Газовый котел и умный термостат. Комнатные термостаты для управления температурой в доме.

Установка специального устройства контроля уровня нагрева автономной системы обогрева частного дома снижает расход топлива на 20%, уменьшает нагрузку на оборудование и повышает комфорт в помещении. Разберем, что собой представляет терморегулятор для котла отопления, как он работает и для чего предназначен, какие разновидности его существуют, как правильно подобрать его для конкретных условий применения и в чем заключаются особенности его подключения.

Терморегулятор – что это такое, назначение, принцип действия

Терморегулирующее устройство осуществляет взаимодействие между отопительным нагревателем и температурой атмосферы в помещении и на улице, а также уровнем нагрева теплоносителя, труб и радиаторов. При этом параметры задают пользователем через блок управления.

Типичный терморегулятор состоит из следующего набора основных компонентов:

• Термочувствительный сенсор. Изготавливается из материала, изменяющего характеристики под действием перемены температуры окружающей среды. Сигнал от датчика передается на управляющий блок.
• Управляющий модуль. Улавливает малейшие изменения параметров сенсора и выдает соответствующую команду на рабочий механизм, непосредственно запускающий то или иное действие в котельном оборудовании. Это может быть простейший механический клапан или электромагнитное реле, а также цифровой или аналоговый прибор.

  

• Блок настроек. На нем пользователь задает значения температуры и прочих параметров, при которых должен срабатывать термостат для котла отопления. В механических моделях выполняется одна единственная настройка, в электронных – задается одновременно несколько параметров.

Функционирует прибор по следующему алгоритму:

1. Пользователь с помощью блока настроек выставляет требуемое значение температуры.
2. Как только уровень нагрева среды достигает нужного значения, управляющий модуль улавливает произошедшие перемены в характеристиках датчика.
3. Далее посылается сигнал на рабочий механизм для совершения конкретного действия – остановки котла, закрытию клапана трубопровода, перекрыванию радиатора и т. д.
4. По мере достижения температуры среды ниже установленного значения управляющий блок опять фиксирует происходящие изменения сенсора и запускает систему на повышение температуры.

Совет! В период отсутствия хозяев или во время ночного сна с помощью программируемого терморегулятора можно понижать температуру в доме на 3-4 0С ниже обычного значения. Это позволит уменьшить потребление энергоресурса на 30% по сравнению с обычной нормой расхода.

Разновидности

Бытовые датчики температуры для котла отопления классифицируются сразу по нескольким признакам:

1. Способу контроля температуры – механические, электромеханические, электронные.
2. Типу котла – для электрических, газовых, твердотопливных.
3. Месту установки – комнатные, уличные.
4. Способу передачи сигнала – проводные, беспроводные.
5. Количеству функций – с одной, многими (программируемые).

Разберем особенности каждой разновидности более подробно.

По способу контроля температуры

В зависимости от того, каким способом осуществляет передача трансформаций свойств термочувствительного компонента в ответ на изменение температуры окружающей среды, термодатчики подразделяются на следующие 3 разновидности:

• Механические.

Принцип работы сенсоров данного типа основан на изменении физических свойств веществ под действием нагрева или охлаждения – а именно:

1. Расширения-сжатия газа или жидкости.
2. Колебание параметров упругости металла.

   

В основе конструкции приборов с жидким или газообразным веществом лежит запаянная колба. При изменении уровня нагрева жидкость или газ сжимаются или расширяются, тем самым приводя в движение шток клапана или шибер. Работа моделей на базе металлического элемента основана на замыкании-размыкании контактов. При нагреве-охлаждении пластина деформируется – подавая или прерывая электрический сигнал на модуль управления.

Основные плюсы механического регулятора температуры для котла отопления:

1. Независимость от состояния внешней электросети.
2. Простое устройство и несложная конструкция.
3. Низкая стоимость.

Отрицательные стороны регулятора данного вида выражены в низкой чувствительности, достаточно заметной погрешности – до 20С и громоздкости. Чаще всего их устанавливают для контроля температуры теплоносителя в радиаторе, но не воздуха в помещении.

• Электромеханические. Принцип действий этого вида регуляторов основан на возникновении разности потенциалов соединенных между собой пластинчатых элементов из разных металлов. Сигнал от них проходит на электромагнитное реле для выполнения определенной команды оборудования. Ввиду низкой чувствительности, для получения достаточного электрического импульса требуется сильный нагрев поверхности.

Поэтому основная их сфера применения – контроль пламени в топке котла, работающего на прямом сжигании топлива. Как только огонь гаснет, мгновенно проходит сигнал в блок управления и систему безопасности. При этом для работы устройству требуется постоянное электропитание.

• Электронные. Регуляторы температуры, требующие для полноценной работы постоянное электропитание. В составе имеют выносной термочувствительный элемент, для контроля температуры воздуха, и модуль управления. Как правило, ими оснащаются электрокотлы.

В состав электронного датчика температуры котла входят 2 основных компонента:

1. Термочувствительный элемент.
2. Микроконтроллер.

   

Получив сигнал от датчика, микроконтроллирующий модуль выполняет запрограммированную в нем одну или несколько команд. При этом оба элемента не обязательно могут находиться в одном корпусе, но разделены между собой в пространстве. Связь между ними осуществляется как проводным, так и беспроводным способом.

По типу применяемой технологии электронный датчик бывает двух типов:

1. Аналоговый. Работает по жесткому логическому алгоритму. По возможностям аналогичен механическим моделям, но более точен – погрешность не более 0,5 °С.
2. Цифровой. Функционирует как по закрытой, так и по открытой логической схеме. В последнем случае позволяет выполнить пользовательские настройки, задавать параметры отопления по графику.

Достоинства электронного датчика:

1. Подключение выносных сенсоров, в том числе уличных.
2. Высоко точные настройки.
3. Разнообразие вариантов исполнения.

Недостатки – энергозависимость и большая цена.

На заметку! Современные модели электронных датчиков могут управляться на расстоянии через мобильное приложение при подключении к системе умного дома. Например, можно задать желаемый уровень нагрева помещения после длительного отсутствия при возвращении домой с работы, поездки, отпуска.

По типу котла

Несмотря на то, что все типы отопительных котлов предназначены для одной общей цели – обогрева помещений, работают, а значит, и управляются они по несколько различным схемам. Поэтому и терморегуляторы для них применяются разные, обладающими следующими особенностями:

• Для газовых. Термостат для газового котла, как правило, имеет встроенное исполнение и предназначается для контроля температуры теплоносителя. Однако экземпляры некоторых линеек имеют возможность подключения внешних датчиков – для измерения нагрева окружающего воздуха. Влияние того или иного сенсора на работу агрегата задается модулем управления в зависимости от настроек.

  

Помимо этого, существует возможность подключения внешнего терморегулятора параллельно встроенному – без специального интерфейса по следующему алгоритму:

1. Исполнительный модуль внедряется в электросхему питания агрегата.
2. После этого на датчике устанавливается требуемая температура в помещении.
3. Когда температура воздуха достигнет заданного значения, исполнительный блок обесточит питание котла.
4. По мере охлаждения терморегулятор запустит горелку.

Газовые агрегаты в энергонезависимом исполнении всегда оснащаются механическими термодатчики выносного типа. Они контролируют только работу горелки. Некоторые модели могут комплектоваться штатным внешним сенсором без возможности замены или дополнения.

• Для электрических.

В отличие от выше описанного типа агрегата электрокотел управляется большим количеством способов:

1. Размыканием электропитания.
2. Изменением интенсивности работы электронагревательных элементов.
3. Воздействие на контроллер.

   

Принцип действия датчика температуры для электрического котла стандартен – как только температура контролируемой среды достигает заданного значения, исполнительный модуль прерывает питание агрегата или ТЭНа. В основном такие терморегуляторы изготавливаются в 3 вариантах:

1. В виде розеточного модуля – через который в свою очередь осуществляется питание котла.
2. В индивидуальном исполнении с монтажом на DIN-планку в отдельно расположенном электрощитке. Датчик устанавливается в комнате.
3. С внедрением исполнительного модуля в электросхему агрегата. При этом устройства регулировки и контроля температуры размещаются в помещении.

Нередко современные модели электрических котлов имеют возможность подключения внешнего терморегулятора, но с ограничениями по компании-изготовителю.

• Для твердотопливных.

В силу специфики работы твердотопливного котла – невозможности контроля сжигания топлива – терморегулятор имеет весьма ограниченное применение только в следующих случаях:

1. Оборудование имеет управляющий блок с возможностью подсоединения наружных датчиков.
2. Исполнительный модуль может регулировать подачу воздуха и силу тяги.

   

Рекомендация! Ввиду ограниченности выбора терморегуляторов для твердотопливного агрегата, рекомендуется заранее приобретать модель со встроенными механизмами контроля, либо устанавливать полноценную автоматику – способную работать как с котлом, так и с внешними сенсорами

По месту установки

Новейшие терморегулятор для котла работают, опираясь на значение температуры не только внутри помещения, но и снаружи, и потому подразделяются на 2 соответствующих вида:

1. Комнатные. Устанавливаются внутри дома в отапливаемом помещении. Могут иметь как встроенное, так и выносное исполнение. Сигнал с датчика подается на модуль автоматического управления, от которого посылается команда на нагрев или охлаждение теплоносителя.
2. Уличные. Монтируются снаружи дома и подсоединяются к центральному модулю управлению. Благодаря такому датчику котел своевременно и быстрее реагирует на происходящие погодные изменения, не дожидаясь, пока измениться температура внутри дома.

Полезная информация! Термостат должен монтироваться в таком месте, чтобы исключить воздействие на него ближайших нагревательных приборов, солнечных лучей, сквозняков, мостов холода, электротехники, на высоте от поверхности пола около 1-1,5 м.

По способу передачи сигнала

Измерители нагрева среды для отопительного агрегата по способу передачи данных подразделяются на 2 вида:

1. Проводные. Подключаются к контроллеру посредством кабеля.
2. Беспроводные. Передача данных осуществляется посредством радиоканала, и идет от блока, контролирующего параметры помещения, то есть самого термодатчика, к блоку-приемнику, устанавливаемому вблизи или на корпусе агрегата.

Полезная информация! Помимо регуляторов нагрева воздуха помещения, существуют температурные датчики для измерения уровня нагрева теплоносителя, применяемого в системе отопления. Выпускаются они в накладном и погружном исполнении. Первые устанавливаются на поверхность трубопровода и батареи, вторые – монтируются в специальном месте внутрь труб, и в ходе работы непосредственно контактируют с нагреваемой жидкой средой.

По количеству функций

По числу выполняемых операций термодатчики подразделяются на 2 вида:

1. С одной функцией – регулировкой температуры среды.
2. Программируемые – с большим количеством функций.

Если первый тип регулятора позволяет просто контролировать работу котла по заданной температуре – то второй дает возможность выстраивать определенные ритмы работы. С помощью программируемого датчика можно задать параметры работы системы отопления на каждый период дня, времени суток, дня недели, по прогнозу погоды и времени года – в соответствии с образом жизни, внешними обстоятельствами и запросами пользователя.

Правила выбора

При выборе термодатчика для котла отопления учитываются прежде всего следующие его собственные параметры установки:

• Как, где и каким способом будет устанавливаться регулятор.
• Предельно допустимые габариты.
• Рабочий диапазон контроля и регулирования температурных показателей.
• Предел чувствительности.
• Предназначение по месту монтажа – наружный, комнатный, накладной или погружной.
• Основной и дополнительный функционал.
• Возможности управления – через панель, пультом, на расстоянии.

Важно! Прежде чем приобретать терморегулятор для отопительного агрегата, необходимо удостовериться, что он совместим с данной конкретной его разновидностью, например, газовой, электрической и т. д.

Особенности подключения

Существуют 3 стандартные схемы подключения термодатчика к отопительному котлу – это:

1. Напрямую к котлу.
2. К насосу.
3. Перед радиатором на трубу.

Первые два варианта не снижают мощности потока теплоносителя – в отличии от третьего. В последнем случае термостатический клапан несколько затрудняет поток, тем самым повышая гидравлическое сопротивление в системе. Это обязательно нужно учитывать – так как трубы рассчитаны на определенное предельное давление.

Чтобы избежать аварии, необходимо заранее – еще на стадии проектировании – включить в схему все терморегуляторы, монтируемые на трубы и радиаторы. Кроме того, рекомендуется устанавливать термодатчик перед батареей с применением байпаса. С его помощью поток будет перенаправляться в обратную магистраль в неостывшем виде – благодаря чему будет экономиться энергоресурс.

Терморегулятор контролирует работу отопительного агрегата в соответствии с настройками пользователя – по температуре воздуха в помещении и на улице, а также уровню нагрева радиаторов и теплоносителя в системе. В его конструкцию входят – термочувствительный элемент, управляющий модуль и блок настроек.

Как только температура контролируемой среды достигает заданного значения, исполнительный блок посылает команду на оборудование – отключение котла или насоса, перекрывание клапана в трубе. По мере остывания, срабатывает обратная команда – оборудование включается на обогрев.

Современные модели датчиков температуры для отопления классифицируются по следующим признакам:

1. Методу термоконтроля.
2. Виду котла.
3. Месту монтажа.
4. Способу передачи данных.
5. Числу функций.

При выборе регулятора для конкретных условий применения учитываются прежде всего его собственные технические характеристики и их совместимость с оборудованием. Установка приборов осуществляется тремя способами – к котлу, к насосу и на трубы. При этом внедрение их в схему должно происходить на стадии создания проекта.