Термометр для отопления своими руками
Добавил пользователь Alex Обновлено: 05.10.2024
Термометр для котла – прибор, который отличается простой и одновременно надежной конструкцией. Если при покупке современных котлов термометр идет уже в комплекте, то для старых его придется приобрести дополнительно.
Термометр, иногда датчик температуры, выполняет две функции:
- Отображает показания рабочей температуры носителя тепла внутри котла или системы отопления. Благодаря этому владелец системы отопления определяет стабильность работы котла и при необходимости меняет режим работы. Например, если термометр показывает падение уровня температуры, это указывает на сбои в системе отопления, и ее отключают для выяснения причин;
- Современные котлы опираются в своей работе на автоматику, а она – на работу измерительных датчиков, в том числе датчика температуры. Благодаря слаженному взаимодействию между собой автоматики и датчиков не требуется постоянно ходить к котлу и регулировать его с целью обеспечения нужного температурного режима.
Различают два вида термометров: погружные и дистанционные.
Установленный в систему отопления термометр
Погружные термометры
Предназначаются для съема сведений о температуре носителя тепла. Их устанавливают на каких-то сегментах системы или на самих котлах. В зависимости от рабочего материала различают биметаллические и спиртовые устройства.
- Биметаллические. Термометр данного типа состоит из металлической пластины, для изготовления которой использовалось два разных металла, и стрелки-индикатора со шкалой. В основе работы лежит разница коэффициентов температурного линейного расширения, из-за чего при подаче тепла один из металлов деформируется и оказывает давление на стрелку индикатора, которая и покажет на шкале значение температуры.
Несмотря на нехитрую схему работы и простую конструкцию данный тип термометров обеспечивает точные показания.
Их единственный недостаток – инертность. Если температура носителя тепла внутри котла или в системе резко изменится, известно об этом станет не сразу, а через небольшой промежуток времени.
Биметаллический термометр
Биметаллические термометры, в свою очередь, делятся на осевые и радиальные. Отличие между изделиями двух данных типов состоит в расположении оси циферблата. Ось у радиального термометра параллельна датчику, а у осевого – перпендикулярна.
Самые надежные приборы производят компании Watts, Dani и Introll.
- Спиртовые. Данный тип термометра представляет сосуд из термоизоляционного материала с градусной шкалой, которая нанесена на поверхность. Принцип работы до невозможности прост. При нагревании спирт или спиртосодержащая жидкость расширяется и перемещается по сосуду вдоль шкалы. Уровень спирта показывает текущее значение температуры носителя тепла внутри котла.
Отличий между данным типом термометра и обычным градусником немного и отсюда вытекает небольшой недостаток в работе с ним – визуальные неудобства при снятии показаний.
И здесь самые надежные устройства производит компания Watts.
Перед установкой погружного термометра в первую очередь прочитайте руководство для пользователя. Из него вы узнаете верхний предел температурных значений изделия, размеры, которые нужны для подключения, рекомендации от производителя относительно эксплуатации.
Спиртовой термометр
Методы контроля
Контроль показателей давления в замкнутой системе, совместно с работой воздухоотводчика и предохранительного клапана (т. н. группа безопасности), является обязательным условием ее безопасной и эффективной работы.
Манометр
Для контроля необходимых значений используется манометр — прибор, показывающий на своей шкале давление жидкости или газа в замкнутом контуре. Обычно манометры имеют 2 шкалы, показывающие значения в кгс/см2, барах или атмосферах. Манометр может быть совмещен с термометром, показывающим температуру измеряемого теплоносителя.
Фото 1. Манометр для измерения давления, показывает значения в барах и в фунтах на квадратный дюйм, .
Для частного дома обычно используются пружинные манометры из-за их простоты и надежности. Шкала измерения манометра имеет широкий диапазон, но обычно используется более удобная шкала от нуля до четырех атмосфер.
Важно! Манометр должен иметь необходимые пломбы и клейма о прохождении поверки, быть неповрежденным, и стрелка манометра при отсутствии давления в системе должна возвращаться в положение нуля.
Обычно манометр врезается в магистраль на выходе из котла, на минимально возможном от него расстоянии, и располагается так, чтобы с него можно было удобно снимать показания.
Воздухоотводчик
Автоматический или ручной воздухоотводчик ставится в самой верхней точке системы отопления, и, при необходимости, в других ее местах, и конструктивно предназначен для автоматического или ручного отвода воздуха без нарушений герметичности и утечек теплоносителя.
Предохранительный клапан
Предохранительный клапан — специальное защитное устройство, призванное уберечь систему от превышения допустимого давления, обычно составляющего около 2,5 атмосфер.
При превышении указанного значения может нарушиться герметичность системы и возникнуть аварийная ситуация. Такой клапан называется перепускным и устанавливается на выходном патрубке нагревательного котла.
Дистанционные датчики
Их размещают за пределами системы отопления. Несмотря на это, их подключают либо напрямую к котлу, либо к программатору, который отвечает за регулирование параметров работы системы. В последнее время набрали популярность беспроводные датчики. Они с помощью вспомогательной электроники передают показания температуры носителя тепла на автоматику, благодаря чему их монтируют том месте, где удобно.
В простых схемах разумно устанавливать датчики температуры, которые передают сигнал в сторону блока управления по электропроводам. За счет этого существенно снижается вероятность сбоя передачи или потери части данных в сравнении с беспроводными моделями.
Что учесть при выборе
Рабочие параметры системы отопления влияют на выбор подходящего термометра. Обратите внимание на следующие:
- Рабочий диапазон измерений. Влияет на точность показаний. Датчик температуры, которому неправильно подобрали верхний предел показаний, отобразит данные с погрешностью или вообще перестанет работать;
- Способ подключения. Когда требуется определить уровень нагрева носителя тепла с минимальной погрешностью, выбирайте среди тех моделей термометров, которые погружаются в среду носителя тепла. Их монтаж производится только в самой системе отопления или на котле;
- Метод получения показаний. Способ измерения влияет на скорость приведения показаний прибора к реальному уровню (по-другому, на инертность), на внешний вид и тип индикатора.
Дистанционный датчик температуры
Выбирая среди термометров погружного типа, обязательно учитывайте длину гильзы, которая составляет от 120 до 160 мм. А выбирая среди беспроводных датчиков, обращайте внимание на дальность передачи сигнала, погрешность измерений и возможность автономной работы от элементов питания.
Норма давления воды в системах отопления частного дома
Системы водяного отопления бывают:
-
Открытые. Система сообщается с атмосферным давлением через открытый расширительный бачок, установленный в самой верхней ее части, а котел устанавливается в самом ее низу.
В этом случае вода по трубам циркулирует по законам естественной конвекции — нижние слои воды нагреваются и поднимаются наверх, а более холодные и тяжелые опускаются вниз, где они снова нагреваются.
Какие должны быть рабочие параметры в открытом контуре
Давление в открытом контуре определяется гидростатическим давлением его водяного столба. Столб воды высотой 1 метр создает прибавку давления на единицу площади поверхности в нижней его точке, равную 0.1 кгс/см2, или 0.09 атмосфер.
Справка! Чтобы рассчитать давление в выбранном месте открытой системы, необходимо измерить высоту от точки измерения до уровня воды в бачке расширения, прибавив по 0,1 кгс/см2 на каждый метр столба воды.
Давление в открытых контурах является саморегулируемым и не требует балансировки, их устройство менее сложно и требует меньших затрат на обслуживание.
Однако, законы теплового обмена устанавливают ограничения на высоту такой системы, связанные с неравномерным прогревом теплоносителя и, как результат, снижением ее общей эффективности.
Частично эту проблему решает установка циркуляционного насоса, увеличивающего поток теплоносителя, однако, открытый отопительный контур из-за своих ограничений подходит только для одноэтажных домов.
Нормальные показатели в системе закрытого типа
На практике чаще применяются закрытые системы из-за более широких возможностей их применения. В частности, если дом имеет два или три этажа, и один насос не справляется с поддержанием водяного потока, в различных точках контура могут устанавливаться дополнительные циркуляционные насосы, подключаемые последовательно или параллельно, что снижает нагрузку на котел.
Рабочим давлением закрытой системы отопления обычно считается значение в 1,5-2 атмосферы. Максимально же допустимое рабочее значение, обычно регулируемое предохранительным клапаном, составляет 2,5 кгс/см2.
Как происходит регулировка
Давление в закрытой системе отопления регулируется закачиванием воды в контур отопления через его соединение с системой холодного водоснабжения, а также мембранным стальным расширительным бачком.
Одна половина бачка, отделенная мембраной, заполнена воздухом с т. н. избыточным давлением зарядки, а другая циркулирующей водой.
Как и в открытых отопительных контурах, мембранный бачок служит для вмещения расширяющейся воды при ее рабочем нагреве, а также уменьшает колебания давления (гидроудары) при внезапной остановке движения воды.
Давление зарядки мембранного бачка при неработающем контуре равно давлению водяного столба. Стандартное же заводское значение зарядки расширительного бака составляет 1,5 кгс/см2, а максимальное значение, на которое рассчитано оборудование — до 3 атмосфер.
Что нужно обязательно выяснить перед приобретением
Перед приобретением термометра выясните некоторые моменты:
- Найдите на корпусе котла место для монтажа термометра и определите способ крепления. Убедитесь в соответствии выбранного прибора полученным данным и в доступности монтажа.
- Определите, установлен ли в системе манометр. Если его нет в изначальной комплектации, либо докупите отдельно, либо приобретите термометр с манометром в одном корпусе.
- Определите требуемый диапазон измерений температуры. Не берите приборы с большей граничной температурой, чем необходимо, так как при большей цене деления, в итоге получается большая погрешность. От этого снизится надежность приобретенного прибора.
Температурные нормы нагрева теплоносителя
Конечно, нормативы, указанные в СНиП, во многом зависят от региона, а иногда и от времени суток, но в целом, они являются ориентиром, которого придерживается управляющая компания. Если в силу каких-то обстоятельств в квартире холодно, а термостат не представляется возможным установить, то эти параметры позволяют определить, есть ли причина для жалобы в соответствующую службу. Как правило, температура воды в батарее отопления (норма для многоквартирных домов) не должна быть выше +95°C, если в здании проведена двухтрубная отопительная система и 105°C, если она однотрубная.
Чтобы теплоноситель дошел до нужной температуры, ему приходится пройти немалое расстояние от котельной, где его разогревают, и под давлением в 7-9 атмосфер он достигает +160°C, до теплообменника в доме, который чаще всего расположен в подвале. Именно здесь он остывает, чтобы норма температуры в батареях центрального отопления соответствовала безопасным параметрам СНиП.
Благодаря таким процессам вода разогревает радиаторы, а те, в свою очередь должны обеспечить в квартире температуру не менее +18°C, а в северных регионах – +20°C. Если показатели ниже установленной нормы в дневное время суток, то следует проверить отопительную систему на наличие воздушных пробок, узнать, насколько тепло у соседей, и только после этого решать, кому звонить жаловаться, и как отрегулировать батареи отопления.
Немалое значение в качестве обогрева жилья играют теплопотери. Они возникают, если:
- Проводится частое проветривание помещений.
- В комнате несколько окон с герметизацией, не соответствующей норме.
- Наружные стены не утеплены.
- Под неутепленным полом находится неотапливаемый подвал.
Так как любые жалобы должны иметь под собой основания, то вначале следует устранить утечки тепла, после чего вновь измерить температуру в помещениях, и если она все-таки далека от нормы, то обращаться в управляющую службу.
Проверка после приобретения
Если был приобретен прибор погружного типа одной из указанных выше фирм, смело устанавливайте его на котел или в систему отопления. Если же нет, то сначала проведите его проверку на точность показаний. Зачем? Невысокая точность показаний, свойственная дешевым изделиям, приведет к неточному отображению реальной картины работы котла, к понижению эффективности и надежности работы.
Подробно этот процесс проверки показан на видео:
Как проверить? Возьмите приобретенный термометр и датчик с выносным шипом для воды. Поднесите к открытому источнику огня на 10 секунд приобретенный термометр, а затем контрольный датчик. Учитывая большую инертность показаний, дайте немного времени, чтобы термометр отобразил реальные показания температуры. После этого сравните показания термометра с контрольным датчиком. Чем ниже разница, тем точнее точность замера и отображения температуры.
Что дает регулировка температуры радиаторов
Так как централизованная отопительная система при всей своей привлекательной заботе о нуждах населения в тепле зимой имеет значительные минусы, то устранять их приходится потребителям этого самого тепла. Перепады давления, большая засоренность воды различными взвесями, завоздушенность в трубах, все это влияет на то, что температура теплоносителя в батареях центрального отопления далека от нормы. Чтобы контролировать процесс обогрева квартиры и экономить средства на оплате коммунальных услуг, все большее количество жильцов многоквартирных домов устанавливают специальные регуляторы температуры.
Это дает им следующие преимущества:
- В отопительном контуре не скапливается воздух, мешающий свободной циркуляции воды.
- Снижаются затраты на обогрев жилья, что особенно заметно в домах с автономным типом отопления.
- Регулировка радиаторов отопления позволяет уменьшать температуру в помещении, если за окном потеплело, и наоборот. Особенно актуально это в случае резкого потепления весной, когда отопительный сезон еще не окончен, а батареи продолжают работать на полную мощность. Если регулятора нет, то людям приходится открывать балконы и форточки, чтобы остудить квартиру.
- Зная, как отрегулировать батареи отопления в квартире, можно создавать в каждой отдельной комнате свой микроклимат, например, незначительно увеличив количество тепла в детской или уменьшив его на время, когда дома никого нет.
Вряд ли даже самый экономичный терморегулятор поможет сэкономить средства на отоплении, если тепло попросту выходит через щели в окне или тратиться на обогрев наружной стены.
Сориентироваться в качестве обслуживания управляющей компании, ведающей теплом, поможет знание о том, какая температура должна быть в батареях отопления.
Датчики давления как дополнение к термометрам
В схеме системы отопления с принудительной циркуляцией датчики давления отображают уровень расширения носителя тепла от нагревания. По этой причине специалисты рекомендуют устанавливать измерители давления в систему отопления совместно с термометрами.
Внешний вид пружинного манометра
Предельная величина давления – главный показатель для манометров и никак не может быть ниже максимального показания давления в системе. Как показывает практика, лучше устанавливать приборы с предельной величиной давления в 6 МПа.
Датчики давления бывают двух видов: пружинные и электроконтактные.
Пружинные. Роль чувствительного элемента исполняет трубка круглого или овального сечения. При подаче носителя тепла она смещается, и от этого стрелка на циферблате приходит в движение.
Видимые преимущества датчиков данного типа – высокая надежность работы и разумная цена.
Для монтажа датчика данного типа особых навыков не требуется.
Видео расскажет о работе датчика минимального давления:
Электроконтактные. Модернизированная версия датчиков пружинного типа. Кроме стрелки, которая указывает основные показания, присутствуют две дополнительные, их выставляют на нижний и верхний предел давления. Когда стрелка показаний достигает одной из дополнительных, происходит замыкание контакта, и затем на управляющее устройство отправляется электрический сигнал. Приборы данного типа целесообразно устанавливать лишь в автономных системах больших объектов.
Электроконтактный датчик давления
Как видим, среди приборов контроля работы системы отопления есть выбор, который зависит о целого ряда факторов, таких как место монтажа, рабочий диапазон, точность определения температуры или давления носителя тепла. Помните: правильно подобранный прибор позволит точно контролировать работу отопительной системы, обеспечит долговечность ее работы.
Причины падения давления
Уровень рабочего давления системы не всегда находится на требуемой отметке и может падать или возрастать.
Основные причины его снижения:
- Утечки теплоносителя. Утечки могут появляться во всех элементах контура отопления — в трубах, радиаторах, и обычно связаны с браком их изготовления.
Утечки в местах соединений часто возникают из-за неплотно затянутого крепежа или повреждения соединения при его сборке.
Оптимальный режим работы любого отопительного оборудования регулируется с помощью измерительных приборов, играющих важную роль в этом процессе – ведь согласно их показателей происходит изменение режима работы котла.
В современных отопительных приборах термометры практически всегда входят в обязательную комплектацию. Различают два основные вида приборов для измерения температуры теплоносителя:
- Визуализация текущих показателей.
- Связь термометра с блоком управления котла. При достижении определенного уровня температуры система регулирует уровень мощности.
Такие системы входят в обязательный набор для всех газовых котлов отопления. Для классических твердотопливных устройств применяется первый тип термометра. Исключения составляют котлы длительного горения, где с помощью специального устройства происходит регулирование задвижки зольника, тем самым увеличивается (уменьшается) приток воздуха в камеру горения.
Если на твёрдотопливном котле нет установленного термометра, то перед его приобретением необходимо выяснить ряд вопросов:
После определения всех вышеизложенных характеристик можно приступать к выбору конкретной модели. Однако стоит учитывать, что термометры разделяются по методу определения температуры.
Биметаллический
Принцип работы этого вида термометров основан на различном коэффициенте температурного расширения металлов. В его конструкции есть биметаллическая пластина, состоящая из двух различных металлов. При нагреве один из них начинает деформироваться, тем самым изменяя показания на индикаторе.
Это довольно надежные устройства, которые отличаются высокой точностью показаний. Но у них есть один недостаток – большая инертность. При резком изменении температуры среды показания отобразятся не сразу, а только через некоторое время. Это может быть существенным при поступлении уже нагретого теплоносителя в систему отопления.
Производители
Существует множество производителей биметаллических термометров. Но самыми надежными считаются приборы компаний Dani, Watts и Introll. Стоимость их колеблется от 250 до 400 руб.
Спиртовые
Принцип работы этого типа термометра заложен в его конструкции. Он представляет собой сосуд из материала с высоким показателем сопротивления теплопередачи с нанесенной на поверхность градусной шкалой. При нагревании спирт расширяется, тем самым начинает перемещаться по сосуду вверх. В результате чего можно определить по шкале текущую температуру теплоносителя.
Этот тип прибора во многом схож с обычным градусником. Но именно из-за этого есть и недостаток в работе – неудобный вид для визуального снятия показаний.
Производители
Самым известным производителем является компания Watts. Стоимость их продукции составляет 1600 руб., что на порядок дороже биметаллических.
[divider]В данной статье были рассмотрены только те виды термометров, которые не входят в обязательную комплектацию котла отопления. Если же произошла поломка встроенного прибора измерения температуры, то его замена должна согласовываться с сервисным центром компании-производителя.
В конструкции любого газового или электрического котла присутствуют элементы контроля и управления, отслеживающие температуру теплоносителя на выходе. Но в старых или недорогих моделях такие компоненты имеют примитивное исполнение, позволяющее только включать и отключать нагрев. Домовладельцы, которые хотят оптимизировать работу отопительной системы, оснащают её выносными регуляторами температуры. Ввиду высокой цены терморегуляторов заводского изготовления их делают самостоятельно.
Виды регулятора температуры для котла отопления
В базовом исполнении на котлоагрегатах устанавливают простейший терморегулятор, отслеживающий степень нагрева теплоносителя в системе. Нужное количество градусов домовладелец задаёт вручную, затем начинает работать простой термоэлемент на основе биметаллической пластины. Он активирует нагрев теплоносителя, включая газовую горелку или ТЭН в электрокотле.
Более дорогие модели оснащают выносными терморегуляторами. Они контролируют температуру по нескольким каналам:
- контроль степени нагрева теплоносителя в системе отопления;
- отслеживание температуры воздуха в удалённом помещении выносным датчиком;
- включение отопления погодозависимым сенсором, установленным на улице;
- управление котельной установкой выносным комнатным терморегулятором.
Погодозависимые системы управления применяют реже остальных. Это связано с их высокой ценой, сложностью настройки и монтажа. Однако они обеспечивают наиболее эффективное управление котельной установкой: система оперативно реагирует на изменение погоды на улице, не дожидаясь, пока температура в помещении снизится или повысится.
Регулятор температуры, устанавливаемый на удалении от котла, становится внешним управляющим модулем. Он состоит из компактного термометра, логической схемы и коммутирующей аппаратуры. Основная его задача — мониторинг заданной температуры на основании показаний термоэлемента. Если в помещении становится холодно, он дистанционно включает отопление. Когда температура достигнет установленного значения, котёл выключится.
Периферийное котловое оборудование со встроенными регуляторами может выполнять и другие задачи. Они могут:
- Регулировать температуру в контуре горячего водоснабжения.
- Задавать различные режимы работы котельной установки в зависимости от времени суток или дня недели.
- Управлять отоплением по предварительно заданной программе.
- Оперировать внешним оборудованием. Терморегулятор может управлять бойлерами косвенного нагрева, солнечными коллекторами и системой тёплого пола.
К сведению!
Выносная конструкция терморегулятора позволяет управлять котельным оборудованием, расположенным удалённо. Благодаря этому в строении будет поддерживаться заданная температура, даже если отопитель находится в подвале или в отдельной постройке.
Компоновка и функционал аппаратуры варьируется в широких пределах. Наиболее простые устройства имеют единственную ручку для механической регулировки. Современные сложные механизмы построены на электронной базе. Они могут регулировать температуру по нескольким каналам, оснащены электронными табло, на которых отображаются различные показатели. Стоят они дороже, но позволяют повысить эффективность работы отопления, экономя бюджет.
Регулятор температуры для котла отопления своими руками
Заводское оборудование для управления котловым оборудованием, которое представлено в специализированных магазинах, надёжно и претензий у домовладельцев не вызывает. Но стоит оно дорого, что не устраивает тех домовладельцев, кто хоть немного разбирается в электротехнике или электронике. Имея даже базовые знания в этих областях и понимая, как должно функционировать оборудование, можно собрать и подключить его к котлоагрегату самостоятельно.
Однако сделать сложный программируемый терморегулятор для котла отопления под силу далеко не каждому. Кроме того, для такого прибора потребуется купить дорогие комплектующие, которые легко вывести из строя при малейшей ошибке. Новичку, который разбирается в электронике поверхностно, следует начать с какой-нибудь простой схемы, собрать и запустить её в работу. Комплектующие для неё, как правило, стоят недорого и их повреждение не приведёт к каким-нибудь серьёзным тратам. Достигнув положительного результата, можно замахнуться на что-то более серьезное.
Схема изготовления регулятора температуры для котла отопления
Перед началом сборки необходимо определиться, какие элементы использовать. Перечень необходимых расходников можно составить по принципиальной схеме регулирующего устройства. В общем случае набор комплектующих включает в себя:
- элемент, измеряющий температуру;
- блок обработки (набор микросхем или транзисторов), сравнивающий установленные значения с полученными;
- исполнительную часть, выдающую команду на включение или отключение котла.
К сведению!
В интернете в открытом доступе представлены различные схемы терморегуляторов, доступные для сборки как новичкам, так и продвинутым электронщикам.
Пошаговая инструкция
Лучшая схема для новичка — вариант с использованием стабилитрона. Последний представляет собой полупроводниковый диод, пропускающий ток лишь в одну сторону, с управляющим выводом. Пока на последний контакт подаётся напряжение, элемент находится в открытом состоянии, подавая сигнал на включение котла. Для сборки схемы понадобятся:
- стабилитрон TL431;
- терморезистор 22 Ом;
- сопротивления на 100 Ом и 10 кОм;
- герконовое реле марки РЭС55А или РЭС47;
- блок питания на 12 В;
- соединительные провода, колодки;
- корпус;
- печатная плата.
Для удобства сборки все элементы размечают на печатной плате. Последовательность изготовления терморегулятора:
- Печатную плату подгоняют для размещения в корпусе, делают отверстия для крепления и формируют токоведущие дорожки. Закрепляют входные и выходные колодки.
- Компоненты схемы размещают на плате и соединяют между собой пайкой.
- Подключают выводные колодки и закрывают корпус.
- Выполняют коммутацию линий питания, управления и термосопротивления.
- Проверяют работоспособность прибора. При изменении сопротивления подстроечного резистора должно происходить срабатывание силового реле. Замыкание контактов будет слышно при нагреве или охлаждении термосопротивления.
Готовый регулятор можно разместить рядом с котлом или непосредственно в контролируемом помещении. Первый вариант более предпочтителен: самодельный корпус лучше спрятать от посторонних взглядов, чтобы он не портил оформление комнаты. Целесообразно в комнате разместить только удалённый термометр, сделав для него скрытую проводку.
Достоинства и недостатки
Самостоятельное изготовление терморегулятора для управления котловым оборудованием имеет свои положительные и отрицательные стороны. К числу первых можно отнести:
- Дешевизну. Регуляторы температуры, изготовленные самостоятельно, стоят в разы дешевле заводских моделей.
- Повышение теплового комфорта в помещении. С регулятором система отопления способна работать без вмешательства домовладельца.
- Экономное расходование энергоресурсов. Грамотная настройка регулятора позволяет сэкономить до 30% тепловой энергии, вырабатываемой котлоагрегатом.
- Предупреждение нештатной ситуации в отопительном контуре. Автоматика способна самостоятельно выключить котёл в случае перегрева теплоносителя либо включить, если возникнет угроза замораживания системы.
- Простота подключения и обслуживания. Оборудование, изготовленное своими руками, имеет понятную и знакомую конструкцию, которая не вызывает проблем в процессе эксплуатации.
К сведению!
Установку термометра сопротивления на радиатор отопления лучше не делать. В этом случае возможен локальный нагрев окружающего пространства и охлаждение других зон.
К недостаткам регулятора, изготовленного кустарно, относят некрасивый внешний вид, сложность сборки и отсутствие гарантии. Кроме того, новички не застрахованы от совершения ошибок. Неправильная коммутация радиоэлементов может привести к их повреждению. Если это дешёвые расходники, то ничего страшного, но поломка дорогих деталей вынудит покупать новые, а конечная цена такого прибора может достигать рыночной.
Самодельный регулятор температуры станет отличным дополнением к отопительному котлу. Эта эффективная модернизация позволяет сэкономить на обогреве жилья, повысить комфортность проживания и снизить износ нагревающего теплоноситель оборудования.
Продолжаем нашу рубрику электронные самоделки, в этой статье мы будем рассматривать устройства, поддерживающие определенный тепловой режим, или же сигнализирующие о достижении нужного значения температуры. Такие устройства имеют очень широкую сферу применения: они могут поддерживать заданную температуру в инкубаторах и аквариумах, теплых полах и даже являться частью умного дома. Для вас мы предоставили инструкцию о том, как сделать терморегулятор своими руками и с минимумом затрат.
Простой терморегулятор своими руками – схема
Устройство термостата особой сложностью не отличается, поэтому многие начинающие радиолюбители оттачивают на изготовлении этого прибора свое мастерство. Схемы предлагаются самые разные, но наибольшее распространение получил вариант с применением особой микросхемы, называемой компаратором.
У этого элемента есть два входа и один выход. На один вход подается некое эталонное напряжение, которое соответствует требуемой температуре, а на второй – напряжение от термодатчика.
Схема терморегулятора для теплых полов
Компаратор сравнивает поступающие данные и при определенном их соотношении генерирует на выходе сигнал, открывающий транзистор или включающий реле. При этом подается ток на нагреватель или холодильный агрегат.
Детали устройства регулятора температуры своими руками
В роли датчика температуры обычно выступает терморезистор – элемент, электрическое сопротивление которого меняется в зависимости от температуры. Используют и полупроводниковые элементы – транзисторы и диоды, на характеристики которых температура также оказывает влияние: при нагреве увеличивается ток коллектора (у транзисторов), при этом наблюдается смещение рабочей точки и транзистор перестает работать, не реагируя на входной сигнал.
Между тем промышленность давно освоила выпуск недорогих термодатчиков, калибровка которых осуществляется в процессе изготовления.
К таковым относится прибор марки LM335 от компании National Semiconductor, которым мы и рекомендуем воспользоваться. Стоимость этого аналогового термодатчика составляет всего 1 доллар.
Имея в своем составе 16 транзисторов, этот датчик работает как стабилитрон. При этом его напряжение стабилизации зависит от температуры.
Зависимость следующая: на каждый градус по абсолютной шкале (по Кельвину) приходится 0,01 В напряжения, то есть при нуле по Цельсию (273 по Кельвину) напряжение стабилизации на выходе составит 2,73 В. Производитель калибрует датчик по температуре в 25С (298К). Рабочий диапазон лежит в пределах от -40 до +100 градусов Цельсия.
Таким образом, собирая терморегулятор на базе LM335, пользователь избавляется от необходимости подбирать методом проб и ошибок эталонное напряжение, при котором прибор обеспечит требуемую температуру.
Его можно рассчитать, используя несложную формулу:
V = (273 + T) x 0.01,
Где Т – интересующая пользователя температура по шкале Цельсия.
Помимо термодатчика нам понадобится компаратор (подойдет марки LM311 от того же производителя), потенциометр для формирования эталонного напряжения (настройка требуемой температуры), выходное устройство для подключения нагрузки (реле), индикаторы и блок питания.
Терморегулятор – неотъемлемая часть автономного отопления. Термостат для котла отопления поможет поддерживать температуру в доме на комфортном уровне.
Принцип действия терморегулятора для инфракрасного обогревателя разберем тут.
В простейшем варианте (реле холодильника) применяют механический переключатель. Для более точной регулировки (обороты двигателя) используют не только микроэлектронику, но и специализированное программное обеспечение.
Терморегулятор на трех элементах
Чтобы сделать простой терморегулятор своими руками схема для блока питания персонального компьютера подходит лучше других вариантов.
Термистором измеряют температуру в контрольной точке. Потенциометром устанавливают оптимальное значение для включения вентилятора. Изменять обороты данная схема не способна. Подключает индуктивную нагрузку MOSFET транзистор. Допустимо применение аналога с подходящими силовыми характеристиками.
Терморегуляторы для котлов отопления
Регулятор температуры своими руками можно сделать в рамках проекта модернизации старого котла. Не имеет значения вид топлива, хотя проще обеспечить хороший результат с применением газового оборудования.
Цифровой терморегулятор
В этом примере разработчики создавали устройство поддержания температурного режима в хранилище фруктов (овощей). Для анализа поступающих данных выбрана микросхема со следующими блоками:
- таймеры;
- генератор;
- два компаратора;
- модули обмена, сравнения и передачи данных.
При соответствующем положении переключателей светодиодная матрица показывает актуальное значение температуры или контрольный уровень. Кнопками в пошаговом режиме устанавливают нужный порог срабатывания.
Электропитание терморегулятора
Температурный датчик LM335 подключается последовательно с резистором R1. Так вот, сопротивление этого резистора и напряжение питания должны быть подобраны таким образом, чтобы величина протекающего через термодатчик тока находилась в пределах от 0,45 до 5 мА.
Превышать максимальное значение этого диапазона не следует, так как характеристики сенсора будут искажаться из-за перегрева.
Запитать терморегулятор можно от стандартного блока питания на 12 В либо от изготовленного собственными силами трансформатора.
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:
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:
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.
Включение нагрузки
В качестве исполнительного устройства, подающего питание на нагреватель, можно применить автомобильное реле. Оно рассчитано на напряжение в 12 В, при этом через катушку должен протекать ток в 100 мА.
Напомним, что ток в цепи термодатчика не превышает 5 мА, поэтому для подключения реле нужно применить транзистор с большей мощностью, например, КТ814.
Можно применить реле с меньшим током включения, такое как SRA-12VDC-L или SRD-12VDC-SL-C – тогда транзистор не понадобится.
Простой термометр
Конструкция простого термометра состоит всего из трёх деталей и тестера. В качестве датчика температуры в схеме используется LM35. Это интегральный прибор с калиброванным выходом по напряжению. Амплитуда на выходе датчика пропорциональна температуре. Точность измерений составляет 0,75° C. Запитывать интегральную микросхему можно как от однополярного источника, так и двухполярного. Предел измерений от -55 ° до 150° C.
В качестве мультиметра можно использовать стрелочный или цифровой прибор. К датчику согласно схеме подключают источник питания. Например, КРОНу или три соединённых последовательно пальчиковых батарейки. Измеритель же подключают к клеммам V и COM и переводят в режим измерения температуры. Потребление датчика при работе не превышает 10 мкА.
Диапазон измерения мультиметра устанавливается на два вольта. Отображённый на экране результат и будет соответствовать измеряемой температуре. Последняя цифра в числе обозначает десятые доли градуса.
При желании устройство можно сделать двухканальным. Для этого дополнительно необходимо будет изготовить механический или электронный переключатель.
Как сделать терморегулятор своими руками: пошаговая инструкция
Рассмотрим, как изготавливаются терморегуляторы (термореле) с датчиком температуры воздуха своими руками на 12 В. Сборка прибора осуществляется в такой последовательности:
Простой самодельный термостат
Для включения нагревателя удобно использовать клеммник счетчика.
Принцип работы
Принцип, по которому работают все регуляторы, – это снятие физической величины (температуры), передача данных на схему блока управления, решающего, что нужно сделать в конкретном случае.
Если делать термореле, то наиболее простой вариант будет иметь механическую схему управления. Здесь с помощью резистора устанавливается определённый порог, при достижении которого будет дан сигнал на исполнительный механизм.
Чтобы получить дополнительную функциональность и возможность работы с более широким диапазоном температур, придётся встраивать контроллер. Это же поможет увеличить срок эксплуатации прибора.
На данном видео вы можете посмотреть как самостоятельно изготовить терморегулятор для электрического отопления:
Настройка терморегулятора
Как уже говорилось, терморегулятор на базе датчика LM335 в настройке не нуждается. Достаточно знать напряжение, подаваемое потенциометром на прямой вход компаратора.
Измерить его можно при помощи вольтметра. Необходимое значение напряжения определяется по приведенной выше формуле.
Если нужно, к примеру, чтобы прибор срабатывал при температуре в 20 градусов, оно должно составлять 2,93 В.
Если в качестве термодатчика применяется какой-либо иной элемент, эталонное напряжение придется проверять опытным путем. Для этого необходимо воспользоваться цифровым термометром, например, ТМ-902С. Для точности настройки датчики термометра и терморегулятора можно соединить посредством изоленты, после чего их помещают в среду с различной температурой.
Терморегулятор из подручных материалов
Ручку потенциометра нужно плавно вращать, пока терморегулятор не сработает. В этот момент следует посмотреть на шкалу цифрового термометра и отображаемую на ней температуру нанести на шкалу терморегулятора. Можно определить крайние точки, например, для температуры в 8 и 40 градусов, а промежуточные значения отметить, разделив диапазон на равные части.
Если цифрового термометра под рукой не оказалось, крайние точки можно определять по воде с плавающим в ней льдом (0 градусов) или по кипящей воде (100 градусов).
Сталкиваясь с выбором обогревателя, люди обнаруживают, что типов приборов существует немало, но выбрать нужно один. Керамический обогреватель для дома – тонкости правильного выбора, обзор моделей и цен.
Читайте также: