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.

Терморегулятор на батареи отопления

Иногда возникает необходимость подстроить температуру в каждом конкретном помещении. Сделать это можно установив терморегулятор для радиатора отопления. Это небольшое устройство, которое регулирует теплоотдачу батареи отопления. Использоваться может со всеми типами радиаторов, кроме чугунных. Один важный момент — прибор может понизить исходную температуру, но если не хватает мощности отопления, повысить он ее не может.

Конструкция терморегуляторов для радиаторов отопления

Терморегулятор для радиатора отопления состоит из двух частей — клапана (термоклапана) и термостатической головки (термостатического элемента, регулятора температуры). Выпускаются эти изделия под разные размеры труб и разные виды систем отопления. Термостатическая головка съемная, на один и тот же клапан можно ставить регуляторы разных типов и даже разных производителей — посадочное место стандартизовано.

Терморегулятор для радиатора отопления состоит из двух частей — специального вентиля (клапана) и термостатической головки (регулятора)

И клапана и регуляторы есть разные, так что перед тем как установить терморегулятор для радиатора отопления придется хоть немного ознакомиться с его строением, функциями и видами.

Термоклапан — строение, назначение, виды

Клапан в терморегуляторе по строению очень похож на обычный вентиль. Имеется седло и запорный конус, который открывает/закрывает просвет для протекания теплоносителя. Температура радиатора отопления регулируется именно таким образом: количеством проходящего через радиатор теплоносителя.

Термостатический клапан в разрезе

На однотрубную и двухтрубную разводку клапана ставят разные. Гидравлическое сопротивление вентиля на однотрубную систему намного ниже (как минимум, в два раза) — только так можно ее сбалансировать. Перепутать вентили нельзя — греть не будет. Для систем с естественной циркуляцией подходят вентили для однотрубных систем. При их установке гидравлическое сопротивление, кончено, возрастает, но работать система сможет.

На каждом клапане есть стрелка, указывающая движение теплоносителя. При монтаже его устанавливают так, чтобы направление потока совпадало со стрелкой.

Из каких материалов

Изготавливают корпус вентиля из стойких к коррозии металлов, часто дополнительно покрывают защитным слоем (никелируют или хромируют). Есть клапана из:

• бронзы (с никелевым и хромированным покрытием);
• латуни (покрывают слоем никеля);
• нержавеющей стали.

Корпуса обычно латунные или бронзовые с никелевым или
хромированным покрытием

Понятное дело, что нержавейка — лучший вариант. Она химически нейтральна, не корродирует, не вступает в реакции с другими металлами. Но стоимость таких клапанов велика, найти их сложно. Бронзовые и латунные вентили примерно одинаковы по сроку службы. Что в этом случае важно — это качество сплава, а за ним тщательно следят известные производители. Доверять или нет неизвестным — вопрос спорный, но есть один момент, который лучше отследить. На корпусе обязательно должна присутствовать стрелка, указывающая направление потока. Если ее нет — перед вами совсем дешевое изделие, которое лучше не покупать.

По способу исполнения

Так как радиаторы устанавливаются разными способами, клапана делают прямыми (проходными) и угловыми. Выбираете тот тип, который в вашу систему станет лучше.

Прямой (проходной) клапан и угловой

Название/фирма	Для какой системы	Ду, мм	Материал корпуса	Рабочее давление	Цена
Данфос, угловой RA-G с возможностью настройкой	однотрубной	15 мм, 20 мм	Никелированная латунь	10 Бар	25-32 $
Данфос, прямой RA-G с возможностью настройкой	однотрубной	20 мм, 25 мм	Никелированная латунь	10 Бар	32 — 45 $
Данфос, угловой RA-N с возможностью настройкой	двухтрубной	15 мм, 20 мм. 25 мм	Никелированная латунь	10 Бар	30 — 40 $
Данфос, прямой RA-N с возможностью настройкой	двухтрубной	15 мм, 20 мм. 25 мм	Никелированная латунь	10 Бар	20 — 50 $
BROEN , прямой с фиксированной настройкой	двухтрубной	15 мм, 20 мм	Никелированная латунь	10 Бар	8-15 $
BROEN , прямой с фиксированной настройкой	двухтрубной	15 мм, 20 мм	Никелированная латунь	10 Бар	8-15 $
BROEN ,угловой с возможностью настройкой	двухтрубной	15 мм, 20 мм	Никелированная латунь	10 Бар	10-17 $
BROEN ,угловой с возможностью настройкой	двухтрубной	15 мм, 20 мм	Никелированная латунь	10 Бар	10-17 $
BROEN , прямой с фиксированной настройкой	однотрубной	15 мм, 20 мм	Никелированная латунь	10 Бар	19-23 $
BROEN , угловой с фиксированной настройкой	однотрубной	15 мм, 20 мм	Никелированная латунь	10 Бар	19-22 $
OVENTROP , осевой	1/2″	Никелированная латунь, покрытая эмалью	10 Бар	140 $

Термостатические головки

Термостатические элементы на терморегуляторы отопления есть трех типов — ручные, механические и электронные. Все они выполняют одни и те же функции, но по-разному, предоставляют разный уровень комфорта, имеют разные возможности.

Ручные

Ручные термостатические головки работают как обычный кран — поворачиваете регулятор в ту или другую сторону, пропуская большее или меньшее количество теплоносителя. Самые дешевые и самые надежные, но не самые удобные устройства. Чтобы изменить теплоотдачу надо вручную крутить вентиль.

Ручная термоголовка — самый простой и надежный вариант

Данные устройства совсем недороги, их можно поставить на входе и на выходе радиатора отопления вместо шаровых кранов. Регулировать можно будет любым из них.

Механические

Более сложное устройство, которое поддерживает заданную температуру в автоматическом режиме. Основа термостатической головки этого типа — сильфон. Это небольшой эластичный цилиндр, который заполнен температурным агентом. Температурный агент — это газ или жидкость, которые имеют большой коэффициент расширения — при нагревании они сильно увеличиваются в объеме.

Устройство терморегулятора на радиатор отопления с механической термостатической головкой

Сильфон подпирает шток, перекрывающий проходное сечение клапана. Пока вещество в сильфоне не нагрелось, шток поднят. По мере повышения температуры, цилиндр начинает увеличиваться в размерах (расширяется газ или жидкость), он давит на шток, который все больше перекрывая проходное сечение. Через радиатор проходит все меньше теплоносителя, он понемногу остывает. Остывает и вещество в сильфоне, из-за чего цилиндр уменьшается в размерах, шток поднимается, теплоносителя через радиатор проходит больше, он начинает немного разогреваться. Далее цикл повторяется.

Газовый или жидкостный

При наличии такого устройства температура в помещении довольно поддерживается точно +- 1°C, но вообще дельта зависит от того, насколько инертным является вещество в сильфоне. Он заполняться может каким-то газом или жидкостью. Газы быстрее реагируют на изменения температуры, но технологически их производить сложнее.

Жидкости чуть медленнее изменяют объемы, но их производить проще. В целом, разница в точности поддержания температуры — порядка полу градуса, что заметить практически невозможно. В результате большая часть представленных терморегуляторов для радиаторов отопления оснащена термоголовками с жидкостными сильфонами.

С выносным датчиком

Устанавливаться механическая термостатическая головка должна так, чтобы она была направлена в комнату. Так измеряется температура точнее. Так как имеют они довольно приличные размеры, такой способ установки возможен не всегда. Для этих случаев можно поставить терморегулятор для радиатора отопления с выносным датчиком. Температурный датчик соединяется с головкой при помощи капиллярной трубки. Расположить его можно в любой точке, в который вы предпочитаете измерять температуру воздуха.

С выносным датчиком

Все изменения теплоотдачи радиатора будут происходить в зависимости от температуры воздуха в комнате. Единственный минус такого решения — высокая стоимость таких моделей. Но температура поддерживается точнее.

Название/фирма	Диапазон настроек	Диапазон рабочих температур	Тип управления	Функции/назначение	Тип соединения	Цена
Danfoss living eco	от 6°C до 28°C	от 0°C до 40°C	Электронный	Программируемый	RA И M30X1,5	70$
Danfoss RA 2994 с газовым сильфоном	от 6°C до 26°C	от 0°C до 40°C	Механический	Для любых радиаторов	клипсовое	20$
Danfoss RAW-K с жидкостным сльфоном	от 8°C до 28°C	от 0°C до 40°C	Механический	Для стальных панельных радиаторов	M30x1,5	20$
Danfoss RAX с жидкостным сльфоном	от 8°C до 28°C	от 0°C до 40°C	Механический	Для дизайн-радиаторов белый, черный, хромирванный	M30x1,5	25$
HERZ H 1 7260 98 с жидкостным сльфоном	от 6°C до 28°C	Механический	М 30 х 1,5	11$
Oventrop «Uni XH» с жидкостным сльфоном	от 7°C до 28°C	Механический	с нулевой отметкой	М 30 х 1,5	18$
Oventrop «Uni CH» с жидкостным сльфоном	от 7°C до 28°C	Механический	без нулевой отметкой	М 30 х 1,5	20$

Электронные

По размерам электронный терморегулятор для радиатора отопления еще больше. Термостатический элемент еще больше. В нем кроме электронной начинки устанавливаются еще и две батарейки.

Электронные терморегуляторы на батареи отличаются большими размерами

Движением штока в клапане в этом случае управляет микропроцессор. Данные модели имеют довольно большой набор дополнительных функций. Например, возможность по часам выставлять температуру в помещении. Как это модно использовать? Врачи давно доказали, что спать лучше в прохладном помещении. Потому на ночь можно запрограммировать температуру пониже, а к утру, когда придет время просыпаться, ее можно выставить выше. Удобно.

Недостаток этих моделей — большой размер, необходимость следить за разрядом батарей (хватает на несколько лет эксплуатации) и высокая цена.

Как правильно установить

Ставят терморегулятор для радиатора отопления на входе или на выходе отопительного прибора — разницы нет, работают с одинаковым успехом в обоих положениях. Как выбрать место, где установить?

По рекомендуемой высоте установки. Такой пункт есть в технических характеристиках. Каждое устройство проходит на заводе настройку — их калибруют под контроль температуры на определенной высоте и обычно это — верхний коллектор радиатора. В таком случае теплорегулятор установлен на высоте 60-80 см, его удобно при необходимости регулировать вручную.

Схемы установки теплорегуляторов для радиаторов

Если у вас нижнее седельное подключение (трубы подходят только снизу), есть три варианта — искать устройство с возможностью установки внизу, поставить модель с выносным датчиком или перенастроить термоголовку. Процедура несложная, описание должно быть в паспорте. Всего-то и нужно, что иметь термометр и покрутить в определенные моменты головку в одну, потом в другую сторону.

Установка стандартная — на фум-ленту или льняную подмотку с упаковочной пастой

Сам процесс установки стандартный. На клапане имеется резьба. Под нее подбираются соответствующие фитинги или на металлической трубе нарезается ответная резьба.

Один важный момент, о котором должны помнить те, кто хочет поставить терморегулятор для радиатора отопления в многоквартирных домах. Если у вас однотрубная разводка, их можно установить только при наличии байпаса — участка трубы, который стоит перед батареей и соединяет две трубы между собой.

Если у вас похожая разводка (трубы справа может не быть) наличие байпаса обязательно. Терморегулятор ставить ставят сразу за радиатором

В противном случае вы регулировать будете весь стояк, что точно не понравится вашим соседям. За такое нарушение могут выписать очень даже солидный штраф. Потому, лучше поставить байпас (если нет).

Как отрегулировать (перенастроить)

Все терморегуляторы проходят на заводе настройку. Но установки у них стандартные и могут не совпадать с вашими желаемыми параметрами. Если вас что-то не устраивает в работе — хотите, чтобы было теплее/холоднее, можно терморегулятор для радиатора отопления перенастроить. Делать это надо при работающем отоплении. Понадобиться термометр. Его вешаете в той точке, где будете контролировать состояние атмосферы.

• Закрываете двери, ставите головку термостата в крайнее левое положение — полностью открыто. Температура в помещении начнет повышаться. Когда она станет на 5-6 градусов выше желаемой вами, поворачиваете регулятор до упора вправо.
• Радиатор начинает остывать. Когда температура упадет до того значения, которое вы считаете комфортным, начинаете медленно поворачивать регулятор вправо и прислушиваться. Когда услышите, что теплоноситель зашумел, а радиатор начал прогреваться, останавливайтесь. Запомните какая цифра выставлена на рукоятке. Ее и надо будет выставлять для достижения требуемой температуры.

Отрегулировать терморегулятор для батареи отопления совсем несложно. И повторять это действие можно несколько раз, меняя настройки.