Как работает термостат отопления?
Обычная отопительная система с водой в качестве теплоносителя состоит из нагревательного оборудования или узла подключения к централизованной сети, труб внутренней разводки и радиаторов.
Чтобы регулировать объемы поступающего от нее в комнаты тепла, приходится либо постоянно следить за котлом, либо регулярно прикрывать/открывать вентиля на батареях.
При этом инертность такой системы не позволяет поддерживать нужную температуру в течение всего дня на установленном уровне. Если больше в печь наложить дров или в котел подать газа, то теплоноситель в трубах нагреется сильнее, при этом тепла через радиаторы он также отдаст больше.
При низкой температуре за окном это хорошо. А вот при резком потеплении на улице в доме жара становится невыносимой. Топливо уже в топке, и вода уже нагрелась, избавиться от тепла никак. Плюс котел еще и продолжает работать.
Без термостата в системе отключать его приходится вручную. Можно, конечно, открыть окна на проветривание и выпустить тепло, но тогда счета за горючее для домашней котельной точно разорят. Вывод напрашивается сам собой: термостат для отопления упрощает проживание, делает его максимально комфортным.
Состоит термостат для отопительной системы из:
- термочувствительного датчика (элемента);
- блока настройки;
- модуля управления;
- электромагнитного реле или механического клапана.
В самых простых моделях управляющий блок отсутствует. Все происходит за счет чистой механики и изменения физических свойств термочувствительного элемента.
Таким термостатам электропитание не нужно. По эффективности и точности регулировки системы они уступают электронным приборам, но зато энергонезависимы. При проблемах с напряжением в сети они точно не перестанут работать.
Принцип работы терморегулятора выглядит следующим образом:
- С помощью блока управления выставляется нужная температура.
- При достижении требуемых параметров срабатывает датчик, что приводит к отключению котла либо перекрытию запорного клапана в трубах отопления.
- После падения температуры воздуха в комнате происходит обратное включение котельного оборудования или обогревателей.
Модуль электронного управления позволяет задавать не один показатель температуры, а сразу несколько для каждого времени суток отдельно. Плюс при наличии такого блока есть возможность установки дополнительного температурного датчика на улице и привязки функционирования термостата к данным с него.
Простейший термостат – это запорная арматура с термодатчиком, стоящая на трубе у батареи. При достижении нужной температуры термостатический клапан закрывается и уменьшает ток теплоносителя. А при охлаждении комнатного воздуха он вновь открывается, в результате чего объемы поступающего тепла увеличиваются.
Более сложные и продвинутые модели предполагают наличие беспроводных датчиков и блоков управления. Вся связь между отдельными элементами происходит через радиоканал. Провода в этом случае не прокладываются, что положительно сказывается на эстетической стороне размещения подобных терморегуляторов в помещении.
Виды терморегуляторов для котлов
Главное различие между термостатами – это разнотипные термочувствительные датчики. Одни устанавливаются на трубу отопления, другие внутрь нее, а третьи монтируются на стене. Одни рассчитаны на измерение температуры воздуха, а вторые – теплоносителя.
Выбор модели терморегулятора зависит от:
- типа котла;
- схемы разводки отопительной системы;
- наличия свободного места;
- требуемого функционала.
Многие современные котлы заранее рассчитаны на подключение к ним термостатов. Причем производитель котельного оборудования сразу в техпаспорте прописывает все нюансы данного монтажа.
В идеале термостат должен регулировать работу непосредственно нагревательного прибора, то есть подачу в него топлива. Это наиболее эффективная в плане экономии горючего схема подключения. Энергоносителя в этом случае будет сожжено ровно столько, сколько требуется тепла.
Но такой термостат получится установить только на газовый или электрический нагревательный агрегат. Если котел твердотопливный, то отрегулировать комнатную температуру поможет термостат с механическим клапаном, который монтируется уже на трубу.
Устанавливаемые на батареи регуляторы предназначены для перекрывания подачи воды при слишком высокой температуре в комнате или у теплоносителя. Котел в этом случае перестает работать несколько позже, когда у него внутри срабатывает собственный температурный датчик, предотвращающий перегрев оборудования.
Группа #1: механические
В основу работы механического термодатчика положено изменение характеристик материала при изменении его температуры. Это простой в исполнении, бюджетный, достаточно эффективный и полностью независимый от электропитания вариант. Он предназначен для установки на трубах водяной системы отопления для регулировки потока теплоносителя.
В качестве реагирующего на изменения температуры вещества в механических термостатах используются:
- газ;
- жидкость.
При нагреве жидкости газы расширяются, что приводит к их давлению на шток запорного клапана. При снижении температуры они сжимаются, запор возвращается пружиной обратно, и нагретая вода вновь течет по трубам в радиаторы отопления.
Для термостатов на батарею характерны слабая чувствительность и большая погрешность регулировки. Срабатывают они только при повышении температуры на 2 и более градусов. Плюс со временем наполнитель сильфона теряет свои характеристики, цифры на ручке установки требуемых температурных параметров и реальные градусы начинают расходиться.
У таких терморегуляторов достаточно большие размеры. Подавляющее большинство из них рассчитано на измерение температуры воды в батареях, а не воздуха в помещении. Зачастую точно отрегулировать их так, как хочется хозяину дома, сложно.
Группа #2: электромеханические
Данные термостаты работают на схожих с сугубо механическими аналогами принципах. Только в качестве термочувствительного элемента здесь применяется металлическая пластина.
При нагреве она изгибается и замыкает контакт, а при охлаждении возвращается в исходное положение и размыкает цепь. А уже через этот контур происходит подача сигнала на блок управления горелками.
Еще один вариант электромеханического термостата – это устройство с датчиком в виде двух пластин из разных металлов. В этом случае термочувствительный элемент устанавливается непосредственно в топку твердотопливного котла.
При высокой температуре между пластинами возникает разность потенциалов, воздействующая на электромагнитное реле. Контакты в последнем то размыкаются, то смыкаются. В результате происходит включение/выключение наддува воздуха в камеру горения.
Группа #3: электронные
Этот вид термостатов для водогрейных котлов относится к энергозависимой категории. Подобные приборы имеют выносной термодатчик, отслеживающий температуру в помещении, и полноценный блок управления с дисплеем.
Для электрокотлов такие терморегуляторы являются обязательным дополнением. Без них электрические нагреватели будут работать без остановки, нагревая воздух или теплоноситель слишком сильно.
В электронном терморегуляторе есть два главных элемента:
- Температурный датчик.
- Микроконтроллер.
Первый измеряет температуру, а второй контролирует ее и выдает сигналы на увеличение/уменьшение подачи тепловой энергии в помещение. Сенсор может посылать на контроллер аналоговый либо цифровой сигнал. В первом случае термостат по возможностям схож с механическим аналогом, только сильно превосходить его в точности замеров температурных показателей.
Цифровые терморегуляторы – это вершина развития данных приборов. Они позволяют регулировать теплоподачу по заранее заложенному алгоритму. Плюс к ним можно подключить гораздо больше датчиков расположенных как в комнатах, так и на улице.
Многие электронные термостаты имеют возможность дистанционного управления через ИК-порт или сотовую связь. Это позволяет регулировать комнатную температуру не только с помощью пульта в помещении, но и из любой точки вне него.
Например, еще выходя с работы, можно отправить сигнал на нагрев комнатного воздуха до комфортных параметров, и к вашему приходу дом порадует уютом и теплом.
Электронные устройства, предназначенные для автоматической регулировки качественных и количественных характеристик теплоносителя, являются обязательным компонентом систем отопления в умных домах. С их устройством рекомендуем ознакомиться.
Принципиальные схемы подсоединения
Все способы включения термостата в систему отопления делятся на три варианта подсоединения:
- Непосредственно к котлу.
- К циркуляционному насосу.
- На трубу, подающую теплоноситель в радиатор.
Первые две схемы исключают ухудшение пропускной способности трубопровода отопления. В него никаких дополнительных запоров не помещается, гидравлическое сопротивление всей системы не изменяется. Термостат здесь управляет работой только насоса или котла, с водой он “не соприкасается”.
При установке терморегулятора на батарею или общую трубу с несколькими радиаторами гидравлическое сопротивление, наоборот, повышается. Даже в полностью открытом состоянии клапан термостата немного замедляет движение теплоносителя.
В идеале проект обвязки котла необходимо производить сразу с учетом всех терморегулирующих и иных устройств.
Если система водяного отопления в доме сделана по однотрубной схеме, то от третьего варианта лучше сразу отказаться. При срабатывании термодатчика клапан перекроет сразу всю ветку радиаторов в нескольких комнатах, и тогда о комфорте в дальних от котла помещениях можно сразу забыть.
Подключать термостат на вход радиатора следует через байпас. Так он при срабатывании перенаправит поток теплоносителя в обход батареи. При этом вода будет возвращаться неостывшей обратно в котел. Последний перестанет ее нагревать, снижая тем самым потребление газового топлива или электроэнергии.
Термодатчик необходимо монтировать:
- в месте, куда не попадают прямые солнечные лучи;
- подальше от мостиков холода, сквозняков и поднимающихся потоков тепла от радиаторов;
- так, чтобы он не оказался закрытым декоративными экранами или шторами;
- на высоте от пола в пределах 1,2–1,5 метра.
При неправильной установке сенсора термостат станет выдавать ложные сигналы. Это может привести к перегреву не только воздуха в комнате, но и теплоносителя в системе. А во втором случае недолго и до проблем с котлом.
