Содержание
Как собрать терморегулятор в домашних условиях?
Продолжаем нашу рубрику электронные самоделки, в этой статье будем рассматривать устройства поддерживающие определенный тепловой режим, или же сигнализирующие о достижении какого то значения. Для вас мы предоставили инструкцию о том, как сделать терморегулятор своими руками.
Немного теории
Простейшие измерительные датчики, в том числе и реагирующие на температуру, состоят из измерительного полуплеча из двух сопротивлений, опорного и элемента, меняющего свое сопротивление в зависимости от прилаживаемой к нему температуры. Более наглядно это представлено на картинке ниже.
Как видно из схемы, R1 и R2 являются измерительным элементом самодельного терморегулятора, а R3 и R4 опорным плечом устройства.
Элементом терморегулятора, реагирующим на изменение состояния измерительного плеча, является интегральный усилитель в режиме компаратора. Данный режим переключает скачком выход микросхемы из состояния выключено в рабочее положение. Нагрузкой данной микросхемы является вентилятор ПК.
Обратите внимание
При достижении температуры определенного значения в плече R1 и R2 происходит смещение напряжения, вход микросхемы сравнивает значение на контакте 2 и 3 и происходит переключение компаратора.
Таким образом поддерживается температура на заданном уровне и производится управление работой вентилятора.
Обзор схем
Напряжение разности с измерительного плеча поступает на спаренный транзистор с большим коэффициентом усиления, в качестве компаратора выступает электромагнитное реле.
При достижении на катушке напряжения, достаточного для втягивания сердечника, происходит ее срабатывание и подключение через ее контакты исполнительных устройств.
При достижении заданной температуры, сигнал на транзисторах уменьшается, синхронно падает напряжение на катушке реле, и в какой-то момент происходит расцепление контактов.
Особенностью такого типа реле является наличие гистерезиса — это разница в несколько градусов между включением и отключением самодельного терморегулятора, из-за присутствия в схеме электромеханического реле. Вариант сборки, предоставленный ниже, практически лишен гистерезиса.
Принципиальная электронная схема аналогового терморегулятора для инкубатора:
Данная схема была очень популярна для повторения в 2000 годах, но и сейчас она не потеряла актуальность и с возложенной на нее функцией справляется. При наличии доступа к старым деталям, можно собрать терморегулятор своими руками практически за даром.
Сердцем самоделки является интегральный усилитель К140УД7 или К140УД8. В данном случае он подключен с положительной обратной связью и является компаратором. Термочувствительным элементом R5 служит резистор типа ММТ-4 с отрицательным ТКЕ, это когда при нагревании его сопротивление уменьшается.
Выносной датчик подключается через экранированный провод. Для уменьшения наводок и ложного срабатывания устройства, длина провода не должна превышать 1 метр.
Важно
Нагрузка управляется через тиристор VS1 и мощность нагревателя целиком зависит от его номинала. В данном случае 150 ватт, электронный ключ — тиристор необходимо установить на небольшой радиатор, для отвода тепла.
В таблице ниже представлены номиналы радиоэлементов, для сборки терморегулятора в домашних условиях.
Устройство не имеет гальванической развязки от сети 220 вольт, при настройке будьте внимательны, на элементах регулятора присутствует сетевое напряжение. На видео ниже рассматривается, как собрать терморегулятор на транзисторах:
Самодельный термостат на транзисторах
Теперь расскажем как сделать регулятор температуры для теплого пола. Рабочая схема срисована с серийного образца. Пригодится тем, кто хочет ознакомиться и повторить, или как образец для поиска неисправности.
Центром схемы является микросхема стабилизатора, подключенная необычным способом, LM431 начинает пропускать ток при напряжении выше 2.5 вольт. Именно такой величины у данной микросхемы внутренний источник опорного напряжения. При меньшем значении она ни чего не пропускает. Эту ее особенность стали использовать во всевозможных схемах терморегуляторов.
Как видим, классическая схема с измерительным плечом осталась R5, R4 и R9 терморезистор.
При изменении температуры происходит сдвиг напряжения на входе 1 микросхемы, и в случае если оно достигло порога срабатывания происходит включение и подается напряжение дальше.
В данной конструкции нагрузкой TL431 являются светодиод индикации работы HL2 и оптрон U1, оптическая развязка силовой схемы от управляющих цепей.
Как и в предыдущем варианте, устройство не имеет трансформатора, а получает питание на гасящей конденсаторной схеме C1R1 и R2.
Для стабилизации напряжения и сглаживания пульсаций сетевых всплесков, в схему установлен стабилитрон VD2 и конденсатор C3. Для визуальной индикации наличия напряжения на устройстве установлен светодиод HL1.
Совет
Силовым управляющим элементом установлен симистор ВТ136 с небольшой обвязкой для управления через оптрон U1.
При данных номиналах диапазон регулирования находится в пределах 30-50°С. При кажущейся сложности конструкция проста в настройке и легка в повторении. Наглядная схема терморегулятора на микросхеме TL431, с внешним питанием 12 вольт для использования в системах домашней автоматики:
Данный терморегулятор способен управлять компьютерным вентилятором, силовым реле, световыми индикаторами, звуковыми сигнализаторами. Для управления температурой паяльника существует интересная схема с использованием той же интегральной микросхемы TL431.
Для измерения температуры нагревательного элемента используют биметаллическую термопару, которую можно позаимствовать с выносного измерителя в мультиметре. Для увеличения напряжения с термопары до уровня срабатывания TL431, установлен дополнительный усилитель LM351. Управление осуществляется через оптрон MOC3021 и симистор T1.
При включении терморегулятора в сеть необходимо соблюдать полярность, минус регулятора должен быть на нулевом проводе, иначе фазное напряжение появится на корпусе паяльника, через провода термопары. Регулировка диапазона производится резистором R3. Данная схема обеспечит долгую работу паяльника, исключит его перегрев и увеличит качество пайки.
Еще одна идея сборки простого терморегулятора рассмотрена на видео:
Регулятор температуры на микросхеме TL431
Также рекомендуем просмотреть еще одну идею сборки термостата для паяльника:
Простой регулятор для паяльника
Разобранных примеров регуляторов температуры вполне достаточно для удовлетворения нужд домашнего мастера. Схемы не содержат дефицитных и дорогих запчастей, легко повторяются и практически не нуждаются в настройке.
Данные самоделки запросто можно приспособить для регулирования температуры воды в баке водонагревателя, следить за теплом в инкубаторе или теплице, модернизировать утюг или паяльник. Помимо этого можно восстановить старенький холодильник, переделав регулятор для работы с отрицательными значениями температуры, путем замены местами сопротивлений в измерительном плече.
Надеемся наша статья была интересна, вы нашли ее для себя полезной и поняли, как сделать терморегулятор своими руками в домашних условиях!
Будет интересно прочитать:
Разновидности, подключение и настройка комнатных термостатов
Комнатный термостат — это автоматическое устройство, задачей которого является регулировка температурного режима отопительного устройства.
Прибор мониторит температуру помещения в воздухе, и в случае необходимости подает сигнал котлу о повышении или понижении его мощности.
Обычно котлы оснащены встроенными программаторами, однако в некоторых случаях дополнительные устройства нужно подключать отдельно.
Разновидности термостатов
Комнатные термостаты квалифицируют по способу установки, по функциональным возможностям, по техническому устройству.
По способу установки различают:
- Проводные термостаты, где контакты между блоками поддерживаются посредством проводов. Преимуществом таких устройств является возможность передачи данных в отдаленные места (дальше 50 метров). В качестве источника электропитания обычно используется бытовая электрическая сеть.
- Беспроводные термостаты, где коммуникации контроллера с исполнительным блоком осуществляются с применением периодических сигналов. Достоинством беспроводных технологий является отсутствие необходимости в проделывании отверстий под провода. Главный недостаток: железобетонные стены сильно снижают мощность сигнала и ограничивают рабочий радиус для прибора.
По функционалу термостаты классифицируют на:
- простые, которые удерживают нужную температуру;
- программируемые, где имеется возможность задать нужный режим на неделю вперед (с точностью до минуты).
По техническому исполнению терморегуляторы подразделяют на:
- электронные;
- электромеханические;
- механические.
Электронные термостаты
Электронный комнатный термостат в своей основе имеет три главных компонента:
- датчик температуры;
- передатчик сигнала;
- термореле.
Электронный термостат можно использовать в составе «умного дома»
Основной плюс электронных терморегуляторов — точность работы по выявлению и корректированию температурного режима в помещении. Таким прибором просто управлять, его можно использовать в составе «умного дома».
Электромеханические термостаты
Электромеханический комнатный термостат проще электронного по внутреннему устройству. Центральным элементом устройств является реле.
Этот узел внешне похож на цилиндр в виде трубки, которая наполняется отзывчивым к температуре веществом. Как только котел разогревается — вещество расширяется. И наоборот: при понижении температуры вещество сужается.
На изменения вещества реагирует привод, который с помощью электроцепи регулирует температурный режим.
Механические термостаты
Регуляторы механического типа характеризуются отсутствием электронной начинки. В основе принципа работы таких термостатов лежит способность материалов изменять свои свойства под воздействием температуры. В результате изменения температурного режима вещества в газовой мембране, замыкается или разрывается электроцепь, что приводит в действие те или иные механизмы оборудования.
Управление работой котла
Комнатный термостат для газового котла (или любого другого) может управляться механическим или автоматическим способом.
На степень прогрева помещения оказывает непосредственное влияние температура теплоносителя. Как только он нагреется до нужной кондиции, котел выключается. При снижении температуры — подключается вновь.
Порог срабатывания отличается в разных системах, но в целом составляет 0,25 градуса.
Обратите внимание
Функцию контроля за работой отопительного оборудования выполняет программатор. Это устройство, помимо очевидного удобства от автоматизации процесса, выполняет и другую роль — позволяет экономить топливо.
Ведь в ручном режиме котел часто включается и отключается, а передвижение теплового носителя создается насосом, который работает даже тогда, когда отопительная система отключена.
Следствие этого — повышенный расход электричества и сокращенный срок службы оборудования.
Также не станет включаться котел и в некоторых других ситуациях:
- нагрев помещения лучами Солнца;
- снижение температурной дельты;
- рост числа людей в помещении и т.п.
Практика применения терморегуляторов показывает — они позволяют экономить до трети тепловой энергии.
Монтаж и подключение
Установщики советуют ставить термостаты в жилых комнатах. Их установка в кухне, коридоре или котельной приводит к дезориентации системы и ложным срабатываниям. Рекомендуется остановить выбор на самой прохладной комнате или там, где бывает наибольшее количество людей.
Рядом с термостатом не должны располагаться источники тепла — батареи или обогреватели. На прибор не должны падать прямые лучи Солнца. Необходимо избегать размещения терморегулятора на сквозняке. Также нежелательно соседство с электрическими приборами, излучающими тепловые помехи.
Включается и выключается котел специальным реле. Термостат подключается с использованием клеммы на котле в заданном месте или через кабель терморегулятора. Для работы программатора нужны батарейки.
Перед тем, как подключить комнатный термостат, нужно прочитать инструкцию, которая находится в техпаспорте прибора. Обычно в паспорте есть отдельный раздел, посвященный подключению термостата.
Подключением комнатного термостата дело не ограничивается — его нужно настроить. На панели программатора имеются микропереключатели и клавиши, нажимая на которые можно провести всю настройку.
Микропереключателями можно регулировать:
- нагрев и охлаждение воздуха;
- интервал срабатывания датчиков (это позволит избежать срабатываний от сквозняков или кратковременного открытия дверей на балкон зимой);
- режим колебаний температуры (например, если задать 1 градус, то регулятор выключит котел при повышении на полградуса и включит оборудование при понижении на те же полградуса).
Клавишами определяется оптимальный и экономичный температурный режим. Оптимум будет выдерживаться днем, а ночью температура понизится, оставаясь на комфортном уровне, но обеспечивая экономию топлива. В термостатах имеются заранее установленные программы, среди которых пользователь может выбрать те, которые ему кажутся более подходящими.
Несколько советов
Если решено купить механический, электронный или электромеханический комнатный термостат для котла, желательно придерживаться следующих рекомендаций:
Чтобы уменьшить теплопотери необходимо провести теплоизоляцию помещения
Заключение
Термостат — одна из важных составляющих отопительной системы. Несмотря на простоту устройства, этот прибор обеспечит комфортное управление системой, сэкономит домовладельцу немалые средства и продлит срок эксплуатации оборудования. Установка такого прибора возможна как с помощью специалистов, так и своими руками.
Терморегулятор своими руками: простая инструкция и схема подключения. Принцип работы и настройка в домашних условиях
Терморегулятор в хозяйстве — порой незаменимая вещь, помогающая контролировать тепловой режим на домашнем инкубаторе или овощной сушке. Встроенные механизмы подобного назначения часто быстро портятся или не отличаются достойным качеством, что вынуждает изобретать простой терморегулятор своими руками.
Если вы оказались в числе тех, кому срочно потребовался самодельный прибор с функцией теплорегуляции, оставайтесь здесь, ведь все подходящие и опробованные схемы в сочетании с теорией и полезными советами приведены ниже.
Для чего применимо?
Терморегулятор или термостат является прибором, способным возобновлять и останавливать работу нагревательных или охлаждающих агрегатов. Например, он позволяет поддерживать оптимальный режим в инкубаторе, а также способен включать подогрев в подвале, зафиксировав низкую температуру.
Как это работает?
Перед тем, как сделать терморегулятор своими руками, необходимо разобраться в сопутствующей теории. Принцип данного устройства идентичен работе простых датчиков измерения, способных менять сопротивление в зависимости от окружающих температурных условий. За смену показателя отвечает специальный элемент, а так называемое опорное сопротивление остается неизменным.
Какая должна быть схема?
На просторах интернета и в нормативной документации легко найти схемы терморегуляторов различного назначения, которые можно собрать своими руками.
В большинстве случаев основу схематического чертежа составляют следующие элементы:
- Управляющий стабилитрон, обозначаемый TL431;
- Интегральный усилитель (К140УД7);
- Резисторы (R4, R5, R6);
- Гасящий конденсатор (С1);
- Транзистор (KT814);
- Диодный мост (D1).
Питание схемы происходит за счет бестрансформаторного блока питания, а в качестве исполнительного прибора отлично подойдет автомобильное реле, рассчитанное на напряжение в 12 Вольт, при условии поступающего в катушку тока не менее 100 мА.
Как сделать?
Инструкции для изготовления терморегулятора своими руками основаны на строгом следовании выбранной схеме, в соответствии с которой необходимо соединить все составляющие в единое целое. Например, электронная схема для инкубатора собирается по следующему алгоритму:
- Изучить изображение (лучше распечатать и положить перед собой).
- Найти необходимые детали, в том числе корпус и плату (подойдут старые от счетчика).
- Начать с «сердца» — интегрального усилителя К140УД7/8, подключив его с положительно заряженным обратным действием, что даст ему функции компаратора.
- Подключить на место «R5» отрицательный резистор ММТ-4.
- Присоединить выносной датчик с помощью экранизированной проводки, причем длина шнура может быть не более метра.
- Для управления нагрузкой включить в схему тиристор VS1, установив его на радиатор небольших размеров, чтобы обеспечить соответствующую теплоотдачу.
- Настроить остальные элементы цепи.
- Подключить к блоку питания.
- Проверить работоспособность.
Как грамотно установить?
Помимо качественной сборки необходимо обратить внимание на условия его эксплуатации, которые должны включать:
- Место размещения — нижняя часть комнаты;
- Сухость помещение;
- Отсутствие рядом «сбивающих» агрегатов: излучающих тепло или холод (электрооборудование, кондиционер, открытая дверь со сквозняком).
Разобравшись, как подключить терморегулятор своими руками, можно приступать к его регулярному использованию. Главное, чтобы мощность изготовленного прибора была рассчитана на контакты реле. Например, при максимальной нагрузке в 30 Ампер, мощность не должна превышать 6,6 кВт.
Как отремонтировать?
Заводской или самодельный термостат можно и починить, чтобы не покупать новый и не тратить время на поиск и сборку необходимых деталей. В первую очередь, устройство необходимо найти (если не вы занимались его установкой), ведь по фото терморегулятора видно, что его размеры небольшие, что несколько затрудняет поиск.
Признаками поломки устройства могут быть следующие моменты:
- Прибор перестал выполнять основную функцию: температура сильно понизилась или повысилась без реакции механизма;
- Подключенный аппарат работает, не переходя в режим ожидания или экономии;
- Агрегат самопроизвольно отключился.
В зависимости от причины неисправности необходимо предпринять следующие действия, чтобы отремонтировать терморегулятор своими руками:
- Отключить ремонтируемый аппарат от сети.
- Снять защитный корпус с устройства.
- Проверить качество контактов и присоединений.
- Отсоединить и вытянуть капиллярную трубку.
- Достать реле.
- Поменять сильфонную трубку, зафиксировать.
- При необходимости произвести замену других деталей.
- Подключить проводку обратно.
- Поставить реле на место.
Терморегуляторами оснащены многие бытовые и хозяйственные приборы и, знание, как их починить, заново собрать своими руками и установить, значительно сэкономит ваши средства, время и силы.
Фото терморегулятора своими руками
Самодельный терморегулятор для котла
Среди разнообразных полезных штуковин, способных добавить комфорта в нашу жизнь, много таких, которые легко можно сделать самостоятельно.
В эту категорию входит и термостат, также называемый терморегулятором, — прибор, включающий и отключающий нагревательное или холодильное оборудование в соответствии с температурой среды, в которой он установлен.
Такое устройство может, к примеру, во время сильных холодов включать обогреватель в подвале, где хранятся овощи. Из нашей статьи вы узнаете о том, как можно сделать терморегулятор своими руками (для котла отопления, холодильника и других систем) и какие детали подходят для этого лучше всего.
Простой терморегулятор своими руками — схема
Устройство термостата особой сложностью не отличается, поэтому многие начинающие радиолюбители оттачивают на изготовлении этого прибора свое мастерство. Схемы предлагаются самые разные, но наибольшее распространение получил вариант с применением особой микросхемы, называемой компаратором.
У этого элемента есть два входа и один выход. На один вход подается некое эталонное напряжение, которое соответствует требуемой температуре, а на второй – напряжение от термодатчика.
Схема терморегулятора для теплых полов
Компаратор сравнивает поступающие данные и при определенном их соотношении генерирует на выходе сигнал, открывающий транзистор или включающий реле. При этом подается ток на нагреватель или холодильный агрегат.
Детали устройства регулятора температуры своими руками
В роли датчика температуры обычно выступает терморезистор – элемент, электрическое сопротивление которого меняется в зависимости от температуры.
Используют и полупроводниковые элементы – транзисторы и диоды, на характеристики которых температура также оказывает влияние: при нагреве увеличивается ток коллектора (у транзисторов), при этом наблюдается смещение рабочей точки и транзистор перестает работать, не реагируя на входной сигнал.
Но у таких сенсоров есть существенный недостаток: их довольно сложно откалибровать, то есть «привязать» к определенным значениям температуры, из-за чего точность самодельного терморегулятора оставляет желать лучшего.
Важно
Между тем промышленность давно освоила выпуск недорогих термодатчиков, калибровка которых осуществляется в процессе изготовления.
К таковым относится прибор марки LM335 от компании National Semiconductor, которым мы и рекомендуем воспользоваться. Стоимость этого аналогового термодатчика составляет всего 1 доллар.
«Тройка» на первой позиции цифрового ряда в маркировке означает, что прибор ориентирован на применение в бытовой технике. Модификации LM235 и LM135 предназначены для использования, соответственно, в промышленности и в военной сфере.
Имея в своем составе 16 транзисторов, этот датчик работает как стабилитрон. При этом его напряжение стабилизации зависит от температуры.
Зависимость следующая: на каждый градус по абсолютной шкале (по Кельвину) приходится 0,01 В напряжения, то есть при нуле по Цельсию (273 по Кельвину) напряжение стабилизации на выходе составит 2,73 В. Производитель калибрует датчик по температуре в 25С (298К). Рабочий диапазон лежит в пределах от -40 до +100 градусов Цельсия.
Таким образом, собирая терморегулятор на базе LM335, пользователь избавляется от необходимости подбирать методом проб и ошибок эталонное напряжение, при котором прибор обеспечит требуемую температуру.
Его можно рассчитать, используя несложную формулу:
Где Т – интересующая пользователя температура по шкале Цельсия.
Помимо термодатчика нам понадобится компаратор (подойдет марки LM311 от того же производителя), потенциометр для формирования эталонного напряжения (настройка требуемой температуры), выходное устройство для подключения нагрузки (реле), индикаторы и блок питания.
Терморегулятор — неотъемлемая часть автономного отопления. Термостат для котла отопления поможет поддерживать температуру в доме на комфортном уровне.
Принцип действия терморегулятора для инфракрасного обогревателя разберем тут .
Стоит ли устанавливать термостат для радиатора отопления? В этой статье http://microklimat.pro/otopitelnoe-oborudovanie/otopitelnye-pribory/termoregulyator-dlya-radiatora-otopleniya.html рассмотрим назначение прибора и виды и особенности монтажа.
Электропитание терморегулятора
Температурный датчик LM335 подключается последовательно с резистором R1. Так вот, сопротивление этого резистора и напряжение питания должны быть подобраны таким образом, чтобы величина протекающего через термодатчик тока находилась в пределах от 0,45 до 5 мА.
Превышать максимальное значение этого диапазона не следует, так как характеристики сенсора будут искажаться из-за перегрева.
Запитать терморегулятор можно от стандартного блока питания на 12 В либо от изготовленного собственными силами трансформатора.
Включение нагрузки
В качестве исполнительного устройства, подающего питание на нагреватель, можно применить автомобильное реле. Оно рассчитано на напряжение в 12 В, при этом через катушку должен протекать ток в 100 мА.
Напомним, что ток в цепи термодатчика не превышает 5 мА, поэтому для подключения реле нужно применить транзистор с большей мощностью, например, КТ814.
Можно применить реле с меньшим током включения, такое как SRA-12VDC-L или SRD-12VDC-SL-C – тогда транзистор не понадобится.
Как сделать терморегулятор своими руками: пошаговая инструкция
Рассмотрим, как изготавливаются терморегуляторы (термореле) с датчиком температуры воздуха своими руками на 12 В. Сборка прибора осуществляется в такой последовательности:
Простой самодельный термостат
Для включения нагревателя удобно использовать клеммник счетчика.
Каким должен быть нагреватель?
Мощность нагревателя зависит от того, какой ток могут выдержать контакты используемого реле. Если это значение составляет, к примеру, 30 А (на такой ток рассчитано автомобильное реле), то обогреватель может иметь мощность до 30 х 220 = 6,6 кВт. Только необходимо сначала убедиться, что проводка и автомат в щитке способны выдержать такую нагрузку.
Рассмотрим, как правильно должен быть установлен прибор.
Терморегулятор следует устанавливать в нижней части помещения, где скапливается холодный воздух.
Совет
При этом важно предотвратить воздействие тепловых помех, которые могут сбить прибор с толку.
Так, например, не стоит размещать терморегулятор на сквозняке или вблизи электрооборудования, излучающего тепло.
Настройка терморегулятора
Как уже говорилось, терморегулятор на базе датчика LM335 в настройке не нуждается. Достаточно знать напряжение, подаваемое потенциометром на прямой вход компаратора.
Измерить его можно при помощи вольтметра. Необходимое значение напряжения определяется по приведенной выше формуле.
Если нужно, к примеру, чтобы прибор срабатывал при температуре в 20 градусов, оно должно составлять 2,93 В.
Если в качестве термодатчика применяется какой-либо иной элемент, эталонное напряжение придется проверять опытным путем. Для этого необходимо воспользоваться цифровым термометром, например, ТМ-902С. Для точности настройки датчики термометра и терморегулятора можно соединить посредством изоленты, после чего их помещают в среду с различной температурой.
Терморегулятор из подручных материалов
Ручку потенциометра нужно плавно вращать, пока терморегулятор не сработает. В этот момент следует посмотреть на шкалу цифрового термометра и отображаемую на ней температуру нанести на шкалу терморегулятора. Можно определить крайние точки, например, для температуры в 8 и 40 градусов, а промежуточные значения отметить, разделив диапазон на равные части.
Если цифрового термометра под рукой не оказалось, крайние точки можно определять по воде с плавающим в ней льдом (0 градусов) или по кипящей воде (100 градусов).
Сталкиваясь с выбором обогревателя, люди обнаруживают, что типов приборов существует немало, но выбрать нужно один. Керамический обогреватель для дома — тонкости правильного выбора, обзор моделей и цен.
Нормы влажности воздуха и способы ее измерения представлены в этой теме.
Видео на тему
Можно ли самостоятельно изготовить терморегулятор для отопления?
Для того чтобы сделать вашу автономную систему отопления более простой в эксплуатации, при этом снизить расходы на энергоресурсы на 10-15 % многие устанавливают терморегуляторы. Этот простой способ позволяет экономить энергию, забыть о настройке системы отопления и получать удовольствие от равномерного прогрева помещений.
Терморегулятор представляет собой устройство, которое регулирует количество проходимого теплоносителя, тем самым управляя температурой внутри помещения. Они бывают электрическими или механическими.
Изготовить терморегулятор своими руками очень сложно и затратно, к тому же на рынке сантехнических товаров достаточное количество предложений на любой вкус, начиная от простейших механических клапанов, заканчивая беспроводными решениями с интеграцией в работу программатора.
Новая технология
На отечественном рынке терморегуляторы начали появляться около 10 лет назад, и пришли на смену обычным кранам и вентилям, которые просто перекрывали условный проход теплоносителя.
Недостаток такой конструкции заключается в том, что регулируя количество теплоносителя, который попадает в радиатор, вы не можете надолго управлять температурой в помещении.
Если у электрического котла более-менее стабильная работа, то у твердотопливного котла диапазон температуры очень высокий, и зависит от интенсивности реакции горения. В этом случае в комнатах температура будет то выше, то ниже, и комфорт для жителей будет сомнительным.
Обратите внимание
Существует еще один важный момент, с которого началось активное внедрение термостатов – работа вместе с теплым полом.
Сейчас теплые полы – это норма строительства, и правильно спроектированная система отопления – это комбинированная система, которая состоит из отопления от теплого пола и отопления от радиатора.
При этом для контура теплого пола температура должна быть на уровне 20-25 градусов Цельсия, а для отопления через радиаторы – от 50 градусов.
Активное внедрение термостатов началось с установки теплых полов
Как же бить в таком случае, учитывая, что и теплый пол, и радиаторы работают от одного котла? Ответ – использовать терморегулятор.
Кран в таком случае не решит проблему с подачей очень горячей воды в контур теплого пола.
Простой способ справиться с распределением отопления – установить на входе в коллектор теплого пола терморегулятор, либо же использовать терморегуляторы на каждый контур отопления.
Принцип работы терморегулятора и его виды
Само по себе устройство имеет простую конструкцию:
- корпус для подключения к запорной арматуре или обогревателю;
- датчик (при необходимости);
- головка, заполненная реагирующим на температуру веществом;
- система клапанов.
В качестве реагирующего вещества ранее использовался парафин, сейчас – жидкость или газ.
В результате нагревания свойства материала внутри головки меняются, и механическим образом происходит открытие или закрытие заслонки, регулирующей поток теплоносителя. Можно также при помощи встроенной пружины установить температуру сработки клапана.
Терморегуляторы могут устанавливаться на обогреватель, либо устанавливаться в котельной и управлять за счет получения температуры, проходящей сквозь них жидкости.
В результате установки устройства происходит автоматическое регулирование температуры обогревателя путем регулировки потока теплоносителя. Необходимо лишь 1 раз задать температуру, и процесс дальше будет работать без участия человека.
Стоит отдельно упомянуть о типах материалов, реагирующих на тепло:
Установка терморегулятора
Вне зависимости от того, самодельный терморегулятор или заводской вы будете устанавливать, существует несколько правил:
- чтобы терморегулятор срабатывал, его необходимо устанавливать только в вертикальном положении;
- не допускается закрывание терморегулятора шторами, одеждой, элементами декора;
Если у вас уже установлены радиаторы, установка терморегулятора будет усложняться необходимостью поиска аналогичной базы по размеру, или придется переносить крепления радиатора. Схема подключения термостатического клапана не отличается от установки крана или вентиля. Там предусмотрено соединение типа «американка», которое отсекает подачу теплоносителя с системы отопления.
Терморегуляторы устанавливаются как при боковом подключении, так и при нижнем, используются для обогревателей из стали (конвекторы) или из алюминия (биметалла). Беспроводные сети все плотнее внедряются в нашу жизнь, появляются терморегуляторы, с управлением через протокол WI-FI с возможностью ведения статистики или удаленным регулированием температуры.
Самостоятельное изготовление термостата
Стоимость деталей для самодельного термостата не превышает 10 долларов, поскольку вся схема состоит из не более 20-30 деталей. За основу не берется реостат или регулировочный механизм, а работа ведется по показаниям датчика.
При необходимости опытный радиолюбитель может оснастить свою разработку таймером или простейшим программатором. Однако стоит сразу отметить, стоимость терморегуляторов постоянно падает, а самостоятельное изготовление устройства не даст гарантии его долгой и безотказной работы.
Терморегулятор для котла отопления (регулятор температуры)
Эффективное управление отоплением является жизненно важной частью рациональной работы котла и системы отопления дома. Грамотное использование элементов управления снизят потребление энергии агрегатом, при создании комфортной температуры в каждой комнате дома, избегая перегрева помещений. А управляет работой котла термостат (или программатор) в зависимости от температуры в помещении.
До 20% объёма потребляемых энергоносителей можно экономить применяя такого рода автоматику. А цены на энергоносители достаточно велики и желание каждого нормального человека снизить свои расходы.
Рассматриваем ситуацию, когда котёл рассчитан правильно, необходимое утепление помещений выполнено, а система отопления функционирует нормально.
Основные виды котлов и регулирование температуры
Существует несколько типов котлов: твердотопливные, газовые, электрические и работающие на жидком топливе.
Котлы получили широкое распространение по всему миру. Есть отечественные образцы, есть котлы и импортного изготовления. Материал изготовления сталь или чугун. Простой в эксплуатации, экономичный, с функцией регулировки температуры теплоносителя. В более дешёвых моделях эта функция реализуется с помощью специального устройства – термоэлемента.
Конструктивно термоэлемент представляет собой металлическое изделие, геометрические размеры которого под воздействием температур уменьшается либо увеличивается (в зависимости от степени нагрева). А от этого меняется, в свою очередь, положение специального рычага, который закрывает и открывает заслонку тяги. На фотографии показан образец такого регулятора:
Терморегулятор своими руками: схема и пошаговая инструкция по изготовлению самодельного устройства
Многие из полезных вещей, которые помогут увеличить комфорт в нашей жизни, можно без особого труда собрать своими руками. Это же касается и термостата (его еще называют терморегулятором).
Данный прибор позволяет включать или выключать нужное оборудование по охлаждению или нагреванию, осуществляя регулировку, когда происходит определенные изменения температуры там, где он установлен.
К примеру, он может в случае сильных холодов самостоятельно включить расположенный в подвале обогреватель. Поэтому стоит рассмотреть, как можно самостоятельно сделать подобное устройство.
Как работает
Схема работы терморегулятора на примере теплого пола. (Для увеличения нажмите)
Принцип функционирования термостата достаточно прост, поэтому многие радиолюбители для оттачивания своего мастерства делают самодельные аппараты.
При этом можно использовать множество различных схем, хотя наиболее популярной является микросхема-компаратор.
Важно
Данный элемент имеет несколько входов, но всего один выход. Так, на первый выход поступает так называемое «Эталонное напряжение», имеющее значение установленной температуры. На второй же поступает напряжение уже непосредственно от термодатчика.
После этого, компаратор сравнивает эти оба значения. В случае, если напряжение с термодатчика имеет определенное отклонение от «эталонного», на выход посылается сигнал, который должен будет включить реле. После этого, подается напряжение на соответствующий нагревающий или охлаждающий аппарат.
Процесс изготовления
Важно помнить, что в цепи сила тока не должна быть больше 5 мА, именно поэтому, чтобы подключить термореле, используется транзистор большой мощнос
Итак, рассмотрим процесс самостоятельного изготовления простого терморегулятора на 12 В, имеющего датчик температуры воздуха.
Все должно происходить следующим образом:
Совет мастера: чтобы включить нагреватель, лучше всего применять клеммник счетчика.
В зависимости от уровня выдерживаемой мощности контактами используемого реле, будет зависеть и мощность самого нагревателя.
В случаях, когда значение составляет приблизительно 30 А (это тот уровень, на который рассчитаны автомобильные реле), возможно применение обогревателя мощностью 6.6 кВт (исходя из расчета 30х220).
Но прежде, желательно убедится в том, что вся проводка, а также автомат смогут выдержать нужную нагрузку.
Стоит отметить: любители самоделок могут смастерить электронный терморегулятор своими руками на основе электромагнитного реле с мощными контактами, выдерживающими ток до 30 ампер. Такое самодельное устройство может использоваться для различных бытовых нужд.
Установку терморегулятора необходимо осуществлять практически в самой нижней части стены комнаты, так как именно там скапливается холодный воздух. Также важным моментом является отсутствие тепловых помех, которые могут воздействовать на прибор и тем самым сбивать его с толку.
К примеру, он не будет функционировать должным образом, если будет установлен на сквозняке или рядом с каким-то электроприбором, интенсивно излучающим тепло.
Настройка
Для измерения температуры лучше использовать терморезистор, у которого при изменении температуры меняется электрическое сопротивление
Нужно отметить, что указанный в нашей статье вариант терморегулятора, созданного из датчика LM335, нет необходимости настраивать.
Достаточно лишь знать точное напряжение, которое будет подаваться на «плюс» компаратора. Узнать его можно с помощью вольтметра.
Совет
Нужные в конкретных случаях значения можно высчитать используя для этого формулу, такую как: V = (273 + T) x 0.01. В этом случае Т будет обозначать нужную температуру, указываемую в Цельсии. Поэтому для температуры в 20 градусов, значение будет равняться 2,93 В.
Во всех остальных случаях напряжение будет необходимо проверять уже непосредственно опытным путем. Чтобы это сделать, используется цифровой термометр такой, как ТМ-902С. Чтобы обеспечить максимальную точность настройки, датчики обоих устройств (имеется ввиду термометра и терморегулятора) желательно закрепить друг к другу, после чего можно проводить замеры.
Смотрите видео, в котором популярно разъясняется, как сделать терморегулятор своими руками:
Регуляторы температуры для батарей отопления: виды и монтаж
Терморегуляторы — небольшие по размеру, но весьма практичные в быту устройства для контроля теплоотдачи. В зависимости от реальной потребности регуляторы температуры для батарей отопления увеличивают или сокращают объем теплоносителя. Согласитесь, это полезно и для самочувствия владельцев дома/квартиры, и для их кошельков.
Желающим приобрести терморегуляторы для оснащения радиаторов мы предлагаем ознакомиться с подробным описанием видов устройств регулировки отдачи тепла. Мы привели и сравнили их способы управления, принцип действия, стоимость, специфику монтажа. Наши рекомендации помогут выбрать оптимальную разновидность.
Представленную к рассмотрению информацию, собранную и систематизированную для будущих покупателей регуляторов тепла, мы дополнили наглядными фото-подборками, схемами, нормативными таблицами, видео.
Польза терморегуляторов отопления
Известно, что температура в разных комнатах дома не может быть одинаковой. Также необязательно постоянно поддерживать тот или иной температурный режим.
Например, в спальне ночью необходимо опускать температуру до 17-18оС. Это положительно влияет на сон, позволяет избавиться от головных болей.
Оптимальная температура на кухне составляет 19оС. Это связано с тем, что в помещении располагается много обогревательной техники, которая генерирует дополнительное тепло. Если в ванной комнате температура будет ниже 24-26оС, то в помещении будет ощущаться сырость. Поэтому здесь важно обеспечить высокую температуру.
Если в доме предусмотрена детская комната, то ее температурный диапазон может меняться. Для ребенка до года потребуется температура 23-24оС, для детей постарше достаточно будет 21-22оС. В остальных комнатах температура может варьироваться от 18 до 22оС.
Комфортный температурный фон подбирается в зависимости от назначения помещения и частично от времени суток
В ночное время можно понижать температуру воздуха во всех комнатах. Необязательно поддерживать высокую температуру в жилище в случае, если дом некоторое время будет пустовать, а также во время солнечных теплых дней, при работе некоторых электроприборов, генерирующих тепло и др.
В этих случаях установка термостата сказывается на микроклимате положительно — воздух не перегревается и не пересушивается.
Из таблицы видно, что в жилых комнатах в холодное время года температура должна составлять 18-23оС. На лестничной площадке, в кладовой допустимы низкие температуры — 12-19оС
Терморегулятор решает следующие проблемы:
- позволяет создавать определенный температурный режим в комнатах разного назначения;
- экономит ресурс котла, уменьшает количество расходных материалов для обслуживания системы (до 50%);
- появляется возможность без отключения всего стояка производить аварийное отключение батареи.
Следует помнить, что с помощью термостата невозможно повысить КПД батареи, увеличить ее теплоотдачу. Сэкономить на расходных материалах смогут люди с индивидуальной системой отопления. Жители многоквартирных домов с помощью термостата смогут лишь регулировать температуру в комнате.
Разберемся, какие существуют виды терморегуляторов, и как сделать верный выбор оборудования.
Виды терморегуляторов и принципы работы
Терморегуляторы разделяют на три вида:
- механические, с ручной настройкой подачи теплоносителя;
- электронные, управляемые выносным термодатчиком;
- полуэлектронные, управляемые термоголовкой с сильфонным устройством.
Главное достоинство механических приборов — невысокая стоимость, простота в эксплуатации, четкость и слаженность в работе. Во время их эксплуатации нет необходимости использовать дополнительные источники энергии.
Модификация позволяет в ручном режиме регулировать количество теплоносителя, поступающего в радиатор, тем самым контролируя теплоотдачу батарей. Прибор отличается высокой точностью регулировки степени нагрева.
Существенный недостаток конструкции заключается в том, что в ней отсутствует разметка для регулировки, поэтому производить настройку агрегата придется исключительно опытным путем. С одним из методов балансировки мы ознакомимся ниже
Основные элементы регулятора механического типа — термостат и термостатический клапан
Механический терморегулятор состоит из следующих элементов:
- регулятора;
- привода;
- сильфона, заполненного газом или жидкостью;
Вещество, содержащееся в сильфоне, играет ключевую роль. Как только положение рычага термостата меняется, вещество перемещается в золотник, тем самым регулируя положение штока. Шток под действием элемента частично перекрывает проход, ограничивая попадание теплоносителя в батарею.
Электронные термостаты — более сложные конструкции, в основе которого лежит программируемый микропроцессор. С его помощью можно задавать определенную температуру в комнате путем нажатия нескольких кнопок на регуляторе. Некоторые модели многофункциональны, пригодны для управления котлом, насосом, смесителем.
Строение, принцип работы электронного прибора практически не отличается от механического аналога. Здесь термостатический элемент (сильфон) имеет форму цилиндра, его стенки гофрированы. Он заполнен веществом, которое реагирует на колебания температуры воздуха в жилище.
По время повышения температуры происходит расширение вещества, в результате чего на стенки образуется давление, что способствует движению штока, который автоматически закрывает клапан. При движении штока проводимость клапана увеличивается или уменьшается. Если температура снижается, то рабочее вещество сжимается, в результате сильфон не растягивается, а клапан открывается, и наоборот.
Обратите внимание
Сильфон обладают высокой прочность, большим рабочим ресурсом, выдерживают сотни тысяч сжатий на протяжении нескольких десятков лет.
Основной элемент электронного регулятора — термодатчик. В его функции входит передача информации о температуре окружающей среды, в результате чего система генерирует необходимое количество тепла
Электронные терморегуляторые условно разделяют на:
- Закрытые терморегуляторы для радиаторов отопления не обладают функцией автоматического определения температуры, поэтому они настраиваются в ручном режиме. Отрегулировать возможно температуру, которая будет поддерживаться в комнате, и допустимые колебания температуры.
- Открытые термостаты можно запрограммировать. Например, при понижении температуры на несколько градусов режим работы может измениться. Также возможно настроить время срабатывания того или иного режима, отрегулировать таймер. Используются такие приборы преимущественно в промышленности.
Электронные регуляторы работают от батареек или специального аккумулятора, который идет в комплекте с зарядкой. Полуэлектронные регуляторы идеально подходят для бытовых целей. Они идут с цифровых дисплеем, который отображает температуру помещения.
Принцип действия полуэлектронных устройств для регулировки теплоотдачи радиатором позаимствован из механических моделей, поэтому его регулировка осуществляется вручную
Газонаполненные и жидкостные термостаты
При разработке регулятора в качестве термостатического элемента могут использовать вещество в газообразном или жидком состоянии (например, парафин). Исходя из этого, приборы делят на газонаполненные и жидкостные.
Парафин (жидкий или газообразный) обладает свойством расширяться под действием температуры. В результате масса давит на шток, к которому подсоединен клапан. Шток частично перекрывает трубу, через который проходит теплоноситель.
Все происходит автоматически
Газонаполненные регуляторы обладают высоким сроком службы (от 20 лет). Газообразное вещество позволяет более плавно и четко регулировать температуру воздуха в жилище.
Приборы идут с датчиком , которые определяет температуру воздуха в жилище.
Газовые сильфоны быстрее срабатывают на колебания температуры воздуха в помещении. Жидкостные же отличаются более высокой точность в передаче внутреннего давления на подвижные механизм. При выборе регулятора на основе жидкого или газообразного вещества ориентируются на качество и срок службы агрегата.
Жидкостные и газовые регуляторы могут быть двух типов:
- со встроенным датчиком;
- с дистанционным.
Приборы со встроенным датчиком устанавливают горизонтально, поскольку они требуют циркуляцию воздуха вокруг себя, что предотвращает воздействия тепла от трубы.
Термостаты подходят не только для систем отопления на основе газового, электрического котла или конвертера. Они используются в системах «теплый пол», «теплые стены». Важно подобрать модификацию, которая подойдет для той или иной системы (+)
Дистанционные датчики целесообразно использовать в случаях, когда:
- батарея закрыта плотными шторами;
- термостат располагается в вертикальном положении;
- глубина радиатора превышает 16 см;
- регулятор располагается на расстоянии меньше, чем 10 см от подоконника и более, чем на 22 см;
- радиатор установлен в нише.
В этих ситуациях встроенный датчик может работать некорректно, поэтому использую дистанционный.
Обычно датчики располагаются под углом 90 градусов относительно корпуса радиатора отопления. В случае параллельной установки его показания будут сбиваться под действием исходящего от радиаторов тепла.
Советы перед началом установки термостата
Предлагаем ознакомиться со следующими советами, которые следует помнить перед началом установки прибора.
Полуэлектронные термостаты монтируют на батареях, которые не закрыты шторами, декоративными решетками, различными предметами интерьера, иначе датчик может работать некорректно. Также желательно расположить термостатический датчик на расстоянии 2-8 см от клапана.
Терморегулятор обычно устанавливают на горизонтальном участке трубопровода недалеко от точки входа теплоносителя в отопительный прибор
Электронные терморегуляторы не стоит устанавливать на кухне, в холле, в или возле котельной, поскольку такие приборы более чувствительны, чем полуэлектронные. Целесообразно установить приборы в угловые комнаты, помещения с низкой температурой (обычно это комнаты, располагающиеся с северной стороны).
При выборе места установки следует руководствоваться следующими общими правилами:
- рядом с термостатом не должно быть приборов, генерирующих тепло (например, тепловентиляторов), бытовой техники и др;
- недопустимо, чтобы на прибор попадали солнечные лучи и чтоб он располагался на месте, где есть сквозняки.
Помня эти простые правила, можно избежать ряда проблем, возникающих при использовании прибора.
Монтаж автоматических регуляторов отопления
Нижеизложенная инструкция поможет установить терморегулятор как на алюминиевые, так и на биметаллические радиаторы.
Если радиатор подключен к рабочей системе отопления, то из него следует слить воду. Сделать это можно с помощью шарового крана, запирающего вентиля или любого другого устройства, блокирующего подачу воды из общего стояка.
После этого открывают клапан батареи, располагающийся в области места поступления воды в систему, перекрывают все краны.
После того, как из батареи была устранена вода, ее необходимо продуть, чтоб убрать воздух. Также это можно сделать с помощью крана Маевского
На следующем этапе выполняют снятие адаптера. Перед процедурой пол застилают материалом, хорошо поглощающим влагу (салфетками, полотенцами, мягкой бумагой и т.д.).
Корпус термостатического клапана фиксируют при помощи разводного ключа. В это же время вторым ключом откручивают гайки, находящиеся на трубе и адаптере, который располагается в самой батареи. Далее откручивают адаптер от корпуса.
При откручивании адаптера может потребоваться использование клапана, расположенного внутри батареи
После демонтажа старого адаптера происходит установка нового. Для этого помещают в конструкцию адаптер, закручивают гайки и воротник, после чего с помощью чистого материала тщательно очищают внутреннюю резьбу.
Далее очищенную резьбу оборачивают несколько раз сантехнической водопроводной белой лентой (ее приобретают отдельно в специализированных магазинах), после чего плотно закручивают адаптер, а также радиатор, угловые гайки.
Важно
Резьбу необходимо оборачивать сантехнической запорной лентой почасовой стрелке, сделав 5-6 оборотов.
Важно, чтобы лента ложилась ровно, поэтому необходимо своевременно ее разглаживать, если это нужно
Как только установка адаптера будет завершена, необходимо приступить к снятию старого и монтажу нового воротника.
В некоторых случаях воротник снять затруднительно, поэтому вырезают его части отвертку или ножовку, после чего отрывают друг от друга.
Далее происходит монтаж самого терморегулятора. Для этого, следуя по стрелкам, изображенным на корпусе, его устанавливают на воротник, после чего, фиксируя клапан разводным ключом, затягивают гайку, которая находится между регулятором и клапаном. В это же время с помощью второго ключа гайку плотно закручивают.
Важно во время установки термостата не повредить резьбу, а после закручивания проверить прочность соединения, чтобы при запуске воды избежать протечек
На завершающем этапе необходимо открыть вентиль, заполнить батарею водой, убедиться в работоспособности системы, отсутствии протечек, установить определенную температуру. В двухтрубной системе можно установить терморегуляторы на верхней подводке.
Метод настройки механического терморегулятора
После установки механические модели важно правильно настроить. Для этого нужно закрыть в помещении окна, двери, чтобы свети потери тепла к минимуму, что позволит дать более точный результат работы системы отопления.
В комнату помещают термометр, затем отворачивают клапан до упора. В этом положении теплоноситель заполнит радиатор полностью, а значит, теплоотдача прибора будет максимальной. Через некоторое время необходимо зафиксировать полученную температуру.
Далее необходимо повернуть головку до упора в обратную сторону. Температура начнет понижаться. Когда термометр покажет оптимальные для помещения значения, то клапан начинают открывать до тех пор, пока не послышится шум воды и не произойдет резкий нагрев. В этом случае вращение головки прекращают, фиксируя ее положение.
Выводы и полезное видео по теме
В видео наглядно показано, как настроить терморегулятор и внедрить его в систему отопления. В качестве примера взять автоматический электронный регулятор Living Eco от бренда Danfoss:
Выбрать терморегулятор можно исходя из собственных пожеланий и финансовых возможностей. Для бытовых целей идеально подойдет механической и полуэлектронный агрегат. Любители smart-техники могут отдать предпочтение функциональным электронным модификациям. Установить приборы также возможно без привлечения специалистов.
Появились вопросы по предложенной к рассмотрению теме? Есть желание поделиться личным опытом, полученным в ходе установки или использования терморегулятора? Пишите, пожалуйста, комментарии.
