Rozvoj technických prostředků umožnil člověku všude zlepšit kvalitu svého života. Proto dnes může každý stisknout tlačítko a nastavit požadovaný rozsah teplot v místnosti. V tomto případě již není nutné neustále kontrolovat přívod paliva pomocí spínače, neboť tuto funkci plní termostat s čidlem teploty vzduchu. Co je toto zařízení a jak to funguje, budeme zvažovat v tomto článku.
Účel a funkce
Termostat s teplotním čidlem je určen k automatickému udržování teploty při nuceném ohřevu nebo chlazení ve stanovených mezích. Například moderní topné kotle zvýší nebo sníží vytápění v závislosti na teplotě v konkrétní místnosti nebo na nějakém povrchu. V praxi se používají pro:
- chladicí jednotky;
- domácí a průmyslové topné systémy;
- jako zásuvkový vstup pro připojení topného zařízení;
- termostat pro podlahové vytápění;
- zařízení pro regulaci teploty v parních místnostech, saunách a koupelích;
Při instalaci termostatu s teplotním čidlem se snaží využít jednu nebo více základních funkcí. Celkem existují tři užitečné funkce:
- Úspora energie – díky řízení vytápění nebo chlazení dojde k vypnutí systému dříve, než dojde k výraznému přehřátí. V souladu s tím bude vynaložená energie promarněna, pokud otevřete okna pro větrání, abyste normalizovali mikroklima.
- Automatizace klimatizace – Dříve každý nezávisle otáčel knoflíkem regulátoru, řídil se pocity nebo indikátory pokojového teploměru. Nyní se teplota upravuje automaticky, což umožňuje snížit náklady i na údržbu určité kategorie personálu v malých kotelnách.
- zabezpečení – sledováním teploty vzduchu je možné zabránit překročení výkonu topného systému. V důsledku toho se snižuje riziko výbuchu nebo požáru. Některé modely termostatů s teplotním čidlem jsou vybaveny zvukovým alarmem, který vás upozorní, pokud se ohřívač nevypne při dosažení prahové hodnoty.
Princip
V souladu s GOST 30815-2019 je termostat potrubní armatura, která mění množství chladicí kapaliny pohybující se jejím ventilem. Snímač teploty je zpravidla vlnovec, který je v souladu s článkem 3.1.1. GOST R 55019-2012 je vlnitá skořepina schopná hermetické elastické deformace pod vlivem teplotního roztahování.
Rýže. 2. Princip činnosti termostatu s teplotním čidlem
Princip fungování tohoto zařízení je následující:
- Dutina vlnovce je jako citlivý prvek snímače vyplněna parafínem nebo plynem s vysokým koeficientem tepelné roztažnosti.
- Pokud okolní teplota stoupne, vosk nebo plyn uvnitř snímače se roztáhne a posune píst.
- V závislosti na dráze, kterou píst urazí, se informace o změně teploty přenáší do logického bloku.
- Když je termostat nastaven do určité polohy, logická jednotka začne porovnávat pokojovou teplotu a teplotu topného média.
- Po dosažení nastavené horní hranice termostat uzavře ventil přívodu chladiva do topného systému a tím zastaví další vytápění prostoru.
- Snížení množství chladicí kapaliny v systému vede k ochlazování vzduchu v okolním prostoru. Díky tomu se citlivé médium v měchu senzoru začne zužovat a vrátí dřík do původní polohy.
- Poté, co teplota v místnosti klesne pod spodní hranici, vřeteno uvolní termostatický ventil a obnoví normální pohyb chladicí kapaliny systémem. Začne další fáze ohřevu vzduchu v místnosti, dokud teplota nedosáhne hodnoty nastavené na termostatu.
- V tomto příkladu jsou použity dvě topné zóny, které nezávisle na sobě řídí stupeň ohřevu vzduchu. Každá místnost proto může udržovat jiný teplotní režim.
V praxi může regulátor teploty používat jako senzor další prvky. Proto existuje rozdělení zařízení pro ovládání topného nebo chladicího vzduchu podle typu.
Typy termostatů s teplotním čidlem
V závislosti na způsobu instalace jsou všechna zařízení podmíněně rozdělena na stacionární a přenosné. První verze termostatu s teplotním čidlem musí být namontována na určitém místě. A druhý lze instalovat v libovolné poloze podle aktuální potřeby.
Podle umístění teplotního čidla se dělí na teplotní regulátory s vestavěným čidlem a s dálkovým. Vestavěný senzor je umístěn přímo v samotném zařízení a vzdálený může být umístěn v určité vzdálenosti, v závislosti na délce kabelu.
Podle principu fungování jsou elektronické a mechanické modely rozděleny. První možnost je modernější, protože operace se provádějí pomocí polovodičových zařízení a mikroobvodů. Druhý pohání pracovní těleso v důsledku mechanické síly.
Podle způsobu řízení lze rozdělit na:
V závislosti na způsobu instalace existují modely pro montáž na stěnu, na skříň a na lištu DIN. Každý typ se používá v závislosti na parametrech místnosti a požadavcích zákazníka.
Ve vztahu k parametrům prostředí se rozlišují termostaty s teplotním čidlem pro vnitřní a venkovní instalaci. První z nich jsou určeny výhradně pro vnitřní použití. Za druhé, mohou být instalovány venku, takové regulátory teploty mají dostatečný stupeň ochrany před účinky atmosférických faktorů.
Schémata zapojení
V praxi existuje poměrně velká škála schémat připojení pro termostaty se snímačem teploty vzduchu. Hlavní rozdíly jsou určeny nejen typem zařízení, ale také vlastnostmi topného zařízení. Takže nejjednodušší schéma připojení je považováno za schéma přímého připojení v obvodu 230 V.
Rýže. 4. Přímé připojení termostatu
V tomto případě je napájení dodáváno přímo z fázového a nulového vodiče nebo z kontaktů zásuvky, v závislosti na konstrukci zařízení. Takové schéma je vhodné pro ohřívače s nízkým výkonem, kde je ohrožení nouzovým provozem relativně malé. V ostatních případech je praktičtější použít schéma s instalací samostatného stroje pro napájení topného kotle nebo chladicí jednotky.
Rýže. 5. Schéma zapojení termostatu přes jistič
Jak vidíte na schématu, k rozvaděči jsou připojeny fázové a nulové vodiče, které jsou připojeny k diferenciálnímu proudovému zařízení UDT. Potom je nulový vodič N přímo veden ke svorce 4 termostatu a fáze L přes stroj AB ke svorce 5 je silový obvod. Ze závěrů 3 a 6 termostatu je napájeno elektrické topné těleso. A snímač teploty vzduchu je připojen ke svorkám 1 a 2.
Pro napájení průmyslových topných zařízení byste měli použít napájecí obvod se stykačem:
Rýže. 6. Schéma zapojení termostatu přes stykač
Stejně jako v předchozí verzi je termostat napájen přes jistič AB a UDT na svorky 5 a 6. Ale výkonové výstupy zátěže 3 a 4 jsou připojeny k ovládacímu obvodu stykače A1 a A2. Samotné topné těleso je napájeno ze sítě přes výstupy stykače 2 a 4, obchází termostat. Takové schéma se doporučuje pro všechny případy napájení zátěže přesahující o 2/3 jmenovité hodnoty regulátoru teploty.
Jak si vybrat?
Při výběru termostatu s čidlem teploty vzduchu pro řešení konkrétního problému je třeba zvolit model, který nejlépe odpovídá parametrům vašeho systému.
Automatizace pro topné systémy – čidla regulace teploty zjednodušují její regulaci
Občas se lidé potýkají s potřebou nastavit teplotní režim pro každou místnost bytu nebo domu. Chcete-li tento problém vyřešit, můžete na topnou baterii nainstalovat teplotní senzor. Pomocí takového malého zařízení se nastavuje provozní režim baterií topných systémů. Taková zařízení se používají s jakýmkoli typem radiátorů, s výjimkou litiny.
- Princip činnosti teplotního čidla v interiéru
- Jak potřebné jsou teplotní senzory?
- Typy zařízení pro získávání informací o teplotě uvnitř místnosti
- Podle způsobu překladu dat
- Podle způsobu a místa
- Podle způsobu získávání důkazů
- Typy snímačů teploty
- Termočlánky
- Video: jak provádět měření při použití termočlánku
- Termistory
- Video: jak provádět měření pomocí termistorů
- Digitální teplotní senzor pro simultánní měření
- Bezkontaktní termokamery a irometry
- Křemenné převodníky teploty (piezoelektrické prvky)
- Akustické tepelné senzory
- Teplotní ncr senzory
- Polovodičová zařízení
- Objemové převodníky pro měření teploty
- Tipy pro výběr teplotních čidel
- Požadovaný počet tepelných čidel
- Videorecenze vnitřního vytápění s kompenzací počasí
- Tipy pro vlastní instalaci
- Připojení tepelného čidla k radiátoru
- Instalace tepelného čidla na potrubí chladiče
- Instalace ohřívače vzduchu
- Typy tepelných čidel pro topné okruhy
Je důležité vzít v úvahu, že pomocí tohoto zařízení lze vždy snížit vytápění místnosti. Zvýšení vytápění místnosti zařízením je možné pouze v případě, že topný systém má dostatečný výkon.
Princip činnosti teplotního čidla v interiéru
Sledování provozu topného okruhu a nastavení teploty vzduchu lze provádět pomocí následujících technických řešení:
- automatická zařízení zodpovědná za včasnou dodávku energie;
- elektronické jednotky, jejichž úkolem je sledovat bezpečnost;
- míchací jednotky.
Pravděpodobně se vám bude hodit přečíst si o odvzdušňovacích otvorech, které zabraňují přístupu vzduchu do topných systémů.
Pro zajištění běžného provozu těchto technických řešení se používají teplotní mikrosnímače. Tato zařízení jsou zodpovědná za přenos signálu o provozu zařízení. Sledování odečtů mikrosenzorů pomáhá včas odhalit poruchy a rychle je odstranit.
Algoritmus činnosti těchto snímačů je založen na algoritmu pro převod teplotních podmínek na elektrický signál. To umožňuje přenášet přijaté informace po síti ve formátu digitálního kódu. Díky tomu je zajištěna vysoká přesnost měření a také vysoká rychlost jejich přenosu na zařízení vizuální kontroly.
Jak potřebné jsou teplotní senzory?
Při vytápění v bytě nebo v soukromém domě je důležité zajistit možnost regulace úrovně ohřevu nosičů tepla a ohřevu vzduchu uvnitř vytápěných prostor. Teplotní mikrosenzory pro ohřev takové informace odstraňují a předávají. Takové informace mohou být čteny vizuálně nebo přenášeny přímo do řídicí jednotky, jak jsou uspořádány telemetrie.
Typy zařízení pro získávání informací o teplotě uvnitř místnosti
Zařízení pro příjem a vysílání indikátorů vytápění se obvykle dělí na:
- podle způsobu přenosu dat;
- podle způsobu a místa instalace;
- podle algoritmu sběru dat.
Podle způsobu překladu dat
Podle způsobu přenosu dat se tepelné senzory obvykle dělí do dvou samostatných kategorií:
- pomocí drátů;
- s bezdrátovým komunikačním kanálem.
Nyní jsou nejoblíbenějšími zařízeními bezdrátová teplotní čidla, která přenášejí informace o vytápění vnitřního vzduchu a ohřevu vody pomocí vestavěného vysílače. Tato zařízení lze instalovat jak uvnitř, tak venku.
Podle způsobu a místa
Zařízení, která měří teplotu v chladicích kapalinách, se také dělí podle způsobu instalace a místa připevnění:
- Režie. Instalují se do tepelného okruhu schématu vytápění místnosti;
- Ponorné. Takové mikrosenzory jsou v kontaktu s chladicí kapalinou (co proudí v topném systému);
- Pokoj, místnost. Jsou umístěny uvnitř vytápěného uzavřeného prostoru;
- Venkovní. Jsou umístěny na ulici.
V jednotlivých zařízeních lze kombinovat více typů teplotních čidel pro přesnější řízení vytápění.
Podle způsobu získávání důkazů
Tepelné senzory se také dělí podle způsobu získávání dat. Na trhu se prodávají následující typy mikrosenzorů:
Prvním typem snímačů je dvojice destiček z různých kovových slitin s indikátorem ve tvaru šipky. Zvýšení teploty vede k deformaci jedné z desek, což vytváří tlak na číselník. Tato zařízení se vyznačují svou přesností. Pravda, mezi jejich nevýhody patří setrvačnost.
Alkoholové tepelné senzory tuto nevýhodu nemají. Jsou to uzavřené baňky s lihovým roztokem. Při zahřátí se alkohol roztahuje, což pomáhá nastavit aktuální teplotu. Jedná se o základní a spolehlivý design. Je pravda, že to nelze nazvat vhodným pro sledování indikátorů.
Typy snímačů teploty
Pro získání dat o vytápění se používají teplotní senzory, které mají jiný algoritmus činnosti. Mezi nejoblíbenější typy teplotních senzorů patří zařízení uvedená níže.
Termočlánky
Tento mikrosenzor se skládá ze dvou spojených vodičů vyrobených ze dvou různých kovů. Díky výslednému teplotnímu rozdílu mezi teplým a studeným koncem se objeví proud 35-65 40-60 μV. Toto číslo bude záviset na materiálech použitých v termočlánku.
Termočlánek – jedná se o poměrně přesné tepelné čidlo sloužící k získávání informací o teplotě vzduchu uvnitř areálu a ohřevu nosičů tepla. Je pravda, že jeho nevýhodou je obtížnost odstranění indikátorů.
Video: jak provádět měření při použití termočlánku
Termistory
Je mnohem snazší získat údaje o teplotě pomocí termistorů. Tato zařízení jsou založena na principu transformace indikátorů odporu materiálů za různých podmínek ohřevu. Tato mikrozařízení se liší nejen přesností, ale také linearitou.
Takové tepelné mikrosenzory mohou být propojeny s analogově-digitálními zařízeními.
Video: jak provádět měření pomocí termistorů
Digitální teplotní senzor pro simultánní měření
Rozšířily se také digitální tepelné mikrosenzory. Jedním z nejoblíbenějších takových snímačů je DS18B20. Toto zařízení pracuje na bázi mikroobvodu se třemi výstupy. Zařízení je schopno přijímat data o ohřevu z několika paralelně pracujících mikrosenzorů najednou. V tomto případě chyba v indikátorech nepřesáhne 0,5 stupně.
Bezkontaktní termokamery a irometry
Tyto mikrosenzory detekují tepelné záření vycházející z těles. Pro charakterizaci takového jevu se používá metoda pro výpočet množství energie uvolněné za určitou dobu z povrchu tělesa na rozsah vlnových délek. Nedostanou se však do kontaktu s nosičem tepla.
Křemenné převodníky teploty (piezoelektrické prvky)
Křemenné tepelné převodníky (piezoelektrické prvky) lze použít k získání teplotních údajů v rozsahu od -80 do +250 stupňů Celsia. Toto zařízení pracuje na principu frekvenční závislosti na stupni ohřevu křemenného prvku. Činnost senzoru je ovlivněna umístěním řezu podél krystalových os.
Akustické tepelné senzory
Tepelná čidla pracují na principu získávání informací z akustického rozdílu elektrických potenciálů vznikajících ohřevem rezistorů. Způsob použití těchto zařízení je extrémně jednoduchý: porovnává se hluk vycházející ze dvou stejných prvků. V tomto případě je jeden z těchto prvků v předem známých podmínkách pro ohřev vzduchu a druhý nikoli.
Teplotní ncr senzory
Jaderné kvadrupólové rezonanční teploměry pracují na základě gradientu pole, který tvoří krystalové mřížky. Také princip fungování tohoto zařízení je založen na jaderném momentu – indikátoru, který nastane, když se náboj odchýlí od primární sférické symetrie.
Hlavním konstrukčním prvkem těchto zařízení je skleněná ampule s látkou umístěná v indukčním vinutí napojeném na obvod generátoru.
Polovodičová zařízení
Samostatná kategorie zařízení pracujících na principu změny ukazatelů přechodu p / n vyplývajících z teplotní expozice. Napětí v tomto případě bude úměrné vlivu teploty na tranzistory. To pomáhá zjednodušit výpočet tohoto faktoru. Hlavní výhodou těchto zařízení je vysoká přesnost. Mezi jejich výhody patří také linearita v celém rozsahu měření.
Objemové převodníky pro měření teploty
Tato zařízení fungují na základě jednoduchého a známého principu změny objemu látek při jejich zahřívání a ochlazování. Tyto teplotní senzory jsou praktické. Jejich rozsah měření provozní teploty je od -60 do +400 stupňů Celsia.
Tipy pro výběr teplotních čidel
Při výběru tepelných senzorů je důležité vzít v úvahu následující faktory:
- podpora zařízením práce v potřebném rozsahu ohřevu nosiče tepla;
- možnost ponoření teplotního čidla do určitého prostředí nebo umístění do objektu;
- podmínky pro provádění měření teploty (v případě provádění tepelných měření v nepříznivém prostředí se doporučuje používat bezkontaktní přístroje nebo ty, které jsou umístěny v antikorozním pouzdře);
- životnost tepelného zařízení a složitost jeho výměny;
- Technické specifikace;
- výstupní úroveň.
V některých případech bude záležet na velikosti zařízení a materiálu jeho pouzdra. Tento parametr bude důležitý zejména při použití senzoru v obytných prostorách, v novostavbách.
Požadovaný počet tepelných čidel
Při použití tradičního vytápění prostor plynovým kotlem se používá jedno teplotní čidlo. V případě využití kolektorového paprskového vytápění prostoru bude nutné instalovat samostatné teplotní čidlo do každé místnosti.
Údaje o ohřevu vzduchu v místnosti jsou přenášeny teplotním čidlem do regulátoru. Poté regulátor reguluje přívod vytápění do konkrétní chladicí kapaliny, aby se nastavila úroveň vytápění samostatné místnosti.
Při použití ekvitermní automatiky pro topné systémy často stačí jedno teplotní čidlo. je instalován venku. Na základě jím přijatých dat automatika reguluje ohřev vzduchu uvnitř obytného prostoru.
Videorecenze vnitřního vytápění s kompenzací počasí
Video je možná reklama, ale podstata provozu topení v závislosti na počasí na ulici je jasná
Tipy pro vlastní instalaci
Tato zařízení si získala oblibu a používají se již všude. Montují se na: radiátory topných okruhů, topné kotle a další zařízení zodpovědná za vytápění.
Před instalací tepelného senzoru se doporučuje přečíst si k němu připojené pokyny. Pokyny popisují hlavní vlastnosti instalace zařízení a podmínky pro jeho použití. Pokyny také pomohou při výběru místa pro instalaci senzoru na základě jeho technických specifikací a účelu. (tento dokument je vyžadován pro každé zařízení)
Připojení tepelného čidla k radiátoru
Není nutné montovat tepelné čidlo na každý prvek topného systému domu nebo bytu. Regulace udává, že teplotní čidlo se montuje na baterii pouze v případě, že její výkon je o 50 procent vyšší než tepelný výkon podobných systémů.
Pokud jsou v místnosti dva radiátory vytápění, je termostat instalován pouze na jednom radiátoru. Instalace se provádí na výkonnějším radiátoru.
Ventil zařízení je namontován na potrubí odpovědném za dodávku vody do místa, kde je baterie připojena k topnému systému. V některých případech je nutné vyčistit přívod vody.
Tato manipulace se provádí pomocí nástrojů určených pro řezání trubek. Samotná instalace tepelné hlavy se provádí bez speciálního vybavení. Po dokončení instalace senzoru bude nutné vzájemně kombinovat značky dříve nainstalované na zařízení a pouzdru. Dále musí být hlava upevněna jemným stisknutím rukou.
Než začnete instalovat zařízení na radiátor, měli byste se ujistit, že byl uzavřen ventil topné trubky vhodný pro baterii.
Instalace tepelného čidla na potrubí chladiče
Instalace regulátoru teploty se provádí do otvoru zátky chladiče, umístěného ve směru přívodu vody do chladiče. Je důležité dodržet podmínku instalace zařízení ve vodorovné poloze. To umožní vyloučit vliv teploty vody a ventilu na jeho činnost. V případě, že je v domě instalován jednotrubkový topný systém, je instalace bypassu zahrnuta v instalačním schématu regulátoru dodávky tepla. Taková propojka zaručuje volný průtok vody v topném systému z potrubí, které dodávají vodu do baterií.
Je povoleno používat termostat ve vlnovcovém zapojení. Je pravda, že předtím se doporučuje prostudovat příslušné instalační pokyny pro termostaty.
Instalace ohřívače vzduchu
Teplotní čidlo by mělo být instalováno v nejchladnější místnosti, kde není průvan. Instalace do kuchyně, obývacího pokoje, chodby nebo kotelny se nedoporučuje. To je způsobeno tím, že to může vést k poruchám v systému regulace topení.
Při výběru místa pro termostat je důležité, aby na něj nedopadalo slunce a neohřívalo ho. Také jej nelze instalovat v blízkosti radiátorů a potrubí topného systému.
Instalace teplotního čidla se provádí následovně:
- ve stěně je vytvořen otvor pro montáž;
- přední panel je odstraněn ze snímače a poté je instalován na místo předem připravené pro jeho instalaci;
- kontakty jsou připojeny k topnému kabelu a snímače ke svorkám.
- V konečné fázi je napájecí kabel připojen a přední panel se vrátí na své místo.
Pokud máte problémy s vlastní montáží, doporučuje se vyhledat pomoc od profesionálů. Je důležité se ujistit, že master má zkušenosti s instalací podobných senzorů.
Typy tepelných čidel pro topné okruhy
Teplotní čidla pro vytápění se dělí na typy podle způsobu výměny dat:
Jsou rozděleny podle způsobu instalace:
- nadzemní zařízení se instalují do potrubí topného okruhu nebo přímo do zařízení pro výměnu tepla;
- ponorné mají stálý kontakt s nosičem tepla;
- pokoje jsou umístěny uvnitř bytových a nebytových prostor;
- externí zařízení jsou umístěna na ulici.
Vizuální kontrola teploty je zajištěna přítomností LCD displeje u většiny termostatů. Na obrazovce se zobrazují všechny základní informace o ohřevu vzduchu uvnitř místnosti a také o úrovni ohřevu chladicí kapaliny.
Mnoho monitorů teploty kotlů má také informační displeje. Na těchto obrazovkách lze kromě údajů o ohřevu vzduchu v místnostech a ohřevu vody zobrazovat i údaje o stavu kotle.
Jakékoli moderní schéma vytápění domu nebo městského bytu zahrnuje instalaci zařízení odpovědných za regulaci režimu vytápění vytápěných místností. Tato tepelná čidla udržují komfortní teplotu nastavenou obyvateli bytu či domu.
Pomáhají také výrazně snížit náklady na vytápění bytu. Úspor je dosaženo snížením nákladů na energii.
