Терморегуляторы: виды, схемы и принцип действия

Терморегуляторы — практически обязательный элемент всех систем нагрева жидкостей, газа, иных сред. Они контролируют работу «теплых полов», кондиционеров, отопительных котлов, бойлеров, холодильников и морозильников.

Терморегуляторы позволяют избежать перегрева оборудования и последующего его выхода из строя. Еще одна их важная функция — рациональное использование электроэнергии, газа и иных ресурсов, используемых для нагрева. Как только температура теплоносителя или иной среды достигает заданного значения, подается сигнал на отключение ТЭНа, конденсатора, котла, бойлера и т. д.

Но, чтобы вся система нагрева или охлаждения работала без сбоев, необходимо правильно подобрать схему подключения терморегулятора, определиться с типом устройства. Об этом речь и пойдет дальше. На чтение данной статьи вам потребуется не более 10 минут.

Виды терморегуляторов

Разновидностей приборов на самом деле выпускается достаточно много. Они отличаются функционалом, внешним видом, назначением. Но при этом абсолютно все термостаты можно отнести к одному из двух основных типов:

• механические;
• электронные.

И в рамках каждого вида можно выделить несколько подвидов. Механические более просты в изготовлении. Принцип действия базируется на том, что практически все металлы и многие иные вещества при нагревании увеличиваются в размерах и/или меняют свою структуру.

Терморегуляторы на биметаллических пластинах

Основным элементом системы в данном случае будут две пластины, изготовленные из разных сплавов. Их не спаивают между собой, а соединяют так, чтобы была возможность разъединить отдельные участки.

Принцип работы терморегулятора в данном случае таков:

1. На внешнем диске пользователь задает температуру, до которой следует нагревать воду или иной носитель.
2. Циферблат диска подключают к датчику температуры. Им и является биметаллическая пластина. А так как она изготовлена из металлов с разными характеристиками, то при нагреве один из них выгибается больше, второй меньше.
3. Электрическая цепь, при наличии значительного расхождения, размыкается.

Биметаллические терморегуляторы отличаются низкой стоимостью, просты в изготовлении и установке. Но у них есть и существенный недостаток — значительная инерция. Даже при нагреве пластины разрыв электроцепи происходит не сразу. Именно поэтому термодатчики данного типа практически не используются в ответственных системах, работающих в режиме реального времени.

Терморегуляторы на газонаполненных датчиках

Этот вариант также относится к группе механических, но лишен такой инерции, как биметаллические аналоги. Схема терморегулятора строится на использовании газонаполненного сильфона. Его размещают между дисками большой площади из тщательно подобранных металлов.

 Как работает терморегулятор:

1. По мере нагревания сильфон с газом разделяет стальные пластины. И одна из них контактирует с микровыключателем. Электрическая цепь размыкается. Нагрев теплоносителя или окружающей среды прекращается.
2. По мере охлаждения пространства сокращается объем газа в сильфоне. Диски вновь соприкасаются друг с другом. Снижается давление на микровыключатель, электрическая цепь замыкается.

Терморегуляторы на основе газонаполненных сильфонов изначально предназначались для автотранспорта. Сейчас на их основе монтируют системы отопления жилых и общественных зданий.

Важный момент! В некоторых моделях агрегатов сильфоны заполняют не газом, а летучими жидкостями, закипающими при низких температурах, например, спиртом в определенной пропорции с водой. При выборе конкретного варианта жидкости учитывают максимально допустимую температуру теплоносителя (воды, газа, иной среды) в  системе нагрева или охлаждения.

Восковые терморегуляторы

Еще один подвид механических терморегуляторов — восковые. Представляют собой небольшой герметичный контейнер, закрытый восковой пробкой. Внутри размещается стальной стержень, перемещающийся без ограничений.

По мере нагрева окружающей среды воск начинает плавиться и стекать в камеру. После заполнения пространства стержень выходит на поверхность. Важно то, что таким образом можно и замкнуть, и разомкнуть электрическую цепь. При прекращении процесса нагревания воск остывает, специальная пружина вталкивает стержень обратно в капсулу.

Знать, как подключить и настроить восковой терморегулятор, нужно владельцам большегрузного автотранспорта, лицам, эксплуатирующим разнообразные смесители и т. д. С их помощью можно контролировать работу радиаторов в системах центрального или автономного отопления, в том числе регулировать проток теплоносителя через секции батареи.

Электронные терморегуляторы

По принципу действия многие электронные термостаты похожи на механические. Но изменения внешней среды регистрирует не воск и не газовый сильфон, а термистор-резистор. При изменении температуры его сопротивление увеличивается или снижается. Информацию с резистора считывает электронный блок управления. Далее вырабатывается сигнал на замыкание или размыкание цепи.

Основное преимущество электронных терморегуляторов перед механическими — минимальное время срабатывания. Применение терморегуляторов данного типа оправдано в системах управления реального времени, где нужно быстро принимать и обрабатывать сигналы. Недостатком можно считать более сложное устройство и, соответственно, стоимость.

Электронные терморегуляторы можно разделить на две группы:

• непрограммируемые;
• программируемые.

В первом случае на панели управления расположен дисплей для отображения текущего значения температуры и кнопки для выбора режима. Программируемые оснащены собственным микропроцессором с блоком памяти. Можно задавать параметры работы не только на текущий момент времени, но и на неделю, день, месяц вперед.

Электронные терморегуляторы также можно разделить на проводные и беспроводные. Второй вариант удобен тем, что прибор можно установить даже после завершения ремонта. Не придется штробить стены под прокладку слаботочных сетей, если, например, речь идет об управлении системой теплых полов. Для передачи сигнала можно использовать Wi-Fi или Bluetooth. Пультом управления может стать смартфон, планшетный или стандартный ПК, ноутбук.

К преимуществам применения электронных, в том числе беспроводных терморегуляторов можно отнести следующие моменты:

• появляется возможность управлять работой радиаторов, оконных фрамуг, штор, бытовой техники в дистанционном режиме. Можно задать параметры включения/отключения нужных устройств на несколько дней вперед и корректировать программу при наличии такой необходимости, например, при резком похолодании или потеплении на улице;
• датчики последнего поколения не только фиксируют события и реагируют на них в соответствии с заданным регламентом, но и способны информировать о происходящем владельца объекта. Сигналы установленной формы пересылаются на указанный в системе номер телефона или e-mail;
• есть модификации с голосовым управлением, формированием отчетов об использовании энергии, режимах включения/выключения оборудования, подключенного к терморегулятору.

Двухзонные термостаты

В частном доме, на коммерческом объекте может быть несколько автономных систем отопления, например, конвекторы и радиаторы, батареи и теплые полы, электрический и газовый котел и т. д. Деление может быть и по зонам: для жилых и нежилых помещений и т. д.

Чтобы не устанавливать несколько терморегуляторов, можно выбрать один — двухзональный. С его помощью можно задавать температурные условия отдельно для каждого помещения или контура отопления. В стандартном варианте разрешенный температурный диапазон — от +7 до +30 0С. Шаг регулировки — 0,5 0С.

Основу такого терморегулятора составляет электронный блок управления, принимающий данные от датчиков. Предусмотрен и блок памяти для записи пользовательских программ управления. Тому, кто думает, как установить терморегулятор данного типа, важно знать, что датчики не должны находиться ни под прямыми лучами солнца, ни на сквозняке. В противном случае возможно искажение данных и выработка неверных управленческих решений.

Двухступенчатые терморегуляторы

Если двухзонные модификации предназначены преимущественно для регулирования работы систем отопления, то двухступенчатые используют совместно с модулями кондиционирования. В данном случае одна ступень «отвечает» за холодные циклы, вторая — за теплые.