Termostat do kotła grzewczego - co to jest, jak działa, rodzaje czujników temperatury, dobór, schematy połączeń

Zainstalowanie specjalnego urządzenia kontrolującego poziom ogrzewania dla autonomicznego systemu ogrzewania prywatnego domu zmniejsza zużycie paliwa o 20%, zmniejsza obciążenie sprzętu i zwiększa komfort w pomieszczeniu. Przeanalizujemy, czym jest termostat do kotła grzewczego, jak działa i do czego jest przeznaczony, jakie są jego odmiany, jak prawidłowo dobrać go do określonych warunków użytkowania i jakie są cechy jego połączenia.

Źródło gradusplus.com

Termostat - co to jest, cel, zasada działania

Urządzenie regulujące temperaturę oddziałuje między nagrzewnicą a temperaturą atmosfery wewnątrz i na zewnątrz, a także poziomem ogrzewania chłodziwa, rur i grzejników. W takim przypadku parametry są ustawiane przez użytkownika za pośrednictwem jednostki sterującej.

Typowy termostat składa się z następującego zestawu głównych elementów:

• Czujnik termiczny. Wykonany jest z materiału zmieniającego właściwości pod wpływem zmian temperatury otoczenia. Sygnał z czujnika jest przesyłany do jednostki sterującej.
• moduł kontrolny. Przechwytuje najdrobniejsze zmiany parametrów czujnika i wydaje odpowiednie polecenie do mechanizmu roboczego, który bezpośrednio uruchamia tę lub inną akcję w wyposażeniu kotła. Może to być prosty zawór mechaniczny lub przekaźnik elektromagnetyczny, a także urządzenie cyfrowe lub analogowe.

Źródło par-torg.com

• Blok ustawień. Na nim użytkownik ustawia wartości temperatury i inne parametry, przy których powinien działać termostat kotła grzewczego. W modelach mechanicznych wykonywane jest jedno ustawienie, w modelach elektronicznych kilka parametrów jest ustawianych jednocześnie.

Urządzenie działa według następującego algorytmu:

1. Użytkownik za pomocą bloku nastaw ustawia żądaną wartość temperatury.
2. Gdy tylko poziom nagrzania medium osiągnie żądaną wartość, moduł sterujący wykrywa zmiany, jakie zaszły w charakterystyce czujnika.
3. Następnie do napędu wysyłany jest sygnał, aby wykonać określoną czynność - zatrzymanie kotła, zamknięcie zaworu rurociągu, wyłączenie grzejnika itp.
4. Gdy temperatura medium spadnie poniżej ustawionej wartości, centrala ponownie rejestruje zachodzące zmiany w czujniku i uruchamia system w celu podwyższenia temperatury.

Rada! Podczas nieobecności właścicieli lub podczas nocnego snu, za pomocą programowalnego termostatu, można obniżyć temperaturę w domu o 3-4 ⁰ C poniżej zwykłej wartości. Zmniejszy to zużycie energii o 30% w porównaniu ze zwykłym zużyciem.

Źródło stroy-podskazka.ru

Odmiany

Domowe czujniki temperatury do kotła grzewczego są klasyfikowane według kilku kryteriów jednocześnie:

1. Metody regulacji temperatury - mechaniczne, elektromechaniczne, elektroniczne.
2. Rodzaj kotła - elektryczny, gazowy, na paliwo stałe.
3. Miejsce montażu - wewnątrz, na zewnątrz.
4. Metoda transmisji sygnału - przewodowa, bezprzewodowa.
5. Liczba funkcji - jedna, wiele (programowalne).

Przeanalizujmy bardziej szczegółowo cechy każdej odmiany.

Metoda kontroli temperatury

W zależności od metody, w której dokonuje się przeniesienia właściwości elementu wrażliwego na temperaturę w odpowiedzi na zmiany temperatury otoczenia, czujniki termiczne dzielą się na 3 typy:

• Mechaniczny.

Zasada działania tego typu czujników opiera się na zmianie właściwości fizycznych substancji pod wpływem nagrzewania lub chłodzenia – mianowicie:

1. Rozprężanie-kompresja gazu lub cieczy.
2. Wahania parametrów sprężystości metalu.

Źródło otoplenie-gid.ru

Konstrukcja urządzeń z substancją ciekłą lub gazową opiera się na szczelnej kolbie. Gdy zmienia się poziom ogrzewania, ciecz lub gaz ściska się lub rozszerza, wprawiając w ruch trzpień zaworu lub zasuwę. Działanie modeli opartych na elemencie metalowym opiera się na zamykaniu-otwieraniu styków. Podczas grzania-chłodzenia płyta odkształca się - dając lub przerywając sygnał elektryczny do modułu sterującego.

Główne zalety mechanicznego regulatora temperatury do kotła grzewczego:

1. Niezależność od stanu zasilania zewnętrznego.
2. Proste urządzenie i nieskomplikowana konstrukcja.
3. Niska cena.

Negatywne strony tego typu regulatora wyrażają się niską czułością, dość zauważalnym błędem - do 2 ⁰ С i masowością. Najczęściej są instalowane w celu kontrolowania temperatury chłodziwa w chłodnicy, ale nie powietrza w pomieszczeniu.

Źródło terman-s.ru

• Elektromechaniczny. Zasada działania tego typu regulatorów opiera się na występowaniu różnicy potencjałów pomiędzy połączonymi elementami płytowymi wykonanymi z różnych metali. Sygnał z nich przechodzi do przekaźnika elektromagnetycznego w celu wykonania określonego polecenia sprzętowego. Ze względu na niską czułość wymagane jest silne nagrzanie powierzchni, aby uzyskać wystarczający impuls elektryczny.

Dlatego ich głównym obszarem zastosowania jest kontrola płomienia w palenisku kotła pracującego na bezpośrednim spalaniu paliwa. Gdy tylko ogień zgaśnie, sygnał natychmiast przechodzi do jednostki sterującej i systemu bezpieczeństwa. Urządzenie do działania wymaga stałego zasilania.

• Elektroniczny. Regulatory temperatury, które do pełnej pracy wymagają stałego zasilania. Zawierają zewnętrzny element wrażliwy na temperaturę do regulacji temperatury powietrza oraz moduł sterujący. Z reguły są wyposażone w kotły elektryczne.

W skład elektronicznego czujnika temperatury kotła wchodzą 2 główne elementy:

1. element termoczuły.
2. mikrokontroler.

Źródło teplo25.ru

Po otrzymaniu sygnału z czujnika moduł mikrokontrolera wykonuje jedną lub więcej zaprogramowanych w nim poleceń. W takim przypadku oba elementy niekoniecznie muszą znajdować się w tej samej obudowie, ale odseparowane od siebie w przestrzeni. Komunikacja między nimi odbywa się zarówno przewodowo, jak i bezprzewodowo.

W zależności od zastosowanej technologii, czujnik elektroniczny jest dwojakiego rodzaju:

1. Analog. Działa według sztywnego algorytmu logicznego. Pod względem możliwości jest podobny do modeli mechanicznych, ale dokładniejszy - błąd nie przekracza 0,5 ° С.
2. Cyfrowy. Działa w zamkniętych i otwartych obwodach logicznych. W tym drugim przypadku umożliwia wykonanie ustawień użytkownika, ustawienie parametrów ogrzewania zgodnie z harmonogramem.

Zalety czujnika elektronicznego:

1. Podłączanie czujników zdalnych, w tym zewnętrznych.
2. Bardzo dokładne ustawienia.
3. Różnorodne opcje wydajności.

Wady - zależność energetyczna i wysoka cena.

Źródło teploregulyator.ru

Uwaga! Nowoczesne modele czujników elektronicznych mogą być zdalnie sterowane za pomocą aplikacji mobilnej po podłączeniu do systemu inteligentnego domu. Na przykład można ustawić żądany poziom ogrzewania pomieszczenia po długiej nieobecności podczas powrotu do domu z pracy, podróży, wakacji.

Według rodzaju kotła

Pomimo tego, że wszystkie typy kotłów grzewczych są przeznaczone do jednego wspólnego celu - ogrzewania pomieszczeń, działają i dlatego są sterowane według nieco innych schematów. Dlatego stosuje się do nich różne termostaty o następujących cechach:

• Na gaz. Termostat do kotła gazowego z reguły ma wbudowaną konstrukcję i jest przeznaczony do kontrolowania temperatury chłodziwa. Jednak kopie niektórych linijek mają możliwość podłączenia zewnętrznych czujników - pomiaru nagrzewania otaczającego powietrza. Wpływ jednego lub drugiego czujnika na pracę urządzenia jest ustawiany przez moduł sterujący w zależności od ustawień.

Źródło vaillant.ru

Dodatkowo istnieje możliwość podłączenia termostatu zewnętrznego równolegle z wbudowanym - bez specjalnego interfejsu według następującego algorytmu:

1. Moduł wykonawczy wprowadzany jest w obwód zasilania jednostki.
2. Następnie na czujniku ustawia się żądaną temperaturę pomieszczenia.
3. Gdy temperatura powietrza osiągnie ustawioną wartość, jednostka wykonawcza wyłączy zasilanie kotła.
4. Po ostygnięciu termostat uruchomi palnik.

Jednostki gazu nielotnego są zawsze wyposażone w zewnętrzne mechaniczne czujniki temperatury. Kontrolują jedynie pracę palnika. Niektóre modele mogą być wyposażone w zwykły czujnik zewnętrzny bez możliwości wymiany lub uzupełnienia.

• Do instalacji elektrycznej.

W przeciwieństwie do opisanego powyżej typu jednostki, kocioł elektryczny jest sterowany na wiele sposobów:

1. Zerwanie zasilania.
2. Zmiana intensywności pracy elektrycznych elementów grzejnych.
3. wpływ na kontroler.

Źródło onlinetrade.ru

Zasada działania czujnika temperatury dla kotła elektrycznego jest standardowa - gdy tylko temperatura kontrolowanego medium osiągnie ustawioną wartość, moduł wykonawczy przerywa zasilanie zespołu lub elementu grzejnego. Zasadniczo takie termostaty są produkowane w 3 wersjach:

1. W formie modułu gniazdowego - przez który z kolei zasilany jest kocioł.
2. Wersja indywidualna z montażem na szynie DIN w osobnym panelu elektrycznym. Czujnik jest zainstalowany w pomieszczeniu.
3. Wraz z wprowadzeniem modułu wykonawczego w obwód elektryczny urządzenia. Jednocześnie w pomieszczeniu znajdują się urządzenia do kontroli i regulacji temperatury.

Często nowoczesne modele kotłów elektrycznych mają możliwość podłączenia zewnętrznego termostatu, ale z ograniczeniami producenta.

• Na paliwo stałe

Ze względu na specyfikę działania kotła na paliwo stałe - brak możliwości kontrolowania spalania paliwa - termostat ma bardzo ograniczone zastosowanie tylko w następujących przypadkach:

1. Urządzenie posiada centralkę sterującą z możliwością podłączenia czujników zewnętrznych.
2. Moduł wykonawczy może regulować dopływ powietrza i siłę uciągu.

Źródło domkotlov.by

Rekomendacje! Ze względu na ograniczony wybór termostatów do jednostki na paliwo stałe zaleca się wcześniejszy zakup modelu z wbudowanymi mechanizmami sterującymi lub zainstalowanie pełnoprawnej automatyki - zdolnej do pracy zarówno z kotłem, jak iz czujnikami zewnętrznymi.

Według miejsca instalacji

Najnowsze termostaty kotłowe działają w oparciu o wartość temperatury nie tylko wewnątrz pomieszczenia, ale także na zewnątrz, dlatego dzielą się na 2 odpowiadające sobie typy:

1. Pomieszczenie. Zainstalowany wewnątrz domu w ogrzewanym pomieszczeniu. Mogą być zarówno wbudowane, jak i zdalne. Sygnał z czujnika jest podawany do automatycznego modułu sterującego, z którego wysyłane jest polecenie podgrzania lub schłodzenia chłodziwa.
2. Ulica. Montowany na zewnątrz domu i podłączony do centralnego modułu sterującego. Dzięki temu czujnikowi kocioł szybciej i szybciej reaguje na zmiany pogody, nie czekając na zmianę temperatury wewnątrz domu.

Przydatna informacja! Termostat należy zamontować w takim miejscu, aby wykluczyć wpływ pobliskich urządzeń grzewczych, światła słonecznego, przeciągów, mostków termicznych, elektrotechniki, na wysokości ok. 1-1,5 m od powierzchni podłogi.

W drodze transmisji sygnału

Zgodnie z metodą transmisji danych liczniki średniego ciepła do jednostki grzewczej dzielą się na 2 typy:

1. Przewodowy. Podłącz do kontrolera za pomocą kabla.
2. Bezprzewodowy. Transmisja danych odbywa się drogą radiową i przechodzi od jednostki sterującej parametrami pomieszczenia, czyli samego czujnika temperatury, do jednostki odbiorczej, zainstalowanej w pobliżu lub na korpusie jednostki.

Przydatna informacja! Oprócz regulatorów ogrzewania powietrza w pomieszczeniu istnieją czujniki temperatury do pomiaru poziomu nagrzania chłodziwa używanego w systemie grzewczym. Dostępne są w wersji podwieszanej i podwodnej. Te pierwsze montuje się na powierzchni rurociągu i baterii, drugie montuje się w specjalnym miejscu wewnątrz rur, a podczas pracy mają bezpośredni kontakt z podgrzanym ciekłym medium.

Według liczby funkcji

W zależności od liczby wykonanych operacji czujniki termiczne dzielą się na 2 typy:

1. Z jedną funkcją - regulacja temperatury medium.
2. Programowalny - z dużą liczbą funkcji.

Jeśli pierwszy typ regulatora pozwala w prosty sposób sterować pracą kotła w danej temperaturze, to drugi umożliwia budowanie określonych rytmów pracy. Za pomocą programowalnego czujnika można ustawić parametry systemu grzewczego dla każdej pory dnia, pory dnia, dnia tygodnia, zgodnie z prognozą pogody i porą roku – zgodnie ze stylem życia, okolicznościami zewnętrznymi i życzeniami użytkownika.

Zasady selekcji

Przy doborze czujnika temperatury do kotła grzewczego brane są pod uwagę przede wszystkim jego własne parametry instalacji:

• Jak, gdzie iw jaki sposób regulator zostanie zainstalowany.
• Maksymalne dopuszczalne wymiary.
• Zakres roboczy kontroli i regulacji wskaźników temperatury.
• Granica czułości.
• Przeznaczenie w miejscu instalacji - na zewnątrz, wewnątrz, nad głową lub pod wodą.
• Podstawowa i dodatkowa funkcjonalność.
• Możliwości sterowania - poprzez panel, pilot, na odległość.

Ważny! Przed zakupem termostatu do urządzenia grzewczego należy upewnić się, że jest on kompatybilny z tym konkretnym typem, na przykład gazowym, elektrycznym itp.

Funkcje połączenia

Istnieją 3 standardowe schematy podłączenia czujnika temperatury do kotła grzewczego - są to:

1. Bezpośrednio do kotła.
2. Do pompy.
3. Rura przed chłodnicą.

Dwie pierwsze opcje nie zmniejszają mocy przepływu chłodziwa - w przeciwieństwie do trzeciej. W tym ostatnim przypadku zawór termostatyczny nieco utrudnia przepływ, zwiększając w ten sposób opór hydrauliczny w układzie. Należy to wziąć pod uwagę - ponieważ rury są zaprojektowane na określone maksymalne ciśnienie.

Aby uniknąć wypadku, konieczne jest z góry - nawet na etapie projektowania - włączenie do obwodu wszystkich regulatorów temperatury zamontowanych na rurach i grzejnikach. Ponadto zaleca się zainstalowanie czujnika temperatury przed akumulatorem za pomocą obejścia. Z jego pomocą przepływ zostanie przekierowany do linii powrotnej w postaci nieschłodzonej - dzięki czemu zostaną zaoszczędzone zasoby energii.

Podsumowanie

Termostat steruje pracą urządzenia grzewczego zgodnie z ustawieniami użytkownika - według temperatury powietrza w pomieszczeniu i na ulicy oraz poziomu nagrzania grzejników i chłodziwa w systemie. Jego konstrukcja obejmuje element wrażliwy na temperaturę, moduł sterujący i jednostkę nastawczą.

Gdy temperatura kontrolowanego medium osiągnie ustawioną wartość, jednostka wykonawcza wysyła do urządzenia polecenie wyłączenia kotła lub pompy, zamknięcia zaworu w rurze. Po ochłodzeniu uruchamiane jest polecenie odwrotne - urządzenie włącza się do ogrzewania.

Nowoczesne modele czujników temperatury do ogrzewania są klasyfikowane według następujących kryteriów:

1. metoda kontroli termicznej.
2. Widzę kocioł.
3. Miejsce instalacji.
4. Sposób przesyłania danych.
5. Liczba funkcji.

Przy wyborze regulatora do konkretnego zastosowania, głównym czynnikiem jest jego własna charakterystyka techniczna i kompatybilność ze sprzętem. Montaż urządzeń odbywa się na trzy sposoby - do kotła, do pompy i do rur. Jednocześnie ich wprowadzenie do schematu powinno nastąpić na etapie tworzenia projektu.