Электронные устройства регулировки температуры - Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Терморегуляторы с датчиком температуры воздуха для управления обогревательными приборами и системами

Терморегуляторы с датчиком температуры воздуха для управления обогревательными приборами и системами

Современные устройства для обогрева обычно имеют терморегуляторы с датчиком температуры воздуха для поддержания комфортных условий в помещении. Они представляют собой особые контроллеры, предоставляющие возможность поддерживать заданный режим на протяжении длительного времени.

Терморегуляторы с датчиком температуры воздуха

фото 2

Запорные устройства устанавливаются перед радиаторами не только для регулирования потока теплоносителя температуры, но и в целях безопасности.

Если в батарее возникнет течь, то её можно будет отключить от отопительной системы за одну секунду. На практике применяются запорные и регулирующие устройства следующих видов:

Шаровый механический кран

Используется только для полного отключения радиатора от системы, поскольку его конструкция предусматривает лишь два положения: «открыт» и «закрыт». Регулировать температуру батареи с его помощью невозможно, так как при установке запирающего шарового элемента в промежуточную позицию он со временем выходит из строя.

Гладкая поверхность детали царапается твёрдыми частицами, которые циркулируют в системе вместе с теплоносителем: взвесью ржавчины, накипи и другими посторонними примесями.

На шаре остаются царапины, которые постепенно становятся глубже, в результате чего запор утрачивает герметичность, а значит — перестаёт выполнять свою функцию.

Конусный ручной вентиль

фото 3

Позволяет регулировать объем поступающего в радиатор теплоносителя в ручном режиме. Стоит такое оборудование недорого, и для своей цены является практичным решением.

К недостаткам относится то, что на вентиле нет никакой шкалы температуры, поэтому подбирать его положение приходится опытным путём.

Частые манипуляции с вентилем рано или поздно приводят к выходу из строя защитного колпачка устройства.

Автоматический

Это более современное и удобное решение для частных домов и квартир. Конструкция термостата состоит из двух функциональных узлов:

  • сильфон;
  • клапан.

Термостатический элемент, называемый ещё сильфоном, выполняется в виде цилиндра с гофрированными стенками, и заполняется жидкостью, газом или твёрдым веществом. Когда в помещении становится теплее, рабочая среда расширяется, и показатель давления в сильфоне увеличивается.

фото 4

Фото 1. Автоматический терморегулятор на радиаторе с сильфоном в форме цилиндра, оснащен дисплеем с показателями.

Сильфон приводит в движение шток, к которому присоединён клапан, последний частично перекрывает трубу, уменьшая количество поступающего теплоносителя. Если в комнате становится прохладнее, жидкость или газ в термостате сжимается, и шток возвращается в исходную позицию. В итоге клапан открывается, поток теплоносителя увеличивается, а радиатора нагревается, увеличивая температуру в помещении.

Важно! Устройство характеризуется значительным запасом прочности. Термоголовки рассчитаны на несколько сотен тысяч циклов расширения-сжатия, потому служат без поломок до ста лет.

Оптимальное решение — монтаж терморегуляторов в тех помещениях, где часто бывают перепады температур: в комнатах с окнами на юг, кухнях. В двухэтажных коттеджах наличие автоматического регулятора наиболее оправдано на втором этаже, куда поднимаются тёплые воздушные массы.

Функции устройства

Термостат обладает следующими функциями:

  • экономия ресурсов, прибор контролирует заданное температурное значение и при необходимости отключает оборудование;
  • безопасностью, так как при поломке оборудования устройство оповестит о проблеме звуковым сигналом;
  • комфортные условия, при работе термостата нет необходимости регулировать систему ручным способом.
Читать еще:  Пуско зарядное устройство с регулировкой тока заряда

Простые модели устройств отличаются компактностью

Простые модели устройств отличаются компактностью

Для радиаторов отопления предусмотрено использование специальных моделей. Они устанавливаются на трубе прибора отопления.

Виды терморегуляторов

Электронные термостаты

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

    Механические термостаты

    mehanicheskiy-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.

    Двухзонные термостаты

    Используются, чтобы единовременно управлять двумя системами отопления. Различают термостаты с заданным набором программ и более сложные, в которых можно самостоятельно задать параметры работы. Устройство полностью автоматизировано, датчики реагируют на температуру воздуха. Термодатчики устанавливают в местах, защищенных от попадания солнечных лучей и влаги.
    Двухзонные терморегуляторы используют в быту, например, в тёплом поле.
    Если термостат установлен в ванной , важно, чтобы устройство находилось вдали от воды и батареи.

    Биметаллические пластины

    Термочувствительным элементом выступают закреплённые на одном конце пластины из разных металлов. При нагревании один металл увеличится в размере, а другой, с меньшей теплочувствительностью , останется неизменным. Пластины наклонятся в сторону менее чувствительного металла, размыкая таким образом контакты. Нагрев устройства прекращается. Когда металл остывает, он уменьшается в размере, край пластины возвращается на место и контакты замыкаются обратно.
    Такие пластины используют в электрических чайниках, не давая ему перегреться.

    Механические термостаты долговечны, но обладают большой погрешностью, которая может доходить до 10 градусов.

    Газонаполненные датчики

    Их начали использоваться из-за того, что газ быстрее видоизменяется под воздействием температуры. В устройстве между парой металлических дисков помещён сильфон, наполненный газом. У дисков большая площадь поверхности и они начинают быстро реагировать на нагрев.
    При нагревании газ между дисками увеличивается в объеме и разъединяет их. При этом внутренний диск надавливает на небольшой переключатель термостата и цепь размыкается, прекращая нагрев.
    При снижении температуры диски возвращаются в исходное положение, цепь соединяется и нагрев возобновляется.

    Газонаполненные датчики используют для отопления помещений, ранее применяли в автомобилях.

    Восковые терморегуляторы

    Восковой термостат состоит из герметичной камеры с восковой пробкой, внутри которой расположен двигающийся металлический стержень. Воск при высокой температуре начинает таять и становится больше по объему, чем в твёрдом виде. Он выталкивает стержень наружу, который в свою очередь выключает электроцепь, останавливая нагрев. При охлаждении до определённой температуры, воск затвердевает обратно и стержень возвращается на место, включая нагрев.

    Преимущества механических термостатов:

    • Надёжные;
    • Устойчивы к перепадам напряжения в устройстве;
    • Не влияет работа электричества, не сбиваются из-за сбоев;
    • Простая эксплуатация и настройка;
    • Можно применять при большом перепаде температуры;
    • Долговечность.
    • Большая погрешность в районе 5-10 градусов;
    • Ограниченный функционал;
    • Не програмируемы.

    Расчет температуры с помощью терморезистора

    Схема используемого нами делителя напряжения представлена на следующем рисунке.

    Схема используемого нами делителя напряжения

    Напряжение на терморезисторе в этой схеме можно определить из известного напряжения:

    Из этой формулы можно выразить значение сопротивления терморезистора Rt (R – известное сопротивление 10 кОм):

    Значение Vout мы затем будем определять в коде программы с помощью считывания значения на выходе АЦП на контакте A0 платы Arduino.

    Математически, сопротивление терморезистора можно вычислить с помощью известного уравнения Стейнхарта-Харта (Stein-Hart equation).

    T = 1/(A + B*ln(Rt) + C*ln(Rt) 3 ).

    В этой формуле A, B и C — константы, Rt – сопротивление терморезистора, ln — натуральный логарифм.

    Мы для проекта использовали терморезистор со следующими константами: A = 1.009249522×10 −3 , B = 2.378405444×10 −4 , C = 2.019202697×10 −7 . Эти константы можно определить с помощью данного калькулятора, введя в нем значения сопротивления терморезистора при трех значениях температуры или вы их можете непосредственно узнать из даташита на ваш терморезистор.

    Таким образом, для определения значения температуры нам будет нужно только значение сопротивления терморезистора – после его определения мы просто подставляем его значение в уравнение Стейнхарта-Харта и с его помощью рассчитываем значением температуры в кельвинах.

    Классификация и принцип работы регуляторов температуры воды

    26 января 2019 в 21:24 Классификация и принцип работы регуляторов температуры воды

    Вода в системе ГСВ, согласно действующим нормативам, должна иметь температуру в диапазоне от 60 до 75°С. За это отвечают специальные устройства – регуляторы. Задача усложняется тем, что в большинстве случаев санитарная вода нагревается не отдельно, а с использованием мощностей системы отопления. Более того, в классических открытых схемах ее получают просто путем смешивания воды из подающего отопительного трубопровода и «обратки».

    Но есть и более современный вариант, использующий схему косвенного нагрева. Он может применяться как в централизованных теплопунктах, так и в частных автономных системах отопления и горячего водоснабжения. Его преимуществом является более чистая и безопасная для человека горячая вода. Однако ее температуру также необходимо грамотно регулировать.

    Классификация 1.1

    Устройство и принцип действия регулятора

    При использовании технологии косвенного нагрева горячая вода получается путем нагрева от сетевой через теплообменник. Таким образом регулировать температуру в ГСВ можно посредством увеличения или снижения потока сетевой воды.

    Добиться этого можно по-разному:

    варьируя эффективное сечение труб (путем частичного перекрытия запорной арматурой);

    перенаправляя части теплоносителя в обратную трубу;

    комбинируя эти способы.

    Чтобы выполнить подобную задачу регулятор должен оснащаться как минимум двумя компонентами – датчиком температуры и исполнительным устройством, позволяющим регулировать потоки сетевой воды. Кроме того, современные регуляторы обычно комплектуются еще и блоком управления, позволяющим программировать параметры их работы, а также вспомогательными приспособлениями, например, для контроля давления, расхода, связи и т.д.

    Принцип действия регулятора температуры воды в системах ГСВ следующий:

    1. датчик обнаруживает выход значений температуры за установленные рамки;
    2. подается управляющий сигнал на исполнительное устройство;
    3. исполнительное устройство корректирует интенсивность потока сетевой воды;
    4. температура горячей воды возвращается к нормальным значениям.

    В простом случае управляющий сигнал отдает непосредственно датчик, а в более продвинутых регуляторах эта функция закреплена за блоком управления. Во избежание гидравлических ударов изменение интенсивности потока сетевой воды производится максимально плавно.

    Классификация 2

    Классификация регуляторов температуры

    Конструкция.

    Простейшие пневмомеханические и гидромеханические регуляторы прямого действия на базе изменяющих объем сильфонов по-прежнему широко используются из-за своей простоты, дешевизны и энергонезависимости.

    Пневмогидромеханические регуляторы непрямого действия с командными трубопроводами – это их улучшенный вариант, эффективно работающий на мощных ГСВ.

    Наиболее современными являются электромеханические и электронные модели, обеспечивающие максимально точное управление и возможность программирования.

    Место установки датчика.

    Самый распространенный вариант – врезка датчика на выходе из теплообменника. Имеет недостаток – нужно учитывать остывание воды при транспортировке к потребителю. Решается это путем установки датчика на обратке ГСВ, что гарантирует нужную температуру для всех точек водозабора. Также возможна врезка датчика на подаче или обратке сетевой воды. Такие варианты могут использоваться, если теплоноситель и вода в бойлере движутся противотоком или сонаправленно.

    Место установки исполнительного устройства.

    Самая популярная схема – врезка двухходового крана, перекрывающего сечение подачи или обратки сетевой воды. Ее альтернатива – установка крана на байпасе.

    Второй вариант – врезка трехходового крана, который одновременно пускает часть потока через байпас и снижает подачу на теплообменник. Это наиболее эффективный и экономичный вариант.

    Альтернатива – два двухходовых крана, имитирующих работу одного трехходового (используется редко).

    Регуляторы температуры электронные «РЕТЭЛ 803»
    с регулирующим смесительным клапаном

    • автоматическое регулирование температуры горячей воды в открытых системах горячего водоснабжения (ГВС);
    • автоматическое регулирование температуры теплоносителя в системах отопления с зависимым присоединением с применением циркуляционного насоса и погодозависимого управления.
    1. Клапан смесительный трехходовой регулирующий с электроприводом, типа КС803;
    2. Устройство управления Ретэл У103-Н;
    3. Датчики температуры в соответствии с программой работы;
    4. Блок питания 24В.
      Подробнее

    Устройство управления Ретэл У103-Н (RS-485, Modbus RTU, Modbus ASCII)

    голоса
    Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector