Таймер для циркуляционного насоса в системе отопления

Сейчас во многих частных домах используют жидкостную систему отопления, состоящую из отопительного котла иотопительных радиаторов (батарей). Сделать систему жидкостного отопления на самотоке так, чтобы все радиаторы нагревались равномерно довольно сложно (нужны трубы большого диаметра, нужно соблюсти все уклоны и прочие важные мелочи).

Поэтому, обычно идут более простым путем, и устанавливают циркуляционный насос на подводящую к отопительному котлу трубу. Насос создает напор воды, обеспечивая равномерный нагрев всех радиаторов.

Обычно, цикруляционный насос работает постоянно, но это не всегда имеет смысл, особенно если отапливаемый дом маленький и одноэтажный. Достаточно включать насос на 10-15 минут один раз в 1-2 часа, чтобы поддерживать равномерную температуру нагрева отопительных батарей.

Принципиальная схема

На рисунке 1 показана схема таймера, с помощью которого можно таким образом организовать работу насоса. Впрочем, этот таймер можно применить и по другому назначению. Таймер позволяет выставить интервал от 30 минут до 1 часа 30 минут, и время работы насоса от 10 минут до 30 минут.

На выходе — реле, которое и служит для включения насоса.

Рис. 1. Схема реле времени (таймера) для управления насосом системы отопления.

Схема построена на двух микросхемах CD4060B. Это 14-разрядные двоичные счетчики со схемами задающих генераторов.

Интервал отмеряет схема на микросхеме D1. Примем за исходную точку нулевое состояние счетчика микросхемы D1. При этом, на всех её выходах нули, в том числе и на старшем выходе — выводе 3. Нуль с вывода 3 D1 подается на составной транзистор VT2-VT3, который нагружен на обмотку реле К1.

Кроме того, нуль с вывода 3 D1 поступает на базу транзистора VT1, и он закрывается. При этом, на его коллекторе напряжение высокого уровня, и оно поступает на вывод 12 счетчика D2, который отмеряет продолжительность работы насоса. Значит D2 тоже в нулевом состоянии, и нуль с его старшего выхода (вывод 3) поступает на вывод 12 D1.

Элементами задающего генератора микросхемы D1 являются конденсатор С1 и резисторы R2 и R3, которыми задается частота его работы. Генератор работает и импульсы с него поступают внутри микросхемы D1 на счетчик. То, как быстро появится логическая единица на выводе 3 D1 зависит от частоты генератора. А частоту можно регулировать переменным резистором R1. Величины R2, R3, С1

такие, что регулировка получается примерно таким образом, что время появления единицы на выводе 3 D1 можно установить от 30 минут до 1 часа 30 минут. Так вот, спустя это время, на выводе 3 D1 появляется логическая единица. Транзисторы VT2 и VT3 открываются и чрез них поступает ток на обмотке реле К1.

Это реле должно включать насос. В то же время, единица с вывода 3 D1 поступает на базу транзистора VТ1, он открывается, и напряжение на его коллекторе падает. Теперь на выводе 12 D2 логический ноль, и этот счетчик начинает считать импульсы, вырабатываемые его генератором.

Элементами задающего генератора микросхемы D2 являются конденсатор С2 и резисторы R7 и R8, которыми задается частота его работы. Частоту можно регулировать переменным резистором R1. Величины R7, R8, С2 такие, что регулировка получается примерно таким образом, что время появления единицы на выводе 3 D2 можно установить от 10 минут до 30 минут.

Так вот, спустя это время, на выводе 3 D2 появляется логическая единица. Эта единица поступает сразу же на вывод 12 D1, и обнуляет счетчик микросхемы D1. При этом на её старшем выходе — выводе 3 будет ноль. Ноль с вывода 3 D1 подается на транзисторы VТ2-VT3, они закрываются и перестают подавать ток на обмотку реле К1. Реле К1 отключает циркуляционный насос. Кроме того, нуль с вывода 3 D1 поступает на базу транзистора VТ1, и он закрывается.

При этом, на его коллекторе напряжение высокого уровня, и оно поступает на вывод 12 счетчика D2, обнуляя его. Далее, все повторяется циклически.

Таймер управляет циркуляционным насосом

В индивидуальной системе жидкостного отопления для равномерного распределения тепла по отопительным радиаторам применяют циркуляционные насосы, которые ускоряют циркуляцию нагретой воды по трубам и радиаторам.

Насос питается от электросети, потребляя значительную мощность. Но в небольшом одноэтажном здании нет никакой необходимости в том, что насос работал постоянно, круглосуточно. Вполне достаточно его включать минут на 8-10 один раз в час-полтора.

Здесь приводится схема несложного в повторении таймера, который включает насос на 9 минут 30 секунд через каждые 1 час 15 минут. Временные интервалы именно такие не потому что именно только так надо, а потому что так было легче сделать в схемотехническом смысле, используя в качестве основы схемы популярный двоичный счетчик К561ИЕ16 (CD4020) и мигающий индикаторный красный светодиод в качестве тактового генератора импульсов.

HL1 – мигающий светодиод, неизвестной автору марки. Он красный и мигает с частотой около 1,8 Hz (как и большинство других мигающих светодиодов). Когда светодиод мигает, напряжение на нем меняется от 1,7V до напряжения питания схемы 5V. Получаются импульсы, которые поступают на вход счетчика D1. При частоте 1,8 Hz логическая единица на выводе 3 микросхемы появляется примерно через 1 час 15 минут после нулевого состояния всего счетчика.

При этом единица с вывода 3 поступает на затвор полевого транзистора VT1, и он открывается. Реле К1 включает циркуляционный насос. В тот момент, когда на выводе 3 D1 появляется единица, на всех его других выходах нули. Теперь, еще примерно через 9 минут 30 секунд появляется логическая единица на выводе 15 D1. Оба диода VD1 и VD2 оказываются открытыми, и на вывод 11 D1 через R3 поступает напряжение питания. Счетчик обнуляется и транзистор VT1 закрывается. а реле К1 выключает насос.

Конденсатор С1 вместе с резистором R2 служит фильтром, который подавляет короткие помеховые импульсы, которые могут быть на светодиоде в моменты его зажигания и гашения. Конденсатор С2 вместе с прямым сопротивлением диодов VD1 и VD2 подавляет короткие помеховые импульсы, которые могут быть на выходах счетчика.

Резистор R4 служит для подавления помеховых импульсов от заряда и разряда затвора полевого транзистора при его открытии/закрытии. Диод VD3 подавляет помеховые импульсы от индукции обмотки катушки реле. Цепь C3-R5 подавляет помеховые импульсы от скачка тока при включении / выключении реле. Реле с обмоткой на 5V. Источник питания – стандартный сетевой адаптер для зарядки сотового телефона.

Монтаж и налаживание

Монтаж схемы, за исключением реле и переменных резисторов, выполнен на печатной плате, показанной на рис.2. Реле К1 — РЭС-22 с обмоткой на 12V.

Рис. 2. Печатная плата схемы управления насосом для системы отопления.

Все его четыре контактные группы включены параллельно. Можно применить и современное реле, при этом важно чтобы его обмотка была на 12V, а контакты на 220V и ток, достаточный для включения насоса (обычно циркуляционный насос небольшой мощности, 35-65W, так что, тока контактов в 1А вполне достаточно). Налаживание сводится к разметке вокруг ручек переменных резисторов.

Мазимов Д. Д. РК-12-16.

Схема таймера

Сетевое напряжение, подаваемое на первичную обмотку трансформатора ТС-6/63, снижается до эффективного значения около 12 В. Выпрямительные диоды D1, D2, D3, D4 — это мост диодный, в котором происходит выпрямление. Интегральная микросхема 7809 стабилизирует напряжение до 9 В, конденсаторы С1, С2, С3, С4 идут для фильтрации напряжения. Резистор R1 ограничивает ток светодиода LED1, который информирует о включенном контроллере. Основным элементом контроллера является микросхема NE555. Видно, что тут он адаптирован к нестабильной работе. Конденсаторы C6, C10 заряжаются резисторами R4, R2, P1, P2, поэтому время срабатывания будет зависеть от значения обоих регулируемых резисторов.

График сигнала на 3 выводе м/с выглядит следующим образом:

Элементы R5, D5, R6, Q1 выполняют функцию инвертора, выход которого выглядит уже так:

Значение резистора R7 устанавливает значение тока базы транзистора Q2. Резистор R8 ограничивает ток светодиода LED2, который информирует о включенном насосе. Диод D6 имеет связь с катушкой реле для поддержания непрерывности тока катушки и защиты от высокого напряжения.

Схема подключения циркуляционного насоса через термостат выглядит следующим образом

Сама отопительная система на схеме примитивная, представлена для общего понимания работы термостата, но из нее видно, что на трубу отопления, у котла, устанавливается трубный термостат, измеряющий температуру трубы, и в зависимости от неё включает или выключает циркуляционный насос.

Так же, если вы не найдете специальный трубный термостат (как на схеме), можно использовать обычный, комнатный термостат, с выносным датчиком температуры, который закрепляется на трубе.

Другие схемы подключения циркуляционного насоса через термостат, например, для регулировки температуры в помещении, чаще всего использовать нельзя. И хотя кажется логичным отключать циркуляцию горячей воды (или другого теплоносителя) когда в помещении становится слишком жарко и наоборот включать, когда холодно, такой подход неверный. В этом случае термостат должен управлять котлом, включая и выключая его в случае необходимости, а не насосами, гоняющими теплоноситель по системе.

Схема подключение циркуляционного насоса через источник бесперебойного питания (ИБП)

Еще одна важная задача при создании системы отопления дома — это обеспечение её максимальной автономности и общей надежности работы.
Для энергонезависимых систем отопления, сердцем которых являются газовые или твердотопливные котлы, потребляющие мало электроэнергии, такое решение кроется в реализации схемы подключения циркуляционных насосов через источники бесперебойного питания.

При этом автономность системы повышается многократно. Знакомые многим отключения электроэнергии в частном секторе, которые как назло случаются самыми холодными, темными ночами и приводят к замораживанию и часто разрушению как системы отопления, так и всего дома, теперь вам практически не страшны.

Зачем нужен термостат для отопления (терморегулятор, комнатный термостат)?

Термостат для котла отопления — прибор, регулирующий работу котла в зависимости от температуры воздуха в помещении, именно воздуха, а не температуры теплоносителя в системе. Ну и в чем же разница? А в том, что частота включений котла сокращается на порядок, т.к. воздух в помещении остывает намного медленнее, чем вода в системе отопления, соответственно котел от команды терморегулятора включается гораздо реже, т.е. увеличивается срок эксплуатации отопительного котла, к тому же терморегулятор отключает не только горелку, а и циркуляционный насос — прямая экономия! Если использовать термостаты для системы отопления то экономия энергоресурсов (топливо,электроэнергия т.д.) составит от 15% до 30%. Как обычно регулируют температуру в помещении с котлом, не оборудованным термостатом? Правильно, вручную, увеличивая или уменьшая температуру теплоносителя в системе отопления. Котел включается или выключается в зависимости от того, достигла ли вода в системе отопления заданной температуры. При изменении температуры на улице опять необходимо подрегулировать температуру на котле вручную. Следствие — очень частые пуски котла на небольшой период времени, при этом циркуляционный насос котла работает постоянно, в не зависимости от того работает горелка или нет, соответственно увеличивая расход электроэнергии. Рассмотрим обычные ситуации, когда температура в помещении становится некомфортной из-за того, что в системе генерации тепла не установлен терморегулятор для котла отопления. Изменилась погода на улице, собралось много людей в доме, солнце начало греть комнату через окно и т.д. – надо регулировать котел, т.к. в помещении станет или слишком жарко или слишком холодно. При применении термостата для отопления котел и циркуляционный насос не включаются, т.к. терморегулятор не дает команды на включение горелки, ведь он измеряет температуру воздуха, а не теплоносителя в системе! Термостаты для системы отопления работают очень просто. При понижении температуры воздуха на 0,25 — 1°С от заданной Вами (порог срабатывания зависиит от конкретной модели), термостат дает команду на включение котла или насоса, при достижении заданной температуры воздуха термостат отключает котел и насос. Котлы, необорудованные термостатом, бесполезно расходуют до 15 — 30% энергии! При использовании термостатов экономия по расходу газа составляет около 25%, плюс еще 30 — 40 кВт экономии электроэнергии в месяц, плюс уменьшение износа котла. Выводы делать Вам…

Реле времени для насоса циркуляционного— отличный способ сэкономить

Таймер для циркуляционного насоса — очень важный элемент в системе автоматики. Как он работает? На чем поможет сэкономить? Как его настроить? Какой тип выбрать? Давайте рассмотрим.

Что такое реле времени

Простыми словами, это устройство, которое программирует промежутки запуска/остановки насосов и прочего электрооборудования. Реле автоматизирует работу систем отопления, кондиционирования и других систем.

Принцип работы

Установка замыкает/размыкает электрическую цепь, в согласии с заданными параметрами. Это могут быть как равные, так и отличные по продолжительности отрезки времени. В результате таймер контролирует работу электрических элементов, самостоятельно приостанавливая или запуская их.

Некоторые модификации реле времени для насоса циркуляционного могут управлять двумя электроцепями. Соответственно, они могут одновременно контролировать два прибора, подавая на них разное напряжение. Управляющий элемент запускает насос не сразу, а спустя какое-то время после включения питания.

Нужно ли экономить на таймере

В домах и квартирах с индивидуальным отоплением нередко случается так, что горячая вода в стояке застаивается и остывает. Когда владелец открывает кран, ему приходится подождать, пока холодная вода сбежит, а кипяток проделает длинный путь от бойлера.

Чтобы решить эту проблему, стояк закольцовывают трубой небольшого диаметра. В систему устанавливают циркуляционный насос. Прибор перекачивает жидкость по кругу, каждый раз возвращая ее в бойлер. Теплая вода снова нагревается и подается к крану.

Насос обладает небольшой мощностью. Но, все же, на протяжении месяца накапливается круглая сумма за электроэнергию. Благодаря реле, можно настроить оптимальный режим для работы отопления. Насос будет запускаться время от времени, обеспечивая хороший нагрев ТЭНов и быструю циркуляцию жидкости в системе.

Владелец сможет настроить режимы работы насоса по своим потребностям. Например, горячую воду не всегда обязательно подавать ночью, а интервалы работы могут быть в три раза меньше промежутков отдыха. Это позволяет экономить энергию в 2-5 раз.

Кроме того, такой нехитрый способ позволит значительно продлить ресурс самого насоса. Для отопления больших домов потребуется более мощное оборудование, а суточный таймер даст ему возможность отдыхать.

В каких сферах используют реле времени

Прекрасные свойства реле используются в системах:

• Полива. Превосходит ручное управление поливом. Препятствует излишнему увлажнению и высыханию грунта.
• Кондиционирования. Перекачивает и смешивает жидкости.
• Отопления и водоснабжения. Равномерно нагревает все радиаторы и обеспечивает постоянно горячую воду в душе или кране.

Разновидности реле

Существует две основных категории реле времени для насоса отопления:

• РВ-ОО управляют электроцепями после снятия напряжения. Используются в автоматизации отопления и для перекачивания жидкостей. Оснащаются тремя или четырьмя диаграммами, а также тремя диапазонами.
• РВ-ОВ нацелены на контроль над электроцепями после подачи питания. Применяются в насосных станциях и насосах. Полная автоматизация наполнения гидробака. Оснащены двумя отдельными диаграммами и пятью диапазонами.

Корпус таймера для насоса отопления сделан пластика, который не боится ударов. Реле оснащено удобным креплением на DIN-рейку.

По принципу работы различают также несколько типов реле:

• Электронные. Работа за счет электросхем. Высокая точность. Ресурс 30 000 часов.

• Пневмо. Механический принцип формирования временных режимов. Нет необходимости в источниках питания. Сниженная точность. Срок службы 1 000 часов.
• Моторные. Оснащены электродвигателем с редуктором. Точность зависит от частоты в сети.

Как настроить реле

Прибор подключается к месту разрыва электрической цепи исполняющего элемента. Перед тем, как настроить реле времени для предотвращения заклинивания насоса отопления, стоит учесть несколько простых требований:

• аналоговый контроллер;
• интервал выключения длительнее промежутка работы;
• возможность настройки времени вкл/выкл;
• доступность используемых радиодеталей.

Настроить временные промежутки можно на панели управления. Рабочие значения разбиты на диапазоны: 0,1 с, 1 с, 0,1 мин, 1 мин или 0,1 ч. Интервал устанавливается путем суммирования этих значений.

Важно! Перед тем, как изменить диапазон, реле необходимо выключить.

Подробнее о настройке реле смотрите в видео:

Коротко о главном

Если вы хотите, чтобы в вашем кране всегда была горячая вода, а батареи всегда были равномерно теплыми, стоит задуматься над покупкой реле времени для системы отопления. Это позволит не только сэкономить на электроэнергии, но и продлить ресурс циркуляционного насоса. Вы сможете легко настроить интервалы автоматического включения/выключения прибора.

Как по-вашему, сколько можно сэкономить с помощью такого реле времени?