Терморегулятор с датчиком температуры воздуха

Развитие технических средств позволило человеку повсеместно улучшать качество своей жизни. Поэтому сегодня каждый может нажать на кнопку и установить нужный диапазон температур в помещении. При этом уже не требуется постоянно управлять подачей топлива при помощи переключателя, так как эту функцию выполняет терморегулятор с датчиком температуры воздуха. Что это за устройство и как оно работает мы рассмотрим в данной статье.

Назначение и функции

Терморегулятор с датчиком температуры предназначен для автоматического поддержания температуры во время принудительного нагрева или охлаждения в заданных пределах. К примеру, современные котлы отопления будут усиливать или ослаблять нагрев, в зависимости от температуры в определенной комнате или на какой-то поверхности. На практике они применяются для:

холодильных установок;
систем бытового и промышленного отопления;

как розеточный вход для подключения обогревательного оборудования;
терморегулятор для теплого пола;
приспособление для контроля температуры в парных, саунах и банях;

При установке терморегулятора с датчиком температуры стараются задействовать одну или несколько основных функций. Всего выделяют три полезные функции:

Экономия энергоресурсов – благодаря контролю нагревания или охлаждения система отключится до того, как наступит существенное превышение температуры. Соответственно, израсходованная энергия будет потрачена впустую, если для нормализации микроклимата вы откроете окна на проветривание.
Автоматизация климат контроля – ранее каждый самостоятельно подкручивал ручку регулятора, ориентируясь по ощущениям или показателям комнатного термометра. Сейчас температура подстраивается автоматически, что позволяет сократить затраты даже на содержание определенной категории персонала небольших котельных.
Безопасность – за счет контроля температуры воздуха можно избежать превышения рабочих характеристик нагревательной установки. Как результат, снижается вероятность взрыва или пожара. Некоторые модели терморегуляторов с датчиком температуры оснащаются звуковым сигнализатором, который оповестит, если нагреватель не отключиться при достижении порогового значения.

Принцип действия

В соответствии с ГОСТ 30815-2019 терморегулятор представляет собой такую трубопроводную арматуру, которая изменяет количество теплоносителя, перемещающегося через его клапан. Датчиком температуры, как правило, выступает сильфон, который в соответствии с п.3.1.1. ГОСТ Р 55019-2012 представляет собой гофрированную оболочку, способную к герметичной упругой деформации под воздействием температурных растяжений.

Рис. 2. Принцип действия терморегулятора с датчиком температуры

Принцип действия данного устройства заключается в следующем:

Полость сильфона, как чувствительного элемента датчика, наполняется парафином или газом с большим коэффициентом температурного расширения.
В случае повышения температуры окружающей среды парафин или газ внутри датчика начнет расширяться и приведет в движение поршень.
В зависимости от пройденного поршнем пути, в логический блок передается информация об изменении температуры.
При установке терморегулятора в определенное положение логический блок начинает сравнивать температуру в помещении и температуру нагрева теплоносителя.
После достижения установленного верхнего предела терморегулятор перекрывает клапан подачи теплоносителя в систему отопления и, тем самым, останавливает дальнейшее нагревание пространства.
Сокращение количества теплоносителя в системе приводит к охлаждению воздуха в окружающем пространстве. Благодаря чему чувствительная среда в сильфоне датчика начинает сужаться и возвращает шток в исходное положение.
После того, как температура в комнате опуститься менее нижнего предела, шток отпустит клапан терморегулятора и восстановит нормальное движение теплоносителя по системе. Начнется следующий этап нагрева воздуха в помещении, пока температура не достигнет установленного в терморегуляторе значения.
В данном примере используется две зоны отопления, которые контролируют степень нагрева воздуха независимо друг от друга. Поэтому каждая комната может поддерживать разный температурный режим.

На практике, терморегулятор в качестве датчика может использовать и другие элементы. Поэтому существует разделение устройств контроля нагрева или охлаждения воздуха по типам.

Типы терморегуляторов с датчиком температуры

В зависимости от способа установки все приборы условно подразделяются на стационарные и переносные. Первый вариант терморегулятора с датчиком температуры необходимо монтировать в определенной точке. А второй, можно устанавливать в любую позицию, в зависимости от текущих потребностей.

В зависимости от расположения термодатчика, подразделяются на терморегуляторы со встроенным сенсором и с выносным. Встроенный датчик находится непосредственно в самом устройстве, а выносной можно расположить на каком-то удалении, в зависимости от длины кабеля.

По принципу действия разделяют электронные и механические модели. Первый вариант более современный, так как операции производятся за счет полупроводниковых приборов и микросхем. Второй приводит в действие рабочий орган за счет механического усилия.

По способу управления могут подразделяться на:

Механические;
Электромеханические;
Цифровые;
Дистанционные.

В зависимости от способа установки различают настенные модели, корпусные и монтируемые на DIN-рейку. Каждый вид применяется в зависимости от параметров комнаты и требований заказчика.

В отношении параметров окружающей среды выделяют терморегуляторы с датчиком температуры внутренней и наружной установки. Первые из них предназначены исключительно для размещения внутри помещений. Вторые, могут устанавливаться и на улице, такие терморегуляторы имеют достаточную степень защиты от воздействия атмосферных факторов.

Схемы подключения

На практике существует достаточно большой ассортимент схем подключения терморегуляторов с датчиком температуры воздуха. Основные отличия обуславливаются не только типом прибора, но и особенностями отопительного оборудования. Так, наиболее простой схемой подключения считается схема прямого включения в цепь 230 В.

Рис. 4. Подключение терморегулятора напрямую

В таком случае питание подается напрямую от фазного и нейтрального проводника либо от контактов розетки, в зависимости от конструкции устройства. Такая схема подходит для маломощных обогревателей, где угроза от аварийного режима относительно мала. В остальных случаях более практично использовать схему с установкой отдельного автомата для питания котла обогрева или холодильного агрегата.

Рис. 5. Схема подключения терморегулятора через автоматический выключатель

Как видите на схеме, к распределительному щитку подводится фазный и нейтральный проводник, которые подключаются к устройству дифференциального тока УДТ. Затем нейтральный проводник N напрямую выводится к клемме терморегулятора 4, а фазный L через автомат АВ к выводу 5 – это цепь питания. С выводов 3 и 6 терморегулятора подается питание на электрический нагревательный элемент. А к клеммам 1 и 2 подключается датчик температуры воздуха.

Для питания силовых промышленных приборов отопления следует использовать схему питания с контактором:

Рис. 6. Схема подключения терморегулятора через контактор

Как и в предыдущем варианте, питание терморегулятора осуществляется через автоматический выключатель АВ и УДТ к клеммам 5 и 6. Но выводы питания нагрузки 3 и 4 подключаются к цепи управления контактором А1 и А2. Сам же нагревательный элемент питается от сети через выводы контактора 2 и 4 в обход терморегулятора. Такая схема рекомендуется для всех случаев питания нагрузки, превышающей на 2/3 от паспортного значения терморегулятора.

Как выбрать?

При выборе терморегулятора с датчиком температуры воздуха для решения конкретной задачи, необходимо подобрать модель максимально соответствующую параметрам вашей системы.

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎