Виды и принцип работы терморегуляторов для ТЭНа

Электрические бойлеры, котлы, чайники, утюги, тепловые пушки стали неотъемлемой частью жизни. А обязательным компонентом всех этих приборов является ТЭН или трубчатый нагреватель. Именно он «отвечает» за нагрев воды, воздуха, иной среды до нужной температуры.

Но есть и еще один важный элемент, без которого эксплуатация любого нагревательного оборудования опасна или нецелесообразна. Это — разные виды терморегуляторов. Так называют особые приборы, основная задача которых заключается в поддержании некоторого заданного температурного режима или предотвращении перегрева. Есть и комбинированные модификации, выполняющие обе функции.

Терморегуляторы отличаются конструктивно и назначением. Есть достаточно простые модели с небольшой точностью срабатывания и электронные, гарантирующие отличный результат даже при минимальных скачках температуры внешней среды.

О том какие бывают терморегуляторы, как они работают, речь и пойдет далее. На чтение статьи необходимо выделить 10–15 минут. Начинаем?!

Принцип работы терморегулятора

Как уже отмечено выше, терморегуляторы могут иметь разную форму и назначение. Но принцип действия при этом остается неизменным:

1. Пользователь указывает желаемое значение температуры воды (иной жидкости, пара, воздуха) из допустимого диапазона. В ряде ситуаций параметры нагрева задаются еще на этапе производства. Например, в большинстве электрических чайников вода нагревается строго до 95–98 0С. Изменить это значение по своему усмотрению не получится. Можно только принудительно отключить прибор от электрической сети.
2. Начинается нагрев среды при помощи ТЭНа с сухим или мокрым корпусом.
3. Терморегулятор фиксирует температуру. Как только достигается заданное значение, происходит разрыв электрической цепи. ТЭН отключается.
4. Вода (воздух, пар) постепенно остывают. Температура вышла за нижнюю границу допустимого диапазона? Повторяется цикл нагрева.

Принцип работы ТЭНа с терморегулятором может меняться в зависимости от механизма фиксации температуры и отключения от электропитания. Наиболее современные модели дополнительно выводят на ЖК-экран (при наличии) данные о поломках, выходе ТЭНа из строя. Возможно и информирование иным образом, например, при помощи звуковых сигналов.

Виды терморегуляторов

Разновидностей термостатов достаточно много. Но наиболее востребованными остаются:

• стержневые;
• капиллярные;
• с биметаллической пластиной;
• электронные.

Каждый вариант имеет как преимущества, так и определенные недочеты, о которых необходимо знать.

Стержневые терморегуляторы

Эта разновидность представляет собой трубку, в основном смонтированную на одной площадке с ТЭНом. При нагреве рабочий элемент расширяется и давит на выключатель, разрывая электрическую сеть. Нагреватель отключается, рабочая среда и трубка остывают. Снижается давление на выключатель, активируется процесс нагрева.

К преимуществам стержневых термостатов можно отнести следующие моменты:

• конструкция — предельно простая и одновременно надежная. Не требуются сложные микросхемы для управления. Можно не опасаться выхода из строя из-за перепадов напряжения в сети;
• сроки эксплуатации — достаточно большие.
• Но есть и существенные недостатки. Например:
• погрешность измерения — выше, чем у капиллярных или электронных аналогов. Это особенно заметно в ситуации, когда из бойлера сливают кипяток. В бак поступает холодная вода. Но так как трубка еще не успела сжаться и освободить выключатель, ТЭН запускается в работу иногда с задержкой;
• функциональность стержневых термостатов — ограниченная. Например, не получится использовать их совместно с системой «умный дом».

Капиллярные терморегуляторы

Подобные системы можно считать более усовершенствованной модификацией стержневых. Только вместо трубки — капсула с газом, к которой и подключены контакты. Внешняя среда нагревается или остывает. При этом меняется объем газа. И соответственно, ток на контакты ТЭНа либо подается, либо нет.

По надежности капиллярные приборы не уступают стержневым. Благодаря этому и принципу работы, терморегуляторы используют во многих современных отопительных системах.

К минусам можно отнести значительную инерционность и погрешность измерений.

Терморегуляторы с биметаллической пластиной

Как следует из названия, для изготовления пластины используют два металла с разным коэффициентом температурного расширения, например, латунь и сталь. При нагреве она изгибается, происходит замыкание контактов. Нагревательный элемент принудительно отключается от электросети. Как только вода или иная рабочая среда остывает, пластина выпрямляется. ТЭН вновь оказывается под напряжением.

Терморегуляторы с биметаллической пластиной считаются более совершенным прибором в сравнении со стержневыми аналогами. Но основной недостаток механических и электромеханических агрегатов — инерционность — сохраняется. На сегодняшний день термостаты с биметаллической пластиной устанавливают в основном в чайниках и утюгах.

Электронные терморегуляторы

Эти системы имеют достаточно сложное устройство. В основном их используют не просто для регулирования температуры воды в котлах или бойлерах, а, например, создания комфортной среды в квартирах, частных домах, офисных зданиях. При помощи одного многоканального терморегулятора можно контролировать работу сплит-системы, теплых полов, котла и т. д.

Основные компоненты электронного устройства:

• внешние датчики. Они фиксируют температуру воздуха, пара, воды, любой иной нагреваемой среды. Показания загружаются в память контроллера для последующей регулировки работы ТЭНа;
• контроллер. Формально, конечно, именно этот узел «отвечает» за микроклимат в помещении. Он посылает управляющие сигналы на нагревательные элементы. Но точность срабатывания в любом случае зависит от того, какие сообщения поступают от датчиков. Если последние срабатывают с запозданием или неточно, то и контроллер будет вырабатывать недостоверные команды;
• контакты для подключения ТЭНов или иных устройств, которыми и надлежит управлять.

Электронные терморегуляторы могут быть и достаточно простыми, и с возможностью программирования режима работы. В первом случае пользователь задает текущие допустимые значения температуры. Программируемые модели стоят существенно дороже. Но они позволяют, например, повышать температуру воздуха в квартире к возвращению хозяев или снижать ее после ухода на работу. Также можно контролировать работу системы отопления в производственных цехах или офисных зданиях.

Применительно к электронным терморегуляторам необходимо выделить сразу несколько плюсов:

• срабатывание — с минимальной задержкой и погрешностью;
• при помощи одного устройства можно задавать свою температуру в каждой комнате и даже в отдельных зданиях;
• потребление электроэнергии — небольшое.

Косвенным минусом можно считать более высокую стоимость в сравнении с более простыми модификациями. Но она вполне оправдана с учетом имеющегося функционала.

Что еще нужно учитывать при выборе терморегулятора?

Чтобы получить максимальный эффект и рационально расходовать электроэнергию или иные ресурсы, при выборе терморегулятора необходимо обращать внимание на следующие параметры:

• место установки. Есть модели для размещения на улице, в помещениях и даже непосредственно в бойлерах, отопительных котлах, иной технике с функцией нагрева;
• способ управления. Для передачи сигналов можно использовать кабель или беспроводные системы;
• назначение. Отдельные терморегуляторы предназначены, например, для регулирования работы только водонагревателя или отопительной системы. Есть и универсальные модификации;
• устойчивость к внешним воздействиям. В первую очередь необходимо учитывать допустимый уровень влажности;
• допустимый диапазон температур рабочей среды. Например, чайники отключаются максимум при +98 0С. А в котлах возможен и переход воды в состояние пара.

И, конечно, покупать все виды терморегуляторов необходимо только у проверенного поставщика. В этом случае можно рассчитывать на своевременную поставку и предоставление гарантии на все изделия.