Электрическая схема терморегулятора теплого пола

На сегодняшний день система электрического теплого пола является одной из самых комфортных для человека. Нагретый воздух поднимается вверх от самого основания. Поэтому самые высокие его температуры наблюдаются на расстоянии до 50 см от пола. Под потолком они будут ниже.

Принцип работы любого конвектора или радиатора заключается в направлении потока теплых масс под потолок при том, что внизу будет концентрироваться уже остывший воздух. Электрический теплый пол из-за этой особенности является экономически выгодным.

Для управления его работой используют терморегулятор. Они бывают различных типов. Однако схема терморегулятора имеет у всех моделей общий принцип. Чтобы осуществить установку своими руками, необходимо рассмотреть эту процедуру подробнее.

Общие сведения

Ни одна система теплого пола не может обойтись без терморегулятора, схема подключения которого идентична практически в любой модели. Если это устройство не использовать, а подключить нагревательный провод напрямую, система достигнет предела своей рабочей температуры. Это пагубно влияет на стяжку, а в случае с деревянным полом приведет к его деформации.

Также следует учесть, что ни один производитель электрических теплых полов не дает гарантии на свое изделие, если не будет установлено устройство управления нагревом. Поэтому схема терморегулятора должна быть изучена перед проведением обустройства обогрева пола.

Причем в этом случае не подойдет обычный таймер или диммер. Использовать в электрической схеме разрешается только предназначенные для этого терморегуляторы. Они имеют в комплекте датчик, измеряющий температуру.

Виды терморегуляторов

Существуют различные виды систем теплого пола и самих терморегуляторов, которые производители допускают монтировать своими руками в соответствии с инструкцией.

Теплый пол может быть кабельным, матовым или инфракрасным. Первые две системы бывают одножильные и двужильные. Для каждой из них существуют свои особенности установки. Инфракрасный теплый пол схож по принципу подключения с двужильным кабелем. Поэтому схема подключения терморегулятора для этих двух разных видов идентична (чего нельзя сказать о монтаже самой системы).

Терморегуляторы же различаются по способу управления на механические, цифровые и программированные, а по способу измерения нагрева — на устройства с датчиком воздуха, пола или комбинированные. Для этих разновидностей также существуют определенные условия установки.

Что важно при выборе устройства

Первоначально при совершении покупки устройства управления нагревом следует обратить внимание на его предельную нагрузку. Чаще всего в продаже представлены приборы, рассчитанные на 16 А. Это приблизительно 3,7 кВт.

Но есть устройства, рассчитанные на меньшую нагрузку. Следует соотносить мощность электрического теплого пола с предельной нагрузкой терморегулятора.

Самым комфортным признан прибор, имеющий в своем составе одновременно датчик измерения температуры пола и воздуха. Но чаще всего в изделии предусмотрена только одна точка замера.

Схема подключения терморегулятора теплого пола с датчиком покрытия и двойным комплектом идентичны. Но если прибор имеет встроенный измеритель нагрева воздуха в помещении, у него будет на две клеммы меньше, чем у предыдущих разновидностей.

Типы управления

Для каждого типа помещения следует выбирать определенный тип регулятора нагрева. Для ванной комнаты лучше приобретать механические разновидности.

Схема подключения терморегулятора теплого пола чаще всего предполагает установку этого прибора возле розетки внутри помещения. В ванной часто сыро, бывают значительные перепады температур. Устройства с цифровыми дисплеями в подобных условиях проработают меньше.

Поэтому здесь актуально механическое управление. В кухне, комнате или коридоре можно установить цифровой терморегулятор, который будет показывать на экране уровень нагрева.

В продаже существуют программированные устройства. Им задают температуру по времени. По этой программе он работает неделю, затем цикл повторяется. Схема подключения терморегулятора не различается по типу управления.

Тип монтажа

Существуют приборы, которые устанавливаются накладным или врезным способом. В первом случае не придется штробить в стене каналы для проводов и для монтажной коробки. Но прибор будет выступать над стеной, а провода будут проходить под коробом.

Скрытый монтаж предполагает установку врезным способом. Если ремонт в разгаре, лучше отдать предпочтение этому методу. Схема терморегулятора пола будет идентична в обоих случаях, но эстетичнее выглядят врезные модели.

Принцип подключения проводов

В зависимости от типа терморегулятора совершатся определенный тип подключения. Он четко указан в инструкции от производителя. Электрическая схема терморегулятора может иметь 4, 6 или 7 клемм.

В первом случае подключается устройство, обладающее воздушным датчиком. Две клеммы (номер указан в инструкции) предназначены для проводов теплого пола. Коричневый проводник подключается в отсек L (фаза) для нагревательной системы, а синий — на N (ноль). Коммуникации от сети также присоединяют в соответствии с полярностью.

Если же клемм у устройства 6, значит, в комплект входит датчик. Он подсоединяется без учета полярности в указанные производителем разъемы.

Седьмая клемма предназначена для заземления (желто-зеленый провод). Если в доме оно есть, но соответствующего разъема прибор не имеет, следует производить подключение вне корпуса. А если заземления в доме нет, желто-зеленый провод пола зануляется.

Некоторые рекомендации

Схема терморегулятора своими руками предполагает не только правильное подсоединение проводов. Выносной датчик (если он есть в комплекте) устанавливается в гофротрубу. Ее край в полу изолируется. Так датчик при необходимости можно будет достать.

Уровень установки должен быть не ниже 50 см от пола. Если же в нем есть датчик воздуха, высота монтажа должна быть не меньше 1,5 м.

Если у хозяев есть маленькие дети, необходимо приобретать модели со специальной защитой. Это будет гарантией, что чадо не настроит терморегулятор самостоятельно.

Монтаж своими руками

Накладные модели крепятся к стене, не потребуется штробить каналы. Заслуживает внимания схема терморегулятора врезного. Обычно рядом с розеткой или выключателем просверливается место под монтажную коробку.

Далее к полу штробится канал для датчика и проводов нагревательной системы. Питание подводится от проводников розетки или выключателя (их не придется тянуть от щитка). Терморегулятор устанавливается в подрозетник в разобранном виде.

У механических моделей необходимо аккуратно снять колесико регулировки, раскрутить болт и отложить в сторону верхнюю панель.

Если это устройство с дисплеем, снимается верхняя панель (технология описана в инструкции). Подсоединив по схеме все провода при выключенном питании сети, прибор вставляется в подрозетник. Каналы закрываются. Одевается верхняя панель и тестируется работа устройства.

Изучив, как выглядит схема терморегулятора для теплого пола, можно быстро и качественно самостоятельно выполнить подключение .

Простой терморегулятор своими руками

Огромное количество электрических приборов, используемых в быту и промышленности, основывают свою работу на определении уровня температуры окружающей среды. Измерительный элемент в них представляет собой датчик температуры, срабатывающий при нагревании или охлаждении до установленного уровня. Их можно приобрести в большинстве магазинов, ими комплектуются духовки, контроллеры и прочие устройства, но гораздо интереснее изготовить терморегулятор своими руками.

Пример простого терморегулятора

Далее мы рассмотрим принцип действия и варианты изготовления такой самоделки.

Немного теории

Любой терморегулятор конструктивно включает в себя три основных блока:

Теоретически температурный датчик можно представить набором из четырех сопротивлений, среди которых три резистора будут представлены элементами с постоянными электрическими параметрами, а четвертый переменным. Они собираются в схему измерительного полуплеча, приведенную на рисунке 1 ниже:

Рис. 1. Датчик из полуплеча резисторов

На схеме показан принцип соединения резисторов для получения температурного датчика. Как видите, сопротивление R2 является переменным и меняет физическую величину в соответствии с изменениями температуры окружающей среды. При подаче одного и того напряжения питания в терморегуляторе, при изменении сопротивления в плече будет возрастать ток в цепи.

На основании изменений происходит анализ температурных колебаний в результате которого рабочий орган вызывает срабатывание терморегулятора и последующее отключение или включение оборудования.

Для измерения сопротивления резисторов в качестве логического элемента устанавливается микросхема, работающая в режиме компаратора. Ее задача сравнить электрические сигналы в двух плечах. Пример схемы регулятора температуры приведен на рисунке:

Рис. 2. Принципиальная схема терморегулятора

Здесь блок микросхемы U1A принимает сигналы от измерителя температуры на входы 2 и 3. При достижении температуры срабатывания, в плечах начнет протекать разный ток, и компаратор выдаст на управляющий элемент электронного терморегулятора сигнал о включении.

При остывании датчика термометра ток в плечах терморегулятора уравняется, и электронный блок выдаст управляющий сигнал на отключение. Приведенная электронная схема работает в двух устойчивых состояниях – отключенном и включенном, чередование рабочих режимов происходит в соответствии с заданной логикой.

Эта схема терморегулятора используется в работе куллера персонального компьютера, получая электроснабжение от блока питания, происходит сравнение тока в плечах. Когда блок питания перегреется, терморегулятор переведет транзистор в противоположное состояние и вентилятор запустится.

Такой принцип может применяться не только в вентиляторах, но и в ряде других устройств:

• для контроля работы электрического отопления по температурным показаниям в помещении;
• для установки уровня температуры в самодельном инкубаторе;
• при подключении теплого пола для контроля его работы;
• для установки температурного диапазона работы двигателя, с принудительным охлаждением или отключением системы при достижении граничного значения температуры;
• для паяльных станций или ручных паяльников;
• в системах охлаждения и холодильном оборудовании с логикой снижения температуры в определенных пределах;
• в духовках, печах как бытового, так и промышленного назначения.

Сфера применения терморегулятора ничем не ограничена, везде, где вы хотите получить контроль уровня температуры в автоматическом режиме с управлением питания, такое устройство станет отличным помощником.

Обзор схем

В зависимости от типа элементов, входящих в состав терморегулятора, различают механические и цифровые терморегуляторы. Работа первых основана на срабатывании реле, вторые имеют электронный блок, управляющий процессами. Примеры работы нескольких схем рассмотрим далее.

Рис. 3. Схема терморегулятора №1

На приведенной схеме измерение происходит за счет резисторов R1 и R2, при температурных колебаниях переменный резистор R2 изменит величину падения напряжения. После чего через усилитель терморегулятора, представленный парой транзисторов, начнется протекание электротока через катушку реле K1.

Когда величина тока в соленоиде создаст магнитный поток достаточной силы, сердечник притянется и переключит контакты в другое положение. Недостатком такого терморегулятора является наличие магнитопроводящих частей, которые из-за гистерезиса вносят дополнительную поправку на температуру помимо измерительного органа.

Рис. 4. Схема терморегулятора №2

Данный терморегулятор, в отличии от механического термостата, не использует подключение реле, поэтому является более точным. Его применение оправдано в тех ситуациях, когда несколько градусов могут сыграть весомую роль, к примеру, при контроле температуры нагрева двигателя или в инкубаторе.

Здесь изменение температурного режима фиксируется резистором R5, благодаря которому терморегулятор изменяет электрические параметры работы. Для сравнения и усиления разницы поступающего с полуплеч электрического параметра применяется микросхема К140УД7.

Для контроля нагрузки в схеме устанавливается тиристор VS1, в данном примере терморегулятора ограничение составляет 150Вт, но при желании может подбираться и другой параметр. Но следует учитывать, что эксплуатация тиристора в качестве ключа приводит к его нагреванию, поэтому с увеличением мощности необходимо установить радиатор для лучшей теплоотдачи.

Создаем простой терморегулятор

При ремонте бытовой электротехники вы могли сталкиваться с ситуацией, когда со строя выходил терморегулятор. Хоть это и небольшая микросхема, устанавливаемая для контроля величины нагрева или охлаждения чего-либо.

Увы, стоимость такого элемента заводского изготовления довольно высока, поэтому куда выгоднее собрать терморегулятор самому. Схема достаточно простого самодельного терморегулятора приведена на рисунке ниже.

Рис. 5. Схема простейшего терморегулятора

Для его изготовления вам понадобится:

• понижающий трансформатор с 220 на 12 В;
• шесть диодов (в рассматриваемом примере используются IN4007);
• конденсаторы на 47 мкФ, 1 мФ и 2 мФ;
• микросхема для стабилизатора на 5В;
• транзистор (в рассматриваемом примере это КТ814А);
• стабилитрон с регулируемым параметром (TL431);
• резистивные элементы на 4,7; 160, 150 и 910 кОм;
• резистор с изменяемым сопротивлением на 150 кОм;
• термозависимый резистор 50 кОм;
• светодиод;
• электромагнитное реле 100 мА с питающим напряжением 12В (в рассматриваемом примере используется автомобильный вариант);
• кнопка и корпус.

Процесс изготовления состоит из таких этапов:

• При помощи паяльника соберите вышеперечисленные детали на печатную плату, как показано на схеме выше.
• После этого выведите измерительный орган для терморегулятора на открытое пространство, чтобы установить в нужную локацию.

Рис. 6. Выведите измерительный элемент

• Установите переменный резистор на жесткий каркас и нанесите градуировку температурных режимов для настройки прибора.

Рис. 7. Установите регулятор на каркас и нанесите градуировку

• На клеммник подключите шнур питания.

Подключите питающий шнур к клеммнику

В данном случае клеммник взят со старого прибора, располагавшегося в корпусе.

• Подключите все отдельно размещенные элементы к плате и закройте корпусом.

После сборки терморегулятора его можно установить в любое место, к примеру, для обогрева и подключить в цепь питания электрического котла. В случае, когда радиаторы отопления нагреют помещение до установленной температуры, контакты реле разорвут цепь и прекратят электроснабжение. При остывании цифрового термометра, снова произойдет включение отопления и снова пойдет нагрев. Если вас не устраивает температурный режим, его можно изменить настройкой датчика.

Видео по теме