Реле температуры воздуха и воды: виды, параметры

Описание

Реле или датчик температуры (ДРТ) – это устройство, которое предназначено для контроля и регулировки температуры в помещении или емкости, где оно установлено. Главным образом, этот прибор необходим для поддержания определенной температуры в помещении.

Чувствительными элементами служат специальные датчики или баллоны, которые быстро распознают малейшее изменение окружающей среды. Помимо такой классификации приборы разделаются по месту установки. Они могут быть монтированы на стены или потолок, установлены непосредственно в среде изменения (земле, воде) и использоваться как портативные датчики.

Рассмотрим принцип действия термореле на примере кондиционера, в который встроен классический термостат. При изменении температуры и давления, чувствительная биметаллическая пластина изменяет свое положение. К примеру, если она нагреется до 5 градусов, то её размер увеличится, и она повернет рычаг, подключенный к рабочим частям кондиционера.

Фото — датчик для котлов

После этого контрольный термостат продолжает контролировать работу системы охлаждения. Когда температура окружающей среды опустится до определенной величины, пластина остынет и повторно повернет рычаг. Так будет продолжаться бесконечное число раз. Прямо пропорционально работает термостат в системе отопления, как и морозильник, она включается при изменениях температуры (её снижении) и отключается после повышения градуса. Эта система широко применяется для контроля работы котла.

При этом для контроля холодильника используется терморегулятор, у которого внутри установлен баллон с жидкостью

Для работы его очень важно правильно установить. Сам накладной регулятор устанавливается вне контролируемого объекта, в то время, как камерный баллон монтируется на испарителе. Аналогично описанному выше принципу работы действует и это реле

При нагревании жидкости она меняет кондицию, превращаясь в пар. Меняется положение баллона, во время смены позиции он поворачивает рычаг, который в зависимости от потребности включает или отключает температуру

Аналогично описанному выше принципу работы действует и это реле. При нагревании жидкости она меняет кондицию, превращаясь в пар. Меняется положение баллона, во время смены позиции он поворачивает рычаг, который в зависимости от потребности включает или отключает температуру.

Фото — ДРТ-1

При установке любого типа реле возле него монтируется комнатный термометр. Дело в том, что многие модели могут иметь некоторые погрешности в измерении. Считается, что нормальным показателем является отклонение 2 градуса, в идеале его быть не должно. Если манометрический или цифровой датчик температуры ошибается на 5 и более градусов, то ему срочно требуется настройка. Подробная инструкция указывается на коробке прибора и в брошюре производителя.

Фото — КР75 empty

Его аналог – это капиллярный датчик-реле.

Где используется:

В системах кондиционирования и отопления;
В различных охлаждающих установках (для холодильника, морозильника);
В агропромышленной сфере для определения температуры в грунте, теплице, воде, инкубаторе;
В производственных и технологических условиях.

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.

Область применения

Термореле на 12 вольт часто входит в состав конструктивной схемы систем отопления. Пользователю необходимо контролировать температуру в котле и контурах с учетом климатических показателей помещения. Также устройство позволяет регулировать объем воды в системе. При наличии температурного реле удается своевременно выявить любые неисправности в работе котла.

В конструкции бытовых обогревателей также могут присутствовать термостаты, включаемые через розетку. Такие устройства просты в использовании и подключении, универсальны и высокоэффективны. Подобные термореле совместимы с электрическими чайниками, нагревательными приборами, светотехникой.

Термореле для теплого пола

Схема установки термореле для теплого пола Существуют специальные контролеры, предназначенные для регулировки работы системы «теплый пол». Они подсоединяются к нескольким деталям – датчикам, нагревательным элементам и электросети. После включения термореле получает информацию о температурных показателях системы, после чего сравнивает их с заданными пользователем настройками.

При необходимости контролер включает или отключает нагревательные элементы, делая это циклично. Поэтому теплый пол без трудностей обеспечивает в помещении стабильную температуру воздуха.

Для инфракрасных обогревателей

Приборы получили большое распространение из-за способности передавать тепловую энергию на значительные площади. При установке термостата удастся повысить эффективность работы таких устройств. Используя программируемые накладное термореле, легко настроить функционирование инфракрасного обогревателя на длительный период времени.

Для сауны и бани

Рекомендуется использовать контролеры, способные работать при температуре от +50°С. С их помощью функционирование сауны или бани будет происходить автономно с учетом параметров, заданных пользователем.

5 Двухзонные термостаты

Устройство запрограммировано на изменение температурного режима в диапазоне от 7 до 30° C. Вносить изменение в настройку можно через 0,5° C. Такие приборы устанавливаются на всех видах систем отопления, в качестве терморегулятора воды.

Они не зависят от вида котлового оборудования и могут работать как с твердотопливными обогревателями, так и с электрическими или газовыми. Конструкция состоит из нескольких элементов:

программируемого реле;
датчика температуры.

Для избегания искажения передаваемых данных, датчики устанавливаются в места, защищенные от сквозняков и прямых солнечных лучей. Также существуют двухступенчатые регуляторы, которые применяются в кондиционерах, где происходит управление охлаждением и нагревом воздуха. Отличаются они наличием двойного контакта, с помощью которого происходит переключение между электрическими схемами.

Виды

Существует несколько классификаций реле для измерения температуры. По принципу работы:

Цифровое (BRC, Атлант);
Манометрическое (КРМ, ВАЗ).

Манометрическое указывает температуру при помощи стрелочного механизма. Оно очень простое в использовании и эксплуатации, преимущественно данная система применяется для биметаллических чувствительных элементов.

Фото — термостат

Цифровое реле – это более современный датчик, который демонстрирует показания при помощи LED-дисплея, его легко можно установить своими руками и настраивать по собственному усмотрению. Помимо градусов, на монитор выводятся показания времени и прочих необходимых для работы индикатора, данных. Эта электрическая схема используется в большинстве холодильных установок нового поколения.

По исполнению:

Бытовой. С нормальными показателями защиты от конденсата и пыли, не герметичный;
Взрывозащищенный. Специальное реле, которое применяется для измерения температуры на пожароопасных объектах или в условиях повышенной опасности (котлах с жидким металлом, нефтью и т. д.);
Герметичное. Его можно использовать в условиях повышенной пыльности и влажности (сауны, инкубаторов, теплиц). Дополнительно защищены контакты датчика.

Соответственно, бытовой рекомендуется использовать в квартирах и домах, тогда как герметичный и взрывозащищенный в производственных помещениях. Видео: схема устройства термореле https://www.youtube.com/watch?v=_dIiZfzf0KY

Устройство и принцип работы

Термореле (ТР) предназначено для обеспечения защиты электродвигателей от перегрева и преждевременного выхода из строя. При долговременном запуске электродвигатель подвержен токовым перегрузкам, т.к. во время пуска происходит потребление семикратного значения тока, приводящего к нагреву обмоток. Номинальный ток (Iн) — сила тока, потребляемая двигателем при работе. Кроме того, ТР увеличивают срок эксплуатации электрооборудования.

Тепловое реле, устройство которого составляют простейшие элементы:

Термочувствительный элемент.
Контакт с самовозвратом.
Контакты.
Пружина.
Биметаллический проводник в виде пластины.
Кнопка.
Регулятор тока уставки.

Термочувствительный элемент является датчиком температуры, служащий для передачи тепла на биметаллическую пластину или другой элемент тепловой защиты. Контакт с самовозвратом позволяет при нагреве мгновенно разомкнуть цепь питания электрического потребителя для избежания его перегрева.

Пластина состоит из двух видов металла (биметалл), причем один из них обладает высоким температурным коэффициентом расширения (Kр). Они скреплены между собой при помощи сварки или проката при высоких значениях температуры. При нагреве изгибается пластина тепловой защиты в сторону материала с меньшим Kр, а после остывания пластина принимает исходное положение. В основном пластины изготавливаются из инвара (меньшее значение Kр) и немагнитной или хромоникелевой стали (больший Kр).

Кнопка включает ТР, регулятор тока уставки необходим для установки оптимального значения I для потребителя, причем его превышение приведет к срабатыванию ТР.

Принцип действия ТР основан на законе Джоуля-Ленца. Ток представляет собой направленное движение заряженных частиц, которые сталкиваются с атомами кристаллической решетки проводника (эта величина является сопротивление и обозначается R). Это взаимодействие вызывает появление тепловой энергии, получаемой из электрической. Зависимость длительности протекания от температуры проводника определяется по закону Джоуля-Ленца.

Формулировка этого закона следующая: при прохождении I по проводнику количество теплоты Q, выделяемой током, при взаимодействии с атомами кристаллической решетки проводника прямо пропорционально квадрату I, величине R проводника и времени воздействия тока на проводник. Математически можно записать следующим образом: Q = a * I * I * R * t, где a — коэффициент преобразования, I — ток, протекающий через искомый проводник, R — величина сопротивления и t — время протекания I.

Разновидности приборов

Механический терморегулятор с выносным датчиком На рынке встречаются термореле с разным внешним видом, конструкционными особенностями и характеристиками. В зависимости от способа монтажа подобные устройства бывают стационарными и розеточными (переносными). Первая разновидность термореле устанавливается непосредственно в стену. Переносные варианты имеют возможность быстрого подключения, что привлекает многих пользователей.

По месту расположения датчиков выделяют:

термореле с выносным датчиком температуры;
агрегаты со встроенным датчиком.

В первом случае датчик размещают на конце кабеля, отходящего от температурного реле. Его длина может быть разной – от 10-20 см до нескольких метров.

Преимуществом устройства называют то, что их чувствительные элементы разрешается устанавливать на улице, в погребе и различных подсобных помещениях. Во время работы таких контролеров практически исключены ошибки. Единственным недостатком реле с выносным датчиком называют появление сбоев при исчезновении электричества.

Механические варианты

Подобные датчики температуры и реле считаются самыми доступными и простыми в использовании. Они работают благодаря присутствию в конструктивной схеме биметаллической пластинки. Отключение и настройка рабочих параметров устройства осуществляется при помощи рычага и поворотного колеса.

Недостатком механических моделей называют сложность их монтажа. Они устанавливаются в углубление в стене и напрямую подключаются к сети.

Электронные модели

Электронный регулятор температуры со встроенным датчиком Популярностью пользуются и электронные термореле и датчики. Они точнее измеряют климатические параметры помещения благодаря наличию в составе конструкции полупроводниковых деталей, работающих от тока 24 В. Подобные устройства могут подключаться напрямую к электрической сети или применяются батарейки.

Электронное термореле оснащено монитором. Это облегчает выполнение настройки устройства, оповещает пользователя о результатах последнего замера климатических параметров.

Общее описание устройства

Термостат отключает нагревательный прибор при достижении определенной температуры Температурное реле или термостат является основной деталью, которая управляет функционированием бытовых приборов отопления. Также он входит в конструкцию водонагревателей и вентиляторов, климатической техники.

Термореле (термостат) – это блок управления отопительной или охлаждающей системой, выполняющий конкретные задачи:

Экономия ресурсов. Котел или другая подобная техника с терморегулятором потребляет меньше электричества или газа. Реле отключает прибор, как только температура воздуха в помещении достигла нужного значения.
Повышение комфорта. При наличии реле для контроля температуры не нужно следить за работой котла.
Обеспечение безопасности. Термореле на включение/выключение оповещает пользователя о перегреве оборудования.

Разновидности приборов

По месту расположения датчиков выделяют:

термореле с выносным датчиком температуры;
агрегаты со встроенным датчиком.

Механические варианты

Электронные модели

Разновидности приборов

Механический терморегулятор с выносным датчиком

На рынке встречаются термореле с разным внешним видом, конструкционными особенностями и характеристиками. В зависимости от способа монтажа подобные устройства бывают стационарными и розеточными (переносными). Первая разновидность термореле устанавливается непосредственно в стену. Переносные варианты имеют возможность быстрого подключения, что привлекает многих пользователей.

По месту расположения датчиков выделяют:

термореле с выносным датчиком температуры;
агрегаты со встроенным датчиком.

Механические варианты

Электронные модели

Электронный регулятор температуры со встроенным датчиком

Популярностью пользуются и электронные термореле и датчики. Они точнее измеряют климатические параметры помещения благодаря наличию в составе конструкции полупроводниковых деталей, работающих от тока 24 В. Подобные устройства могут подключаться напрямую к электрической сети или применяются батарейки.

Выбор электротеплового реле

Выбор термореле зависит от многих факторы его эксплуатации: температуры окружающей среды; где оно установлено; мощности подключенного оборудования; необходимых средств аварийного оповещения и так далее. Чаще всего, потребитель делает выбор, основываясь на следующих технических характеристиках прибора.

Для однофазных сетей следует выбирать термореле с функцией автосброса и возврата контактов в исходное состояние через определенный промежуток времени. Такое устройство повторно сработает, если аварийная ситуация сохранилась и перегрузка оборудования по току продолжает присутствовать.
Для жаркого климата и горячих цехов следует использовать тепловые реле с компенсатором температуры воздушной среды. К ним относятся модели с обозначением ТРВ. Они способны нормально функционировать в широком интервале внешних температур.
Для оборудования, критичного к обрыву фаз, следует использовать соответствующую тепловую защиту. Практически все модели термореле способны отключать электроустановки в случае возникновения такой ситуации, так как обрыв одной фазы резко увеличивает ток нагрузки на двух оставшихся.
Тепловые реле со световой индикацией чаще всего используются в промышленности, где необходимо оперативно реагировать на аварийную ситуацию. Светодиодные датчики состояния устройства позволяют оператору визуально контролировать рабочий процесс.

Цена реле тепловой защиты может колебаться в очень широком диапазоне. Стоимость устройства зависит от многих факторов: общих технических характеристик, наличия дополнительных функций, используемых при производстве материалов, а также от популярности производителя прибора. Минимальная цена термореле около 500 рублей, а максимальная может доходить до нескольких тысяч. Реле от известных производителей, в обязательном порядке, комплектуются паспортом с подробным описанием технических характеристик, а также полной инструкцией по подключению прибора к электроустановкам.

6 Популярные модели

Перед приобретением и установкой терморегулятора следует акцентировать свое внимание на технических параметрах прибора, методов его установки, выбора внешнего дизайна и т. д

Существует масса приборов, из которых можно выбрать подходящие для регулировки конкретной системы. К наиболее популярным относятся:

1. Teplolux TP 520 — эта модель применяется для регулировки режима работы обогревателя с контуром «теплого пола». Управление осуществляется посредством проводного соединения. Прибор обладает защитой от замерзания и блокировкой от детей. Установка оборудования осуществляется в монтажную коробку.
2. REXANT 51−0531 — механический терморегулятор, применяемый для установления необходимых температур в контуре «теплого пола». Диапазон регулировки температуры осуществляется от 5 до 40° C. Питание блока управления происходит от сети 220 В.
3. Hotpoint Ariston Gal Evo — прибор применяется для управления газового котлового оборудования. Установка температуры осуществляется через 1° C. Монтаж коробки оборудования производится накладным способом.
4. Vailliant VRT 250 — механический проводной терморегулятор, применяемый для работы котла на газе. В конструкцию вмонтирован таймер на обеспечение работы в течение недели. Обладает дополнительной функцией от замерзания.

Затем по рейтингу идут следующие приборы: Zota FR 124, Spyheat ETL-308B, REXANT 51−0533 и другие устройства.

Выбрав один из них, вы убедитесь, что это устройство очень удобно в бытовом использовании, значительно повышает комфорт и при этом несложно в управлении и обслуживании.

Зачем нужен терморегулятор?

Терморегулятор – это действительно незаменимая вещь для владельцев бойлеров для воды и газовых котлов. При помощи устройства очень удобно следить за температурой воздуха в доме, настраивать градусы радиаторов отопления.

Главная задача любого термостата – регулировать температуру, установленную человеком. Обычно для этого на приборе существует специальная панель, позволяющая быстро и точно ввести необходимые данные.

Устройства контроля могут быть разными, количество их видов и предназначений действительно велико. Чаще всего устанавливают терморегуляторы на бойлер или на радиаторы отопления, поскольку именно эти приборы наиболее популярны у современных семей.

Описание

Фото — датчик для котлов

Фото — ДРТ-1

Фото — КР75 empty

Его аналог – это капиллярный датчик-реле.

Где используется:

В системах кондиционирования и отопления;
В различных охлаждающих установках (для холодильника, морозильника);
В агропромышленной сфере для определения температуры в грунте, теплице, воде, инкубаторе;
В производственных и технологических условиях.

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.

Основные параметры термореле

Таких параметров несколько. Вот самые важные из них:

диапазон рабочих температур;
точность уставки;
гистерезис;
мощность нагрузки.

Гистерезисом называется промежуток температур устойчивого состояния реле, когда реле поддерживает нагрузку во включенном состоянии. Уставка может занимать любое положение на этом промежутке, но принадлежит этому промежутку. Гистерезис не есть плохое качество реле, часто нормируется, даже отдельно регулируется и помогает избежать слишком частого переключения в цепи нагревателей, которое будет сокращать срок службы тэнов.

Пояснение к уставке и гистерезису

В домашних устройствах положение уставки характеризуется как “плюс-минус”. Так проще считать. Например, комнатная температура комфортна для человека в пределах 18-20 градусов Цельсия. Если гистерезис регулятора составляет 1 градус, то уставка в этом случае составит 19 градусов. Если при этом точность термореле составляет 0,5 градусов, то температура будет поддерживаться в пределах 17,5 … 20,5 градусов. Говоря точнее, будет срабатывать термореле, а истинная температура будет определяться мощностью нагревателя, который работает совместно с этим реле.

Мощность нагрузки выражается через ток, который реле способно переключать. Известно, что электронагреватели потребляют наибольшую мощность среди остальных потребителей энергии. Значит, таким нагревателям необходим достаточный ток и реле должно обеспечить этот ток своими контактами. Если токовая нагрузка слишком велика для контактов реле, то используют промежуточное реле: магнитный пускатель или электронный силовой ключ. Иначе контакты реле быстро подгорят и реле выйдет из строя.

Термореле с переключением диапазонов

Простые терморегуляторы

Температурное реле может быть создано на основе электронных схем, которые применяются для поддерживания заданного температурного режима компьютера, жилого помещения, инкубатора и т. д. Для этого может применяться терморегулятор, схема которого содержит датчик, состоящий из измерительного и опорного полуплеча с термистором R2 и резисторами R1, R3, R4.

При изменении температуры меняется величина сопротивления R2. Сигнал рассогласования поступает с моста на вход микросхемы LM393. Она работает в режиме компаратора, где от аналогового сигнала на входе 3 происходит ее скачкообразный переход из выключенного состояния в рабочее. Сигнал с выхода микросхемы усиливается транзистором Q1, после чего происходит запуск вентилятора. Он охлаждает термистор, после чего компаратор отключает вентилятор. Таким путем происходит управление температурным режимом с помощью воздушного охлаждения.

Принцип действия терморегулятора и датчика температуры

Рассмотрим, как работают термостат и датчик температуры воздуха в помещении на примере газового котла. Вначале с энергоносителя поступает сигнал на приёмник устройства о состоянии терморежима.

В помещении также установлены датчики, которые осуществляют замер температуры в жилище. Они передают сигнал на блок управления терморегулятором, который установлен в корпусе котла.

Принцип действия терморегулятора котельного оборудования

Контроллер сверяет поступившие сигналы с заданными параметрами, после чего подаётся команда на повышение температуры либо отключение котла. Таким образом осуществляется работа термостата. Контроль над состоянием температурного режима является циклическим процессом. Это позволяет непрерывно поддерживать комфортный климат жилища.

Автоматика управления температурными режимами

Мнение эксперта
Андрей Павленков
Инженер-проектировщик ОВиК (отопление, вентиляция и кондиционирование) ООО «АСП Северо-Запад»

“Если в домах установлены двухконтурные котлы, терморегуляторы с датчиком температуры воды дают возможность контролировать степень её нагрева. Чтобы изменить параметры, достаточно установить любое оптимальное значение. Эта функция особенно удобна, если котёл стоит в отдалённой части жилища либо за его пределами.”

Что такое терморегуляторы с датчиком температуры воздуха

Терморегулятор (он же термостат), имеющий датчик температуры воздуха в помещении, является специальным контроллером, который представляет собой важнейшую деталь управления обогревательного устройства. Основная задача устройства заключается в поддержке температуры теплоносителя на конкретном уровне для охлаждения или обогрева помещения. В большинстве случаев настройка нужной температуры производится вручную, после чего термостат в автоматическом режиме регулирует работу котла или конвектора.

Основные функции

Иногда терморегулятор является составной частью климатической техники, например, электрокотла, кондиционера. Он, прежде всего, необходим для повышения уровня комфорта. Благодаря регулятору температуры нет нужды в постоянном отключении и включении котла, измерении перепадов температуры в помещении – все описанные функции выполняются устройством автоматически. Кроме того, оно необходимо для:

Обеспечения безопасности. Если котел по какой-то причине не отключился после автоматического сигнала регулятора или произошел перегрев, то термостат оповестит владельца об этом с помощью звукового сигнала.
Экономии. Терморегулятор поможет сэкономить на системе обогрева или охлаждения за счет контроля температуры воздуха, благодаря которому уменьшится потребление газа или электроэнергии.

Принцип работы

Механический или электронный регулятор температуры воздуха с помощью термостата котла собирает информацию о текущих температурных показателях непосредственно в теплоносителе. Комнатные датчики при этом замеряют их внутри помещения. Затем вся собранная информация поступает в блок управления устройством или на автоматической регулятор для дальнейшего хранения и использования. После сверки полученных от датчиков показаний регулятор в соответствии с настройками либо уменьшает, либо увеличивает температуру котла. При необходимости он отключает систему обогрева.