Самодельный терморегулятор: пошаговая инструкция
Если вы приобрели все необходимые составляющие для сборки, осталось рассмотреть подробную инструкцию. Рассматривать будем на примере датчика температуры рассчитанного на 12В.
Самодельный регулятор температуры собирается по следующему принципу:
- Подготавливаем корпус. Можно использовать старые оболочки от счетчика, например от установки «Гранит-1».
- Схему подбираете ту, которая вам больше понравится, но можно и сориентироваться и на плату от счетчика. Прямой ход с пометкой «+» необходим для подключения потенциометра, Инверсионный вход с о будет служить для подключения термодатчика. Если так случилось, что напряжение на прямом входе будет выше требуемого, на выходе установится высокая отметка и транзистор начнет подавать питание на реле, а оно в свою очередь на нагревательный элемент. Как только напряжение на выходе превысит допустимую отметку – реле отключится.
- Для того чтобы терморегулятор срабатывал вовремя и перепады температур были обеспечены, потребуется сделать с помощью резистора связь отрицательного типа, которая образуется между прямым входом и выходом на компараторе.
- Что касается трансформатора и его питания, то здесь может понадобиться индукционная катушка от старого электрического счетчика. Для того чтобы напряжение соответствовало показателю в 12 вольт, вам нужно будет сделать 540 витков. Уместить их получится только в том случае, если диаметр провода будет не более 0,4 мм.
Вот и все. В этих небольших действиях и заключается вся работа по созданию терморегулятора своими руками. Возможно, самому без определенных навыков сделать его сразу и не получится, однако с опорой на фото и видео инструкции вы сможете испытать все свои умения.
Благодаря простой конструкции, самостоятельно созданный термоконтроллер может быть использован где угодно.
Например:
- Для теплого пола;
- Для погреба;
- Котла отопления;
- Может заняться регулировкой температуры воздуха;
- Для духовки;
- Для аквариума, где будет контролировать температурный показатель воды;
- Для того чтобы контролировать температурное значение насоса электрокотла (его включения и отключение);
- И даже для автомобиля.
Не обязательно использовать цифровой, электронный или механический покупной термовыключатель. Купив недорогое термореле, сделать регулировку мощности на симисторе и термопаре и ваш самодельный аппарат будет работать не хуже покупного.
Как выбрать терморегуляторы с датчиком температуры воздуха
При выборе терморегулятора руководствуются несколькими факторами:
- способ отопления помещений;
- вид тепловой установки;
- тип обогревателей;
- количество помещений и площадь обогрева;
- время, когда в доме будут отсутствовать люди;
- финансовые возможности.
Рассматривая эти условия, потребитель может выбрать механический или электрический ТР. Если нужно регулировать отопление в 2-3 помещениях, то можно установить электронный регулятор и поместить датчики в каждой комнате. Для особняков в 2-3 этажа подойдёт климатическая система с универсальным программируемым терморегулятором.
Холодильный терморегулятор
Устройство терморегулятора холодильника несколько отличается от того, что применяется в других системах. Это связано с особенностями строения камеры и ее назначением (охлаждать, а не нагревать).
Конструкция включает в себя (смотрите рисунок, где представлено устройство терморегулятора холодильника Т-110):
- Термическую систему;
- Пружину;
- Ползунок;
- Гайку;
- Винт регулировочный 1;
- Корпус термостата;
- Колодка;
- Винт регулировочный 2;
- Пружину для перебрасывания;
- Пружину контровочную;
- Рычажное устройство;
- Ось.
Конструкция различных моделей холодильников может отличаться между собой. Но у них можно выделить общие элементы:
- Узел резкого замыкания. Необходим для защиты контактов от выгорания, которое свойственно процессам замыкания в электрической цепи. Подвижные контакты располагают не на силовом рычаге, а на другом, соединенным с ним с помощью пружины. При повороте силового рычага контакт не движется (цепь еще замкнута). Затем пружина резко меняет положение и размыкает цепь (или замыкает);
- Узел, изменяющий температурный режим. Состоит из пружины и винта, перемещающего гайку. От натяжения пружины зависит объем подачи фреона – охлаждающей жидкости;
- Узел, предназначенный для настройки дифференциала – устройства, ограничивающего ход силового рычага. Он определяет, при какой температуре цепь будет замыкаться, а при какой – размыкаться. Например, при установленной температуре в холодильнике в 3 градуса, цепь будет размыкаться при достижении 2,7 градусов. А при 3,3 цепь будет замыкаться вновь. Диапазон можно сделать больше или меньше.
На рисунке видно, что от термической системы отходит трубка, которую заполняют рабочей средой. Это фреон или хлорметил. Трубку встраивают в холодильные и морозильные камеры. Причем так, чтобы жидкая фаза находилась в конце трубки (в морозильнике), а пары вещества – в начале. Температура жидкой фазы всегда ниже паров одного и того же вещества. Поэтому в морозильнике шкала термометра всегда ниже нуля, а в холодильнике – выше.
Принцип действия
Принцип работы терморегулятора холодильника следующий:
- Если в трубке температура понижается, то в термической системе давление паров рабочей среды понижается. Тогда гофрированная часть сильфона сжимается, отчего силовой рычаг относительно оси начинает вращение. Это приводит к размыканию цепи;
- Если температура растет, то внутри термической системы давление паров растет. От этого внутри сильфона расширяется гофра. Рычаг начинает движение в обратную сторону, вращаясь вокруг оси. Это приводит к тому, что контакты замыкаются.
Основные функции
Изменение температуры паяльника с помощью диммера
К основным функциональным возможностям регуляторов температуры воздуха в помещениях можно отнести следующие:
- Экономия расхода топливных ресурсов. Воздушные термостаты «следят» за уровнем прогрева воздуха, не допуская перерасхода тепловой энергии. Система выключения и включения отопления срабатывает при выходе уровня температуры из заданного диапазона.
- Создание комфортных условий пребывания людей внутри жилых домов и зданий различного назначения.
- Несколько датчиков регулирования температуры воздуха в отдельных помещениях могут корректировать температурные режимы в каждом из них.
- Во время отсутствия людей термостат может значительно понижать нагрев тёплых полов, включать экономный режим работы электрического котла, водонагревателя либо другой системы отопления.
- Безопасность эксплуатации системы обогрева при перегреве или отключении источника тепловой энергии обеспечивается автоматическим звуковым или электронным сигналом термореле.
Важно! Режим работы системы терморегуляции может быть задан удалённо через интернет. Хозяин жилья до прихода домой по смартфону устанавливает настройку нужной степени прогрева воздуха в помещениях
Преимущества и недостатки
Капиллярный термостат элемент многих электрических приборов. К основным преимуществам устройства можно отнести:
- Простоту конструкции и малые габариты.
- Высокую частоту реакции на повышение температуры.
- Широкий спектр применения.
- Возможность подключения сразу нескольких приборов.
- Высокую надежность при правильной эксплуатации.
- Сравнительно низкую цену.
Единственным минусом этого элемента является его непригодность к ремонту. Невозможно заменить оплавленные контакты или потерявшую упругость мембрану. Термостаты, используемые в промышленности, имеют большие габариты. В зависимости от конструкции некоторые модели являются пригодными к ремонту.
Настройка и работа термостата
Установка программируемого терморегулятора W1209 заключается в подключении устройства к источнику стабилизированного питания, настройке датчика температуры и контролируемой цепи.
Важно! Принципиальный момент – устройство содержит в себе только «сухие» контакты реле, то есть коммутирует цепь и никакого питания в линию не выдает
Для правильной эксплуатации устройства следует знать особенности его работы:
- Имеется возможность задержки включения от 0 до 10 минут;
- Схема обладает регулируемым гистерезисом. Гистерезис – это разница температур при включении и отключения. Данная функция важна для коммутации устройств нагрева или охлаждения, обладающих высокой инерционностью.
Дальнейшая настройка заключается в выборе необходимых параметров при помощи кнопок управления и светодиодного цифрового индикатора.
На рассматриваемый w1209 терморегулятор инструкция не дает подробное описание схемотехники, но энтузиастами составлена принципиальная электрическая схема w1209 с питанием dc 12 в, из которой понятно, что работой управляет программируемый микроконтроллер, включенный по типовой схеме.
Назначение и характеристики
Как известно, из-за постоянных изменений температуры воздуха на улице теплоотдачу отопительного прибора также приходится все время подстраивать.
Если удерживать ее на одном и том же уровне, то при потеплении в доме будет слишком жарко, а в сильный мороз – холодно.
В прежние времена регулировкой приходилось заниматься пользователю, теперь же эту функцию взял на себя термостат. Благодаря автоматике, температура в отапливаемом помещении в любую погоду остается в комфортном диапазоне.
Цифровой термостат Viessman
Основной характеристикой терморегулятора является порог срабатывания. Для большинства моделей он составляет 0,25 градуса. То есть, как только температура в помещении окажется на четверть градуса ниже заданной пользователем, прибор среагирует и включит котел.
Классификация
Производители представляют на выбор большой ассортимент терморегуляторов. Они различаются функциями и ценой.
Терморегуляторы теплого пола. Какая разница между ними?
Смотрите это видео на YouTube
Механический
Механический регулятор — простой, надёжный, стоит недорого, но имеет небольшой срок службы. С его помощью можно установить нужный уровень нагрева помещения, но визуально определить текущую температуру не представляется возможным.
Производятся в двух видах:
- Смесительный узел с трёхходовым клапаном — выбирается при монтаже гидрополов. Его функция — регулировать и смешивать горячие потоки с холодными, а затем направлять теплоноситель с нужным градусом в трубопровод. Недостаток — необходимость в обустройстве отдельного водонагревательного рукава.
- Электромеханическое устройство, его предназначение — регулировка электрополов.
Цифровой электронный
Модель схожа с механическими видами. Оснащены цифровым дисплеем (на котором отражаются показатели) и датчиком температуры тёплого пола и воздуха. Задаются параметры вручную.
Плюсы:
- возможность подсоединять к другим системам управления;
- гибкая программа регулирования;
- наличие дистанционного управления.
Можно производить контроль за температурой с точностью в 0,5 градуса. Недостаток — высокая цена и сложность самостоятельной регулировки.
Программируемый
Инновационная многозадачная модель, кроме установки и контроля за режимом нагрева, можно запрограммировать уровень обогрева на продолжительное время. Регулятор позволяет установить отключение отопления при отсутствии людей в доме, или повышение градуса при похолодании.
Монтаж такого прибора приводит к экономии электроэнергии, он безопасен — достигнув нужного градуса, происходит его автоматическое отключение. Однако приобретение и установка этого терморегулятора обойдётся дорого, управлять им также не просто.
Установка терморегуляторов в систему отопления
Терморегулятор в обвязке стального радиатора
Прежде чем приступить к установке управляющих устройств, необходимо проверить, – а подходят ли они для этой системы отопления? В некоторых случаях сначала следует провести небольшую модернизацию, и лишь затем приступать к монтажу.
Основной принцип корректной установки терморегулятора на радиатор отопления заключается в отсутствии влияния работы прибора на параметры теплоснабжения. Т.е. после его монтажа не должны ухудшиться пропускная способность на этом участке схемы, возникнуть дополнительное гидравлическое сопротивление и т.д. Это особенно актуально для однотрубной системы.
В этом случае необходимо выполнить следующие действия:
- На участке, где планируется монтаж терморегулятора для радиатора отопления делают байпас. Это труба, соединяющая два отрезка магистрали для возможности частичного или полного перенаправления движения теплоносителя в обход батареи.
- В зависимости от устройства терморегулятора отопления выбирается место его подсоединения в радиатору, насосу или коллектору.
- Проверяется возможность полного отключения участка магистрали от системы без прекращения циркуляции.
Это обязательные требования к монтажу, которые не зависят от принципов функционирования терморегуляторов для водяного отопления. Для правильной установки необходимо рассмотреть особенности подключения управляющих устройств к каждому элементу теплоснабжения.
Установка терморегулятора на батарею
Порядок установки терморегулятора
Установка терморегулятор для водяного теплоснабжения может выполняться как в верхней части батареи, так и в нижней. Все зависит от способа подключения прибора к системе. После выбора оптимальной модели можно приступать непосредственно к монтажу.
Для этого потребуется выполнить простые правила:
Учет направления движения теплоносителя
Это важно при монтаже терморегуляторов для двухтрубной и однотрубной системы теплоснабжения. На корпусе управляющего элемента стрелочкой указывается нужное направление движения горячей воды;
Сначала монтируется механическая часть, а затем термоголовка
Ее положение должно быть такового, чтобы на терморегулятор не воздействовал горячий воздух от радиаторов отопления;
Управляющий элемент нельзя закрывать декоративной панелью. Это может привести к перегреву и ложному срабатыванию устройства.
В остальном специалисты рекомендуют придерживаться рекомендаций по установке терморегулятора на радиатор теплоснабжения от производителя.
Терморегуляторы в коллекторах отопления
Терморегуляторы в коллекторе
В системе теплого пола и коллекторного отопления терморегуляторы являются неотъемлемым элементом. В этом случае применяют электронные модели с возможностью подключения к внешним датчикам температуры.
В подобных схемах важно правильно подобрать устройства управления потока теплоносителя. Современные электронные терморегуляторы для водяного теплого пола комплектуются сервоприводами, которые могут достаточно плавно регулировать объем притока теплоносителя
Однако для их корректного монтажа потребуется выполнить такие правила:
- Пропускная способность устройства должна быть не меньше, чем в подключаемых патрубках;
- Для нормальной работы рекомендуется установка блока бесперебойного питания, так как при отключении электроэнергии схема функционировать не будет;
- Обязательное наличие в обвязке коллектора группы безопасности. Превышение температурного режима или давления может негативно сказаться на состоянии терморегулятора.
Оптимальным вариантом считается приобретение полностью укомплектованного коллектора. Все его элементы будут согласованы между собой, что предоставит риск появления сбоев в работе.
Монтаж терморегуляторов для циркуляционных насосов отопления и котлов выполняется крайне редко. Это связано с тем, что после установки устройство будет влиять на скорость движения теплоносителя. Достаточно небольшого уменьшения прохода на участке магистрали, чтобы возникло избыточное гидравлическое сопротивление.
Для улучшения работы терморегулятора рекомендуется монтаж вместе с современными отопительными приборами с низкой инерционностью – алюминиевыми или биметаллическими радиаторами.
В видеоролике показан пример установки электронного терморегулятора:
Как сделать простой терморегулятор своими руками
Для изготовления устройства понадобятся три элемента:
- термопара;
- операционный блок;
- исполнительный механизм.
Термопара
Деталь представляет собой спайку проводников из двух разнородных металлов. При изменении температуры воздуха в соединении металлов меняется сопротивление, что вызывает изменение характеристики протекающего в нём электрического тока.
Операционный блок
Блок – это есть сам терморегулятор, который, реагируя на изменение характеристики тока в термопаре, передаёт сигнал в исполнительный механизм.
Исполнительный механизм
Это реле, которое включает и выключает обогреватели. При понижении температуры воздуха механизм замыкает контакты питания системы обогрева. По достижении нужного температурного уровня реле размыкает цепь питания.
Схемы самодельных регуляторов температуры публикуются в интернете. Термопару можно использовать, взятую из какого-нибудь старого прибора (холодильника, СВЧ печи и пр.). Таким же образом можно обзавестись реле.
Целесообразность установки терморегуляторов имеет смысл в домах индивидуальной застройки, где нет центрального отопления. Эксплуатация терморегулирующих систем приносит экономию энергоресурсов, что создаёт существенный экономический эффект.
Назначение
Капиллярный термостат используется для контроля температуры. Используется в качестве реле в бытовой технике, промышленности, для обеспечения безопасности при возникновении пожаров.
Данное устройство может использоваться в качестве терморегулятора двойного действия. В первом случае элемент может отключать различные системы в случае увеличения температуры. Во втором случае, способен отключать работающие системы, переключаясь на обеспечение работы других систем. Например, при повышении температуры может отключить приборы, нагревательные элементы и включить кондиционер или вентилятор, для охлаждения помещения. Также способен запустить оповещение при пожаре. Назначений у этого элемента много, главное по какой схеме он включен в электрическую цепь.
Инструкция по созданию устройства
Схема для создания регулятора температуры своими руками
Чтобы изготовить своими руками термореле, нужно придерживаться следующей схемы:
- Подготовительные работы. На плате размещают все необходимые элементы и производят пайку. Для этого запрещено использовать кислоту, способную привести к порче мелких деталей. Специалисты рекомендуют применять канифоль.
- Протравка дорожек. Выполняют с учетом схемы устройства.
- Проверка работоспособности контролера. Для выполнения данной операции применяют тестер.
- Проверка работоспособности полупроводников. Измеряют полярность триодов, диодов и прочих элементов.
Термостаты с выносным датчиком
Большинство моделей регуляторов температуры имеют встроенный датчик, который оснащен либо кнопками, либо дисплеем с простым и удобным интерфейсом. Известно, что чем дальше он расположен от рабочей части устройства, тем точнее его показатели, поэтому для котлов отопления разработана модель терморегулятора с выносным датчиком температуры воздуха.
Хотя современное отопительное оборудование оснащено встроенным регулятором температуры, как правило, он отслеживает нагрев теплоносителя в контуре. Подобное устройство не способно создать здоровый микроклимат в доме, да и износ котла происходит быстрее, так как ему приходится часто включаться и отключаться.
Регулятор с выносным датчиком температуры воздуха контролирует котел, и процесс отключения/включения происходит значительно реже, так как воздух остывает намного дольше, чем теплоноситель в отопительном контуре. Датчик может располагаться в одной из комнат и управляться как дистанционно, так и вручную.
Подобные устройства подходят не только для котлов отопления, но и для системы теплых полов или радиаторов, которые «спрятаны» за занавесями или экраном закрытого типа. В последнем случае датчик температуры на батарею отопления монтируется в нескольких метрах от рабочей части, что позволяет настраивать устройство, не открывая ее «укрытия».
Регуляторы с выносным датчиком так же бывают механического, электронного или программируемого типа. Выбирать подобное устройство нужно, исходя из мощности обогревателя.
Как происходит взаимодействие датчика с котлом
В зависимости от модели котла, существует 2 способа взаимодействия: напрямую и через комнатный термостат.
Подключить датчик температуры напрямую можно лишь к моделям котлов с наличием такой возможности (соответствующая автоматика и клеммная колодка/разъем на котле), о такой возможности сообщается в технических характеристиках модели.
Например, возможность подключения термодатчиков имеют такие модели, как: линейка Baxi ECO Four, линейка Baxi LUNA-3, Buderus Logamax U072, Viessmann Vitopend 100-W и большинство других современных моделей газовых котлов.
Подключение внешнего управления напрямую поддерживают и электрические, а также твердотопливные котлы.
Если котел имеет простую малофункциональную автоматику, внешний датчик лучше подключить через электронный комнатный термостат с возможностью программирования.
Программирование работы котла позволяет задать шаблон работы системы отопления, например, снизив температуру до 15 градусов на рабочее время, когда хозяев нет дома, что позволит существенно сэкономить на отоплении, вне зависимости от вида используемого топлива.
Пример комнатного программируемого термостата (модель – Teplocom TS-Prog-2AA8A).
Комнатный термостат уже имеет встроенный датчик температуры, измеряющий температуру в помещении, в котором он установлен. Чтобы реализовать погодозависимое управление, необходимо докупить универсальный уличный датчик температуры.
Терморегуляторы, уже имеющие в комплекте датчик уличной температуры, продаются крайне редко. Однако зачастую в комплекте поставки имеется термодатчик для теплых полов.
Основное предназначение
У терморегулятора несколько основных назначений.
- Во-первых, с его помощью можно неплохо сэкономить на оплате энергоносителя. Все дело в том, что этот прибор контролирует воздух внутри дома или квартире. И если данная температура начинает подниматься выше установленной в настройку, то он отключает подачу, к примеру, газа или электроэнергии к нагревательному прибору (котлу, конвектору, кондиционеру и так далее). И наоборот, включает подачу, если температура стала понижаться ниже нормы.
- Во-вторых, это безопасность эксплуатации. Ведь в функции термостата включена звуковая сигнализация, которая будет оповещать владельца дома о том, что, к примеру, котел перегрелся, а сам терморегулятор по каким-то причинам не сработал.
- В-третьих, высокие критерии комфорта. Как уже было сказано выше, терморегулятор в автоматическом режиме контролирует работу системы отопления. Нет необходимости все время бегать к котлу, чтобы убавить или повысить подачу того же газа или электрического тока.
Принцип работы
Работа термоголовки для радиатора отопления состоит в следующем:
- на поворотном кольце метками указаны 4 основные позиции регулятора. Совмещая определённую метку на шкале с меткой корпуса, задаётся режим работы прибора;
- если воздух стал нагреваться больше установленной нормы, то через щели поворотного колпачка он начинает нагревать сильфон с рабочим веществом;
- разогретое вещество начинает увеличиваться в объёме, чем приводит в движение шток;
- шток, в свою очередь, через золотник начинает закрывать проходное отверстие, тем самым уменьшая поступление теплоносителя в батарею;
- в результате воздух в помещении начнёт охлаждать, а соответственно охлаждаться будет сильфон с рабочей жидкостью;
- происходит обратный процесс, и горячая вода будет подаваться в радиатор с нужной интенсивностью.
Контроль и точность регулировки у разных приборов может отличаться. Однако, принцип работы у всех механических моделей одинаков.
Термоголовка, как работает, эксперимент.
Смотрите это видео на YouTube
