Терморегулятор механический: конструкция, настройки и принцип действия, виды механических регуляторов температуры для радиаторов отопления

Механический термостат стал у потребителей популярным прибором, который «гарантирует» тепло в доме зимой и экономию в кошельке на отоплении. На самом деле, все не так просто. Хотя принцип работы термостатов одинаковый, они отличаются по способу настроек, количеству функций, схеме установки, сфере применения и цене.

Терморегулятор механический среди всего модельного ряда считается не только самым дешевым, но и простым в управлении, хотя все функции в нем настраиваются вручную.

Как работает механический термостат

Дешевое тепло – это совсем не утопия, так как на сегодняшний день существуют специальные приборы, которые способны взять под контроль его распределение и экономию энергоресурсов. На рынке представлены модели от самых примитивных ручных конструкций до сложных программаторов со встроенным Wi-Fi и дистанционным управлением.

Механический регулятор температуры – это автоматический прибор для радиаторов отопления, работа которого заключается в отслеживании нагрева воздуха в помещении. В составе устройства:

• Сильфон, или как его еще называют, термоэлемент. Он имеет форму цилиндра с гофрированными внутренними стенками, которые позволяют ему растягиваться на определенную длину.
• Клапан, который фиксирует подачу и отключение циркуляции теплоносителя.
• Специальная жидкостная или газообразная среда, реагирующая на температурные колебания воздуха.
• Функция передающего штока в том, чтобы «дотянуться» до клапана и закрыть его или, наоборот, освободить в зависимости от степени нагрева помещения.
• Шкала с делениями позволяет настроить ручной терморегулятор на необходимый температурный режим.

Принцип действия прибора прост:

• Когда воздух в комнате нагревается до необходимого уровня, рабочая среда в сильфоне под воздействием тепла расширяется, что заставляет цилиндр распрямляться. Шток, соединенный с сильфоном устремляется вперед и давит на клапан, плотно прижимая его к пропускному отверстию. При этом подача теплоносителя в радиатор прекращается.
• После того, как оставшийся в батарее отопления носитель остыл, жидкость или газ в термоэлементе сжимается, вызывая сокращение его стенок, что приводит к открытию клапана. Горячий теплоноситель поступает в систему, и процесс начинается сначала.

Если первые ручные термостаты имели ограниченный срок действия и сильно зависели от типа теплосети, то механический регулятор температуры для радиатора отопления нового поколения рассчитан на миллион операций по закрыванию и открыванию клапана, что в среднем составляет 50-70 лет работы. Кроме того, этот недорогой прибор легко не только настраивать при помощи шкалы, но и монтировать в отопительную систему.

Достаточно выкрутить радиаторную пробку и на ее месте закрепить механический термостат, но делать это нужно с учетом вида теплосети. Так в однотрубных системах без байпаса установка терморегулятора не рекомендуется, так как теплоносителю необходима свободная циркуляция по отопительному контуру в тот момент, когда клапан перекрыл ему доступ в радиатор.

При монтировании термостата нужно следить, чтобы он был вкручен горизонтально. Как правило, на корпусе прибора стрелками показано движение теплоносителя.

Во многом качество работы механического терморегулятора зависит от таких факторов, как:

• Циркуляция теплых потоков воздуха в комнате.
• Направленность солнечных лучей.
• Температура воздуха на улице.
• Дополнительные источники тепла или холода.

В отличие от своих более «продвинутых» электронных собратьев, механический терморегулятор для батарей отопления реагирует не так быстро на изменения температуры воздуха за окном, но вполне эффективно справляется с возложенной на него задачей поддержания определенного микроклимата в помещении.

Плюсы ручного терморегулятора

Хотя некоторые потребители считают эти устройства примитивными, они обладают рядом весьма привлекательных и полезных свойств:

• Ручные термостаты небольшого размера и потому практически не привлекают внимания.
• На приборах с индикаторным экраном легко устанавливать нужные температурные параметры.
• Их установка занимает всего несколько минут, а эксплуатация не требует каких-либо дополнительных профилактических работ или технического обслуживания.
• Даже такое простое устройство с минимальным количеством функций способно создать комфортные условия для жизни, минимизируя затраты на отоплении.
• Температурный диапазон от +5°C до +27°C позволяет ставить термостат на минимум, когда жильцы уезжают или фиксировать на средних параметрах, когда их нет целый день дома.
• Механический терморегулятор создает равномерную подачу и обеспечивает одинаковый нагрев всех радиаторов в контурной отопительной цепи.

Эти устройства можно использовать, как в работающей отопительной системе со старыми или новыми батареями, так и вносить в план при установке автономного обогрева.

Биметаллический термостат

Сегодня на рынке встречаются терморегуляторы не только с разными типами настроек, но и внутренним содержимым. Так самым дешевым среди аналогов является терморегулятор биметаллический, в основе которого находится не сильфон, наполненный газообразной или жидкостной средой, а специальная пластина из биметалла.

У него всего две функции – включение и выключение, что, как известно, не гарантирует точности настроек. Принцип работы биметаллического регулятора заключается в том, что встроенная пластина реагирует на температуру и при ее повышении изгибается, размыкая электрическую цепь. Обратный процесс происходит при ее остывании, она выпрямляется, и цепь снова замкнута.

Хотя этот тип устройства и пользуется спросом благодаря своей неприхотливости и дешевизне, стоит учитывать, что его настройки неточны на несколько градусов. Это может привести к тому, что показатели термодатчика будут указывать заданные параметры, а воздух в помещении на самом деле будет прохладным.

Еще одним фактором, несвойственным другим механическим терморегуляторов, являются щелчки, которые производит пластина при выпрямлении.

Устройство с выносным датчиком

Сегодня производители термостатов подстраиваются под запросы и предпочтения потребителей. Если еще 20 лет назад выбор ограничивался механическими устройствами с ручным управлением или с примитивным дисплеем, то в наши дни – это по-настоящему сложные и «умные» аппараты, которые отслеживают любые изменения в нагреве воздуха.

Для батарей отопления, «спрятанных» от глаз шторами или экранами можно купить механический термостат с выносным датчиком. Он так же будет не заменим в помещениях с повышенной влажностью, например, кухне или ванной.

В устройствах данного типа рабочая часть монтируется непосредственно в батарею, тогда как датчик можно расположить в нескольких метрах от него. Это откроет доступ к настройкам, что было бы сложно делать, будь они укрыты декоративным коробом вместе с батареей. Кроме этого, если в обычных механических термостатах все данные по изменению в окружающей среде поступают напрямую в термоголовку, то в случае с выносным датчиком он становится передатчиком, который фиксирует понижение или повышение температуры и отправляет соответствующий сигнал на рабочую часть с сильфоном.

Если устанавливается накладной механический термостат, то он крепится непосредственно на стену. Подобные устройства необходимы для регулировки нагрева воздуха при работающей системе «теплый пол» или любых электро или инфракрасных обогревателей, для котлов отопления.

Заключение

Как показала практика применения термостатов в быту, они подходят не только для отопительных котлов и радиаторов, но и весьма полезны, если источником тепла являются электрообогреватели. Как правило, это масляные, инфракрасные и конвекционные устройства, работающие от электросети. Механический термостат для настенного электрообогревателя способен превратить его в автономную систему отопления.

Какой бы ни была сфера применения ручного терморегулятора, он позволяет поддерживать в помещении нужную температуру и экономит как топливо, так и электроэнергию, и при этом доступен по цене. Это главные параметры, на которые ориентируется современный потребитель, хотя простота установки и использования так же играют немалую роль.

Терморегуляторы. Виды и работа. Применение и особенности

Для сохранения требующегося уровня температуры в нагревательных системах применяются электрические устройства, называемые терморегуляторы. Все приборы, имеющие в составе электронагревательные элементы, оборудованы электрическими терморегуляторами.

Необходимость и особенности терморегуляторов

Терморегулятор представляет собой электрическое устройство необходимое для автоматического регулирования температуры в охлаждающем и отопительном оборудовании. Они монтируются в системах обогрева, искусственного климата, охлаждающих либо морозильных системах. Широко используются в домашнем хозяйстве в обустройстве теплиц.

Цель работы терморегулятора определяется включением либо выключением нагревательных элементов какого-либо прибора при показателях температуры ниже или выше указанных соответственно. Благодаря работе терморегулирующих устройств, воздух в помещении, вода, поверхности приборов и т.п. имею стабильную температуру.

Работают все терморегуляторы, в каком бы приборе они не находились, по единому принципу. Автоматический регулятор получает данные о температуре из окружающей его среды, благодаря тому, что оснащается встроенным или выносным термодатчиком. Опираясь на полученную информацию, терморегулятор определяет, когда нужно включаться и отключаться. Чтобы исключить сбои в работе устройства, термодатчик надлежит устанавливать в помещении подальше от прямого влияния различного нагревательного оборудования, в противном случае, может возникнуть искажение показателей и, естественно, регулятор будет работать ошибочно.

Классификация терморегуляторов

Принцип работы всех устройств, регулирующих температуру одинаковый, но видов терморегуляторов очень много, и они отличаются по:

• Назначению:
  — комнатные;
  — погодные.
• Способу монтажа:
  — стенные;
  — настенные;
  — крепящиеся на DIN рейку.
• Функциональным возможностям:
  — центральное регулирование;
  — беспроводное регулирование.
• Способу управления:
  — механические;
  — электромеханические;
  — цифровые (электронные).

Также терморегуляторы отличаются техническими свойствами:

• Диапазон измерений температуры. Разные модели терморегуляторов в зависимости от модификации поддерживают температуру от -60 до 1200 °С.
• Количество каналов:
  — одноканальные. Применяются для автоматической регулировки и сохранения температуры объекта на указанном уровне. Отличаются меньшими размерами и весом от многоканальных приборов;
  — многоканальные. Выпускаются для фиксирования температуры серии стандартных термодатчиков. Их используют на производствах, лабораториях, а также в народном хозяйстве.
• Габаритные размеры:
  — компактные;
  — большие;
  — крупные.

Применение регуляторов и датчиков температуры

Терморегуляторы могут устанавливаться в жилых и промышленных помещениях. В целом можно выделить учитывающие:

• И контролирующие температуру воздуха в конкретной зоне помещения. Эти приборы относятся к категории комнатных регуляторов. Бывают аналоговые и цифровые.
• И поддерживающие температуру определённых предметов – это регуляторы для полового отопления.
• Температуру воздуха снаружи – погодные термостаты.

Регуляторы, которые эксплуатируются в промышленных помещениях, бывают двух видов:

• Индустриальные пространственные . К этим приборам относятся аналоговые стенные регуляторы, имеющие повышенную защиту.
• Индустриальные с отдельными датчиками . Это аналоговые приборы с внешними датчиками, которые могут быть настенными или устанавливаться на специальную рейку.
  Датчики могут устанавливаться на стены или в полу дома, в зависимости от их типа и назначения. Встроенные приборы монтируются в монтажную коробку прямо в стену, а приборы накладного типа просто прикрепляют на стену.

Выделяют также несколько видов датчиков по назначению:

• Датчик температуры пола.
• Датчик температуры воздуха.
• Инфракрасный датчик для пола и воздуха.

Датчик, измеряющий температуру воздуха, часто размещают на корпусе терморегулятора. Терморегуляторы с инфракрасными датчиками можно применять для контроля всей системы отопления. Эти датчики отлично подходят для установки в ванные комнаты, душевые, сауны и прочие помещения с повышенной влажностью. Сам регулятор температуры надлежит размещать обязательно в сухом месте, от переизбытка влаги он может повредиться. Правда есть модели, с повышенной герметичностью, и их монтаж в ванную ничем не опасен для них.

Регуляторы для тёплых полов отличаются своим внутренним устройством, это:

Цифровые устройства имеют хорошую стойкость к разным типам помех, поэтому исключают искажение данных и гарантируют большую точность, чем аналоговые.

Особенности функциональных возможностей электрических регуляторов температуры:

• Беспроводное регулирование (дистанционное) . Рекомендовано применять при дополнительной инсталляции греющих элементов и проведении реконструкций, когда выполнять классическую регулировку невозможно или довольно трудно. Дистанционное управление исключает дополнительные строительно-ремонтные работы при электроинсталляции (к примеру, монтаже кабельной проводки).
• Устройства программирования . Центральное (классическое) устройство позволяет производить регулирование температуры целого крупного объекта с одной точки. Для программирования регулятора используют компьютер или устройства управления. Также контроль осуществляется с помощью телефонного модема.

Принцип действия, плюсы и минусы

Механический регулятор температур считается простым и практичным устройством. Применяется в нагревательных и охладительных целях. Чаще всего представляет внешнее электроустановочное изделие, предназначенное для внутренней установки в жилые помещения в системы отопления. Внешний вид подобен стандартному запорному крану.

Специфичностью механических терморегуляторов является отсутствие электрической составляющей. Работает аппарат по особому принципу, заключающемуся в свойствах некоторых веществ и материалов менять свои механические качества от изменения температуры.

При изменении температуры до конкретно указанной, происходит разрыв или замыкание электрической цепи, что обуславливает выключение либо включение приборов для нагрева. Требуемый показатель температуры выбирается на шкале прибора путём вращения специального колесика.

Положительные моменты механических термостатов:

• Надёжность.
• Устойчивость к перепадам напряжения.
• Не подвластны сбоям электроники.
• Работают при отрицательных температурах.
• Можно эксплуатировать в условиях резких изменений температуры.
• Простое управление.
• Длительный срок службы.

Недостатки:

• Наличие погрешности.
• Вероятность появления небольших щелчков при подаче напряжения на инфракрасные нагреватели.
• Низкая функциональность.

Независимо от недостатков, они являются самыми распространёнными и встречаются в организации обогревательных систем чаще других термостатов, благодаря простому управлению и невысокой стоимости.

Эксплуатация электромеханических термостатов

Электромеханические регуляторы температуры используется в различных бытовых электроприборах. Эти изделия бывают двух модификаций:

• С биметаллической пластиной и группой контактов . Пластина, нагреваясь до определённой температуры, изгибается и размыкает контакты, из-за чего прекращается подача электротока на нагревательную спираль или ТЭН прибора. После остывания пластина прогибается обратно в своё исходное положение, контакты при этом замыкаются, возвращается подача электричества и прибор нагревается. Приборами с этими регуляторами пользуется в повседневной жизни практически каждый человек – это утюги, электроплиты, электрочайники и т.п.
• С капиллярной трубкой . Изделие состоит из трубки, наполненной газом и помещённой в ёмкость с водой, а также контактов. Принцип действия базируется на особенностях материалов расширяться при определённых температурах. Вещество, находящееся в полой трубке, начинает расширяться при разогреве воды, из-за чего возникает замыкание контакта. После охлаждения воды, контакты размыкаются, а электроприбор начинает разогреваться. Подобными регуляторами чаще всего оснащаются водонагреватели, масляные обогреватели, бойлеры.

Электромеханические терморегуляторы зарекомендовали себя как неприхотливые устройства:

• Автоматическое включение обогрева.
• Герметичность.
• Невысокая цена.

Минусы этих приборов:

• Низкая функциональность.
• Сложность добиться высокой точности регулирования.

Специфика электронных терморегуляторов

Электронные устройства очень распространены, они эксплуатируются с многими электрообогревателями. Обычно ими оборудуют общие отопительные системы и кондиционирования, а также тёплые полы.

Главные составляющие части:

• Выносной термодатчик.
• Контроллер — устройство, устанавливающее конкретный уровень температуры в доме, а также создающее команды включения и отключения нагревателя.
• Электронный ключ – контактная группа.

Датчик прибора отправляет данные о температуре контроллеру, который обрабатывает полученный сигнал и решает, требуется снижать или повышать температуру.

Виды электронных термостатов:

• Обычные терморегуляторы . В этих приборах можно выставлять желаемые пределы температуры либо точную температуру, которая будет сохраняться. Устройства оборудованы электронным дисплеем.
• Цифровые терморегуляторы :
  — С закрытой логикой. Устройства имеют неизменный алгоритм работы. Регулирование выполняется при помощи передачи команд по указанным параметрам конкретным приборам, которые были установлены заранее. Параметры задаются заранее в зависимости от нужд используемых приборов для определённой температуры. Корректировка программы этих регуляторов практически неосуществима, можно только менять основные параметры. Но именно эти термостаты наиболее часто применяют в быту.
  — С открытой логикой. Эти аппараты контролируют точный процесс обогрева помещений. Имеют расширенные настройки, благодаря чему можно поменять их алгоритм работы. Управляются кнопками или сенсорной панелью. Путём этих устройств можно включать либо отключать обогревательные системы в строго заданное время. Но их перепрограммированием должны заниматься специалисты. Эти регуляторы применяют чаще на производстве и в промышленности, чем в быту.

Программируемые термостаты удобно эксплуатировать, они открывают широкие возможности для тонкой настройки приборов на нужные температурные показатели, зависящие от требований отдельных зон помещений.

Достоинства:

• Широкий диапазон регулировок.
• Разнообразие дизайнерских решений.
• Экономия электроэнергии.
• Высокая точность.
• Эффективность.
• Безопасность при эксплуатации.

Также терморегуляторы просты в управлении и имеют не высокую стоимость, только эти два плюса не касаются регуляторов с открытой логикой. Электронные регуляторы нередко являются составной частью системы умного дома.