КОМНАТНЫЙ МЕХАНИЧЕСКИЙ ТЕРМОРЕГУЛЯТОР
Комнатный механический терморегулятор – это устройство, которое регулирует работу климатического оборудования, поддерживая заданные температурные параметры помещения. Может использоваться как для отопления, так и для охлаждения квартиры или дома.
Основное отличие комнатных механических терморегуляторов от термостатов другого типа, заключается в том, что это отдельный, полностью независимый прибор, чаще всего выполненный в виде внешнего электроустановочного изделия, предназначенный для монтажа внутри жилых помещений.
Если говорить проще, механический терморегулятор, в зависимости от заданной программы, включая или выключая те или иные отопительные или приборы охлаждения, поддерживает в помещении необходимую температуру.
Главной же особенностью именно механического терморегулятора, является полное отсутствие электрической начинки, т.е. для его работы не требуется питания, даже батареек.
Как же устроен механический терморегулятор, что именно позволяет ему измерять температуру окружающего пространства и управлять электроприборами?
ПРИНЦИП РАБОТЫ МЕХАНИЧЕСКОГО ТЕРМОРЕГУЛЯТОРА
Механический термостат – это устройство, которое как нельзя лучше отражает собой принцип – «Все гениальное просто!». При всей разности конструкций и используемых компонентов, в работе механических термостатов заложен один единственный принцип, а именно способность некоторых материалов и веществ в зависимости от температуры изменять свои механические свойства.
В качестве бытового примера, знакомого каждому, который бы объяснял принцип действия механического терморегулятора, можно привести обычный ртутный градусник, с помощью которого мы измеряем температуру тела.
Ртуть, заключенная внутри градусника, при повышении температуры увеличивается в объеме и поступает в градуированный капилляр, показывая тем самым точную температуру.
Примерно такие же процессы протекают в механическом терморегуляторе, единственная разница в том, что изменение температуры до определенного уровня, который указывается нами отдельно регулирующим колесом, запускают определенные процессы, чаще всего замыкает или разрывает электрическую цепь, тем самым включая или выключая отопительные приборы.
Чтобы было понятнее, как все это работает, давайте рассмотрим устройство стандартного комнатного механического терморегулятора.
Отопительный терморегулятор
Регулировать температуру в помещении можно, вращая ручку шарового крана. Но он может находиться только в двух положениях: открыто или закрыто. Если кран закрыть не полностью, то конструкция потеряет герметичность из-за твердых частиц, содержащихся в носителе тепла, которые повреждают шарнир. Поэтому для систем отопления чаще используют специальный терморегулятор с механическим управлением.
В устройство терморегулятора отопления входят элементы (смотрите рисунок):
- Термический элемент;
- Термический перекрывающий клапан;
- Шкала настроечная.
- Чувствительный к изменению температуры элемент;
- Разъемное соединение;
- Шток передающий;
- Клапан от золотника;
- Компенсаторное устройство;
- Накидная гайка;
- Кольцо для фиксации;
Сложная конструкция свойственна и для термического элемента, который называют сильфоном. Это цилиндр с гофрированными изнутри стенками. Полость заполнена газом или жидкостью – рабочей средой, способной реагировать на изменение температуры вокруг. Именно этот элемент обусловливает принцип работы терморегулятора отопления.
Принцип действия
Принцип работы терморегулятора отопления основан на свойстве веществ увеличиваться в объеме при нагревании и уменьшаться при остывании. Термодатчик реагирует на изменение температуры снаружи конструкции. А каждому ее значению соответствует некоторое давление рабочей среды, которая заполняет полость сильфона.
Возможны два варианта действия:
- Температура превысила установленное потребителем значение. Тогда сильфон растягивается от увеличения объема рабочей среды. Это заставляет перемещаться шток, от которого зависит работа перекрывающего клапана. Поток теплоносителя уменьшается, и температура падает;
- Температура стала ниже установленной потребителем. Тогда сильфон сжимается, поскольку объем рабочей среды в нем уменьшается. Шток начинает двигаться в обратном направлении, приоткрывая клапан. Поток теплоносителя увеличивается, отчего температура начинает расти.
Эти два процесса постоянно сменяют друг друга. Современные терморегуляторы позволяют реагировать на изменение температуры в пределах одного градуса и даже десятых его долей. Для человека такая температурная разность несущественна, и он не заметит периодического повышения и понижения.
Устройство механического терморегулятора
Основным конструктивным элементом практически любого комнатного механического термостата является газовая мембрана. Кстати, именно за это их еще довольно часто называют мембранные терморегуляторы.
Находящийся внутри мембраны специальный газ, при изменении температуры, изменяет свой объем, тем самым воздействуя на стенки мембраны. Которые изменяясь, запускают механизм замыкания или размыкания электрической цепи, питающей системы отопления или охлаждения.
Выбор именно такого способа устройства для комнатного термостата обусловлен возможностью организации простого способа регулировки его температуры срабатывания, а также тем, что устройство реагирует именно на изменение температуры воздуха, а не поверхности, что наиболее важно в системах отопления и охлаждения. Поэтому, например, для теплых полов разумнее использовать механические жидкостные термостаты с выносным датчиком.
Регулировка температуры срабатывания у мембранного комнатного терморегулятора, выполняется с помощью управляющего колесика со шкалой, которое соединено с механизмом мембраны. Поворачивая колесо, мы приближаем или отдаляем стенки мембраны от управляющего механизма, тем самым изменяя температуру при которой произойдет замыкание или размыкание электрической цепи. Другими словами, если механизм срабатывания будет ближе к стенке мембраны, то газу, расположенному в ней, достаточно незначительно изменить объем, чтобы он сработал, соответственно понадобиться меньшая температура и наоборот. По этому принципу и работает регулировочное колесо.
Давайте рассмотрим, как именно можно применить механический термостат в системе отопления дома или квартиры.
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.
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:
- датчик обнаруживает выход значений температуры за установленные рамки;
- подается управляющий сигнал на исполнительное устройство;
- исполнительное устройство корректирует интенсивность потока сетевой воды;
- 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 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).
Использование механического терморегулятора в отоплении
Чаще всего комнатные механические термостаты используются в отоплении домов, совместно с газовыми котлами. Производителями довольно часто в конструкции котлов предусмотрена схема подключения через механический терморегулятор. Прибор устанавливается в разрыв питающего провода, идущего к котлу и в случае, когда температура воздуха в помещении опускается ниже выставленного порогового значения, цепь замыкается и газовый котел запускается, начиная отапливать помещение, поддерживая температуру теплоносителя.
Основные схемы подключения механического термостата к отоплению или охлаждения описаны в нашей статье “Схема подключения механического терморегулятора“
Точно по такому же принципу домашние термостаты подключают к любым электрическим обогревателям в комнатах, будь то масленые, инфракрасные или любые другие применяемые для обогрева воздуха в помещениях. Тем самым процесс отопления становится полностью автоматизированными, не требуя практически никакого участия в своей работу человека, после настройки.
Возможных вариантов использования механических термостатов масса, в автоматизации отопления он просто незаменим из-за своей неприхотливости и надежности. А простота конструкции позволяет производителям выпускать комнатные механические терморегуляторы по значительно меньшей стоимости, чем электронные, что является немаловажной частью их популярности у потребителя.
Выбор механического терморегулятора (термостата)
В настоящее время существует масса производителей механических терморегуляторов, есть модели и именитых брендов, но, чаще всего, в продаже вы встретите малознакомые, неизвестные наименования. В своей практике я ствил большое количество различных механических термостатов и могу посоветовать следующее:
– При выборе обязательно обратите внимание на максимальную коммутируемую мощность. Если написно, что терморегулятор на 10 Ампер, к нему можно будет подключить нагрузку не более чем 2.2-2.3 кВт. Терморегуляторы более чем 3.6 кВт подсоединяемой мощности встречаются редко. Если же необходимо подключить большую мощность, придётся использовать контактор, по схеме подключения, ссылку на которые я давал чуть выше.
– Из недорогих терморегуляторов мне понравился вот такой – BALLU BMT-1 – купить можно здесь. По конструкции, он полностью схож с тем, что описан в этой статье. Проработает у вас точно лет 3-5, а дальше зависит от качества сборки конкретной модели и условий эксплуатации. Для дачи, гаража – самое то!
Если вам нужна консультация по выбору модели терморегулятора механического – пишите в комментариях, постараюсь помочь советом!
Фото терморегуляторов для обогревателя
Реле времени: как подключить своими руками? Для чего используется и обзор уровней автоматизации. Виды, маркировка и принцип работы устройства- Реле контроля напряжения: советы по установке и подключению своими руками. Выбор и принцип работы для однофазной и трехфазной сети
Понижающий трансформатор: принцип работы, особенности выбора, подключение и установка своими руками. ТОП-10 идей + инструкция!
Читайте здесь! Блок питания на 12 вольт — подбор и расчет необходимой мощности. Обзор лучших моделей + инструкция как сделать своими руками
