Как выбрать внешний датчик температуры для котла отопления

Датчики температуры, используемые в котлах, могут быть внутренними и дополнительными внешними (выносными). Внутренние регулируют работу котла в зависимости от температуры теплоносителя, что подразумевает не самый точный способ измерения и наличие инертности. Внешние температурные датчики передают информацию о температуре воздуха в помещении или на улице, что позволяет совершенно точно регулировать мощность котлоагрегата, стабильно поддерживать заданный уровень температуры даже при постоянных резких изменениях погодных условий.

Стоимость наружных датчиков в пределах 1 300-2 500 рублей, подключить и настроить их работу можно самостоятельно.

Читайте в статье

Как происходит взаимодействие датчика с котлом

В зависимости от модели котла, существует 2 способа взаимодействия: напрямую и через комнатный термостат.

Подключить датчик температуры напрямую можно лишь к моделям котлов с наличием такой возможности (соответствующая автоматика и клеммная колодка/разъем на котле), о такой возможности сообщается в технических характеристиках модели. Например, возможность подключения термодатчиков имеют такие модели, как: линейка Baxi ECO Four, линейка Baxi LUNA-3, Buderus Logamax U072, Viessmann Vitopend 100-W и большинство других современных моделей газовых котлов.

Подключение внешнего управления напрямую поддерживают и электрические, а также твердотопливные котлы.

Если котел имеет простую малофункциональную автоматику, внешний датчик лучше подключить через электронный комнатный термостат с возможностью программирования. Программирование работы котла позволяет задать шаблон работы системы отопления, например, снизив температуру до 15 градусов на рабочее время, когда хозяев нет дома, что позволит существенно сэкономить на отоплении, вне зависимости от вида используемого топлива. Стоимость хорошего термостата порядка 1 500-3 000 руб., но окупается он, при грамотном использовании, за несколько месяцев эксплуатации.

Пример комнатного программируемого термостата (модель – Teplocom TS-Prog-2AA8A).

Комнатный термостат уже имеет встроенный датчик температуры, измеряющий температуру в помещении, в котором он установлен. Чтобы реализовать погодозависимое управление, необходимо докупить универсальный уличный датчик температуры. Терморегуляторы, уже имеющие в комплекте датчик уличной температуры, продаются крайне редко. Однако зачастую в комплекте поставки имеется термодатчик для теплых полов.

Как выбрать комнатный термостат и экономить до 30% в месяц на отоплении

В целом, для организации оптимальной схемы контроля системы отопления достаточно три датчика температуры: внешний комнатный, уличный и для теплых полов.

Устройство и принцип работы

Термодатчики – это в большинстве случаев термочувствительные жидкости или металлы, помещенные в небольшой герметичный корпус: при нагревании термочувствительные жидкости расширяются, а металлы образуют сопротивление или термоэлектрический эффект (когда контакты соединенных проводников находятся при различных температурах).

Таким образом, с помощью механического воздействия термочувствительных элементов информация передается на термостат или напрямую на автоматику котла, которые регулируют мощность горелки, включают или выключают котел. Информация с внешних термодатчиков всегда является приоритетной, это значит, что термостат задает режим работы котла (вплоть до полного отключения или внепланового розжига) вне зависимости от программы внутренней автоматики.

Уличные модели дополнительно помещены в пластиковый защитный корпус, защищающий их от механического воздействия и влаги.

Существующие виды

Классификация по способу измерения температуры

• термопары – самые первые и высокоточные датчики, но точность их показаний довольно трудно снять и интерпретировать в программу автоматики. Их действие основано на взаимодействии двух разных металлов, спаянных между собой. При их нагревании возникает слабый электрический ток;
• терморезисторы – более простые в интерпретации и точные датчики, действие которых основано на увеличении сопротивления термочувствительных материалов при росте температуры внешней среды;
• манометрические датчики – их действие основано на расширении термочувствительной жидкости или газа при нагреве, что в создает определенное давление в закрытом объеме;
• цифровые – это современные сенсоры (цифровые термометры), работающие по принципу вычисления и преобразования. Отличаются высокой точностью (до 0,5°C) и большим диапазоном измеряемых температур (от -55°C). Известные примеры – DS18B20, LM75A.

Установленный на стену уличный датчик температуры в защитном корпусе.

Классификация по способу размещения

• накладные – прикладываются к трубам, радиаторами или системе водяных теплых полов;
• погружные – погружаются в теплоноситель, например, опять таки, в системе водяных теплых полов;
• комнатные – слабозащищенные от внешних воздействий, имеющие небольшой диапазон измеряемых температур поэтому предназначенные для измерения воздуха исключительно в помещении;
• уличные – устойчивые к несильным механическим воздействиям и влаге, часто дополнительно защищенные корпусом, имеют более высокий диапазон измеряемых температур.

Обратите внимание, что небольших беспроводных датчиков не бывает, поскольку для их питания, считывания и передачи сигнала нужен как минимум контроллер. Поэтому беспроводным может быть термостат, включающий в себя комнатный датчик, но не сам небольшой термодатчик для котла отопления.

Как выбрать выносной термодатчик

Выбор зависит от того, как датчик будет взаимодействовать с котлом: напрямую или через термостат.

Подключаемый напрямую к котлу

Здесь выбор невелик: как правило, это 1-3 модели, разработанные тем же производителем, что и котел. Их совместимость с конкретными моделями или линейками моделей котлов указана в технических характеристиках и инструкции. Кабель для соединения термодатчика с котлом (обычно двухжильный с сечением от 0,5 мм 2 ) необходимо докупать отдельно. Точные требования к сечению и сопротивлению указываются в инструкции датчика.

Подключаемый к термостату

В редких случаях уличный датчик идет в комплекте с комнатным термостатом, но чаще всего в комплекте прилагается датчик для измерения температуры теплых полов. Для учета уличной температуры к термостату подключают универсальные уличные датчики температуры: от Gira, Tim, Shuft (ATF2-NTC10K) или Теплолюкс (TST02). Здесь важно обратить внимание на:

• диапазон измеряемых температур – например, у Теплолюкс TST02 он от +5 до +45°С, что неприменимо в холодное время года;
• степень влагозащиты;
• точность измерения/погрешность – допустимой считается погрешность в +-1°C, хорошим результатом – +-0,5°C;
• длинна кабеля – как правило, кабель длинной 2-6 м уже соединен с термодатчиком.

Как подключить термодатчик к котлоагрегату

Уличный датчик температуры для котла отопления устанавливается с наружной стороны стены отапливаемого здания с соблюдением таких требований:

• стена должна быть исключительно северной или северо-восточной, для избежания попадания прямых солнечных лучей. Если попадание все равно предполагается, необходимо защитить сенсор козырьком;
• по возможности необходимо избегать установки датчика в места повышенной влажности и высокой степенью образования плесени;
• стена должна иметь толщину и степень теплоизоляции, достаточную для исключения нагрева датчика теплом отапливаемого помещения;
• не рекомендуется и установка измерительного прибора вблизи кондиционера, дымохода, вытяжных или приточных каналов, любых других конструкций, способных повлиять на результаты измерения.

Сам датчик крепится к стене анкерными болтами, например 5х25, подключается к соответствующему разъему/клемме котла или термостата при помощи двухжильного кабеля (параметры сечения и сопротивления указываются в инструкции датчика температуры), соединения герметично изолируются муфтой.

Правильная установка и подключения не вызывает особых проблем, поскольку подробные алгоритмы всегда описываются в инструкции.

В регулировке и калибровке датчики температуры не нуждаются, а работоспособность и точность проверяется на практике (по комнатной температуре).

Как выбрать комнатный датчик температуры воздуха для котла отопления

Датчиком температуры для отопительного котла называют приспособление, контролирующее работу теплоносителя. Он производит анализ температурного режима и корректирует температуру в системе отопления. Благодаря воздействию датчика в системе ГВС устанавливается оптимальный режим работы, позволяющий экономить 25% – 30% потребляемого агрегатом энергоносителя, а также не допускается аварийная ситуация котельного оборудования. Сегодня практически любой электрокотел оснащен термодатчиком.

Устройство и принцип действия

Принцип действия термодатчика основан на измерении параметров сопротивления, давления, ЭДС или геометрических размеров рабочего тела от температуры котла. Выбираются только те физические величины, которые меняются (линейно или нелинейно) в зависимости от прикладываемой температуры и могут быть однозначно пересчитаны в таковую. Требуемая точность замеров достигается предварительной калибровкой задействованного элемента в определенном диапазоне температур.

Термодатчики имеют достаточно простую конструкцию в виде самого датчика в корпусе с креплениями. Он самостоятельно приводит в действие контакты механического реле термостата или с помощью вырабатываемого электрического сигнала отключает по достижению определенной температуре электрокотел/газовое или твердотопливное оборудование.

Классификация

Принято разделять существующие термодатчики на две большие группы. В первой группе датчики классифицируются в зависимости от способа определения температуры, а во второй группе – по способу взаимодействия приспособления с термостатом. Одно не исключает другого: одна модель может присутствовать в классификаторе каждой группы термодатчиков.

По способу определения

От способа определения температуры зависит корректность работы термодатчика на объекте. Существует несколько видов датчиков, отличающихся ценой и точностью определения параметра.

Дилатометрический

Дилатометрический (объемный) датчик представляет собой биметаллическую пластину или спираль, изготовленную из материала с высоким коэффициентом теплового расширения. При нагревании происходит изгиб пластины и происходит размыкание контакта на конце пластины со стационарным контактом реле, препятствуя протеканию тока. В термостатах замедленного действия используется спираль, которая медленно разжимается или сжимается с изменением температуры.

Резистивный

В резистивных температурных датчиках задействован терморезистор (термистор). Это необычный резистор, изготовленный из меди, никеля или платины, электрическая проводимость которого меняется прямо пропорционально температуре. В зависимости от сопротивления термистора в текущий момент автоматикой выбирается режим подогрева или остывания котла.

Термоэлектрический

Действие основано на свойстве термопары — термоспая из двух металлов разного типа (железо-никель, никель-хром) вырабатывать при нагреве в точке контакта пропорционально температуре ЭДС до 40–60 мкВ. Столь низкие значения напряжения налагают особые требования к используемой при обработке сигнала аппаратуре: задействуются точные, многоразрядные преобразователи с минимальным уровнем собственных шумов.

В простом энергонезависимом котле термоэлектрический датчик управляет непосредственно электромагнитным клапаном подачи газа на основную горелку после нагрева термопары пламенем запальника.

Манометрический

Принцип действия манометрических датчиков основан на изменении давления газа/жидкости в замкнутом объёме. Они не требуют внешнего источника энергии, что удобно при дистанционных измерениях. Недостатком является высокая инерционность показаний и невысокая чувствительность этого типа устройств.

По типу взаимодействия с термостатом

Тип взаимодействия с термостатом выбирается в зависимости от места локализации датчика с учетом эргономичности системы ГВС. Наряду с традиционным проводным способом подключения набирают популярность беспроводные схемы подключения.

Проводной

По определению проводные приспособления котлов передают данные по проводам. Проводниками соединяют датчик с блоком управления отопительного агрегата.

Беспроводной

Работа беспроводного приспособления аналогична принципу работы с Wi-Fi. Сигнал поступает в радиомодуль, в водогрейной установке приемный модуль принимает, а встроенный контроллер блока управления обрабатывает и преобразует его в управляющий импульс.

По способу размещения

В зависимости от способности размещаться в пространстве термодатчики подразделяют на несколько типов. Существуют накладные, погружные и комнатные типы устройств.

Накладной

Накладными называют датчики с наружным креплением к контуру отопления. Чувствительный элемент накладывается снаружи трубы подачи или обратки и притягивается к ней хомутами, после чего плотно оборачивается снаружи теплоизоляционной гильзой.

Погружной

Погружные изделия непосредственно контактируют с горячей водой или теплоносителем. Они устанавливаются в специальные посадочные отверстия на трубопроводе, предусмотренные конструкцией оборудования, на выходе теплообменника. Недостатком погружных изделий считается необходимость сливать теплоноситель из системы ГВС при замене.

Комнатный

Комнатными называют устройства, размещенные внутри жилых либо служебных помещений. Выбирается то помещение, в котором воздух имеет наиболее постоянную температуру. Самым подходящим местом для локализации чувствительного элемента/ термостата является стена. Следует размещать устройство на высоте не более 120–150 см от пола.

Внешний

Внешний (датчик наружной температуры) располагается на открытом воздухе снаружи здания. Он производит корректировку микроклимата внутренних помещений в зависимости от температуры окружающей среды на улице, осуществляя тем самым погодозависимое терморегулирование.

Критерии выбора

Выбирая датчик, следует учитывать совместимость конкретной модели с термостатом. Следует также учитывать технические параметры и условия эксплуатации приспособления.

Диапазон измеряемых температур

В диапазоне измеряемых температур от комнатной до +55ºС — +80ºС термодатчик должен быть:

• особенно чувствительным и «откликаться» на малейшие изменения температуры;
• с минимальной задержкой реагировать на охлаждение/нагрев контролируемой среды.

Технические особенности

Перед установкой приспособления следует учесть некоторые технические нюансы. Необходимо правильно выбрать тип устройства (погружной или закрепляемый) и обеспечить в месте локализации достаточное для монтажа пространство.

Условия измерения

Требуется создать такие условия последующих измерений, при которых негативное влияние внешних факторов на точность замеров было бы минимизировано. С целью стабильной и корректной работы устройство необходимо предохранить от попадания:

• на корпус теплоносителя, влаги или грязи;
• сквозняков, разместить подальше от мостиков холода;
• солнечных лучей, защитить от постороннего нагрева;

Не рекомендуется размещать приспособление вблизи электропроводки, электрических приборов. По возможности необходимо экранировать чувствительный элемент от источников электромагнитных полей.

Характеристики датчика

При выборе приспособления следует руководствоваться несколькими критериями отбора. Отбирать изделие следует с учетом основных технических характеристик и особенностей работы:

• необходимости запитки от внешнего источника напряжения;
• скорости отклика на изменение ситуации, передаваемого на управляющее устройство;
• допустимого диапазона погрешности измерений;
• возможности эксплуатации в конкретных условиях обслуживаемого объекта.

Срок эксплуатации, периоды обслуживаний, необходимость калибровок

Гарантийный срок эксплуатации термопреобразователя обычно составляет 6 месяцев с момента изготовления, а средний срок службы 8–12 лет. Периоды обслуживаний определяются производителем и приведены в сопроводительной документации на изделие. Необходимо регулярно производить температурную калибровку (верификацию) термодатчика на эталонном оборудовании. Обычно безмонтажная поверка чувствительного элемента проводится 1 раз в 4 года.

Величина выходного сигнала

Величина вырабатываемого напряжения чувствительных элементов без внешнего источника (термопар) невысокая и находится в диапазоне от микровольт до милливольт. Поэтому перед последующей обработкой выходной сигнал усиливается.

Подключение

Обычно датчики для определения температуры располагаются в корпусе термостата. Поэтому при рассмотрении подключения термодатчика, в большинстве случаев имеется в виду термостат, а не отдельный датчик.

Наружного

Наружное устройство прикрепляется на стену с северной или северо-восточной стороны здания. Электрическое соединение осуществляется 2-х жильным медным проводом сечением 0,75 мм² длиной ≤ 30 м, возможна установка беспроводного устройства. Одна сторона провода подключается к контактам датчика, другая соединяется с 2-мя клеммами электронной платы, между которыми прикручена перемычка ТА. Перед подключением перемычку следует снять.

Комнатного

Комнатный чувствительный элемент устанавливается в самой холодной или угловой комнате строения, где обычно находятся домочадцы, чтобы избежать подачи ложных сигналов. Напряжение, выходящее из электронной платы на терморезистор, не превышает 24 В. Поэтому возможна прокладка к котлу слаботочным кабелем сечением 0,2–0,35 мм², если длина провода не превышает нескольких метров. Подключение производится аналогично подсоединению с наружного датчика.

Для газового котла

На колодке термостата с датчиком температуры следует отыскать контакты с маркировкой COM (общий) и NO (нормально открытый) и подсоединить к ним две жилы с одной стороны кабеля. По схеме соединения теплоагрегата на плате управления отыскать 2 клеммы с перемычкой из отрезка провода для подключения термостата. Снять перемычку и соединить свободные контакты с 2 жилами с обратной стороны кабеля.

Водяного термодатчика

Аналогичным способом подсоединяется к клеммам котла кабель водяного пола, с обратной стороны крепится малоформатное устройство. Водяной термодатчик размещается в полу на равном расстоянии от труб с теплоносителем, отступ от ближайшей стены составляет 0,5 метра.

Особенности эксплуатации

С целью получения метрологической характеристики с заданной погрешностью и выработки ресурса устройством, необходимо:

• периодически (не реже 2 раз в год) проверять техническое состояние термодатчиков;
• в сроки, указанные производителем в сопроводительной документации на товарную позицию, делать безмонтажную или лабораторную поверку термоэлемента;
• обращать внимание на правильность коммутации клемм устройства с элементом (блоком) питания и подсоединяемых вторичных цепей на котле;
• при определении клемм подключения на электронной плате проверить соответствие маркировки контактов мультиметром в режиме прозвонки;
• не вскрывать, предохранять от сильных ударов, экстремальных температур и повышенного давления приспособление.

Программируемые терморегуляторы

Программируемый терморегулятор – цифровой регулятор температуры теплоносителя отопительной системе и воздуха в отапливаемом помещении. Он состоит из термостатической головки в виде сильфона со штоком, заполненным жидкостью/газом, и электронной части с программатором. В зависимости от введенного алгоритма работы шток снижает или полностью перекрывает подачу теплоносителя. С помощью клавиш и дисплея программируемого «термо» задаются параметры температуры, день и время старта, продолжительность режима. Все последующие действия устройство выполнит самостоятельно.

Термометры такого типа применяются в современных высокотехнологичных котлах для закрытых систем отопления. В простых энергонезависимых котлах термопара управляет электромагнитным клапаном подачи газа на основную горелку после нагрева ее пламенем запальника.

Датчики температуры необходимы для передачи информации о текущем состоянии теплоносителя и о текущей температуре в контролируемых помещениях. Данные с датчиков направляются в контроллер, который обрабатывает полученную информацию и вырабатывает управляющий сигнал для корректировки работы котла отопления.