Датчик температуры для газового

Терморегулятор для котла отопления (регулятор температуры)

Эффективное управление отоплением является жизненно важной частью рациональной работы котла и системы отопления дома. Грамотное использование элементов управления снизят потребление энергии агрегатом, при создании комфортной температуры в каждой комнате дома, избегая перегрева помещений. А управляет работой котла термостат (или программатор) в зависимости от температуры в помещении.

До 20% объёма потребляемых энергоносителей можно экономить применяя такого рода автоматику. А цены на энергоносители достаточно велики и желание каждого нормального человека снизить свои расходы.

Рассматриваем ситуацию, когда котёл рассчитан правильно, необходимое утепление помещений выполнено, а система отопления функционирует нормально.

Основные виды котлов и регулирование температуры

Существует несколько типов котлов: твердотопливные, газовые, электрические и работающие на жидком топливе.

Котлы получили широкое распространение по всему миру. Есть отечественные образцы, есть котлы и импортного изготовления. Материал изготовления сталь или чугун. Простой в эксплуатации, экономичный, с функцией регулировки температуры теплоносителя. В более дешёвых моделях эта функция реализуется с помощью специального устройства – термоэлемента.

Конструктивно термоэлемент представляет собой металлическое изделие, геометрические размеры которого под воздействием температур уменьшается либо увеличивается (в зависимости от степени нагрева). А от этого меняется, в свою очередь, положение специального рычага, который закрывает и открывает заслонку тяги. На фотографии показан образец такого регулятора:

Фото: образец терморегулятора

Чем больше открыта заслонка, тем сильнее процесс горения, и наоборот. Таким образом, объём воздуха, который поступает в камеру сгорания закрытого типа, полностью контролируется термостатом, и при необходимости его подача прекращается и процесс горения затухает. В более современных моделях установлены контроллеры, которые в зависимости от заданных тепловых режимов управляют потоком воздуха, включая (или отключая) специальный вентилятор (смотри фото ниже):

Котел с контроллером температуры

Газовые котлы — самые распространённые и дешёвые в эксплуатации агрегаты. Котлы бывают одноконтурные и двухконтурные. Одноконтурные котлы имеют один теплообменник и предназначены только для отопления. Схема включения представлена на рисунке ниже:

Схема включения одноконтурного котла

Двухконтурные котлы имеют два теплообменника и предназначены для отопления и получения горячей воды. Схема включения котла представлена ниже:

Схема включения двухконтурного котла

Некоторые котлы имеют отдельные регуляторы для температуры отопления и горячей воды.

Электрические котлы

Достаточно распространённая альтернатива газовым и твердотопливным котлам. Масса преимуществ, большой КПД, но большой срок окупаемости. Подключение простое, как и у газовых котлов, но без подвода холодной воды. Предусмотрено регулирование температуры и защита от перегрева.

Механический таймер котла

При помощи простого механического таймера электрического котла возможны три варианта запуска системы центрального отопления :

1. Котёл выключен;
2. Котёл подаёт тёплую воду;
3. Котёл включается и выключается в установленное время.

Механические таймеры обычно имеют большой круглый циферблат с 24-часовой шкалой в центральной части. Поворачивая диск, можно установить нужное время, а затем оставить его в таком положении. Включение котла будет происходить в нужное время. Внешняя часть состоит из набора вкладок 15-минутного периода, которые вставлены для удобства регулировки работы и настройки режимов. Возможна экстренная перенастройка, которая выполняется при включённом в сеть котле.

Механические таймеры просты в настройке, но при этом котёл всегда включается и выключается в то же время каждый день, а это может не удовлетворить хозяев, если семья большая, и банные процедуры проводятся несколько раз в день в разное время.

Виды терморегуляторов

По виду функций их можно разделить на несколько групп:

— с одной функцией (поддержание температуры);

Терморегулятор с одной функцией

— с большим количеством функций ( программируемые).

Программируемый регулятор температуры

По исполнению терморегуляторы делятся на типы: беспроводные и с проводами для связи с котлом. Устанавливают терморегуляторы в удобное место, подключают температурный датчик, соединят с системой управления котла и пользуются.

К комнатным термостатам нужен постоянный приток воздуха для нормальной и правильной работы, поэтому они не должны быть закрыты шторами или заблокированы мебелью. Соседние с электрическим терморегулятором приборы могут мешать корректной работе устройства: светильники, телевизоры, отопительные приборы, находящиеся рядом.

Программируемый комнатный термостат

Программируемый электронный комнатный термостат позволяет выбрать нужную и комфортную температуру в любое время, его легко перенастраивать и менять режим работы. Таймер времени позволяет установить другой шаблон для отопления в будние и выходные дни. Некоторые таймеры позволяют устанавливать различные параметры для каждого дня недели, это может быть полезно для людей, работающих неполный рабочий день или посменно. Такими термостатами оснащены многие модели Terneo и КЧМ.

Программируемый комнатный термостат

Программируемый комнатный термостат позволяет установить индивидуальные нормативы отопления на каждый день в соответствии с образом жизни и поддерживать температуру дома все время, независимо от присутствия или отъезда хозяев.

Видео: Подключение комнатного термостата к газовому котлу

Если за систему отопления отвечает котёл с радиатором, как правило, нужен только один программируемый комнатный термостат для управления всем домом. Некоторые шаблоны должны быть скорректированы весной и осенью, когда часы ушли вперёд и назад, или произошла определенная смена климатических условий. Также рекомендуем менять настройки температур при смене дня и ночи.

Такой контроллер климата имеет несколько опций, которые расширяют его возможности:

• «Партия», которая прекращает отопление на несколько часов, после возобновляет;
• «Перекрыть» позволяет временно изменить запрограммированные температуры во время одного из настроенных периодов;
• «Праздник», увеличивает интенсивность нагрева либо уменьшает её в течение определённого количества дней.

Центральный терморегулятор

Такой терморегулятор расположен далеко от вашего котла и обычно позволяет включать или выключать отопление во всём доме. Старые версии соединены проводами с котлом, более новые системы, как правило, посылают сигналы в командный пункт устройства. Именно приспособлениями нового типа оснащены довольно дорогие, но эффективные приборы: котлы двухконтурные Ferroli, Beretta и отечественные АОГВ.

Наиболее известны комнатные терморегуляторы для двухконтурного котла торговой марки Gsm и Protherm. У них встроенный дилатометрический терморегулятор для котла, который в зависимости от модели, может работать дистанционно, часто эта технология используется для электрического котла либо твердотопливных агрегатов.

Комнатный термостат отключает нагрев системы по мере необходимости. Он работает путём измерения температуры воздуха, и включения отопления, когда температура воздуха падает ниже установки термостата, и его выключения, когда установленная температура будет достигнута.

1. Рекомендуется установка термостата на 20 ° С;
2. В ночное время устанавливаемая температура должна быть в пределах 19-21° С.
3. Желательно, чтобы в детской комнате было около 22 ° С.
4. Температура не должна опускаться ниже 22 ° C в помещении для пожилых людей и людей с ограниченными возможностями.

Как правило, только на одном микроконтроллере климата в системе отопления основана температура всего дома, либо отдельных помещений. Лучший вариант его расположения в гостиной или спальной комнате, которые, вероятно, должны быть самым посещаемым местом в доме.

Комнатным термостатам нужен свободный поток воздуха для измерения температуры, поэтому они не должны быть закрыты шторами или заблокированы мебелью. Соседние с электрическим терморегулятором приборы могут мешать корректной работе устройства. К ним относятся лампы, телевизоры, соседские котлы через стену, сенсорные выключатели.

Термостатические регулирующие клапаны

Термостатический клапан простое решение задачи получения теплоносителя заданной температуры за счёт осуществления подмеса более холодной воды к более тёплой. Вид трехходового клапана представлен ниже:

Трехходовой клапан

Схема включения трехходового клапана в систему отопления:

Схема включения трехходового клапана в систему отопления

Схема обвязки твердотопливного котла с применением термостатического трехходового клапана:

Схема обвязки твердотопливного котла с применением термостатического трехходового клапана

Схема обвязки газового котла с применением термостатического трехходового клапана:

Схема обвязки газового котла с применением термостатического трехходового клапана

Термостатический клапан радиатора позволяет контролировать температуру в комнате путём изменения потока горячей воды через радиатор. Они регулируют поток горячей воды через радиатор, но не управляют котлом. Такие устройства должны быть установлены, чтобы настраивать температуру, которая нужна в каждой отдельной комнате.

Эта идея должна рассматриваться как дополнение к установке терморегулирования. Также подобные устройства нуждаются в периодической переналадке и регулярной проверке работоспособности (каждые полгода во время смены режимов работы).

Самодельный внешний терморегулятор для котла: инструкция

Ниже представлена схема устройства самодельного терморегулятора для котла, которая собрана на микросхемах Atmega-8 и серии 566, жидкокристаллическом дисплее, фотоэлементе и нескольких температурных датчиков. Программируемая микросхема Atmega-8 и отвечает за соблюдение заданных параметров уставок терморегулятора.

Схема самодельного внешнего терморегулятора для котла

Собственно говоря, данная схема включает или выключает отопительный котёл при понижении (повышении) температуры наружного воздуха (датчик U2), а также выполняет эти действия при изменении температуры в комнате (датчик U1). Предусмотрена корректировка работы двух таймеров, которые позволяют регулировать время указанных процессов. Кусок схемы с фоторезистором влияет на процесс включения котла по времени суток.

Датчик U1 стоит непосредственно в комнате, а датчик U2 на улице. Подключается к котлу и устанавливается рядом с ним. При необходимости можно добавить электрическую часть схемы, позволяющую включать отключать агрегаты большой мощности:

Электрическая часть схемы, позволяющая включать отключать агрегаты большой мощности

Ещё одна схема терморегулятора с одним параметром регулирования на базе микросхемы К561ЛА7:

Схема терморегулятора с одним параметром регулирования на базе микросхемы К561ЛА7

Собран терморегулятор на базе микросхемы К651ЛА7 отличается простотой и лёгкостью при регулировке. Наш термостат – это специальный терморезистор, который значительно уменьшает сопротивление при нагревании. Данный резистор включён в сеть делителя напряжения электричества. В этой цепи также расположен резистор R2, при помощи которого мы и можем устанавливать необходимую температуру. На основе такой схемы можно сделать термостат для любого котла: Бакси, Аристон, Эвп, Дон.

Еще одна схема на терморегулятора на базе микроконтроллера:

Схема на терморегулятора на базе микроконтроллера

Устройство собрано на базе микроконтроллера PIC16F84A. Роль датчика выполняет цифровой термометр DS18B20. Малогабаритное реле управляет нагрузкой. Микропереключатели задают температуру, которая высвечивается на индикаторах. До сборки потребуется запрограммировать микроконтроллер. Сначала сотрите все с чипа и потом перепрограммируйте, а далее произведите сборку и пользуйтесь на здоровье. Устройство не капризное и работает нормально.

Стоимость деталей 300-400 рублей. Аналогичная модель регулятора стоит в пять раз дороже.

Несколько советов напоследок :

• хоть к большинству моделей и подходят разные варианты термостатов, все же желательно, чтобы терморегулятор для котла и сам котёл были произведены одним производителем, это значительно упростит монтаж и сам процесс эксплуатирования;
• перед покупкой такого оборудования нужно просчитывать площадь помещения и необходимую температуру, чтобы избежать «простоев» техники, и смены проводки в связи с подключением приборов более высокой мощности;
• перед установкой оборудования нужно позаботиться о теплоизоляции помещения, иначе высокие теплопотери будут неизбежны, а это дополнительная статья расходов;
• если, неуверены, что нужно приобретать дорогостоящую технику, то можно провести потребительский эксперимент. Приобрести более дешёвый механический термостат, отрегулировать его и посмотреть результат.

К продаже представлены комнатные програмируемые терморегуляторы температуры с различными функциональными возможностями. Коаксиальные дымоходы используемые совместно с настенными газовыми котлами, комплекты перевода на сжиженный газ для напольных и настенных газовых котлов. Надставки Protherm "Полу-Турбо" для удаления отработавших газов, работающие совместно с напольными газовыми котлами Protherm серии Медведь. Товары представленныые в данном разделе продаются только в комплекте с котлами. Если Вы хотите приобрести товары данного раздела отдельно от котла, то условия доставки будут другие. Подробнее смотрите в разделе справа "Доставка оборудования". Инструкции и руководства пользователя:

• Инструкция Protherm THERMOLINK S - скачать
• Инструкция Protherm INSTAT 2 - скачать
• Инструкция Protherm THERMOLINK P - скачать

При покупке товара данного раздела отдельно от котла стоимость доставки от 1500 руб. Самовывоза нет.

Основные функциональные блоки котла

Перед тем, как приступить к описанию электрической схемы котла нам необходимо описать его основные функциональные блоки, а так же объяснить их предназначение и принцип работы. В качестве примера будем использовать известный и популярный газовый настенный котел Ariston модели City (для Италии) / Uno (для других стран) модификации 24MFFI. В данном случае 24 – это максимальная мощность подогрева горячей воды в кВт, M – комбинированная система отопления и приготовления горячей воды, FF – определяет наличие в котле закрытой камеры сгорания и применение дополнительного вытяжного вентилятора (котел турбированный), I – электронный контроль пламени горелки. Открыв переднюю защитную крышку котла, мы увидим:

1. Реле с датчиком, определяющее давление воздуха, которое отслеживает состояние вытяжной системы и, в случае изменения давления за пределы допустимых границ, электроника отключает подачу пламени на газовую горелку, а индикатор внешней панели сигнализирует об ошибке. Это устройство называют релейным датчиком тяги.

2. Вентилятор – собственно, основной элемент «турбированности» котла, который осуществляет принудительную вытяжную вентиляцию продуктов горения газа, а так же дает возможность прикреплять к котлу довольно длинную вытяжную трубу. Причем прошивкой главного управляющего процессора предусмотрен неотключаемый режим предварительного управления вентиляцией, когда перед воспламенением горелки включается вентилятор. Если с ним возникнут проблемы, котел уйдет в ошибку.

3. Датчик температуры на выходе основного теплообменника (NTC) – очень важный элемент в электрической схеме любого котла, который контролирует температуру воды, передает данные в виде изменения напряжения на нем электронной плате управления. С помощью этого датчика котел может поддерживать постоянную заданную температуру на выходе, а так же сможет оперативно отключить горелку в случае неисправности отопительного водяного конура или отсутствия минимального давления воды в системе. Данный датчик имеет отрицательную температурную характеристику. При температуре в 0 С градусов его контакты имеют сопротивление 27кОм, а при температуре + 80 С, сопротивление датчика уменьшается до 1,5 кОм. Таким образом, при увеличении температуры воды на выходе теплообменника, на плату поступает большее напряжение управления, которое котел отрабатывает, уменьшая степень горения пламени. Датчик температуры организует обратную связь по температуре воды на выходе.

4. Электронная плата – основной контролирующий и регулирующий узел работы газового котла. На процессор платы приходят все напряжения с установленных датчиков, а так же подключены регуляторы температуры, индикатор давления/температуры и кнопки управления котлом. Электронная плата является «мозгом» котла. Ее описание и принцип работы мы рассмотрим ниже.

5. Расширительный бак – включен в контур отопительной системы как элемент регулировки избытка воды в случае ее неизбежного расширения при нагреве. За счет применения расширительного бака давление системы остается стабильным вне зависимости от температуры. Максимальная температура воды не должна превышать + 90 С градусов, а давление в системе не выше 3 bar.

6. Датчик температуры воды (NTC), приходящей по «обратке» в основной теплообменник (втекающей воды). Благодаря этому датчику процессор знает, насколько открыть газовую горелку и увеличить подачу газа, чтобы достичь подогрева воды в теплообменнике до заданного уровня.

7. Основной теплообменник – представляет собой змеевик с радиатором из цветных металлов (из меди или алюминия), в котором происходит подогрев воды с использованием специальной газовой горелки (8), расположенной непосредственно под ним. В теплообменнике предусмотрены отверстия для установки температурных датчиков 3 и 6.

8. Газовая горелка – управляется газовым клапаном, который представляет собой сложное устройство с управляемым процессором газовым портом. Газовый клапан состоит из: 1 основного газового порта, 2 управляющего порта, 3 модулятора давления газа (датчика, фиксирующего давления газа в системе). Газовый клапан - это очень сложное устройство, отъюстированное на заводе изготовителе. Его ремонт и настройка должны осуществляться только опытным и подготовленным специалистом.

9. Привод трехходового клапана – представляет собой 3-х выводное электромагнитное реле, которое переключает ход протекающей подогретой воды либо в отопительную систему, либо на кран горячей воды. Из-за ее плохого качества 3-х ходовой клапан часто ломается, в результате чего перестает работать отопление или из горячего крана течет холодная вода. Таким образом, происходит реализация и отопления, и подогрев горячей воды с помощью одного контура подогрева (котел одноконтурный).

10. Циркуляционный насос – производит прокачку воды по отопительной системе. Такие насосы так же устанавливают в газовые котлы Ferroli, Immergas, Hermann. Со временем, из-за старения и качества воды «мокрый» ротор насоса имеет свойство подклинивать, поэтому на его передней части предусмотрен винтовой болт, под которым присутствует сам ротор, который можно провернуть отверткой и осуществить принудительный пуск. Данная заглушка предназначена для спуска воздуха из жидкой роторной камеры. Подклинивание насоса с уходом котла в защиту из-за перегрева теплообменника – второй признак того, что котел и, собственно, сам насос нуждается в чистке и ревизии. Первым признаком является ухудшение обогрева помещения котлом, в результате чего владелец вынужден увеличивать температуру регулятором.

Кроме указанных элементов в процессе розжига особую роль играет генератор искры со специальным трансформатором зажигания. Генератор искры работает совместно с газовым клапаном и является неотъемлемой его частью. Он состоит из: 1 – вывода, подсоединенного к электроду розжига, 2 – крепление к датчику протока с заземляющим контактом, 3 – защищенным гнездом для подключения переменного сетевого напряжения 220 В.

Датчик протока воды – крепится за генератором искры и трансформатором зажигания непосредственно в систему ГВС. С помощью этого датчика система определяет наличие движения воды, а так же осуществляется контроль работы циркуляционного насоса. Как правило такие датчики бывают двух типов. Дешевые датчики имеют магнитный поплавок с герконом. Более дорогие модели – вентилятор и датчик Холла. Дорогие датчики могут определять не только наличие потока воды, но и ее скорость.

Электронная плата управления и электрическая схема котла

Электронная плата управления

Как мы уже говорили, плата управления осуществляет полный контроль и управление всеми режимами и функциями нашего котла. В основе ее работы лежит фирменный микропроцессор, который управляет работой всей электронной части и память Atmel 93C56WP, в которую зашита прошивка котла. Блок питания аналоговый, со стабилизацией напряжения на «кренках». Он не имеет защит от перегрузки и превышения лимитов напряжения питания. Именно поэтому стоит заранее побеспокоиться о специализированных сетевых фильтрах и барьерах. Это же утверждение касается любого другого котла. Для управления прессостатом, трехходовым и газовым клапаном, используются электромагнитные реле на 33 вольта. Утеря контроля пламени – основная болезнь этой модели. В этом случае необходимо проверить радиоэлементы, которые относятся к этой функции, а особенно неполярный конденсатор C903 на 0.1 мкФ х 275В (на рисунке внизу синий). Так же необходимо проверить рядом стоящие транзисторы, оптрон cny17-3 и обрыв резисторов мощностью 1 Вт. Так же можно воспользоваться схемой ниже. В различного рода проблемах часто бывают виноваты сами управляющие реле (при включении/выключении режимов котла они должны тихо щелкать), а так же микросхема ULN2003N, в которой находятся 7 ключей Дарлингтона. Сигналы с микропроцессора приходят на микросхему, усиливаются ею и передаются на реле.

Электрическая схема котла

Электрическая схема котла состоит из обозначения основных блоков электронных плат и радиоэлементов на них, которые участвуют в работе, настройке и управлении газовым котлом. На рисунке ниже:

А – регулятор температуры котла (по паспорту переключатель зима - лето), а по сути, переменное сопротивление, варьирующее напряжением управления.

B – кнопка сброса ошибки и перезапуска котла (Reset).

С – включение/выключение котла (Power).

D – кнопка включения режима комфорта.

E – сопротивление, регулирующее температуру горячей воды в кране.

F, G, H, I – светодиоды - индикаторы контроля работы или неисправности оборудования.

J – гнездо для подключения внешнего таймера

K и L – реле подачи питания на насос и трехходовой клапан соответственно.

M и N – реле управления вентилятором и газовым клапаном.

O – разъем подключения пульта управления.

P, Q, R, S – перемычки, которые устанавливают мощность искрообразования, задержки воспламенения, выбор температурного режима и плавного воспламенения с максимальной мощностью.

T – специальный двухпроводный разъем, позволяющий подключить внешний термостат для поддержания заданной температуры в точке расположения термостата.

U – питающий трансформатор, являющийся составной частью бока питания электронной схемы управления котлом.

А11 – датчик наличия пламени

Разъем CN301 содержит контактную колодку A02 – A05, к которой подключаются газовый клапан, привод трехходового клапана, циркуляционный насос, трансформатор розжига.

К разъему CN201 (контакты А06 – А10) подключаются температурные датчики подачи и возврата воды, датчик дымохода (прессостат), датчик протока воды, модулятор.

Перемычка CN102 в положении А позволяет настроить регулятором температуры отопления мощность воспламенения горелки котла при использовании разного газа (сжиженного или газообразного) с различной калорийностью. Во время настройки красный индикатор будет мигать. Настройка подразумевает регулировку давления газа. Согласно заводским настройкам она соответствует 60% от общей мощности котла.

CN101 в положении А отключает задержку воспламенения, в положении B – задержка на 2 минуты.

CN104 – устанавливает пределы потенциометра температуры отопления. В положении А это 38 – 44 градуса, в положении В это 42 – 82 градуса.

CN100 производится настройка максимальной мощности отопления и воспламенения.

Конечно, приведенный котел Ariston UNO 24MFFI далек от эталонного примера, однако он в большей части раскрывает суть работы многих настенных газовых котлов. О принципе работы котла, его функциональности можно более подробно узнать из сервисной инструкции, которую можно скачать в интернете.

Принцип работы и электрическая схема котла, работающего на электричестве

Судя по названию, становится понятно, что основным источником энергии для такого котла является электричество. Основным нагревательным элементом электрического котла является нагревательный элемент или ТЭН. Визуально такой котел ничем не отличается от обыкновенного газового котла, однако, принцип его работы полностью другой. Использование электричества позволяет удешевить его внутренний конструктив, но отказаться от основных датчиков температуры невозможно, поскольку это в значительной степени увеличит его аварийность. Именно поэтому в электрическом котле присутствует не менее сложная система электронного управления и стабилизации мощности ТЭНа. Электрический котел состоит из:

1. Воздушного автоматического клапана, стравливающего воздух и защищающий от «завоздушивания» системы.

2. Ограничителя температуры, защищающего систему котла и внутренние радиаторы помещения от перегрева.

3. Электронного пульта управления – представляющего собой специальную схему гибрида ПИД регулятора, анализирующую данные от различных датчиков котла и поддерживающую постоянную установленную температуру, а так же регулятора мощности. В самом простом варианте это тиристорная схема. В нашем случае это отдельная плата.

4. Управляемый электронным пультом управления регулятор мощности.

5. Термобак, в который встраивается нагревательный элемент. Производится из малоокисляемых цветных металлов.

6. Циркуляционный насос с «мокрым ротором» - нагнетает давление горячей воды в системе.

7. Водный узел – используется в связке с платой управления для подачи сигнала о достаточном давлении в системе и наличию циркуляции воды для подачи напряжения на ТЭНы.

8. Манометр – отображает текущее значение давления в системе.

9. Сбросовый клапан безопасности – в случае превышения критического давления (обычно более 3 бар) открывается и сбрасывает излишки воды в системе.

Данные котлы имеют высокое энергопотребление до 15 кВт. Поэтому их применяют большей частью для больших помещений и подключают к трехфазной сети переменного тока. На рисунке ниже представлен пример подключения электрического трехфазного котла.