Автор: Провада Юрий Петрович aka Simurg Опубликовано 03.09.2010
Решил я как-то расширить немного жилую площадь за счет балкона, и сделать там небольшую спальню, в которой можно спать не только летом, но и зимой. Квартира-то однокомнатная и места всем не хватает. Проблема действительно серьезная. Сказано — сделано. Стены утеплены, потолок тоже, окно поменяно на ПВХ, а на полу залиты теплые полы мощностью 1 киловатт. Все бы хорошо, но нужен термостат, ведь без него можно и перегреться на такой постели. Это покруче деревенской печки, если спину продуло, полежишь там денек-другой и как рукой сняло. Рассмотрев цены на готовые изделия, на самостоятельные разработки на контролерах и датчиках температуры с ЖКИ индикаторами, на готовые покупные изделия несколько другого назначения, привожу результаты маркетингового исследования по данной теме. Все цены указаны при покупке в единичном количестве, а не оптовые цены. Исследования на готовые изделия:
Цена конечно не маленькая, учитывая такой простой агрегат и маленький экран. Исследование цен на комплектующие, для самостоятельной сборки регулятора на контроллере: ATMEGA8 2$ ЖКИ 8$ Датчик температуры 1820 2$ Программатор для прошивки меги 8$ Корпус 1-2$ Итого примерно 21$ Автор собрал регулятор на основе готового недорогого покупного изделия термометра Thermo TM979H,
который уже имеет на борту индикатор, , датчик температуры диапазона -50°C
+300°С +(1.0%) и контроллер с управлением тремя кнопками. Можно использовать любой подобный термометр, у которого звуковой сигнал не прекращается после превышения температуры. Автор писать программы на контролеры не умеет и научиться быстро не получается, а регулятор зимой очень был нужен, и был собран за один вечер вместе с корпусом. Исследование цен на комплектующие, для самостоятельной сборки регулятора на основе термометра Thermo TM979H. термометр Thermo TM979H 6$ Корпус 1-2$ Итого примерно 7$ Цены на остальные детали, которые нужны в обе конструкции (на контролере и на готовом термометре) не учитываем. Реле, блок питания 12в, пара светодиодов, наверняка найдутся в мастерской любого радиолюбителя. Небольшое описание термометра. Цифровой термометр TM979H — это термометр c длинным щупом и расширенным до +300°С температурным диапазоном.
Конечно 300°С нам не нужно, мы будем пользоваться до 55°С. Собрать данный регулятор гораздо быстрее и проще чем на контролере с нуля, ведь здесь уже готовый настроенный модуль. Принцип работы: Например температура пола 8 градусов. Выставляем кнопками на индикаторе нужную нам температуру 29 градусов. На индикаторе отображается так (8°С_______29°С). Нажимаем режим со звуковой сигнализацией. Включаем дополнительной кнопкой включить полы. Температура пола еще не достигла температуры задания. Через 5:.8 секунд включается реле подачи напряжения на спираль. Возникшая наводка за счет длинного провода (у автора 3 метра) наводимая на датчик температуры снижает точность измерения температуры на один градус в минус. На индикаторе отображается так (7°С_______29°С). Идет постепенный нагрев. Температура достигла температуры задания и TM979H подаёт звуковой сигнал. (в нашей схеме звука естественно нет). Реле отключается с задержкой 4:.6 секунд. Напряжение со спирали снимается, полы обесточиваются полностью по двум проводам. Небольшая наводка наводимая на датчик температуры пропадает, и термометр уже показывает реальное значение температуры пола. То есть измеренное значение стало на один градус выше. На индикаторе отображается так (30°С_______29°С). В результате получаем гистерезис 2 градуса. Хорошо это или плохо? Конечно хорошо, уменьшается частота переключений реле. У автора при установившемся режиме реле щелкает раз в 2 часа. Если провод около 10 метров и идет не по стене, а внутри пола среди спирали, то гистерезис будет достигать 4 градусов. Когда полами не нужно пользоваться, нажимаем кнопку выключить полы. Конденсатор С4 устанавливать обязательно. Конденсатор С1 лучше ставить SMD танталовый. Штатные три кнопки управления индикатором меняем на внешние без фиксации. Пищалку выпаиваем, и с коллектора выводим провод. Вместо батарейки ставим аккумулятор никель-металл-гидридный, например как у автора, на 600 мА 1,2вольта. В течение всего времени эксплуатации (у меня уже три года) он будет поддерживать установленные значения и режим работы (ручной или автоматический). Если его не ставить, то при включенных полах при пропадании даже кратковременно напряжения сети, сбросятся настройки на установленные по умолчанию. Это 50 градусов и ручной режим. Это значит, что тогда отключения не произойдет, и ваш пол разогреется до красна. Поэтому ставить аккумулятор НЕОБХОДИМО! Не бойтесь он не разрядится и с ним ничего плохого не станет. Он постоянно подзаряжается очень маленьким током через резистор сопротивлением 1,2к и одновременно является стабилитроном. Два реле необходимо для того, чтобы коммутировать мощные полы более резче, так как если поставить одно реле, подключенное к коллектору, то при выключении в нем может возникнуть дуга из — за плавного его выключения. Напряжение на коллекторе спадает и нарастает плавно, следовательно, контакты будут расходиться медленно, способствуя возникновению дуги. Поэтому стоят два реле — одно реле в коллекторной цепи более слабое, второе мощное в цепи контакта первого реле. Тиристоры и симисторы не хотел использовать, так как для них нужны радиаторы, да и греть мне надо пол, а не воздух в корпусе регулятора :-). Резистор R3 — время реакции на отключение реле. Резистор R5 — время реакции на включение реле. Это необходимо для предотвращения дерганий реле при граничном показании, когда значение температуры в течении нескольких секунд меняет показание на единицу вверх или на единицу вниз, и обеспечивает значительную инерционность — до 10 секунд на включение, и до 5 секунд на выключение. Так как мощности блока питания 5 ватт хватает с большим запасом для данной схемы, я решил еще сделать подсветку балкона с помощью белых ярких светодиодов. Подсветка расположена на потолке из нескольких светодиодов, которая включается кнопкой с фиксацией на панели управления. Схема
Применяется регулятор температуры у автора на балконе для управления теплым полом. Собирал быстро, поэтому много светодиодов из установленных ни куда еще не придумал подключить, так и остались зарезервированы. Был собран за вечер, и запущен в тот же день. Это произошло, как сейчас помню, 10 ноября 2007 года. Конструкция работает до сих пор без нареканий, даже еще не менял аккумулятор. У автора стоит самый дешевый технологический аккумулятор на 600 мА. В сеть уже три года постоянно включен, так как пользуюсь подсветкой из светодиодов на балконе. Сейчас жара, поэтому нагрев выключен ( кнопка нажата) :-). Вид панели управления
Вот так установлено
Печатная плата не разрабатывалась в виду простоты схемы. Для любителей аналоговой техники приведу еще один простой и хороший терморегулятор, который автор разработал очень давно, лет 10 назад, для калориферов. Работает уже давно и очень надежно. Датчик температуры резистор ММТ. Его с успехом можно применить для теплых полов. Схема:
В итоге первой работы получили хороший термостат за 7$. Экономия по сравнению с готовым покупным термостатом за 100 баксов очевидна. Места теперь у меня прибавилось, за счет балкона. Там теперь у автора теплая спальня. За сим я откланяюсь. Удачи в сборке, если надумаете собирать :-).
Терморегулятор для водяного теплого пола – виды и принцип управления, рекомендации по эксплуатации и выбору
Обустройство отопления дома теплыми полами, в условиях нашего климата становится все более популярным. В данной системе обязательно должен присутствовать терморегулятор для управления водяного теплого пола, поскольку данная отопительная система очень требовательна к степени нагрева.
Независимо от того, является обогрев с помощью водяного пола основным или вспомогательным способом поддержания приемлемых температурных условий в помещении, к нему предъявляются специфические требования.
Дело в том, что у него должна быть ограничена максимальная температура. В любом помещении всегда присутствует пыль и располагается она, в соответствии с законами физики, на полу. Установлено, что при нагревании поверхности теплого пола, образуются конвекционные потоки подогретого воздуха.
Если нагрев превысит 30 градусов по Цельсию, то потоки воздуха поднимают пыль, и нам приходится этим дышать. Данное обстоятельство не благоприятно сказывается на общее состояние организма человека, вследствие чего стали применяться терморегуляторы для поддержания нужной температуры.
Для контроля температурного режима, осуществляется подключение терморегулятора для водяного пола, который относится к управляющим приборам.
Устройство и принцип действия
Удобство пребывание в помещениях во многом зависит от применяемой системы отопления. Контроль над температурой водяного теплого пола производится с использованием специальных приборов – терморегуляторов.
Применяются множество конструкций таких систем, но в большинстве случаев в них используется всего несколько принципиально различных способов регулировок.
Смотреть видео – процесс настройки
Но, прежде чем рассмотреть принцип работы и устройство терморегуляторов, нужно понять объект регулирования.
Что такое разводка отопления
Обогрев помещения водяным полом может осуществляться различными способами. Одним из них является использование тепла подогретой воды, выполняющей роль теплоносителя. Передача производится по трубам. Раньше в отоплении в основном использовали стальные трубы, сейчас им на смену пришли современные из пластиковых материалов.
Греющий контур может располагаться вдоль стен в виде радиаторов, а может располагаться под поверхностью пола, нагревая его и воздух в помещении.
Горячая вода или антифриз нагревается в котле, после чего, с использованием циркуляционного насоса подается в греющий контур водяного пола.
Проходя по его трубам, теплоноситель отдает тепло в закрытое окружающее пространство, нагревая поверхность. Охлажденная жидкость возвращается в систему котельной. В зависимости от температуры «обратки» в узле подмеса производится ее подогрев, либо охлаждение подмешиванием более холодной воды из бака.
И вот здесь и устанавливается терморегулятор, реагирующий на величину нагрева обратного потока и дающий команду на выполнение того или иного действия.
В контурах с теплыми полами, который подключаются отдельным контуром, терморегулятор устанавливается для каждого из них, поскольку все они имеют собственный тепловой режим. А контуры радиаторного отопления нагреваются до температуры, практически вдвое выше, чем для теплого пола.
Как работает принцип регулирования температурного режима
Основными элементами регулировки нагрева является сервоприводы, датчики температуры и терморегуляторы. Такой состав оборудования позволяет производить регулировку температуры водяного теплого пола бесступенчато в непрерывном автоматическом режиме. Происходит это следующим образом:
Если с термодатчика приходит сигнал о недостаточной температуре, сервопривод открывает вентиль и в контур отопления поступает больше горячей воды.
При перегреве теплоносителя открывается вентиль подмеса охлажденной воды, снижая степень нагрева в контуре.
Однако возможна регулировка и в ручном режиме путем установки крана в определенное положение. Но такой способ требует постоянного визуального контроля, поскольку факторы, от которых зависит режим отопления, в течение суток изменяются неоднократно. При относительной дешевизне таких устройств, они очень неудобны в эксплуатации, поскольку за каждым имением условий в помещении требуется вмешательство в работу отопления.
Параметры регулировки
Смотреть видео – регулировка мощности блока термодатчика
Степень нагрева напольного покрытия. В таком случае датчик нагрева устанавливается в непосредственной близости от него. Такое устройство теплого пола лучше всего подходит для небольших помещений и маломощных отопительных контурах, которые используются только в качестве вспомогательных, в частности для теплого пола.
Температура воздуха в помещении – при такой схеме контроля используются датчики, вмонтированные непосредственно в корпусе терморегулятора. Корректной работы такого прибора можно добиться только, если выполняются все требования к утеплению обогреваемого здания. В противном случае эффективной работы отопления добиться сложно – значительные потери энергии неизбежны. Правильно построенный дом с обширной отопительной системой и терморегулятором может дать до 30% экономии ресурсов.
Комбинированные системы регулирования, при которой датчики температуры водяного теплого пола устанавливаются и в отапливаемом помещении и на системе узла подмеса. Параметры настраиваются из соображений максимально комфортной температуры в доме. Такая аппаратура с терморегулятором используется в обширных помещениях. Для управления могут использоваться оба датчика одновременно или один из них.
Виды терморегуляторов
Смотреть видео – обзор датчиков для водяного пола
Для создания этих приборов применяются различные принципы и конструктивные решения. Давайте рассмотрим их.
Механический терморегулятор для водяного теплого пола представляет собой наиболее простой, надежный и долговечный прибор. Регулировка прогрева воздуха осуществляется поворотной рукояткой, шкала температур наносится на прочный пластиковый корпус.
Некоторые производители устанавливают на терморегулятор клапан открыто – закрыто. Недостатком этого аппарата является необходимость постоянного контроля – он работает только в режиме ручной регулировки.
Отдельные производители допускают серьезные неточности в градуировке шкалы температур, поэтому необходимо производить дополнительную проверку прибора с использованием точного поверенного термометра.
У сенсорного дистанционного регулятора температуры теплого пола управление и регулировки выполняются (узнайте более подробно) с соответствующей панели или дистанционного пульта. Эти модели обеспечивают более точный и надежный контроль нагрева, но в ряде случаи эти показатели зависят от производителя. Не стоит основным параметром выбора рассматривать цену на прибор, в ряде случаев этот подход не оправдывается.
Электронные терморегуляторы по функционалу мало чем отличимы от сенсорных приборов, но выделяются более удобным дисплеем.
Программируемые терморегуляторы удобны возможностью самостоятельно составлять программы управления режимом отопления.
На таком приборе возможны настройки на сутки, на неделю, а также возможность работы в автоматическом режиме с поддержкой экономичного режима на время отсутствия людей в доме. Это позволяет экономить на энергоресурсах до трети расходов.
Такие устройства позволяют в автоматическом режиме поддерживать температуру в отдельных контурах сложно разветвленной системы отопления с водяным теплым полом. К недостаткам прибора можно отнести высокую стоимость и сложность регулировок. Перед вводом в действие нужно тщательно изучить инструкции по подсоединению, монтажу и настройкам, ошибки влекут за собой выход из строя сложной дорогостоящей системы.
Датчики с радиоуправлением можно считать эксклюзивом из-за их высокой стоимости. При их использовании низковольтные управляющие схемы отсутствуют, поскольку регулировки производятся по радиосигналу. Каждый прибор оснащается радиопередатчиком и радиоприемником сигналов, управляющих работой сервоприводов. Такие приспособления, возможно, уместны в элитных коттеджах для регулировки температуры теплого водяного пола, если владельцы не хотят иметь пучки проводов цепей управления.
Как отрегулировать температуру в доме – 3 способа и определение оптимального режима
Основная задача поддержания температурного режима – создание комфортных условий для проживания при условии оптимального расходования ресурсов. Этого можно добиться несколькими способами.
Первый из них заключается в установке оптимальной степени нагрева теплоносителя в контурах теплых полов. Второй – в полном прекращении его поступления в него.
Самый простой способ заключается в использовании для греющего контура труб с максимальной рабочей температурой 90-95 градусов. Это позволяет установить в систему циркулярный насос с терморегулятором, а также клапан обратного хода.
Место установки насоса – труба-обратка, а температура теплоносителя в этом месте составляет не более 70-80 градусов по Цельсию. Если разогрев теплоносителя достигает критичных значений, термостатом отключается насос и отопление переходит в режим ожидания.
По мере остывания пола, циркулярный насос снова включается, подавая в трубопровод контура новую дозу горячей воды. Практика показывает, что такой способ наиболее эффективен и надежен для устойчивой работы отопления с теплым полом.
Второй способ регулировки степени нагрева предполагает включение в систему трехходового вентиля или смесительного клапана. При таком подходе через трехходовой вентиль производится подмешивание охлажденной воды из обратки к горячей подаче. То есть, максимальная температура горячей воды из котла, понижается добавлением охлажденной.
Если используется 3-х ходовой вентиль, регулировку можно производить вручную или через сервопривод. Клапан смешивающий регулирует температуру носителя тепла по заранее введенной величине контрольного показателя.
Третий способ регулировки нагрева носителя тепла в системе обогрева жилья состоит в использовании узла подмеса. Такое устройство можно изготовить из следующих компонентов:
вентиль 3-х ходовой;
насос циркуляционный;
перемычка байпаса;
градусник;
термостатическая головка ;
реле контроля максимальной температуры.
Учитывая состав применяемых компонентов, узел регулировки степени нагрева в системе обогрева получается довольно не дешевым.
Но изменение температуры в нем происходит очень быстро, потому, что оно производится подмешиванием к основному потоку теплоносителя воды из трубы-обратки. При этом происходит автоматическое уменьшение интенсивности горения в котле.
В соответствии с установленными регулировками режим потребления топлива всегда является оптимальным. Количество узлов в объединенной системе может быть любым, и каждый будет работать автономно в соответствии с установленными настройками.
Таким образом, можно поддерживать более высокую температуру воздуха, например, в детской комнате и одновременно более низкую в спальне взрослых представителей семейства. Особенно эффективен такой узел для управления температурой в устройстве водяных полов.
Для применения такого способа регулировки есть только одно требование – вся отопительная схема должна быть устроена по европейским требованиям. Температура горячей воды из котла должна быть не выше 67 градусов.
И в теперь рассмотрим методику регулировки теплового и гидравлического режима с использованием термостата. Его устанавливают в помещении, и настройка производится путем установки на этом приборе нужной температуры для данной конкретной точки. Управление нагревом производится сервоприводом на конкретном контуре.
И вот здесь и устанавливается терморегулятор, реагирующий на величину нагрева обратного потока и дающий команду на выполнение того или иного действия.
Основными элементами регулировки нагрева является сервоприводы, датчики температуры и терморегуляторы. Такой состав оборудования позволяет производить регулировку температуры водяного теплого пола бесступенчато в непрерывном автоматическом режиме. Происходит это следующим образом:
Механический терморегулятор для водяного теплого пола представляет собой наиболее простой, надежный и долговечный прибор. Регулировка прогрева воздуха осуществляется поворотной рукояткой, шкала температур наносится на прочный пластиковый корпус.
Программируемые терморегуляторы удобны возможностью самостоятельно составлять программы управления режимом отопления.
Первый из них заключается в установке оптимальной степени нагрева теплоносителя в контурах теплых полов. Второй – в полном прекращении его поступления в него.
Второй способ регулировки степени нагрева предполагает включение в систему трехходового вентиля или смесительного клапана. При таком подходе через трехходовой вентиль производится подмешивание охлажденной воды из обратки к горячей подаче. То есть, максимальная температура горячей воды из котла, понижается добавлением охлажденной.
состоит в использовании узла подмеса. Такое устройство можно изготовить из следующих компонентов:
Количество узлов в объединенной системе может быть любым, и каждый будет работать автономно в соответствии с установленными настройками.
