Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Розвиток технічних засобів дозволило людині повсюдно покращувати якість свого життя. Тому сьогодні кожен може натиснути на кнопку та встановити потрібний діапазон температур у приміщенні. При цьому вже не потрібно постійно керувати подачею палива за допомогою перемикача, оскільки цю функцію виконує терморегулятор із датчиком температури повітря. Що це за пристрій і як воно працює, ми розглянемо в даній статті.

Призначення та функції

Терморегулятор з датчиком температури призначений для автоматичного підтримання температури під час примусового нагрівання або охолодження в заданих межах.Наприклад, сучасні котли опалення підсилюватимуть або послаблюватимуть нагрівання, залежно від температури в певній кімнаті або на якійсь поверхні. Насправді вони застосовуються для:

  • холодильних установок;
  • систем побутового та промислового опалення;
Мал. 1. Терморегулятор для системи побутового опалення
  • як розетковий вхід для підключення обігрівального обладнання;
  • терморегулятор для теплої підлоги;
  • пристосування для контролю температури в парних, саунах та лазнях;

Під час встановлення терморегулятора з датчиком температури намагаються задіяти одну або кілька основних функцій. Усього виділяють три корисні функції:

  • Економія енергоресурсів - завдяки контролю нагрівання або охолодження система відключиться до того, як настане суттєве перевищення температури.Відповідно, витрачена енергія буде витрачена марно, якщо для нормалізації мікроклімату ви відкриєте вікна на провітрювання.
  • Автоматизація клімат контролю - раніше кожен самостійно підкручував ручку регулятора, орієнтуючись за відчуттями чи показниками кімнатного термометра. Зараз температура підлаштовується автоматично, що дозволяє скоротити витрати навіть на утримання певної категорії персоналу невеликих котелень.
  • Безпека - за рахунок контролю температури повітря можна уникнути перевищення робочих характеристик нагрівальної установки. Як результат, знижується ймовірність вибуху чи пожежі. Деякі моделі терморегуляторів з датчиком температури оснащуються звуковим сигналізатором, який сповістить, якщо нагрівач не відключиться при досягненні граничного значення.

Принцип дії

Відповідно до ГОСТ 30815-2019 терморегулятор є такою трубопровідною арматурою, яка змінює кількість теплоносія, що переміщається через його клапан.Датчиком температури, як правило, виступає сильфон, який відповідно до п.3.1.1. ГОСТ Р 55019-2012 є гофрованою оболонкою, здатною до герметичної пружної деформації під впливом температурних розтягувань.

Мал. 2. Принцип дії терморегулятора з датчиком температури

Принцип дії даного пристрою полягає в наступному:

  • Порожнина сильфона, як чутливого елемента датчика, наповнюється парафіном або газом з великим коефіцієнтом температурного розширення.
  • У разі підвищення температури навколишнього середовища парафін або газ усередині датчика почне розширюватися і почне рухати поршень.
  • Залежно від пройденого поршньою колією, в логічний блок передається інформація про зміну температури.
  • При встановленні терморегулятора у певне положення логічний блок починає порівнювати температуру в приміщенні та температуру нагрівання теплоносія.
  • Після досягнення встановленої верхньої межі терморегулятор перекриває клапан подачі теплоносія в систему опалення і тим самим зупиняє подальше нагрівання простору.
  • Скорочення кількості теплоносія в системі призводить до охолодження повітря в навколишньому просторі. Завдяки чому чутливе середовище в сильфоні датчика починає звужуватися і повертає шток у вихідне положення.
  • Після того, як температура в кімнаті опуститься менше ніж нижньої межі, шток відпустить клапан терморегулятора і відновить нормальний рух теплоносія по системі. Почнеться наступний етап нагрівання повітря в приміщенні, поки температура не досягне встановленого в терморегуляторі значення.
  • У цьому прикладі використовуються дві зони опалення, які контролюють ступінь нагріву повітря незалежно одна від одної. Тому кожна кімната може підтримувати різний температурний режим.

На практиці, терморегулятор як датчик може використовувати й інші елементи. Тому існує поділ пристроїв контролю нагріву або охолодження повітря за типами.

Типи терморегуляторів з датчиком температури

Залежно від способу встановлення всі прилади умовно поділяються на стаціонарні та переносні. Перший варіант терморегулятора з датчиком температури необхідно монтувати у певній точці. А другий, можна встановлювати в будь-яку позицію, залежно від поточних потреб.

Залежно від розташування термодатчика, поділяються на терморегулятори із вбудованим сенсором та з виносним. Вбудований датчик знаходиться безпосередньо в самому пристрої, а виносний можна розташувати на якомусь видаленні, залежно від довжини кабелю.

За принципом дії поділяють електронні та механічні моделі. Перший варіант більш сучасний, тому що операції виробляються за рахунок напівпровідникових приладів та мікросхем. Другий приводить у дію робочий орган за рахунок механічного зусилля.

За способом управління можуть поділятися на:

  • Механічні;
  • Електромеханічні;
  • Цифрові;
  • Дистанційні.
Мал. 3. Цифровий та електромеханічний терморегулятор

Залежно від способу встановлення розрізняють настінні моделі, корпусні та монтовані на DIN-рейку. Кожен вид застосовується в залежності від параметрів кімнати та вимог замовника.

Для параметрів навколишнього середовища виділяють терморегулятори з датчиком температури внутрішньої та зовнішньої установки. Перші призначені виключно для розміщення всередині приміщень. Другі, можуть встановлюватися і на вулиці, такі терморегулятори мають достатній ступінь захисту від впливу атмосферних факторів.

Схеми підключення

На практиці існує досить великий асортимент схем підключення терморегуляторів із датчиком температури повітря.Основні відмінності обумовлюються не тільки типом приладу, а й особливостями опалювального обладнання. Так, найбільш простою схемою підключення вважається схема прямого включення в ланцюг 230 В.

Мал. 4. Підключення терморегулятора безпосередньо

У такому разі живлення подається безпосередньо від фазного та нейтрального провідника або від контактів розетки, залежно від конструкції пристрою. Така схема підходить для малопотужних обігрівачів, де загроза аварійного режиму відносно мала. В інших випадках більш практично використовувати схему з установкою окремого автомата для живлення котла обігріву або холодильного агрегату.

Мал. 5. Схема підключення терморегулятора через автоматичний вимикач

Як бачите на схемі, до розподільного щитка підводиться фазний та нейтральний провідник, які підключаються до пристрою диференціального струму УДТ.Потім нейтральний провідник N безпосередньо виводиться до клеми терморегулятора 4 а фазний L через автомат АВ до висновку 5 - це ланцюг живлення. З висновків 3 і 6 терморегулятора живлення подається на електричний нагрівальний елемент. А до клем 1 і 2 підключається датчик температури повітря.

Для живлення силових промислових приладів опалення слід використовувати схему живлення з контактором:

Мал. 6. Схема підключення терморегулятора через контактор

Як і в попередньому варіанті, живлення терморегулятора здійснюється через автоматичний вимикач АВ та УДТ до клем 5 і 6. Але висновки живлення навантаження 3 і 4 підключаються до ланцюга управління контактором А1 та А2. Сам нагрівальний елемент живиться від мережі через висновки контактора 2 і 4 в обхід терморегулятора. Така схема рекомендується для всіх випадків живлення навантаження, що перевищує на 2/3 від паспортного значення терморегулятора.

Як вибрати?

При виборі терморегулятора з датчиком температури повітря для вирішення конкретного завдання необхідно підібрати модель максимально відповідну параметрам вашої системи.

Для цього зверніть увагу на наступні рекомендації:

  • Підберіть потужність терморегулятора таким чином, щоб вона на 20 - 30% перевищувала запланований струм навантаження в режимі експлуатації.
  • Врахуйте діапазон регульованої температури, тому що в різних моделях він може знаходитися в межах від -30 до +40 °С або від 0 до +100 °С.
  • Будь-який прилад має ступінь захисту від проникнення пилу та вологи, що позначається індексом IP та двома цифрами. Цей параметр особливо важливий для приміщень з підвищеною вологістю, де датчик може зіпсуватися від попадання води.
Мал. 7. Ступінь пилу-вологозахищеності
  • Якщо ви хочете, щоб датчик не тільки відстежував температурні коливання, але й включався в заданий час або від команди через мобільний додаток, вибирайте пристрої з відповідним функціоналом.
Мал. 8. Управління терморегулятором через мобільний додаток
  • Зверніть увагу, що у продажу є моделі датчиків, що відстежують температуру самого обігрівача, а не повітря в квартирі.

Список використаних джерел

  • Крупнов Б.А., Шарафадінов Н.С. «Посібник з проектування систем опалення, вентиляції та кондиціювання повітря» 2004
  • Віглеб Г «Датчики» 1989
  • Дж. Фрайден “Сучасні датчики. Довідник» 2005
  • Олійник Б.М. «Прилади та методи температурних вимірювань» 1987

Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Категорія:

Електрик