Меню

Температура окружающей среды регулятора температуры

Работа механического терморегулятора в отличие от термостата

Механический терморегулятор важен для работы отопительных систем и систем кондиционирования. Основная функция прибора — регулировать температуру в помещении. Благодаря терморегулятору сокращается использование энергетических ресурсов. Он начинает нагревать или охлаждать воздух в помещении, как только будет достигнута определенная температура. Например, если воздух охладится до температуры ниже 10 °C, терморегулятор начнет вырабатывать тепло.

Содержание

  1. Отличия от электронных приборов и термостата
  2. Плюсы и минусы
  3. Устройство и принцип работы
  4. Особенности датчиков и возможные поломки

Отличия от электронных приборов и термостата

Существует две основные разновидности приборов. Они могут быть электронными или механическими. Каждый из видов подразделяется на несколько подвидов. Электронные терморегуляторы работают от электричества. Их основными компонентами являются электронные микросхемы. Главные составляющие механических приборов — датчики с разной технологией срабатывания. Однако, несмотря на разную технологию срабатывания, в основу каждого из них положен один и тот же принцип работы термореле.

Чтобы понять суть работы механического прибора, необходимо знать, как изменяются физические свойства различных веществ. Как известно, по законам физики почти все вещества увеличиваются в объеме, если их нагревать и, наоборот, уменьшаются в объеме при охлаждении. Вещество, которое является исключением — вода. Молекулы воды при нагревании и охлаждении ведут себя иначе по сравнению с молекулами других веществ. Вода при нагревании, наоборот, уменьшается в объеме, а при охлаждении расширяется. В основу принципа действия механических приборов для регулировки температуры положено как раз такое свойство. Оно называется термическим расширением.

Необходимо также знать об отличиях термостата от терморегулятора, которые кажутся одинаковыми приборами. Первый нужен для измерения и регулирования температуры воздуха в помещении, а термостат — это устройство, основная задача которого — защищать аппараты от перегрева.

Защита может быть обеспечена либо за счет применения все тех же терморегуляторов, либо протеканием фазового перехода. Таким фазовым переходом может быть, например, процесс таяния льда.

Плюсы и минусы

Механические терморегуляторы нередко применяются в системах полов с подогревом.

Главными плюсами механических приборов являются:

  1. Простота и понятность управления. Для включения достаточно нажать на соответствующую кнопку. После этого нужно лишь повернуть рукоятку до определенного температурного значения. Например, если нужно поддерживать температуру воздуха в помещении 20 °C, то нужно лишь повернуть ручку регулировки до отметки «20». Тогда при понижении температуры ниже этой отметки прибор начнет нагревать воздух. Если же температура станет выше отметки 20 °C, начнется охлаждение помещения.
  2. Надежность использования и функционирования. После отключения прибора не придется снова устанавливать прежние настройки, так как все они сохранятся. Та же самая ручка регулировки, установленная на отметке в «20», так и будет располагаться на этой отметке.
  3. Терморегулятор сможет исправно работать даже в том случае, если температура окружающей среды очень низкая. К примеру, у электронных приборов для регулирования температуры в таких условиях не все сенсоры могут сработать.
  4. Невысокая цена по сравнению со стоимостью электронных видов таких приборов.
  5. Долгий срок службы и неприхотливость в уходе. Даже в самых сложных условиях любая модель механического прибора будет продолжать работать.
  6. Разнообразие дизайна.

Имеются у такого терморегулятора и некоторые недостатки.

Распространенные из них следующие:

  • низкая функциональность;
  • во время его работы могут издаваться небольшие щелчки, которые появляются, как правило, при подаче напряжения на инфракрасные нагреватели;
  • у таких приборов имеется некоторая погрешность.

Обычно механический терморегулятор имеет световой индикатор, который светится красным, как только прибор начинает выполнять свою основную функцию: то есть обогрев помещения. Все остальное время, пока устройство включено, но еще не перешло в режим обогрева, индикатор светится зеленым цветом.

Устройство и принцип работы

Механические терморегуляторы могут работать по-разному. Самые распространенные варианты — это приборы, основанные на биметаллических элементах, а также устройства, основанные на газах, способных увеличиваться и уменьшаться в объеме под влиянием внешней температуры. Модели терморегуляторов, в основу работы которых положен именно этот принцип, выполняют одну главную задачу — они замыкают и размыкают электросеть в том случае, когда достигается установленная температура.

Читайте также:  Регулятор переменного тока arw

Принцип работы терморегулятора с биметаллическими пластинами, используемого наиболее часто, заключается в следующем:

  1. Как только температура окружающей среды уменьшается, биметаллическая пластина устанавливается на свое место, что приводит к замыканию контактов.
  2. Индикатор начинает светиться красным цветом, и нагревательный элемент приступает к выполнению своей основной функции — нагреванию.

При использовании биметаллического механического терморегулятора важно помнить о том, что расширение, как и сжатие — это процессы, которые происходят не за одно мгновение. Перед тем как прибор должным образом сработает, пройдет какое-то время.

Особенности датчиков и возможные поломки

Обычно простые механические приборы имеют воздушный термодатчик. Этот элемент может быть встроен в сам прибор или вынесен за корпус устройства. Воздушные датчики реагируют на изменение температуры гораздо быстрее, чем вышеозначенные биметаллические. Такие датчики зачастую представляют собой довольно большой по площади металлический диск, наполненный газообразным веществом. Большая площадь такого элемента механического терморегулятора способствует быстрому реагированию на изменение температуры окружающей среды.

К особенностям датчиков относятся их упругость и наличие гребней. Как только температура начинает повышаться, газ, находящийся между дисками, увеличивается в объеме. В результате диски разъединяются, и тот из них, который расположен внутри, оказывает давление на небольшой переключатель, находящийся в средней части прибора. Цепь размыкается, нагревание прекращается.

Когда окружающая температура уменьшается, газ между пластинками сжимается, и диски снова примыкают друг к другу, давление на переключатель больше не оказывается, и снова включается нагрев. Чаще всего модели имеют световые индикаторы, кнопку включения и ручку для регулировки температуры.

Если терморегулятор перестал нормально функционировать, следует прежде всего разобраться, что с ним произошло, какая именно деталь вышла из строя. В подавляющем большинстве случаев причиной поломки терморегулятора является неправильно работающий термоэлемент. Единственный правильный выход — приобрести новое устройство. Стоимость его не так уж и высока, чтобы принимать какие-то меры по ремонту.

Механический терморегулятор имеет множество преимуществ перед электронным. И главные из них — низкая цена, простота в эксплуатации, долговечность.

Источник



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.

Читайте также:  Регулятор оборотов для болгарки dewalt

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;

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.

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.

Читайте также:  Для чего используются регуляторы давления

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.

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.

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:

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.

Для этого обратите внимание на следующие рекомендации:

  • Подберите мощность терморегулятора таким образом, чтобы она на 20 – 30% превышала планируемый ток нагрузки в режиме эксплуатации.
  • Учтите диапазон регулируемой температуры, так как в разных моделях он может находиться в пределах от – 30 °С до +40 °С или от 0 °С до +100 °С.
  • Любой прибор имеет степень защиты от проникновения пыли и влаги, обозначаемый индексом IP и двумя цифрами. Этот параметр особенно важен для помещений с повышенной влажностью, где датчик может испортиться от попадания воды.

Источник