор имеет большой срок эксплуатации. Однако модели, дающие возможность электронного управления, гарантируют максимальный комфорт жильцов.

Минусы

Ни одна конструкция, придуманная человеком, не лишена недостатков. Слабые стороны термостатических устройств зависят от их вида. Наиболее важным фактором является точность считывания температурных показателей. Как правило, четкой работой отличаются электронные приборы. У некоторых простейших механических устройств погрешность может превышать даже °. Другой недостаток этой разновидности термостатов — низкая функциональность.

Принцип работы регулятора температуры

Перед тем как сделать окончательный выбор в пользу того или иного прибора, многие будущие владельцы интересуются, как работает термостат. Эти устройства бывают нескольких видов, но, несмотря на различия, принцип работы регулятора температуры одинаков. Он основан на свойстве жидкости (или газа) менять объем в зависимости от температуры. Устройство считывает данные из среды, в которой находится, а затем меняет их, если таковы требования.

Все устройства имеют температурный датчик, фиксирующий нагрев воздуха в комнате, или теплоносителя системе. Для регулировки в терморегуляторе предусмотрена рабочая часть. Простейший термостат имеет термическую головку и клапан. В первой находится сильфон — цилиндр, имеющий гофрированные стенки.

В нем находится теплоноситель — специальная жидкость либо газ. Сильфон соединен с клапаном, изменяющим поток, штоком. Когда измеряемые параметры выходят за пределы заданных значений и повышаются, среда начинает расширяться, давление действует на клапан. При остывании воздуха или теплоносителя происходят обратные изменения.

  1. Когда температура воздуха в помещении понижается, сильфон сжимается, поднимая шток. Благодаря этому клапан получает возможность пропускать большее количество теплоносителя.
  2. Если в комнате, наоборот, становится слишком тепло, то сильфон, наоборот, растягивается, а шток опускается, закрывая клапан. Поток теплоносителя уменьшается, а температура понижается.

Эти процессы сменяют друг друга постоянно. Точность работы современных устройств гарантирована. Если модели среднего ценового сегмента реагируют на изменения внешней среды на °, то более совершенные приборы уменьшают это значение до десятых долей.

Несмотря на простоту этих терморегуляторов (или благодаря ей), такие механические конструкции наиболее популярны. Их выбирают для радиаторов в квартирах и для обогревательных систем загородных домов. Однако на точность приборов могут повлиять сквозняки, близкое расположение источников холодного воздуха, прямое попадание солнечных лучей, внезапное повышение или понижение температуры на улице.

Разновидности приборов

Устройства, предназначенные для контроля, отличаются конструкцией, но принцип работы регулятора температуры одинаков. В них могут быть задействованы механические, электронные узлы, либо их комбинации. Сейчас на рынке представлены 4 разновидности компактных комнатных приборов:

  • механические;
  • электронные;
  • программаторы;
  • беспроводные, радиоуправляемые.

Модели используются для систем теплых полов, для батарей отопления, для электрообогревателей и котлов.

Механические термостаты

mehanicheskiy-termoregulatormehanicheskiy-termoregulator

Основной элемент устройства — газовая мембрана. При увеличении температуры, газ расширяется внутри металлических пластин, что приводит к их разъединению. В итоге контакты размыкаются и нагревание прекращается до тех пор, пока газ не уменьшится в объемах и пластины не вернутся в исходное положение.
Используют в системе отопления, их используют для регулировки работы климатических систем: водонагревателей, кондиционеров. Газовая мембрана реагирует на температуру воздуха вокруг, а не поверхности, на которой расположено устройство.
Регулировать температуру такого датчика можно с помощью колёсика для управления, которое соединено с мембранным механизмом.

Используют в системе отопления для регулировки работы климатических систем: водонагревателей, кондиционеров. Удобно, что устройство мгновенно срабатывает на изменение температуры окружающей среды, а не поверхности, на которой оно расположено.
Регулировать температуру такого датчика можно с помощью колёсика для управления, которое соединено с мембранным механизмом.

Электронные термостаты

electronniy-termostatelectronniy-termostat

  • Обычные — в приборе задаются параметры температуры или точное её значение, которое будет поддерживаться. В устройстве есть электронный дисплей.
  • Цифровые:
    • С закрытой логикой
      У такого устройства задан алгоритм работы. Параметры регулируются с помощью специальных команд для установленных заранее приборов. Необходимые параметры можно установить в зависимости от температуры, которая нужна для прибора. При этом саму программу работы регулятора изменить нельзя. Чаще всего такие терморегуляторы применяют в бытовых приборах.
    • С открытой логикой
      Устройство полностью контролирует процесс обогрева. В терморегуляторе с открытой логикой можно изменить алгоритм его работы. Управление устройством происходит с помощью сенсорных кнопок. Используя такой термостат, можно настроить обогрев помещения по определённому графику. Такие термостаты применяют в промышленных целях, а их перепрограммированием и установлением нового алгоритма должен заниматься специалист.

Преимущества электронных устройств:

  • Большой диапазон настройки температуры;
  • Точность больше, чем у механических;
  • Эффективность;
  • Не энергозатратные;
  • Разнообразие дизайна.

Недостатки:

  • Зависимы от стабильного электричества;
  • На них влияет сильный перепад температуры.

Регуляторы-программаторы

Программируемые термостаты — довольно дорогие устройства, которые имеют несколько режимов и программ. Зато с их помощью возможен постоянный контроль отопительной системы, создание максимально комфортного микроклимата, настройка для экономии энергоресурсов.

Аналоговые приборы имеют систему Wi-Fi, позволяющую отслеживать и контролировать работу через смартфон или планшет. Однако за максимальное удобство придется заплатить большую сумму. Других недостатков, помимо возможного отказа довольно сложного оборудования, у программаторов нет.

Беспроводные радиоуправляемые термостаты

Еще более дорогостоящие, чем электронные программируемые, радио термостаты устанавливают редко. Используют в домах, где принято решение не использовать электрические кабели.

Команды сервоприводам подаются с помощью радиосигналов. Происходит это следующим образом. Сигнал от датчиков для водяного теплого пола поступает на радио термостат. Он перенаправляет их радио контролёру. Цепочка радиосигналов приводит к механизму подачи горячей воды. Цена такой аппаратуры высокая из-за того, что приёмники и передатчики установлены на каждом этапе передачи радиосигналов.

Ремонт такой системы, если она выйдет из строя, дорогостоящий.

Терморегуляторы и их использование

Ту или иную модель регулятора температуры выбирают в зависимости от условий. Так как поддержание комфортного микроклимата главное их предназначение, о необходимости приборов задумываются, когда не получается эффективно контролировать температуру в помещениях.

Комнатные термостаты для радиаторов

В этом случае регулятор температуры воды приобретают для поддержания оптимальной температуры в помещении, так как повысить нагрев теплоносителя он не в состоянии. Зато прибор будет полезен, эффективен для ее понижения. Поскольку разница между моделями для однотрубных и двухтрубных контуров отопления существует, тип системы надо учитывать при монтаже.

Регулятор-ограничитель температуры теплоносителя может иметь ручное, электронное либо программное управление.

  1. Механические устройства немногим отличаются от простейших «коллег» — от вентилей. В зависимости от температуры в комнате такие регуляторы уменьшают или увеличивают поступление воды в радиатор. Долговечность их не всегда привлекательна, потому что контролировать температуру вручную приходится постоянно, но мало кому понравятся лишние хлопоты. Ориентиром тут выступают только личные ощущения дискомфорта — прохлады либо чрезмерного тепла.
  2. Батареи, оснащенные электронными или программируемыми устройствами, наоборот, не требуют к себе повышенного внимания. После выста

Принцип работы терморегулятора: устройство — Температура Комфорта

Принцип работы терморегулятора

Главная > Теория > Принцип работы терморегулятора

Что такое терморегулятор, можно понять из самого его названия. Это устройство, которое контролирует температуру в определенной точке путем приведения в действие системы управления.

Термостат, прежде всего, важен для работы систем отопления и кондиционирования воздуха, холодильников.

Он обеспечивает экономное использование энергоресурсов – включает и отключает нагревание и охлаждение при достижении определенной температуры.

Различные виды терморегуляторов

Виды терморегуляторов

Исходя из принципа действия, термостаты делятся на два типа:

  • механические;
  • электронные.

В свою очередь, каждый тип подразделяется на подвиды.

Механические термостаты

В механических термостатах используют датчики с различной технологией срабатывания, но все они основаны на едином принципе.

Чтобы понять, как работает механический терморегулятор, надо обратить внимание на физические свойства многих веществ расширяться при нагревании и сжиматься, когда их охлаждают (вода является заметным исключением, расширяясь при охлаждении). Механические термостаты используют это свойство, называемое термическим расширением.

Механический термостат

Биметаллические пластины

Принцип работы терморегулятора, наиболее часто применяющегося, состоит в использовании пластины из двух полос различных металлов, соединенных болтами.

Включение и отключение биметаллического термостата:

  1. Внешний диск устройства позволяет установить температуру, при которой оно включается и отключается;
  2. Циферблат диска подключен через цепь к датчику температуры – биметаллической пластине, которая замыкает и размыкает электроцепь, в зависимости от большего или меньшего изгиба;
  3. Биметаллическая полоса состоит из разных металлов, скрепленных вместе;
  4. Один металл расширяется меньше, чем другой при нагреве, в связи с этим пластина изгибается внутрь при поднятии температуры;
  5. Пластина – часть электроцепи, поэтому, когда полоса холодная, она прямая, и цепь замкнута. Система включена и нагревается. Нагреваясь до определенной температуры, пластина изгибается и разрывает цепь. Схема отключается.

Работа биметаллической пластины

Важно! Поскольку на расширение и сжатие пластины требуется время, датчик имеет инерцию срабатывания.

Газонаполненные датчики

Из-за медленной реакции металлов на температурные изменения разработаны альтернативные конструкции терморегуляторов. Одна из них – использование газонаполненного сильфона между парой металлических дисков. Большая площадь поверхности этих дисков позволяет им быстро реагировать на нагрев. Кроме того, они упругие и имеют гребни.

Механический термостат с газонаполненным датчиком

  1. При повышении температуры газ в междисковом пространстве расширяется и разъединяет диски. При этом тот из них, что находится внутри, нажимает на микропереключатель в средней части термостата, размыкая цепь. Нагрев прекращается;
  2. Когда температура снижается, сжимается и газ, вновь приближая диски друг к другу. Внутренний диск отдаляется от микропереключателя. Контакт замыкается, включая нагрев.

Газонаполненные терморегуляторы используются для систем отопления домов, они применялись в старых моделях автомобилей. Иногда в них используются не газы, а летучие жидкости с низкой температурой кипения. Например, разбавленный спирт.

Важно! Конкретный химический состав жидкостей подбирается, исходя из диапазона регулируемых температур.

Восковые терморегуляторы

Данный вид термостатов имеет герметичную камеру с восковой пробкой и свободно ходящим металлическим стержнем внутри. По мере повышения температуры воск расплавляется, расширяется и выталкивает стержень из этой камеры. Одновременно стержень действует на включение и отключение электроцепи. Пружина возвращает механизм на место, когда воск остывает.

Устройство воскового термостата

Восковые термостаты используются в системах управления охлаждением автомобильных двигателей, в смесителях и т. д. Термостат с простой конструкцией хорошо подходит для тяжелых условий работы внутри двигателя и отличается высокой надежностью.

На радиаторах центрального отопления устанавливают клапаны, где часто используются именно восковые термостаты. При нагреве радиатора до установленного уровня восковые регуляторы уменьшают поток воды через радиатор.

Электронные термостаты

Цифровой термостат является электронной версией механического термостата.

Вместо механического датчика может быть установлен термистор – резистор, меняющий свое сопротивление по отношению к температуре, или термопара.

Сигнал поступает в электронный модуль, где обрабатывается, и оттуда поступают команды на включение и отключение нагрева или охлаждения. Преимуществом электронного термостата является более точный контроль температуры.

Цифровые регуляторы бывают:

  1. Непрограммируемые. Приборы с простым набором функций, имеющие цифровой дисплей и кнопки управления для установки выбранного температурного значения;
  2. Программируемые. Устройства, представляющие собой мини-компьютер, позволяющие устанавливать дни недели, часы, временное поддержание температуры, ручную отмену и т. д.;

Программируемый терморегулятор

  1. Беспроводные. С развитием современных технологий термостатические устройства стали «умнее» и освободились от проводов. Такие приборы связаны с использованием различных порталов беспроводной связи, например, WiFi или Bluetooth. Самым распространенным является WiFi-подключение. В таких связях эффективность соединений увеличивается, и снимаются проблемы, связанные с проводкой.

Некоторые дополнительные функциональные возможности электронных устройств:

  1. Интеграция оконных контактов для снижения температуры с открытыми окнами;
  2. Координация работы нескольких радиаторов;
  3. Отдельное крепление измерительных датчиков в оптимальном месте;
  4. Дистанционное управление системой по телефону, интернету или смартфону. На значительном удалении от дома всегда можно внести корректировку в настройки;
  5. Сигнал тревоги, если температура слишком низкая или высокая. При желании владелец получает сообщение по электронной почте;
  6. Интеграция аварийных сигналов для датчиков дыма и датчиков разрыва трубы.

Источник: https://elquanta.ru/teoriya/princip-raboty-termoregulyatora.html

Терморегуляторы. Виды и принцип действия. Применение

Для сохранения требующегося уровня температуры в нагревательных системах применяются электрические устройства, называемые термо

Типы

и принцип действия

Трубчатый обогреватель может использоваться как для отопления (часть радиатора), так и для обеспечения дома горячей водой. Первое, что нужно сделать при включении в работу — это защитить систему от возможных повреждений отопителя и создать условия для его автономной работы. Популярным методом решения этой проблемы является использование терморегулятора для ТЭНа. Это небольшое устройство, называемое термостатом, поможет решить многие проблемы.

Состав водонагревательного оборудования

Самая легкая горячая вода или ТЭН должен содержать не менее трех элементов — резервуар для воды, ТЭН-ТЭН и термостат.Трубчатый нагреватель может быть погружным и сухим. В первом случае он выполнен из нержавеющей стали, размещается внутри емкости. Нагрев воды за счет прямого контакта воды с нагревателем. the thermostat for the Heater Сухие нагревательные элементы изготовлены из керамики, расположены вне емкости для воды. Нагрев теплоносителя происходит за счет передачи тепловой энергии через стенку бака. Такие элементы легко заменить в случае выхода из строя.

Термостат ТЭНа предназначен для контроля и поддержания заданной температуры теплоносителя и аварийного отключения ТЭНа от сети в случае начала процесса закипания (обычно это происходит при выходе из строя нагревательный элемент).

Существует несколько типов термостатов, каждый из которых подходит для использования с определенным типом трубчатого электронагревательного элемента.

Основные принципы

Вне зависимости от конструкции и исполнения все термостаты работают по одной схеме. Для работы термостат должен быть встроен в бак и соединен с ТЭНом. Весь процесс регулирования температуры можно разделить на 4 этапа:

Рекомендуется

The most effective methods of seed germination

Наиболее эффективные методы проращивания семян

Несмотря на то, что метод рассады в овощеводстве является очень трудоемким процессом, его использует большинство садоводов.Посадка семян в открытый грунт — простой и удобный метод, но эффективен только в определенных климатических зонах. I …

Retro-reflective paint. The scope of

Светоотражающая краска. Сфера применения

Когда машины начали заполнять дороги, их популярность начала набирать светоотражающая краска. Благодаря этой краске, как водителям, так и пешеходам становится намного легче избегать аварий в темноте. Назначение краски Светоотражающая краска — лакокрасочный материал, который …

  1. Переключатель для установки желаемого диапазона температур охлаждающей жидкости.
  2. Термостатический контроль ТЭНа с запрограммированным режимом измеряет степень нагрева воды и дает команду на включение прибора.
  3. Когда температура воды достигает указанного верхнего предела нагрева, термостат размыкает цепь и отключает нагреватель.
  4. После охлаждения воды повторить процесс.

Стоит отметить, что независимо от того, какой диапазон температуры вы установите, термостат отключит ТЭН, если вода закипит.Это необходимо для предотвращения поломки отопительного оборудования. heating elements with thermostat for iron Во время кипячения начинается процесс интенсивного испарения. Вместе с количеством пара увеличивается и давление внутри резервуара. Как только значение давления превысит критический уровень, резервуар взорвется. Термостат для обогревателя не допускает этого до размыкания электрической цепи.

Типы термостатов

Принцип работы прибора всегда остается прежним. Тип термостата зависит только от принципа определения температуры теплоносителя.По этому все термостаты можно разделить на стержневые, капиллярные и электронные.

Основные устройства, как следует из названия, имеют форму стержня длиной от 25 до 50 см. Принцип определения температуры основан на разнице коэффициентов теплового расширения двух металлов. Регулятор температуры стержня установлен вне емкости с водой в трубке. heater with thermostatic control for heating Капиллярный нагревательный элемент термостата для нагрева воды представляет собой полую трубку, внутри которой «заточена» специальная жидкость.С повышением температуры он расширяется, оказывает давление на стенки и воздействует на мембрану, которая размыкает контур. Во время охлаждения происходит обратное.

Электронные термостаты, основанные на способности материалов изменять свое омическое сопротивление при изменении температуры. В результате в устройстве повышается или понижается регистр напряжения специальных датчиков и отключается или включается десять. Электронные устройства самые сложные и дорогие, но в то же время самые точные.

Нагревательные элементы со встроенным термостатом

A Нагревательный элемент отдельно от термостата на практике используется редко.Как правило, этим решением оказались только водогрейные котлы. Нагревательные элементы для радиаторов с термостатами встречаются гораздо чаще. heater battery with thermostat В таких «комбинированных» приборах термостат находится в отдельной трубке, и в случае поломки его легко заменить. При выборе устройств данной категории необходимо обратить внимание на следующие моменты:

  1. Материал изготовления корпуса. Он может быть представлен как «нержавеющая сталь» (дешевые и обычные устройства), так и медь. Медные приборы служат дольше, но намного дороже.
  2. Вместимость. Для бытовых электроприборов выбирать более мощные 2,5 кВт опасно — есть риск перегрузки и короткого замыкания. При использовании более мощных ТЭНов проложить отдельный силовой кабель.

Выбирая аккумуляторный нагреватель с термостатическим управлением, не нужно акцентировать внимание на дорогих моделях. Практика показывает, что долговечность устройств не зависит от цены. Срок службы определяется жесткостью воды, нагрузками и устойчивостью сетки.

Сфера применения Нагревателей с термостатом

Сфера применения Нагревателей со встроенным термостатом довольно узка из-за высокого энергопотребления и короткого срока службы. Наибольшее распространение они получили в водонагревательном оборудовании. Этот «резервуар для воды» устанавливается в душе или на кухне и служит основным или резервным источником горячей воды. tan in a radiator with thermostat Очень редко трубчатые обогреватели используются для отопления помещений. В этом случае изделие через специальный штуцер крепится непосредственно к радиатору.Основные преимущества установки Нагревателя с термостатом в радиатор — скорость. С помощью такого простого решения можно очень быстро обеспечить дом резервным источником тепла.

Особенности нагревателей для чугунных аккумуляторов

Трубчатые нагреватели для традиционных и чугунных радиаторов практически неотличимы. Единственное исключение — материал заглушки — он должен быть из чугуна или не менее жаропрочного материала. heating element for radiators with thermostat Кроме того, может отличаться и форма внешней части корпуса, где установлен термостат.Длина нагревательного элемента должна быть на 5-10 см короче, чем длина радиатора. В противном случае циркуляция воды и нагрев не достигается. Поэтому перед покупкой убедитесь, что ТЭН с терморегулятором для чугунных батарей.

Термостаты на рынке

Термостаты для ТЭНа можно назвать расходным материалом. Именно поэтому он часто приходит отдельно от ТЭНа. Для замены необходимо только подобрать аналогичный прибор на рынке.Для этого узнайте:

  1. Размер, тип и способ крепления его в баке вышедшего из строя устройства.
  2. Максимальный ток мощности, с которым придется справляться новому терморегулятору.

Лучшим вариантом будет покупка такого же пришедшего в негодность устройства. Это можно сделать, обратившись в магазин с неисправным термостатом. В большинстве случаев продавцы сами подберут желаемую камеру.

.

Регуляторы температуры, системы, алгоритмы, методы и типы термостатов

Термостаты (или регуляторы температуры) — это устройства, которые используются для измерения и регулирования температуры воздуха, жидкости, такой как вода, или другого процесса. В то время как термометры обеспечивают считывание или значение температуры, термостаты предназначены для повышения или понижения температуры до желаемой точки от текущего значения.

Типы контроля температуры

Изображение предоставлено: Fahroni / Shutterstock

Термостаты находят применение в различных продуктах и ​​отраслях промышленности, некоторые из которых являются привычными потребительскими товарами.В этом руководстве кратко описаны распространенные типы термостатов как по применению, так и по конструкции / функциям. Кроме того, в этом руководстве также представлена ​​дополнительная информация о типах регуляторов температуры, используемых в производственных процессах.

Типы термостатов (регуляторов температуры) по применению

Термостаты контроля нагрева

Контроль температуры нагревателя, пожалуй, наиболее распространенная область применения термостатов, и, конечно же, та, с которой знакомо большинство людей.Термостаты регулирования температуры используются для регулирования температуры воздуха в помещении. Эти устройства подключаются к системе контроля температуры отопления, такой как котел или печь, и отправляют электрический сигнал в эту систему, когда есть запрос на тепло, что означает, что термостат обнаружил, что температура в помещении упала ниже желаемого (установленного ) температура. Этот сигнал активирует реле управления, чтобы начать процесс розжига котла или печи и подачи тепла через принудительный воздух или через радиаторы.Когда температура повысится до желаемой, сигнал термостата отключается и котел или печь отключается.

Термостаты регулирования температуры

Другие распространенные продукты включают термостаты для регулирования температуры. Термостаты электрических нагревателей определяют температуру и включают в себя питание электрических нагревательных элементов по мере необходимости для обогрева помещения. Вентиляторы охлаждения оснащены термостатами управления вентиляторами, которые можно использовать для включения и выключения вентилятора по мере необходимости в зависимости от температуры воздуха в помещении.Термостаты электрогрелки действуют аналогичным образом, ограничивая температуру, до которой может нагреваться электрогрелка, с целью предотвращения случайных ожогов. Термостаты для бассейнов используются в нагревателях бассейнов для определения температуры воды в бассейне, когда она циркулирует через нагреватель бассейна. Как и в случае с термостатами системы контроля температуры нагрева, описанными ранее, термостат бассейна будет включать и выключать нагреватель бассейна по мере необходимости, чтобы повысить температуру воды до желаемой уставки.В бытовых системах горячего водоснабжения используются термостаты горячей воды, также называемые аквастатами, которые определяют, когда водонагреватель должен включиться, чтобы создать горячую воду для использования.

Автомобильные термостаты

В автомобильной промышленности термостаты играют важную роль и появляются в нескольких местах. Автомобильные термостаты контролируют температуру в салоне и используются для добавления тепла или активации системы кондиционирования воздуха для поддержания уровня комфорта в салоне. Термостаты систем охлаждения автомобилей и самолетов стремятся регулировать температуру охлаждающей жидкости в автомобиле или самолете, оставаясь закрытыми в условиях холодного запуска двигателя, а затем открываясь, чтобы позволить жидкости циркулировать к радиатору или теплообменнику при повышении температуры двигателя.Дополнительное управление термостатом используется в системе охлаждения для измерения температуры охлаждающей жидкости или двигателей, активируя электрические вентиляторы, чтобы втягивать дополнительный воздух через радиатор для охлаждения жидкости по мере необходимости.

Контрольные термостаты

Термостатический контроль также применяется к критическим компонентам системы. Масляные термостаты предназначены для контроля температуры смазочной жидкости в машинах и двигателях, чтобы гарантировать защиту двигателя. Вращающиеся валы, поддерживаемые подшипниками, могут использовать термостаты подшипников для контроля температуры подшипника, что может помочь предсказать наступление условий, требующих обслуживания.Термостаты дизельных двигателей предназначены для поддержания надлежащей температуры двигателя на больших транспортных средствах, таких как тягачи с прицепами, где потребность в охлаждении будет зависеть от рабочей нагрузки. В некоторых конструкциях используются два термостата, которые функционируют как клапаны с регулируемой температурой и регулируют количество охлаждающей жидкости, поступающей в радиатор автомобиля.

Термостаты используются в других учреждениях, например в лабораториях, для поддержания температуры процесса. Термостаты для опасных зон используются в приложениях, где существует риск наличия взрывоопасной атмосферы.Существуют даже термостаты торговых автоматов, которые используются для контроля температуры внутри этих автоматов, чтобы сохранять напитки холодными или предотвращать таяние закусок, таких как шоколадные батончики.

Типы термостатов по конструкции / функциям

Существует несколько конструкций термостатов, в которых используются различные материалы и их свойства, чтобы определять изменения температуры и отправлять управляющие сигналы в другие системы.

Термостаты Mercurial

Один из старейших типов термостатов — это ртутные термостаты.В этой конструкции используется тепловая катушка и ртутный переключатель, который управляется ручным переключателем или рычагом на термостате. Когда установка температуры повышается поворотом шкалы, действие приводит к закрытию ртутного переключателя и отправке сигнала в систему обогрева на включение. Когда воздух начинает нагреваться, изменение температуры вызывает разматывание тепловой катушки, что размыкает ртутный переключатель и отключает систему обогрева.

Биметаллические термостаты

Еще одна испытанная конструкция термостата — биметаллический термостат.Биметаллическая полоса состоит из двух металлов, таких как латунь и железо, коэффициенты теплового расширения которых различны. Когда термостат настроен на нагрев, контур замыкается. При повышении температуры в помещении биметаллическая полоса изгибается и размыкает электрическую цепь, в результате чего система обогрева отключается.

Электронные термостаты

В то время как ртутные и биметаллические термостаты являются электрическими термостатами и управляются вручную, большинство современных термостатов представляют собой электронные термостаты, в том числе программируемые цифровые термостаты.Преимущество этих устройств заключается в том, что они позволяют создавать профили для отопления и охлаждения, соответствующие потребностям жителей здания. Эти термостаты предлагают отдельные настройки для разного времени дня и дней недели, так что вечером может быть прохладнее, когда люди спят, и согревается утром или днем, когда люди бодрствуют. Новейшие технологии для термостатов иногда называют интеллектуальными термостатами и используют беспроводную связь, что позволяет пользователям использовать мобильные телефоны и планшеты для изменения температурных условий по запросу.

Некоторые конструкции термостатов называются термостатами линейного напряжения, что означает, что сам термостат переключает электрические сигналы на стандартном уровне рабочего напряжения (120 В / 240 В в жилых помещениях в США). Напротив, большинство термостатов переключают управляющий сигнал более низкого напряжения. , отправив его в цепь реле, предназначенную для переключения сетевого напряжения, например, для управления циркуляционными насосами в котлах.

Пневматические термостаты

Пневматические термостаты будут регулировать давление воздуха на выходе в зависимости от температуры воздуха в помещении.Пневматические термостаты бывают двух типов — прямого действия (DA) и обратного действия (RA). Устройства прямого действия будут производить более высокое давление на выходе при повышении температуры в помещении; устройства обратного действия создают более низкое выходное давление при повышении температуры в помещении.

Погружные термостаты

В погружных термостатах

обычно используется погружной нагреватель / охладитель и насос для контроля температуры ванны с жидкостью в лабораторных, медицинских или научных целях.

Дистанционные термостаты

Термостаты с дистанционной лампой и термостаты с дистанционным зондированием имеют термодатчик, расположенный на некотором расстоянии от блока управления термостатом, который в некоторых случаях отправляет показания по беспроводной сети.

Методы контроля температуры для производственных операций

Контроль температуры на производстве — важнейшая часть правильного формирования продукта. Если температура опускается выше или ниже идеального диапазона, необходимого для конкретной стадии производственного процесса, результаты могут быть вредными — неправильно приклеенные покрытия, ослабленный основной материал или общий скомпрометированный компонент — поэтому становится все более важным, чтобы производитель не только определять правильную температуру для каждого этапа, но также контролировать температуру внутри машины и получать соответствующую обратную связь.

Контроллеры температуры

в производственных операциях выполняют именно эту функцию: они обеспечивают правильную работу машины, измеряя температуру на разных этапах процесса и сравнивая данные с запрограммированными температурными характеристиками. В результате производители могут быстро и легко обнаруживать неисправности оборудования, связанные с температурой, и устранять их по мере необходимости.

Существует три основных типа регуляторов температуры, которые используются для контроля температуры во время производственных процессов: двухпозиционные, пропорциональные и ПИД-регуляторы.

Включение / выключение контроля температуры

Двухпозиционный регулятор температуры является наименее дорогим из всех типов регулирования, а также наиболее простым с точки зрения принципа действия. Управление либо включено, либо выключено — если температура падает ниже определенной точки, система управления подает сигнал машине, чтобы она включила повышение температуры. Точно так же, если температура поднимается выше определенной точки, срабатывает управление, чтобы машина понизила температуру. Типичным примером двухпозиционных систем является бытовой термостат.Когда температура опускается ниже определенной точки, контроллер запускает нагреватель, чтобы поднять температуру до запрограммированного значения. С кондиционированием воздуха все работает по-другому: если температура поднимается выше определенной точки, контроллер включает кондиционер, понижая температуру до запрограммированной нормы.

Регуляторы включения / выключения

часто используются в процессах, где изменение температуры происходит очень медленно, и точный контроль температуры не требуется.

Пропорциональный контроль

В отличие от регуляторов включения / выключения, которые реагируют только при достижении установленного предела, пропорциональные регуляторы предназначены для реагирования на изменение температуры до того, как она выскользнет из желаемого диапазона.По сути, пропорциональные регуляторы увеличивают или уменьшают подачу питания по мере того, как температура достигает своего верхнего или нижнего предела или уставки, что замедляет или ускоряет нагреватель и помогает стабилизировать температуру.

Температурный диапазон, в котором пропорциональные регуляторы либо уменьшают, либо увеличивают подачу питания на медленный или быстрый нагрев, известен как «диапазон пропорциональности». Если температура достигает нижнего или верхнего заданного значения, регулятор затем функционирует как полный контроль включения / выключения — температура либо полностью включается для повышения температуры, либо полностью выключается, чтобы понизить температуру.Когда температура находится в пределах диапазона пропорциональности, а электропитание уменьшается или увеличивается, нагрев увеличивается или уменьшается в зависимости от того, насколько далеко температура от заданного значения.

ПИД-регулятор (пропорционально-интегрально-производная)

Этот регулятор сочетает в себе пропорциональное регулирование с интегральным и производным регулированием (ПИД). Система PID, работающая в пределах диапазона пропорциональности так же, как и пропорциональное управление, имеет две дополнительные функции, которые улучшают общее регулирование температуры.Пропорциональная функция позволяет контроллеру реагировать на текущие обстоятельства и соответствующим образом настраиваться. Интегральное значение учитывает сумму недавних событий (другими словами, прошлые ритмы пропорционального управления), а производное значение определяет соответствующую реакцию на основе скорости изменения прошлых ритмов. Вместе эти три используют текущие данные, прошлые данные и скорость, с которой данные меняются, чтобы установить алгоритм контроля температуры для конкретного случая. Компенсация температурной погрешности между параметром процесса и уставкой позволяет поддерживать стабильную температуру.

Рекомендации

При принятии решения о том, какой вид управления лучше всего подходит для конкретного процесса, следует помнить о нескольких моментах. Во-первых, рассмотрите тип входного датчика (термопара или RTD) и диапазон температур, который требуется для процесса. Во-вторых, рассмотрите форму, в которой должен быть представлен выход: электромеханическое реле, SSR или аналоговый выход. В-третьих, определитесь, какой алгоритм регулирования температуры нужен (вкл / выкл, пропорциональный, ПИД). Наконец, примите во внимание количество и тип выходов, необходимых для приложения, таких как нагрев, охлаждение, сигнализация и ограничение.Как только эти факторы будут определены, будет намного проще определить, какой тип регулятора температуры подходит для конкретного применения.

Сводка

В этой статье представлен краткий обзор распространенных типов термостатов с разбивкой по применению и конструкции / функциональности. Кроме того, был представлен обзор регулирования температуры в производственных процессах. Для получения информации по дополнительным темам обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Источники:
  1. http://asecertificationtraining.com/diesel-engine-thermostats/
  2. https://www.trane.com
  3. https://www.globescientific.com/images/files/Immersion%20Thermostats.pdf
  4. http://www.airheaters.info/thermostats-and-humidistats/remote-bulb-thermostats.html
  5. https://www.alanmfg.com/blog/zone-control-systems/

Прочие «виды» изделий

Больше от Instruments & Controls

.

Что такое емкостный преобразователь? — Определение, принцип, преимущества, недостатки и применение

Определение: Емкостной преобразователь используется для измерения смещения, давления и других физических величин. Это пассивный преобразователь, поэтому для работы ему требуется внешнее питание. Емкостной преобразователь работает по принципу переменной емкости. Емкость емкостного преобразователя изменяется по многим причинам, таким как перекрытие пластин, изменение расстояния между пластинами и диэлектрическая проницаемость.

Емкостной преобразователь содержит две параллельные металлические пластины. Эти пластины разделены диэлектрической средой, которая представляет собой воздух, материал, газ или жидкость. В обычном конденсаторе расстояние между пластинами фиксировано, но в емкостном преобразователе расстояние между ними варьируется.

Емкостной преобразователь использует электрическую величину емкости для преобразования механического движения в электрический сигнал. Входная величина вызывает изменение емкости, которая напрямую измеряется емкостным преобразователем.

Конденсаторы измеряют как статические, так и динамические изменения. Смещение также измеряется напрямую путем подсоединения измеряемых устройств к подвижной пластине конденсатора. Он работает как в контактном, так и в бесконтактном режимах.

Принцип работы

Уравнения ниже выражают емкость между пластинами конденсатора capactive-equation-1

Где A — площадь перекрытия пластин в м 2
d — расстояние между двумя пластинами в метрах
ε — диэлектрическая проницаемость среды в Ф / м
ε r — относительная диэлектрическая проницаемость
ε 0 — диэлектрическая проницаемость свободного места

Принципиальная схема емкостного преобразователя с параллельными пластинами показана на рисунке ниже.capacitive-transducer

Изменение емкости происходит из-за физических переменных, таких как смещение, сила, давление и т. Д. Емкость преобразователя также изменяется из-за изменения их диэлектрической проницаемости, что обычно связано с измерением уровня жидкости или газа.

Емкость преобразователя измеряется по мостовой схеме. Выходное сопротивление преобразователя равно capacitive-transducer-2

.

Где, C — емкость
f — частота возбуждения в Гц.

Емкостной преобразователь в основном используется для измерения линейного смещения. Емкостной преобразователь использует следующие три эффекта.

  1. Изменение емкости преобразователя из-за перекрытия пластин конденсатора.
  2. Изменение емкости связано с изменением расстояний между пластинами.
  3. Емкость изменяется из-за диэлектрической проницаемости.

Для измерения смещения используются следующие методы.

1. Преобразователь, использующий изменение площади пластин — Уравнение ниже показывает, что емкость прямо пропорциональна площади пластин. Соответственно изменяется и емкость с изменением положения пластин.

capacitive-transducer-with-displacement

Емкостные преобразователи используются для измерения больших перемещений от 1 мм до нескольких см. Площадь емкостного преобразователя изменяется линейно в зависимости от емкости и смещения.Изначально нелинейность в системе возникает из-за ребер. В противном случае он дает линейный отклик.

Емкость параллельных пластин определяется как capacitive-transducer-equation-4

где x — длина перекрывающейся части пластин,
ω — ширина перекрывающейся части пластин.

Чувствительность смещения постоянна, и поэтому она дает линейную зависимость между емкостью и смещением. capacitive-transducer-5

Емкостной преобразователь используется для измерения углового смещения.Он измеряется подвижными пластинами, показанными ниже. Одна из пластин преобразователя неподвижная, а другая подвижная. angular-capacitive-transducer

Векторная диаграмма преобразователя показана на рисунке ниже.

capacative-transducer Угловое перемещение изменяет емкость преобразователей. Емкость между ними максимальна, когда эти пластины перекрывают друг друга. Максимальное значение емкости выражается как capacitive-transducer-equation-7

Емкость при угле θ выражается как capacitvie-transducer-equation-8

θ — угловое смещение в радианах.Чувствительность к изменению емкости определяется как capacitive-transducer-equation-9

.

180 ° — это максимальное значение углового смещения конденсатора.

2. Преобразователь использует изменение расстояния между пластинами — Емкость преобразователя обратно пропорциональна расстоянию между пластинами. Одна пластина преобразователя неподвижна, а другая подвижна. Смещение, которое необходимо измерить, связано с подвижными пластинами. displacement-capacitive-transducer

Емкость обратно пропорциональна расстоянию, из-за которого конденсатор показывает нелинейный отклик.Такой тип преобразователя используется для измерения малых перемещений. Векторная диаграмма конденсатора представлена ​​на рисунке ниже. capacitive-transducer-3

Чувствительность преобразователя непостоянна и варьируется от места к месту.

Преимущества емкостного преобразователя

Ниже приведены основные преимущества емкостных преобразователей.

  1. Для работы требуется внешняя сила, поэтому он очень полезен для небольших систем.
  2. Емкостной преобразователь очень чувствителен.
  3. Дает хорошие частотные характеристики, поэтому используется для динамического исследования.
  4. Преобразователь имеет высокое входное сопротивление, следовательно, они имеют небольшой эффект нагрузки.
  5. Для работы требуется небольшая выходная мощность.

Недостатки емкостного преобразователя

Основные недостатки преобразователя следующие.

  1. Металлические части преобразователей требуют изоляции.
  2. Корпус конденсатора требует заземления для уменьшения влияния паразитного магнитного поля.
  3. Иногда преобразователь демонстрирует нелинейное поведение из-за краевого эффекта, который контролируется с помощью защитного кольца.
  4. Кабель, соединяющий датчик, вызывает ошибку.

Использование емкостного преобразователя

Ниже приведены варианты использования емкостного преобразователя.

  1. Емкостной преобразователь используется для измерения как линейного, так и углового смещения. Он чрезвычайно чувствителен и используется для измерения очень малых расстояний.
  2. Используется для измерения силы и давления. Сила или давление, которые должны быть измерены, сначала преобразуются в смещение, а затем смещение изменяет емкости преобразователя.
  3. Он используется как датчик давления в некоторых случаях, когда диэлектрическая проницаемость датчика изменяется в зависимости от давления.
  4. Влажность газов измеряется емкостным датчиком.
  5. Преобразователь использует механический модификатор для измерения объема, плотности, веса и т. Д.

Точность преобразователя зависит от изменения температуры до высокого уровня.

.

различных типов реле, их конструкция, работа и применение

Введение в реле и различные типы реле | Его клеммы, работа и приложения

Реле являются важным компонентом для защиты и переключения ряда цепей управления и других электрических компонентов. Все реле реагируют на напряжение или ток, конечная цель — размыкание или замыкание контактов или цепей.В этой статье кратко обсуждаются основы реле и различные типы реле, которые используются в различных приложениях.

What Is Relay Different Types Of Relays, Its Operation & Applications What Is Relay Different Types Of Relays, Its Operation & Applications

Что такое реле?

Выключатель — это компонент, который размыкает (выключает) и замыкает (включает) электрическую цепь. тогда как реле — это электрический переключатель , который управляет (включает и выключает ) цепью высокого напряжения с использованием источника низкого напряжения. Реле полностью изолирует цепь низкого напряжения от цепи высокого напряжения.Relay Symbols Relay Symbols

Конструкция реле

Чтобы узнать базовую конструкцию и внутренние части реле , на следующем рисунке ясно показан вид внутри реле . Давайте обсудим их все по порядку. construction of a relay - inside a rely - parts of a relay construction of a relay - inside a rely - parts of a relay

Клеммы реле

Вообще говоря, в реле есть четыре типа клемм.

Relay Terminals Relay Terminals

Входные клеммы управления или клеммы катушки:

Входные клеммы управления — это две входные клеммы реле, которое управляет его механизмом переключения.

К этим клеммам подключен маломощный источник для активации и деактивации реле. Источник может быть переменного или постоянного тока в зависимости от типа реле.

COM или общая клемма:

COM относится к общей клемме реле.

Это выходная клемма реле, к которой подключен один конец цепи нагрузки.

Эта клемма внутренне связана с любой из двух других клемм в зависимости от состояния реле.

НО Терминал:

НО или Нормально открытый Клемма также является клеммой нагрузки реле, которое остается разомкнутым , когда реле неактивно .

Клемма NO замыкается на клемму COM при срабатывании реле.

NC клемма:

NC или нормально закрытая клемма — это другая клемма нагрузки реле. Эта клемма обычно соединяется с клеммой COM реле, когда нет управляющего входа.

При срабатывании реле клемма NC отключается от клеммы COM и остается разомкнутой, пока реле не будет деактивировано.

Poles & Throw:

Полюсы относятся к переключателям внутри реле.

Число переключателей внутри реле называется полюсами реле.

число управляемых цепей на полюс называется разбросом реле.

Poles & Throw Poles & Throw

Одноходовое реле может управлять только одним контуром i.е. либо ВЫКЛ. , либо ВКЛ. , в то время как реле двойного хода может управлять двумя цепями, то есть переключаться от одной цепи к другой, размыкая одну цепь и замыкая другую во время переключения (ВКЛ и ВЫКЛ).

Реле Работа :

Предположим, что реле SPDT (однополюсный, двойной ход)

SPDT Relay SPDT Relay

Когда нет источника питания, реле неактивно и его положение Полюс остается на клемме NC , которая в вышеупомянутом случае является верхней клеммой.Это приводит к короткому электрическому пути между клеммой COM и NC . Таким образом, он позволяет протекать току через цепь, подключенную к клеммам COM и NC.

Когда реле включается от источника низкого напряжения, полюс реле смещается на клемму NO . Таким образом, клемма NC становится разомкнутой, а клемма COM замыкается или электрически замыкается на клемму NO . Впоследствии, пропуская ток через цепь, подключенную к клеммам COM и NO .

Типы реле:

Существует различных типов реле , и они классифицируются по различным категориям в зависимости от их свойств. Каждый из этих типов реле используется для определенного применения, и перед использованием в любой цепи необходимо выбрать соответствующее реле.

На основе полюсов и направления:

Эти следующие типы реле классифицируются по номерам полюсов и внутри реле.

Реле SPST

SPST относится к однополюсному однополюсному реле .

Однополюсный означает, что он может управлять только одной цепью, в то время как одиночный бросок означает, что его полюс имеет только одно положение, в котором он может проводить. Диаграмма SPST представлена ​​ниже.

SPST Relay SPST Relay

Реле SPST , два состояния, т. Е. либо разомкнутая, либо замкнутая цепь.

Реле SPDT

SPDT относится к однополюсному реле двойного направления.

Однополюсный означает, что одновременно можно управлять только одной цепью. Двойной бросок означает, что его шест имеет два положения, в которых он может вести.

SPDT Relay SPDT Relay

Реле SPDT имеет два состояния, и в каждом состоянии его одна цепь остается замкнутой, а другая остается разомкнутой и наоборот.

Связанное сообщение: Что такое датчик? Различные типы датчиков с областями применения

Реле DPST

DPST относится к двухполюсным одноходовым.

Двойной полюс означает, что он может управлять двумя полностью изолированными отдельными цепями. Одиночный бросок означает, что у каждого шеста есть одно положение, в котором он может вести.

DPST Relay DPST Relay

Реле DPST может переключать две цепи одновременно, т. Е. Обеспечивать замыкание или размыкание цепи.

Реле DPDT

DPDT относится к двухполюсному двойному ходу.

Двойной полюс означает, что он может управлять двумя цепями, в то время как двойной ход означает, что каждый полюс может проводить в двух отдельных положениях.

DPDT Relay DPDT Relay

Реле DPDT можно интерпретировать как два реле SPDT, но их переключение происходит одновременно.

Реле может иметь до 12 полюсов.

Forms Of Relay

Типы реле также классифицируются на основе их конфигурации, известной как « Forms ».

Реле «Форма A»

« Форма A » — это реле SPST с нормально разомкнутым ( NO ) состоянием по умолчанию.

Form A Relay Form A Relay

Он имеет клемму NO, которая подключает цепь, когда реле активировано, и отключает цепь, когда реле деактивируется.

Реле «Форма B»

Реле формы B является реле SPST с нормально замкнутым ( NC ) состоянием по умолчанию.

Form B Relay Form B Relay

Клемма NC соединяет цепь, когда реле находится в неактивном состоянии, и отключает цепь, когда реле активируется.

Реле «формы C»

Реле формы C — это реле SPDT с двойными контактными клеммами, известное как NC и NO .

Form C Relay Form C Relay

Управляет двумя контурами i.е. одна цепь остается разомкнутой, а другая — замкнутой. Это реле также известно как реле « прерывание перед включением », поскольку оно размыкает одну цепь перед замыканием другой цепи.

Реле «формы D»

Реле формы D также является реле SPDT и имеет тот же принцип, что и реле формы C, но является контактным реле « замыкает перед размыканием ».

Form D Relay Form D Relay

Замыкает следующую цепь перед разрывом (размыканием) первой цепи.Он используется, чтобы не нарушать целостность цепи.

На основе принципов работы:

Следующие ниже типы реле классифицируются в зависимости от их различных принципов работы.

EMR (электромеханическое реле)

Этот тип реле имеет электромагнитную катушку и механический подвижный контакт .

Когда катушка находится под напряжением, она создает магнитное поле. Это магнитное поле притягивает якорь (подвижный контакт).Когда катушка обесточена, катушка ослабляет магнитное поле, и пружина возвращает якорь в нормальное положение.

EMR relay EMR relay

Реле EMR спроектировано для источника переменного или постоянного тока в зависимости от приложения, для которого оно используется. Конструкция реле ЭМИ переменного и постоянного тока отличается друг от друга небольшой разницей в конструкции катушки . Катушка постоянного тока имеет свободно вращающийся диод для защиты от обратной ЭДС и обесточивания катушки.

Полярность источника в реле ЭМИ не имеет значения, он возбуждает катушку в любом случае, но если установлен диод обратной ЭДС, следует учитывать полярность.

Главный недостаток реле EMR заключается в том, что его контакты образуют дугу при размыкании, что приводит к увеличению его сопротивления со временем и сокращению срока службы реле.

SSR (твердотельное реле)

SSR реле состоит из полупроводников, а не механических частей, и оно работает для изоляции цепи низкого напряжения от цепи высокого напряжения с помощью оптопары.

SSR relay SSR relay

Когда управляющий вход применяется к твердотельному реле, загорается светодиод , излучающий инфракрасный свет. Этот свет принимается светочувствительным полупроводниковым устройством, которое преобразует световой сигнал в электрический сигнал и переключает цепь.

SSR работает на относительно высокоскоростных и имеет очень низкое энергопотребление по сравнению с реле EMR. Его срок службы на больше , потому что нет физических контактов, которые могли бы сгореть.

Основным недостатком реле SSR является его номинальное падение напряжения на полупроводнике, что приводит к потере энергии в виде тепла .

Гибридное реле:

Гибридные реле изготавливаются с использованием как реле SSR, так и реле EMR .

Как мы знаем, SSR расходует энергию в виде тепла и EMR имеет контакт , вызывающий дугу . Гибридное реле использует как SSR, так и EMR, чтобы преодолеть их недостатки.

Hybrid relay Hybrid relay

В гибридном реле SSR и EMR используются в параллельном . Реле , , цепь управления используется для переключения SSR в первую очередь. SSR принимает ток нагрузки. Таким образом, это устраняет проблему изгиба. Затем цепь управления подает питание на катушку ЭМИ, и ее контакт замыкается, но дуги не происходит, так как SSR принимает нагрузку параллельно. Через некоторое время, когда контакт ЭМИ успокоится, управляющий вход ТТР снимается. ЭМИ проводит весь ток нагрузки без потерь.Поскольку SSR не пропускает ток, а EMR принимает на себя всю нагрузку, потери мощности в виде тепла отсутствуют. Таким образом, это также устраняет проблему нагрева.

Связанное сообщение: Типы микросхем. Классификация интегральных схем и их ограничения

Герконовое реле

Герконовое реле состоит из герконового переключателя и электромагнитной катушки с диодом для обратной ЭДС.

Геркон состоит из двух металлических лезвий, сделанных из ферромагнитного материала, герметично запечатанных в стеклянной трубке, которая также поддерживает металлические лезвия.Стакан заполнен инертным газом.

Reed Relay Reed Relay

Когда катушка находится под напряжением, лезвия из ферромагнитного металла притягиваются друг к другу и образуют замкнутый путь. Поскольку нет подвижного якоря, нет проблемы износа контактов. Стеклянная трубка также заполнена инертным газом, что также продлевает срок ее службы.

Электротермическое реле (тепловое реле):

Электротермическое реле состоит из биметаллической (состоящей из двух металлов с разными коэффициентами теплового расширения) ленты.

Thermal Relay Thermal Relay

Когда ток течет по проводнику, он выделяет тепло. За счет чего температура биметаллической полосы повышается и расширяется. Металл с высоким коэффициентом теплового расширения расширяется больше, чем другой металл. Из-за чего полоса изгибается и замыкает контакты для активации схемы отключения.

Тепловые реле обычно используются для защиты электродвигателей.

Поляризованное и неполяризованное реле

Поляризованное реле использует постоянный магнит с электромагнитом.Постоянный магнит обеспечивает фиксированное положение якоря. Электромагнитная катушка изменяет положение якоря относительно неподвижного стержня. Положение якоря зависит от полярности управляющего входа.

В неполяризованном реле не используются постоянные магниты, и на их катушку можно подавать напряжение обоими способами, не влияя на его работу. Некоторые реле с диодами противо-ЭДС имеют полярность, поскольку диод будет обходить катушку, если соединение поменять местами.

Применение реле

  • Реле используются для изоляции цепи низкого напряжения от цепи высокого напряжения.
  • Они используются для управления несколькими цепями .
  • Они также используются в качестве автоматического переключения вместо .
  • В микропроцессорах используются реле для управления большой электрической нагрузкой.
  • Реле перегрузки используются для защиты двигателя от перегрузки и электрического сбоя.

Связанный пост: Типы трансформаторов и их применение

Это некоторые из других типов реле , используемых в различных электрических и электронных схемах.Эта статья предоставляет необходимые знания о «реле и типах реле», чтобы понять их основные принципы и различия.

Связанное сообщение:

.