Как самостоятельно создать терморегулятор для инкубатора, термостат — разбираем по порядку

Для реализации таких различных схем подключения, в механическом термостате имеется две различные клеммы, первая из которых используется для подключения отопительных компонентов, а вторая для охладительных.

image

Тут стоит напомнить, что для работы механическому терморегулятору не требуется подключение к сети или использование элементов питания. Внутри него производится лишь коммутация проводки, идущей до климатических систем, а работа всех алгоритмов управления заложенных в них, основана на изменении механических свойств материалов при изменении температуры. Подробнее о принципе работы, устройстве и применении стандартных комнатных механических терморегуляторов в отоплении читайте в нашей статье «Механический терморегулятор для отопления | Термостат»

Зачастую, производители не особо стараются сопроводить свои механические терморегуляторы удобными, подробными инструкциями по подключению, ограничиваясь лишь общей схемой, которую без знания основ электротехники бывает тяжело понять. Так, например, с комнатным механическим термостатом Zilon za-1 в комплекте поставляется вот такая схема подключения:

image

Ниже я привожу более наглядную, чем стандартная, схему подключения механического терморегулятора. 

Как видите, основные здесь клеммы для подключения «4», «5» и «6», а сам терморегулятор работает по принципу переключателя. Пока температура окружающего воздуха не достигла выставленной регулятором величины, электрический ток, подведенный на клемму «6», подаётся на контакт «4», но как только будет достигнута необходимая температура, режим меняется и ток начинает поступать на клемму «5». Таким образом, к клемме «4» подключаются отопительные приборы, которые обогревают помещение и, если ничего не подключено к клемме «5», просто отключаться при достижении нужной температуры. А к контакту «5» обычно подключается охладительные системы, которые начинают работать лишь когда температура воздуха превысит заданное значение.

Клеммы «1» и «2» это контакты для подачи питания на лампу – индикатор работы домашнего механического терморегулятора. К клемме «2», требуется подключать последовательно провод, идущий от клеммы «4» или «5», в зависимости от того к какой из них подключена нагрузка  — отопление или охлаждение. Таким образом, пока электрический ток поступает на климатический прибор, индикатор светится, указывая нам о том, что прибор в рабочем режиме.

Клемма «1» нужна для подключения нулевого провода, требуемого для того, чтобы лампа светилась или как общая клемма для нуля, если у вас реализована следующая схема подключения механического термостата:

Как видите,в этой схеме, в терморегуляторе осуществляется вся коммутация, минуя распределительные (распаячные) коробки. В терморегулятор заходит кабель с фазой и нулем домашней электросети, а также от него проброшен провод до управляемых им климатическим систем, например, до обогревателя. Внутри произведена вся необходимая коммутация, необходимая для работы такой системы. Иногда такая схема подключения бывает единственно возможной, особенно когда требуется подключить отопительные или охладительные приборы с наименьшими трудозатратами. Достаточно проложить до термостата фазу и ноль и так же прокинуть от него две жилы кабеля до приборов, которыми он будет управлять.

Очень важно! Все представленные выше варианты схем подключения комнатного механического термостата актуальны лишь для подключения к нему нагрузки с током не более 10-16 ампер ( в зависимости от модели). Довольно часто этого бывает достаточно, но если используете термостат с энергоёмкими устройствами, то чаще всего единственно возможным вариантном становится подключение механического терморегулятора через пускатель.

Электромагнитный пускатель – это по большому счету выключатель (реле), рассчитанный на управление большими токами.

Принцип действия пускателя достаточно прост, при подаче даже небольшого тока его на управляющую клемму, которая связана с магнитной катушкой, эта катушка втягивает сердечник, в результате чего некоторые контакты пускателя замыкаются, а другие наоборот размыкаются. Применяется магнитный пускатель как раз в таких случаях как наш, когда требуется управлять электрооборудованием с большими токовыми нагрузками.

Понравилась статья? Вступай в нашу группу вконтакте!

Подписаться

Следи за появлением новых материалов! Прочитано 71108 раз Наверх

  • Вы здесь:  
  • Главная /
  • Инструкции

Терморегуляторы, предназначенные для управления отоплением электрическими теплыми полами, имеют специальное обозначение.

Не путайте их с другими популярными моделями, которые выпускаются для работы с газовыми котлами или водяным отоплением через коллектор.

На обратной стороне устройства между двух клемм, ищите изображение в виде змейки (контакты L1 и N1).

Именно сюда подключается кабель теплого пола или электрического мата.

К концу L1 — центральная жила кабеля, к N1 – оплетка.

Выносной температурный датчик, предотвращающий перегрев теплых полов и контролирующий нагрев, заводится на колодки с изображением сенсора (NTC).

Полярность подключения проводов датчика не важна. Подсоединяйте их в любой последовательности.

Погрешность определения температуры

Обратите внимание, что температура непосредственно на выносном датчике всегда будет выше, чем температура в комнате, которую на своем табло показывает регулятор.

Это связано с глубиной залегания датчика в стяжку.

Обычно эта дельта, между t на поверхности пола и t внутри стяжки, не превышает 5-7 градусов.

На дисплеях электронных приборов можно увидеть оба параметра, а вот в механических устройствах с колесиком, зачастую по окружности даже не прописывают градусы, а указывают только цифры 1-2-3 и т.д.

При пяти цифрах одно деление соответствует примерно 8 градусам.

Градусы не указываются с определенной целью, дабы не запутать пользователя. Выставишь на корпусе термостата +25С, а комнатный градусник в квартире будет показывать всего +20С.

Если же на вашем механическом термостате указаны именно градусы, это означает, что он главным образом работает и ориентируется на собственный датчик температуры воздуха, встроенный в корпус.

Тот, что подключается к нему извне и прячется в стяжку, играет только роль защиты кабеля от перегрева.

Питание 220В заводите на клеммы L и N через УЗО с током утечки не более 30мА.

Схема подключения теплого пола напрямую через терморегулятор разных производителей однотипна и выглядит следующим образом.

Схема подключения теплого пола большой мощности

При подключении обязательно проверяйте мощность, которую способен пропустить через себя термостат. Обычно он рассчитан на нагрузку не более 16А (3,7кВт при напряжении 230В).

Это именно максимальное значение. Рекомендуется использовать устройство под постоянной нагрузкой не более 70% от этой мощности.

В этом случае девайс прослужит долго и исправно. Релюшка, которая коммутирует контакт, при перегреве быстро выходит из строя. А вместе с ней придется менять и весь прибор.

При нагрузке более 3,7кВт потребуется модульный контактор.

Схема подключения в этом случае изменится на следующую.

Здесь вместо нагрузки, провода с регулятора идут на контакты включающей катушки (А1-А2), а сам кабель обогрева подключается к силовым клеммам пускателя (1-2 или 3-4).

Фазировка на терморегуляторе

Частый вопрос – есть ли разница, куда на терморегуляторе подключать фазу, а куда ноль?

Да, есть. На логику работы устройства это не влияет, а вот на безопасность еще как.

Если перепутаете фазу и ноль, то при отключении термостата разрываться будет не фазный проводник, а нулевой. Таким образом, фаза будет постоянно присутствовать на кабеле теплого пола, что естественно не безопасно.

В тех устройствах, которые на корпусе имеют отдельный выключатель, при его нажатии происходит разрыв сразу двух проводников, и фазы, и ноля. Но это в ручном режиме отключения, и то не во всех моделях.

Зачастую ноль через свою дорожку подается напрямую. Зашел на клемму и тут же ушел на теплый пол.

При этом сам переключатель отвечает лишь за разрыв подачи питания на плату управления. При автоматическом срабатывании от датчика, всегда разрывается только один провод.

Нужна ли земля?

Еще обратите внимание на то, что защитное заземление непосредственно на сам терморегулятор на заводится!

Это может быть отдельная, обособленная клемма, через которую к защитному проводнику подсоединяется экран нагревательного кабеля.

На самих терморегуляторах даже стоит значок “квадрат в квадрате”, что означает – прибор с двойной изоляцией.

Такие знаки обычно наносят на переносные инструменты, не требующие наличия заземляющего контакта на вилке шнура питания.

Отличие дорогих электронных термостатов от механических

Какие сверхзадачи решают умные терморегуляторы, начиненные электроникой и дисплеем? Казалось бы, зачем покупать дорогое изделие, если можно приобрести регулятор с механическим колесиком и точно также выставлять для себя нужную температуру?

А дело здесь в одной из принципиальных проблем комфортной работы систем отопления – инерционности.

Дело в том, что выставив на теплых полах приемлемую для себя температуру в районе 23-25С, после ее достижения, даже с отключенным отопительным прибором, система до определенного момента по инерции все равно будет продолжать набирать градусы.

То же самое касается и минимального параметра. Фактически такие колебания в помещении могут достигать от 19 до 27С.

Ни о каком поддержании комфортных условий с такими разбросами речи не идет. В умных электронных термостатах все это решается ШИМ регулированием.

Термин этот пришел из радиоэлектроники. Там ШИМ – это широтно-импульсная модуляция. В отоплении данный принцип заключается в изменении времени включения и работы греющих элементов.

Пока температура в комнате находится далеко от желаемых параметров (задано +25С, в комнате +18С), теплые полы все время включены (греют, греют и греют).

Однако по мере достижения заданной точки (+25С), тепло начинает подаваться как бы небольшими, короткими импульсами (вкл-выкл). За счет этого происходит точное поддержание температуры в районе комфортной.

Про инерционные процессы, связанные с перегревом или наоборот с чрезмерным охлаждением, в этом случае можете забыть. Ничего подобного от термостата с колесиком вы не добьетесь.

Не работает термостат — как проверить?

В то же самое время не ждите каких-то глобальных изменений при замене термостата одной модели на другую. Бытует мнение, что если теплый пол не догревает, то стоит поменять терморегулятор на более дорогой, все само собой изменится.

Тут же поднимется температура воздуха в комнате, и там, где ранее было холодно, наступит жарища. Грубо говоря, термостат – это своего рода спидометр в вашем автомобиле.

Можете на спидометре нарисовать 300-350км/ч, но если движок не способен выдать такой мощи, то и данной скорости вам не видать. Если что-то и виновато в плохой работе теплых полов, то в первую очередь смотрите на температурный датчик.

Проверить работоспособность термостата очень просто. Подаете на него питание 220В и подключаете выносной датчик.

Далее, вместо теплого пола подсоединяете к термостату обычную лампочку накаливания. Начинаете выкручивать ручку, изменяя температуру.

В определенный момент лампочка должна загореться.

Далее зажимаете в руке температурный датчик и ждете. При нагреве от вашего тела исправный термостат сработает, и лампочка потухнет.

Если датчик запрятан глубоко в стяжку, то можете прогреть это место феном и дождаться такого же эффекта. Когда лампа никак не реагирует, это говорит о неисправности устройства.

Самый быстрый способ ремонта в этом случае – перевод работы с датчика пола, на встроенный в корпус датчик воздуха.

Концы кабеля на девайсе от напольного источника температуры придется откинуть, а настройки самого прибора перезагрузить.

Работать все это будет корректно при условии установки терморегулятора непосредственно в обогреваемом помещении.

Если у вас электронный термостат с ШИМ управлением, то при вышеприведенном способе проверки, не рекомендуется слишком быстро нагревать датчик посторонним источником тепла. Чем это чревато?

Во-первых, термостат тут же зафиксирует не нормальный рост тепла и сработает раньше времени. Во-вторых, “умные мозги” девайса принудительно отключат обогрев на ближайшие 20 минут.

При этом температура уже через 5 минут на дисплее устройства будет достаточной для включения, а запуска и замыкания контактов не произойдет. Вследствие чего у вас возникнут сомнения в корректности работы терморегулятора.

Поэтому проверка с быстрым нагревом идеально подходит для механических устройств, а с электронными будьте осторожны.

Подключение температурного датчика

Еще одна ошибка возникает при замене или подключении датчика разных производителей к одному и тому же регулятору. Дело в том, что все они имеют определенное сопротивление, соответствующее той или иной температуре.

И если без изменения настроек взять и поменять температурный датчик на другой, это может привести к некорректной работе отопления. Разница по температуре между определяемой и фактической может достигать 10 градусов!

Из-за другого сопротивления, меньше чем заводское, регулятор поймет это как завышенную температуру и даст команду на раннее отключение, хотя теплые полы будут еще не достаточно прогретыми.

Для теплого пола применяются, так называемые NTC – датчики с отрицательным температурным коэффициентом. Данный термин означает, что с повышением окружающей температуры, их сопротивление уменьшается.

Еще бывает PTC – положительный t коэфф. сопротивления. С ними происходит обратный процесс.

У продвинутых девайсов (Devireg Touch) изначально в программу настроек занесено несколько разновидностей датчиков. На этапе установки просто выбирайте требуемый.

Если вы не знаете марку, придется вручную сделать замеры сопротивления мультиметром.

Полученные данные сравниваются и проверяются, соответствуют ли они выставленным заводским настройкам или нет.

Наиболее правильной системой отопления считается та, которая имеет в каждой комнате свою собственную зону регулирования. Что это означает?

При наличии в доме всего одного терморегулятора, разброс температур в разных частях здания будет достигать 5-6 градусов.

Поэтому придется покупать и устанавливать не один, а несколько термостатов.

Можно настроить отдельные регуляторы одновременно на две зоны, при этом меняя приоритет температур. То есть, установить в термостат в одной комнате, а выносной датчик от него завести в соседнее помещение.

При этом в настройках нужно будет сделать выбор на какой элемент должен реагировать терморегулятор – на встроенный в корпус или на выносной. Добиться одинаковой температуры от одного прибора у вас не получится.

Размещать терморегуляторы в мокрых зонах запрещено. Они должны иметь соответствующий уровень влагозащиты IP и монтироваться в зоне 3.

Что это за зона, читайте в отдельной статье.

Обзор многофункционального терморегулятора теплых полов

Настройка и управление электронных разновидностей термостатов происходит по заводским инструкциям. В качестве примера давайте рассмотрим популярную (тысячи заказов со всего света + положительные отзывы) и недорогую модель терморегулятора от наших китайских товарищей.

Для начала работы с прибором, первым делом подаете на него напряжение 220В.

Через какое-то время подсветка гаснет и девайс переходит в режим энергосбережения. При этом даже в случае полного исчезновения напряжения, термостат запоминает и сохраняет в памяти все ранее заданные настройки.

Поэтому один раз внесли все параметры, и далее ничего перепрограммировать не придется.

В ручном режиме, когда на экране высвечивается иконка руки, можно установить требуемую температуру в комнате.

Данный параметр выставляется путем нажатия кнопок со стрелочками (вверх – вниз).

В состоянии покоя экран показывает действующую температуру в помещении.

Чтобы перевести устройство в автоматический режим, нажимаете на кнопку с квадратиками и на дисплее тут же отображается значок часов или будильника.

В автоматике изменить ранее заданный порог температуры при помощи стрелочных кнопок не получится. Данные намертво привязаны к конкретному дню недели.

Этот день также высвечивается на экране (1-понедельник, 2-вторник и т.д).

Временной отрезок суток показывается в виде маленького домика с цифрой (чуть выше дня недели).

Через него можно запрограммировать работу отопления так, чтобы ночью полы работали на полную или наоборот с минимальной нагрузкой. Все зависит от ваших условий проживания.

Всего можно установить шесть временных периодов.

Если вы выбрали модель с WiFi, то время и день недели отображаются автоматически.

При рабочем состоянии отопления, над домиком появляется дымок.

Как только обогрев отключается, дымок исчезает.

Гораздо удобнее управление термостатом осуществлять на смартфоне. Для этого потребуется скачать и установить программку Smart Life.

Более подробно со всеми нюансами настроек данного термостата можете ознакомиться из видеоролика ниже.

Для сохранения требующегося уровня температуры в нагревательных системах применяются электрические устройства, называемые терморегуляторы. Все приборы, имеющие в составе электронагревательные элементы, оборудованы электрическими терморегуляторами.

Необходимость и особенности терморегуляторов

Терморегулятор представляет собой электрическое устройство необходимое для автоматического регулирования температуры в охлаждающем и отопительном оборудовании. Они монтируются в системах обогрева, искусственного климата, охлаждающих либо морозильных системах. Широко используются в домашнем хозяйстве в обустройстве теплиц.

Цель работы терморегулятора определяется включением либо выключением нагревательных элементов какого-либо прибора при показателях температуры ниже или выше указанных соответственно. Благодаря работе терморегулирующих устройств, воздух в помещении, вода, поверхности приборов и т.п. имею стабильную температуру.

Работают все терморегуляторы, в каком бы приборе они не находились, по единому принципу. Автоматический регулятор получает данные о температуре из окружающей его среды, благодаря тому, что оснащается встроенным или выносным термодатчиком. Опираясь на полученную информацию, терморегулятор определяет, когда нужно включаться и отключаться. Чтобы исключить сбои в работе устройства, термодатчик надлежит устанавливать в помещении подальше от прямого влияния различного нагревательного оборудования, в противном случае, может возникнуть искажение показателей и, естественно, регулятор будет работать ошибочно.

Классификация терморегуляторов

Принцип работы всех устройств, регулирующих температуру одинаковый, но видов терморегуляторов очень много, и они отличаются по:
Также терморегуляторы отличаются техническими свойствами:
  • Диапазон измерений температуры. Разные модели терморегуляторов в зависимости от модификации поддерживают температуру от -60 до 1200 °С.
Применение регуляторов и датчиков температуры
Терморегуляторы могут устанавливаться в жилых и промышленных помещениях. В целом можно выделить учитывающие:
  • И контролирующие температуру воздуха в конкретной зоне помещения. Эти приборы относятся к категории комнатных регуляторов. Бывают аналоговые и цифровые.
  • И поддерживающие температуру определённых предметов – это регуляторы для полового отопления.
  • Температуру воздуха снаружи – погодные термостаты.
Регуляторы, которые эксплуатируются в промышленных помещениях, бывают двух видов:
  • Индустриальные пространственные. К этим приборам относятся аналоговые стенные регуляторы, имеющие повышенную защиту.
  • Индустриальные с отдельными датчиками. Это аналоговые приборы с внешними датчиками, которые могут быть настенными или устанавливаться на специальную рейку. Датчики могут устанавливаться на стены или в полу дома, в зависимости от их типа и назначения. Встроенные приборы монтируются в монтажную коробку прямо в стену, а приборы накладного типа просто прикрепляют на стену.
Выделяют также несколько видов датчиков по назначению:
  • Датчик температуры пола.
  • Датчик температуры воздуха.
  • Инфракрасный датчик для пола и воздуха.

Датчик, измеряющий температуру воздуха, часто размещают на корпусе терморегулятора. Терморегуляторы с инфракрасными датчиками можно применять для контроля всей системы отопления. Эти датчики отлично подходят для установки в ванные комнаты, душевые, сауны и прочие помещения с повышенной влажностью. Сам регулятор температуры надлежит размещать обязательно в сухом месте, от переизбытка влаги он может повредиться. Правда есть модели, с повышенной герметичностью, и их монтаж в ванную ничем не опасен для них.

Регуляторы для тёплых полов отличаются своим внутренним устройством, это:
  • Цифровые.
  • Аналоговые.

Цифровые устройства имеют хорошую стойкость к разным типам помех, поэтому исключают искажение данных и гарантируют большую точность, чем аналоговые.

Особенности функциональных возможностей электрических регуляторов температуры:
  • Беспроводное регулирование (дистанционное). Рекомендовано применять при дополнительной инсталляции греющих элементов и проведении реконструкций, когда выполнять классическую регулировку невозможно или довольно трудно. Дистанционное управление исключает дополнительные строительно-ремонтные работы при электроинсталляции (к примеру, монтаже кабельной проводки).
  • Устройства программирования. Центральное (классическое) устройство позволяет производить регулирование температуры целого крупного объекта с одной точки. Для программирования регулятора используют компьютер или устройства управления. Также контроль осуществляется с помощью телефонного модема.
Принцип действия, плюсы и минусы

Механический регулятор температур считается простым и практичным устройством. Применяется в нагревательных и охладительных целях. Чаще всего представляет внешнее электроустановочное изделие, предназначенное для внутренней установки в жилые помещения в системы отопления. Внешний вид подобен стандартному запорному крану.

Специфичностью механических терморегуляторов является отсутствие электрической составляющей. Работает аппарат по особому принципу, заключающемуся в свойствах некоторых веществ и материалов менять свои механические качества от изменения температуры.

При изменении температуры до конкретно указанной, происходит разрыв или замыкание электрической цепи, что обуславливает выключение либо включение приборов для нагрева. Требуемый показатель температуры выбирается на шкале прибора путём вращения специального колесика.

Положительные моменты механических термостатов:
  • Надёжность.
  • Устойчивость к перепадам напряжения.
  • Не подвластны сбоям электроники.
  • Работают при отрицательных температурах.
  • Можно эксплуатировать в условиях резких изменений температуры.
  • Простое управление.
  • Длительный срок службы.
Недостатки:
  • Наличие погрешности.
  • Вероятность появления небольших щелчков при подаче напряжения на инфракрасные нагреватели.
  • Низкая функциональность.

Независимо от недостатков, они являются самыми распространёнными и встречаются в организации обогревательных систем чаще других термостатов, благодаря простому управлению и невысокой стоимости.

Эксплуатация электромеханических термостатов

Электромеханические регуляторы температуры используется в различных бытовых электроприборах. Эти изделия бывают двух модификаций:

  • С биметаллической пластиной и группой контактов. Пластина, нагреваясь до определённой температуры, изгибается и размыкает контакты, из-за чего прекращается подача электротока на нагревательную спираль или ТЭН прибора. После остывания пластина прогибается обратно в своё исходное положение, контакты при этом замыкаются, возвращается подача электричества и прибор нагревается. Приборами с этими регуляторами пользуется в повседневной жизни практически каждый человек – это утюги, электроплиты, электрочайники и т.п.
  • С капиллярной трубкой. Изделие состоит из трубки, наполненной газом и помещённой в ёмкость с водой, а также контактов. Принцип действия базируется на особенностях материалов расширяться при определённых температурах. Вещество, находящееся в полой трубке, начинает расширяться при разогреве воды, из-за чего возникает замыкание контакта. После охлаждения воды, контакты размыкаются, а электроприбор начинает разогреваться. Подобными регуляторами чаще всего оснащаются водонагреватели, масляные обогреватели, бойлеры.
Электромеханические терморегуляторы зарекомендовали себя как неприхотливые устройства:
  • Автоматическое включение обогрева.
  • Герметичность.
  • Невысокая цена.
Минусы этих приборов:
  • Низкая функциональность.
  • Сложность добиться высокой точности регулирования.
Специфика электронных терморегуляторов

Электронные устройства очень распространены, они эксплуатируются с многими электрообогревателями. Обычно ими оборудуют общие отопительные системы и кондиционирования, а также тёплые полы.

Главные составляющие части:

  • Выносной термодатчик.
  • Контроллер — устройство, устанавливающее конкретный уровень температуры в доме, а также создающее команды включения и отключения нагревателя.
  • Электронный ключ – контактная группа.

Датчик прибора отправляет данные о температуре контроллеру, который обрабатывает полученный сигнал и решает, требуется снижать или повышать температуру.

Виды электронных термостатов:

  • Обычные терморегуляторы. В этих приборах можно выставлять желаемые пределы температуры либо точную температуру, которая будет сохраняться. Устройства оборудованы электронным дисплеем.
  • Цифровые терморегуляторы: — С закрытой логикой. Устройства имеют неизменный алгоритм работы. Регулирование выполняется при помощи передачи команд по указанным параметрам конкретным приборам, которые были установлены заранее. Параметры задаются заранее в зависимости от нужд используемых приборов для определённой температуры. Корректировка программы этих регуляторов практически неосуществима, можно только менять основные параметры. Но именно эти термостаты наиболее часто применяют в быту. — С открытой логикой. Эти аппараты контролируют точный процесс обогрева помещений. Имеют расширенные настройки, благодаря чему можно поменять их алгоритм работы. Управляются кнопками или сенсорной панелью. Путём этих устройств можно включать либо отключать обогревательные системы в строго заданное время. Но их перепрограммированием должны заниматься специалисты. Эти регуляторы применяют чаще на производстве и в промышленности, чем в быту.

Программируемые термостаты удобно эксплуатировать, они открывают широкие возможности для тонкой настройки приборов на нужные температурные показатели, зависящие от требований отдельных зон помещений.

Достоинства:
  • Широкий диапазон регулировок.
  • Разнообразие дизайнерских решений.
  • Экономия электроэнергии.
  • Высокая точность.
  • Эффективность.
  • Безопасность при эксплуатации.

Также терморегуляторы просты в управлении и имеют не высокую стоимость, только эти два плюса не касаются регуляторов с открытой логикой. Электронные регуляторы нередко являются составной частью системы умного дома.

Похожие темы:

РубрикаЭЛЕКТРООБОГРЕВ

Огромное количество электрических приборов, используемых в быту и промышленности, основывают свою работу на определении уровня температуры окружающей среды. Измерительный элемент в них представляет собой датчик температуры, срабатывающий при нагревании или охлаждении до установленного уровня. Их можно приобрести в большинстве магазинов, ими комплектуются духовки, контроллеры и прочие устройства, но гораздо интереснее изготовить терморегулятор своими руками.

Пример простого терморегулятора

Далее мы рассмотрим принцип действия и варианты изготовления такой самоделки.

Понятие о температурных регуляторах

Изделия этой категории применяют для решения разных задач. По соответствующей настройке температурного порога подают питание (отключают):

  • отопление в погребе;
  • нагрев паяльной станции;
  • циркуляционный насос котла.

Из приведенных примеров понятны базовые требования к точности, которую должна обеспечить подходящая схема терморегулятора. В некоторых ситуациях необходимо поддержание заданного уровня не ниже, чем ±1C°. Для контроля рабочих параметров нужна оперативная индикация. Существенное значение имеют нагрузочные способности.

Читайте также:  Тонкая настройка системы отопления, доступная каждому: как подключить комнатный термостат к газовому котлу

Перечисленные особенности поясняют назначение типовых функциональных узлов:

  • значение температуры фиксируют специализированным датчиком (резистором, термопарой);
  • показания анализирует микроконтроллер или другое устройство;
  • исполнительный сигнал поступает на электронный (механический) переключатель.

К сведению. Кроме рассмотренных частей, схема термореле может содержать дополнительные компоненты для подачи питания на электронагреватель, другую мощную нагрузку.

Нагрев/охлаждение.

Самый простой способ сделать из терморегулятора нагрева терморегулятор охлаждения — перекидной контакт.

В некоторых терморегуляторах есть опция в настройках, явно указывающая что необходима работа на охлаждение.

Существуют терморегуляторы с отдельными каналами управления нагревателем и кондиционером.

Терморегуляторы для охлаждения с несколькими выходами предназначены для систем централизованного кондиционирования, где необходимо управление вентилятором кондиционера и краном охлаждающего агента сплит-системы.

Виды

Паяльник своими руками

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.

image Регулятор вентилятора для компьютерного БП

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.

image Схема термостата с индикацией показаний на LCD экране

Цифровой терморегулятор

В этом примере разработчики создавали устройство поддержания температурного режима в хранилище фруктов (овощей). Для анализа поступающих данных выбрана микросхема со следующими блоками:

Читайте также:  Можно ли устанавливать газовый котел в подвале: разбор требований и норм СНиП

  • 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.

image Схема с регулировкой гистерезиса

↑ 3. Настройка

В качестве термодатчика был выбран терморезистор ММТ-4 номиналом 6,2 кОм. Во-первых, он был в наличии и не дефицитен, во-вторых, имеет герметичную конструкцию, в третьих, номинал в единицы кОм является оптимальным.

Далее пришлось снова брать спиртовой термометр, стакан с горячей водой, окунать в неё терморезистор и записывать зависимость сопротивления от температуры. Сразу выяснилось, что изоляция выводов резистора от воды совершенно необходима, иначе результаты будут непредсказуемы. Вот таблица с результатами моих измерений электрически изолированного от воды терморезистора.

Обратите внимание, что зависимость нелинейна, но с учетом узкого температурного диапазона, этой нелинейностью при изготовлении шкалы можно пренебречь.

Самодельный регулятор температуры

Лабораторный блок питания своими руками

Создать функциональный термостат своими руками не слишком сложно. Тем не менее, надо реалистично оценивать собственные возможности. Следующие инструкции помогут принять правильное решение.

Простейшая схема

Чтобы исключить лишние трудности, применяют схему с блоком питания без трансформатора. Для выпрямления питающего напряжения используют обычный диодный мост. Необходимый уровень постоянной составляющей поддерживают стабилитроном. Конденсатором устраняют броски.

Типовой делитель подойдет для контроля напряжения. В одном плече устанавливают резистор, который реагирует на изменение температуры. Для управления исполнительным устройством подойдет реле.

Прибор для помещения

Это устройство можно использовать для поддержания температурного режима в мини-теплице, другом ограниченном объеме. Основной элемент – микросхема операционного усилителя, которая включена в режиме сравнения напряжений. Точную и грубую настройку порога срабатывания выполняют с помощью резисторов R5 и R4, соответственно.

image Терморегулятор для инкубатора

На микросхеме LM 311

Этот вариант предназначен для подключения электрических теплых полов, других мощных нагрузок. Следует обратить внимание на повышенную надежность изделия, которая обеспечена гальванической развязкой цепей со слабыми и сильными токами.

image Схема для подключения мощной нагрузки

Создаем простой терморегулятор

При ремонте бытовой электротехники вы могли сталкиваться с ситуацией, когда со строя выходил терморегулятор. Хоть это и небольшая микросхема, устанавливаемая для контроля величины нагрева или охлаждения чего-либо.

Увы, стоимость такого элемента заводского изготовления довольно высока, поэтому куда выгоднее собрать терморегулятор самому. Схема достаточно простого самодельного терморегулятора приведена на рисунке ниже.

Читайте также:  Судовые утилизационные котлы, назначение, устройство

image Рис. 5. Схема простейшего терморегулятора

Для его изготовления вам понадобится:

  • понижающий трансформатор с 220 на 12 В;
  • шесть диодов (в рассматриваемом примере используются IN4007);
  • конденсаторы на 47 мкФ, 1 мФ и 2 мФ;
  • микросхема для стабилизатора на 5В;
  • транзистор (в рассматриваемом примере это КТ814А);
  • стабилитрон с регулируемым параметром (TL431);
  • резистивные элементы на 4,7; 160, 150 и 910 кОм;
  • резистор с изменяемым сопротивлением на 150 кОм;
  • термозависимый резистор 50 кОм;
  • светодиод;
  • электромагнитное реле 100 мА с питающим напряжением 12В (в рассматриваемом примере используется автомобильный вариант);
  • кнопка и корпус.

Процесс изготовления состоит из таких этапов:

  • При помощи паяльника соберите вышеперечисленные детали на печатную плату, как показано на схеме выше.
  • После этого выведите измерительный орган для терморегулятора на открытое пространство, чтобы установить в нужную локацию.

image Рис. 6. Выведите измерительный элемент

  • Установите переменный резистор на жесткий каркас и нанесите градуировку температурных режимов для настройки прибора.

image Рис. 7. Установите регулятор на каркас и нанесите градуировку

  • На клеммник подключите шнур питания.

Подключите питающий шнур к клеммнику В данном случае клеммник взят со старого прибора, располагавшегося в корпусе.

  • Подключите все отдельно размещенные элементы к плате и закройте корпусом.

После сборки терморегулятора его можно установить в любое место, к примеру, для обогрева и подключить в цепь питания электрического котла. В случае, когда радиаторы отопления нагреют помещение до установленной температуры, контакты реле разорвут цепь и прекратят электроснабжение. При остывании цифрового термометра, снова произойдет включение отопления и снова пойдет нагрев. Если вас не устраивает температурный режим, его можно изменить настройкой датчика.

Необходимые материалы и инструменты

В некоторых ситуациях понадобятся навыки изготовления сложной печатной платы. Простейшие схемы собирают за несколько минут с применением паяльника и технологии навесного монтажа. До выполнения рабочих операций необходимо приобрести:

  • комплектующие детали;
  • расходные материалы;
  • измерительную аппаратуру.

Список покупок составляют на основе выбранной электрической схемы. Для защиты устройства от неблагоприятных внешних воздействий и улучшения внешнего вида создают соответствующий корпус.

↑ 1. Техническое задание

Поскольку заказчик не мог внятно сказать, что ему нужно, пришлось придумывать его самому. Диапазон регулировки.

Комфортную температуру воды я определил, когда влез под душ со спиртовым термометром. Диапазон, с некоторым запасом оказался +30…40 градусов.

Мощность нагревателя.

Мощность ТЭНа я выбрал 1 кВт из следующих соображений: обычная электроарматура (контакты, провода и т. п.) рассчитана на 6 А. Надо учитывать ограничение потребления мощности на даче. Затем, надо учесть, что воду надо не кипятить, не превращать её в пар, на что уходит львиная доля мощности, а просто подогреть. Выбор, например, нагревателя мощностью от 2 кВт привёл бы к тому, что монтаж надо было бы делать толстыми жесткими проводами, расчитаными на ток от 10 А. Кроме того, потребовался бы теплоотвод большего размера, а мне хотелось сделать малогабаритное устройство.

Электробезопасность.

Хорошее заземление сделать не так просто. И единственной надежной защитой при пользовании душем может быть только полное отключение нагревателя от электросети. Исходя из этого, выбиралась конструкция – перед приёмом душа устройство надо выдернуть из розетки. Дополнительная степень защиты – сетевой выключатель с размыканием обоих проводов. Кроме того, должна быть полная гальваническая развязка датчика температуры и платы управления от сети. Понятно, что гарантировать изоляцию ТЭНа мы не можем, тем не менее, надо принять все меры по уменьшению возможности поражения током даже при грубых нарушениях техники безопасности пользователем. Здесь надо включать УЗО, но это выходит за пределы нашей темы.

Как грамотно установить

Чтобы продлить срок службы терморегулятора, пользуются следующими рекомендациями:

  • не устанавливают электронику без дополнительной защиты на открытом воздухе, в помещениях с повышенным уровнем влажности;
  • при необходимости в неблагоприятную среду выносят контрольный датчик;
  • исключают расположение регулятора напротив тепловых пушек, других «генераторов» холода или тепла;
  • для повышения точности выбирают место без активных конвекционных потоков.

↑ 4. Конструктив

Прибор собран в стандартной монтажной коробке размерами 100х100 мм.

Сверху укреплена стандартная розетка для наружной проводки, она должна обеспечивать хороший контакт с вилкой нагревательного элемента. Винты крепления розетки притягивают печатную плату, этим достигается надежное крепление.

Печатная плата.

Отверстия под винты и прокладку проводов показаны на плате синим цветом.

Базой деталей в программе layout надо пользоваться осторожно. Я понадеялся на нее и допустил две ошибки — в выводах оптрона и… такого распространенного элемента, как стабилизатор 7809. На платах у меня показано правильно, но 7809 пришлось поставить металлическим фланцем вверх (на фото видно). Я уже не говорю, что размеры деталей и выводов нередко указаны неправильно.

Шлейф от датчика удобно крепить к плате колодкой «под винт». Сетевой провод лучше не припаивать к выключателю, а присоединить через изолированные пластиком зажимы.

Небольшая силовая плата с симистором крепится на дюралевую пластину, а сама пластина к коробке шурупами.

Эта плата для большей безопасности специально сделана дорожками вверх, подальше от металла радиатора, выводы деталей обкусаны заподлицо с платой. Симистор на плате стоит фланцем вниз, к радиатору. Его выводы пропущены вверх, сквозь плату и припаяны. Для ровной установки платы между ней и металлическим фланцем симистора установлены шайбы.

Читайте также:  7 лучших моделей отопительных твердотопливных котлов

Учитывая, что на улице возможно появление конденсата и росы, платы обработаны специальным аэрозольным составом «Plastik» Cramolin. Состав обладает высокими изоляционными свойствами, позволяет паять прямо через лак (с последующим восстановлением защитного покрытия).

Необходимо обеспечить надежную изоляцию центрального вывода терморезистора от воды, я делал это заливкой специальным составом. Корпус терморезистора изолировать тоже желательно, но не толстым слоем, чтобы не ухудшить теплопередачу.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий