Как устроен терморегулятор – Терморегулятор для инкубатора — схема для изготовления своими руками прибора с датчиком температуры воздуха, цифровой терморегулятор, видео

Терморегулятор: принцип работы и виды

Чтобы достичь комфортной температуры в помещении недостаточно просто включить систему отопления или кондиционирования. А все потому, что климатическая техника либо не способна сама по себе оценить условия в помещении, либо делает это не очень эффективно. Поэтому для оптимальной работы климатической техники необходимо применять терморегуляторы.

Что такое терморегулятор и для чего он нужен?

В широком смысле — это устройство, которое поддерживает заданный температурный режим воздуха или определенной поверхности, например пола. Фактически терморегулятор — промежуточное звено в цепочке комфортных условий, в которой с одной стороны находится соответствующий обогревательный или охлаждающий прибор, а с другой — датчик температуры.

Сфера применения таких устройств очень широкая: от контроля приборов отопления небольших квартир до гигантских промышленных объектов. Они управляют бытовыми кондиционерами и морозильными камерами большой мощности. Термостаты могут регулировать подогрев грунта в теплицах, отвечать за антиобледенение крыш, и работать во многих других системах. И хотя речь не идет про одно и то же изделие, конструктивно они всегда очень похожи.

Как работает терморегулятор?

Основной принцип работы терморегуляторов на самом деле очень простой. Он всего лишь сравнивает фактическую температуру (которую измеряет термодатчик) с заданной, и принимает решение о подаче или прекращения питания климатической системы. Если температура в помещении отличается от заданной, реле термостата включает нагрузку, а после достижения заданного значения — отключает питание. Термостат может поддерживать конкретное значение температуры или ее диапазон. На это влияет параметр гистерезиса.

Конечно, существует много моделей, которые оснащены большим количеством дополнительных функций, таких как включение нагрева по таймеру или программирование работы согласно определенному графику. Но в основе всех устройств лежит именно этот простой принцип.

Какие существуют виды терморегуляторов?

Существует много видов таких устройств в зависимости от назначения, типа управления, способа монтажа, мощности и т.д.

Это разделение все же достаточно условное, ведь существует много термостатов, которые сочетают в себе возможность управления разным климатическим оборудованием. Например, к некоторым моделям можно подключать как теплый пол, так и отопительные приборы, а отдельные термостаты могут одновременно регулировать функционирование как системы обогрева, так и охлаждения.

Также, в зависимости от принципа управления можно выделить два основных типы термостатов:

• механические;
• цифровые.

Механические модели имеют очень простую конструкцию с минимальным использованием электрических схем. Управление их работой осуществляется с помощью ручки, а в отдельных моделях —  еще и тумблера для включения/выключения. Нужная температура выставляется поворотом ручки терморегулятора в соответствии со шкалой на корпусе. Такие устройства используют довольно примитивный визуальный интерфейс в виде светового индикатора.

Конструкция цифровых термостатов характеризуется намного более сложной схемотехникой. Они всегда оснащены полноценным визуальным интерфейсом: цифровым или жидкокристаллическим экраном, а настройка их работы осуществляется с помощью кнопок (физических или сенсорных). Цифровые термостаты отличаются наличием большого количества функций: от блокировки клавиш до программирования работы согласно установленному через Интернет графику.

Мы рассказали вам о том, что собой представляет терморегулятор, какое место он занимает в климатической системе, а также о принципе его работы и видах. О том, как правильно выбрать подходящую модель терморегулятора, узнайте из нашей следующей статьи.

Оцените новость:

как устроен регулятор температуры, его виды, а также как правильно выбрать устройство

Регулятор температуры – часть обогревательной системы, без которой невозможна корректировка температуры воды или воздуха.

Существуют простые и аналоговые терморегуляторы, комнатный термостат для батарей отопления.

Терморегулятор: как он устроен?

Создание комфорта в доме и одновременная экономия энергоресурсов и денег – задача многих потребителей. Сегодня это стало возможным, так как одновременно и то, и другое делает регулятор температуры. Рынок тепловых технологий предлагает устройства для батарей отопления, для системы теплых полов, котлов и электрообогревателей.

Устройство и основные задачи

Первый комнатный термостат был изготовлен в Дании в конце 40-х годов XX века и с тех пор он постоянно модернизировался и изменялся. В настоящее время производители выпускают модели регуляторов температуры для разных обогревательных систем – от централизованной теплосети с чугунными батареями до автономных котлов и теплых полов. Не зависимо от того, предназначен термостат для радиатора отопления или инфракрасного настенного излучателя на даче, устройство и принцип действия у него практически одинаковый.

Все терморегуляторы температуры состоят из двух частей:

1. Температурный датчик, который может фиксировать нагрев воды в системе или воздуха в комнате. Его задача – передавать информацию на дисплей рабочего устройства.
2. Регулировка терморегулятора зависит от его рабочей части, в основе которой сильфон с жидкостной или газообразной средой, реагирующей на изменения температурных данных. Когда измеряемые параметры воды или воздуха превышают установленные показатели, среда в сильфоне расширяется, увеличивает его в размерах, что в свою очередь приводит к давлению на клапан. Задача последнего перекрыть доступ к обогревателю теплоносителя или электроэнергии, что вызывает постепенное остывание элементов отопительной системы. После того, как их температура понизилась ниже нормы, происходят обратные изменения, сильфон сжимается и клапан открывается.

• комфортные ощущения тепла и уюта в самую лютую стужу, поддерживая оптимальную температуру в доме;
• контроль над всей обогревательной системой по заданным параметрам;
• экономию средств на оплате отопления или затрате топлива, которая может составлять от 10%, если терморегулятор для обогревателя с механическим управлением, и до 30%, если он электронный или программируемый.

В зависимости от того, каким датчиком оснащен термостат, он может либо контролировать и создавать микроклимат в помещении, если следит за нагревом воздуха, либо наблюдать за степенью нагрева теплоносителя в системе или элементов теплого пола. Также они отличаются количеством и качеством настроек.

Виды

Сегодня на рынке продавцы предлагают 4 вида комнатных термостатов:

1. Механические регуляторы — самые простые в управлении и недорогие по цене, все настройки в которых выставляются и изменяются вручную. Чаще всего их используют в дополнительных отопительных системах, например, теплых полах или электрообогревателях. Механические радиаторные терморегуляторы позволяют следить за степенью нагрева теплоносителя и подаче его при необходимости. Недостатком этого вида термостатов является ручная настройка, которая часто требует корректировки, и неточность температурных показателей, которые способны отличаться от реальной температуры воды или воздуха на 4-5°C.
2. Электронный регулятор температуры воды или воздуха стоит несколько дороже механического устройства, но и предоставляет своим хозяевам больше удобств. Так его можно настроить на определенное время суток с постепенным понижением и повышением параметров. Подобное устройство не нуждается в дополнительной корректировке, если за окном температура поднялась или упала. Все показатели видны на дисплее, который может быть кнопочным или сенсорным, а управлять системой удобно при помощи дистанционного пульта.
3. Программаторы – это достаточно дорогие приборы, в которых несколько режимов и программ, настроенных на экономию энергоресурсов, создания комфортной атмосферы и контроль над отопительной системой. Как правило, аналоговый терморегулятор имеет встроенную систему Wi-Fi, что позволяет издалека следить за его работой и получать информацию непосредственно на планшет или смартфон.
4. Радиоуправляемые или беспроводные устройства имеют самую высокую стоимость, и их отличительной чертой является отсутствие электрических кабелей. Как правило, они востребованы в домах с дорогим и эксклюзивным интерьером, не допускающим лишних проводов и розеток.

Обычно регулятор температуры воздуха в помещении выбирается для обогревательной системы тогда, когда она является основным источником тепла. В этом случае рекомендуется устанавливать электронное или программируемое устройство. Для вспомогательной отопительной системы достаточно монтировать прибор с датчиком нагрева воды или пола.

Комнатные радиаторные термостаты

Регулятор температуры воды в системе отопления необходим, когда требуется поддержание определенной температуры в помещении. Он не способен повышать нагрев теплоносителя, но эффективен, если существует необходимость в ее понижении.

ВАЖНО! Термостатический клапан следует подбирать, исходя из типа системы, так как существует разница между приборами для однотрубных и двухтрубных отопительных контуров.

По способу настроек регулятор-ограничитель температуры потока теплоносителя может быть с ручным, электронным или программным управлением.

Первый вариант работает так же, как обычный вентиль, при помощи которого в батарею подается или перекрывается поток воды. Это самое дешевое устройство, хотя и долговечное, но управлять им хлопотно и приходится полагаться на личные ощущения тепла и прохлады. Показалось, что в комнате похолодало, вентиль открывается вручную, стало жарко – закрывается.

Батареи с регулятором температуры электронного или программируемого типа переводят систему в автоматический режим, при котором достаточно выставить параметры нагрева воды в системе. Термостат самостоятельно будет перекрывать подачу теплоносителя, если он нагрелся до нужного уровня или вновь добавлять, когда он остыл.

Наибольшим спросом электронные и программируемые устройства пользуются у владельцев автономных водяных отопительных систем. Такие приборы могут иметь встроенный или выносной температурный датчик и даже «руководить» работой котла. В данном случае их присутствие оправдано, так как потребитель ощутит экономию энергоресурсов уже за пару месяцев отопительного сезона.

Терморегуляторы для дачи

Когда в доме не проживают постоянно, разумным будет установить обогреватели с терморегулятором. Для дачи, например, подобные устройства просто необходимы.

Они способны работать в режиме «антизамерзания», поддерживая минимальную температуру, которая не позволит охладиться и отсыреть стенам или замерзнуть трубам.

Сегодня многие потребители выбирают в качестве обогревателей настенные или потолочные инфракрасные излучатели. Они экономят электроэнергию, полностью безопасны, а специальные электронные или программируемые терморегуляторы для дачи способны работать весь сезон в автоматическом режиме, подогревая воздух в помещениях к приезду владельцев.

Также есть смысл установить термостат комнатный с датчиком температуры воздуха, если на даче водяное отопление, работающее от котла.

Регулятор будет включать систему, следя за тем, чтобы температура всегда держалась в рамках заданных параметров, что будет создавать и экономию энергоресурсов, и защищать контур от замерзания теплоносителя.

В настоящее время регулятор температуры можно встретить как в автономных, так и централизованных обогревательных системах. Все большее количество потребителей склоняются к мысли, что эти устройства полезны и весьма эффективны. Выбор, каким должен быть комнатный термостат, зависит от отопительной системы и предпочтений владельцев.

Другие материалы по теме:
1. Как устроен и работает терморегулятор для теплого пола: разновидности, монтаж и подбор терморегулятора для системы «теплый пол»

2. Особенности работы терморегулятора для водяного теплого пола: правила установки и подключения, виды комнатных термостатов для водяных систем теплых полов
3. Функции терморегуляторов с датчиком температуры воздуха и воды: как устроены, принцип действия, типы термостатов, преимущество установки регуляторов с таймером
4. Как работают термостаты для котлов отопления: виды, принцип работы, установка и настройка комнатных терморегуляторов
5. Настенные конвекторы отопления электрические с терморегулятором: эффективность действия, виды, преимущество конвекторов термостатом
6. Для чего нужны терморегуляторы с датчиком температуры воздуха и воды: характеристики, виды, принцип работы и сфера применения

7. Функции терморегулятора в розетку для бытовых обогревателей: принцип работы и преимущества использования
8. Контроль системы теплых полов: терморегулятор двухканальный, принцип работы, типы, установка многоканального регулятора
9. Как устроен регулятор температуры прямого действия: конструкция, принцип работы, технические параметры
10. Особенности терморегулятора механического: конструкция, принцип действия, виды, установка ручного терморегулятора

Что такое терморегулятор

Содержание:

Дроссели и термостаты

2 вида термостатов для системы отопления

Особенности монтажа терморегуляторов и термостатов

Сервоприводы (терморегуляторы) для теплого пола

Как использовать терморегуляторы наиболее эффективно?

Прежде чем описывать терморегуляторы в системе отопления квартиры или загородного дома, вначале стоит понять: что это такое и зачем они нужны? Ответ на первый вопрос можно увидеть в названии устройства. Терморегулятор контролирует температуру в системе отопления. Есть несколько разновидностей таких устройств. Но принцип работы у всех одинаковый: при слишком высокой температуре окружающей среды, теплоноситель ограничивается в доступе к нагревательным элементам. Это может быть сделано как вручную, с помощью дросселя, так и автоматически, с помощью термостата.

То есть терморегулятор помогает не расходовать слишком много тепла. Благодаря такому небольшому устройству можно существенно сократить затраты на отопление, ведь оно не будет использоваться сверх необходимого. Это также поможет сохранить бюджет при использовании электрических котлов при отоплении дачи во время отсутствия.

Терморегуляторы – достаточно простые в техническом исполнении устройства и могут использоваться от нескольких лет до десятилетий без необходимости замены. Так что их стоимость окупится всего через год-два, в зависимости от площади отапливаемого помещения и того, насколько дорогой вариант терморегулирующей системы используется. Главное – правильно распорядиться этим ресурсом.

терморегулятор для радиаторов

Дроссели и термостаты

Итак, первое деление всех устройств контроля над мощностью системы отопления можно провести по способу управления. Более старый вариант управления – это дроссель или обычный вентиль. С его помощью можно вручную увеличить или уменьшить приток теплоносителя в систему. То есть вместо того, чтобы открывать окна для того чтобы впустить прохладный воздух в дом можно просто приглушить его работу.

Но то, насколько изменится температура, придется проверять на практике. Никаких шкал и делений в этом варианте нет. Также, температура на улице меняется в течение дня, соответственно и система отопления должна работать то сильнее, то слабее. Таким образом, потребуется подкручивать дроссель несколько раз в день. Это не очень удобно. Поэтому для точной настройки отопления лучше использовать термостаты, так как они работают автоматически. Также эти устройства способны подстраиваться под определенные граничные параметры температур.

Тем не менее, дроссели крайне важны в настройке двухтрубной системы отопления частного дома. Только отрегулировав поступление теплоносителя в радиаторы по всем комнатам с помощью такой грубой настройки, можно приступать к созданию динамической системы контроля за температурой. На этом этапе необходимо разобраться с разновидностями термостатов и особенностями каждого типа.

2 вида термостатов для системы отопления

Собственно разница между термостатами заключается в сложности устройств и принципе, лежащем в основе их работы. Соответственно, изменяется и спектр возможностей такой системы. И, конечно же, стоимость. Но каждый из них имеет свой спектр ситуаций, в которых тот или иной вид термостата может стать лучшим решением вопроса цена/качество. 2 вида термостатов, которые можно увидеть на рынке, это: механические и электрические.

Механический регулятор температуры представляет собой балончик с составом, обладающим высокими показателями теплового расширения. Когда температура в системе поднимается, вещество расширяется и перекрывает клапан подачи теплоносителя. Противостоит этому движению обычная пружина. Для того чтобы отрегулировать граничные температурные показатели, достаточно с помощью специального дросселя подкрутить пружину. Чем ближе будет балончик к клапану, тем меньший нагрев потребуется веществу, чтобы перекрыть доступ теплоносителя в радиатор.

Это очень простая и дешевая система на основе термостата. Она рассчитана на миллион движений, что соответствует примерно 100 годам работы. Так что его срока эксплуатации хватит не только детям, но и внукам хозяина дома. Механические термостаты также используются для контроля работы котла. Единственное, в таком случае необходимо подсоединить к термостату рычажную систему. Короткое плечо рычага будет передавать усилие от термостата, а длинное будет контролировать движение заслонки.

Электрические регуляторы работают по несколько иному принципу. В основе их конструкции лежат 2 пластины из разных металлов. При нагревании возникает разность потенциалов, и микровольты электроэнергии передаются на транзистор. Даже такого минимального количества энергии вполне достаточно для контроля затвора и изменения показателей температуры.

Таким образом, получается более точная и дорогая система. В зависимости от сложности, электрические термостаты делятся на аналоговые и цифровые. Первые намного проще и имеют минимальную систему управления. Чаще всего, это колесико со шкалой. Со вторыми все немного сложнее. Цифровые электрические термостаты подразделяются на устройства с открытой и закрытой логикой.

Системы с закрытой логикой контролируют показатели температуры и работу системы отопления исключительно в рамках условий, установленных еще на заводе. Они дешевле и проще в настройке. Для использования в домашних условиях вполне достаточно такой системы для полноценного контроля над всем происходящим в отопительной системе. Задать программу для изменения температуры можно даже на длительный срок. Так, например, при длительном отсутствии можно забить в программу минимальный расход тепла на это время и полный запуск системы к дате возвращения. Так что экономия средств будет максимальной.

Что касается систем с открытой логикой, то они имеют максимально широкие параметры настройки. Их даже можно перепрошить при желании. Это необходимо уже для крупных производств и административных зданий. Для частного дома такой контроль не нужен, тем более что для настройки устройства придется сильно постараться. Более того, очень высокая цена цифрового электрического регулятора с открытой логикой, может отпугнуть многих.

Особенности монтажа терморегуляторов и термостатов

Обычно при покупке радиаторов с терморегулирующей системой, термостат для контроля за температурой необходимо докупать отдельно и устанавливать вручную. В целом, особых проблем с монтажем не возникнет. Они оснащены латунным резьбовым соединением, которое легко вкручивается. Главное, не прикладывать слишком большое усилие, иначе можно с легкостью сорвать резьбу. Лучше также воспользоваться уплотнителем, чтобы соединение не протекало.
установка терморегулятора на радиатор

Идеальный вариант – использование дроссельной системы на одной подводке и термостата на другой. Это поможет полностью контролировать температуру в помещении и выполнять настройку системы отопления, как это было описано выше. Но стоит, также учитывать что термостат чувствителен к температуре окружающей среды и может сбоить, если его целенаправленно нагревать или охлаждать.
установка термостата

В случае с механическим термостатом, его не стоит устанавливать вертикально, чтобы термочувствительная область не попадала в поток горячего воздуха от радиатора. Это касается и электронных регуляторов с датчиками. Сама коробочка с интерфейсом может устанавливаться где угодно. Главное, чтобы было удобно пользоваться устройством, и никто не задевал его, перемещаясь по дому. А датчики являются чувствительными устройствами:

• Они не должны крепиться ниже 80 см. от пола, иначе холодный воздух, который там скапливается, будет сбивать работу;
• Не стоит устанавливать датчики на ярко освещенном солнцем участке стены. Тогда в дневное время температура в доме может падать;
• И последнее условие – удаленность от бытовых и отопительных приборов. Тепло от радиатора или задней стенки холодильника может повредить нормальной работе датчиков.

Если соблюсти все эти условия, то смонтированная система будет работать как часы. Только не стоит забывать об инструкции, идущей в комплекте. Прочитав ее заранее, можно избежать многих проблем. Особенно, когда к высокотемпературной отопительной системе с использованием радиаторов присоединяется теплый пол, то есть низкотемпературная система. Вручную тут уже температуру точно не отрегулируешь. Для теплых полов используется немного другой принцип контроля. Он основан на использовании сервоприводов.

Сервоприводы (терморегуляторы) для теплого пола

Сервоприводы оснащены небольшим двигателем и встроены в устройство термостата теплого пола. Существует два вида сервоприводов:

• Нормально-открытые, которые используются для холодильных систем;
• Нормально-закрытые, которые необходимы для функционирования отопления в доме.

схема теплого пола

Такое странное название сервоприводы получили за положение, в котором находится заслонка по умолчанию. В нормально-закрытых сервоприводах, она, что неудивительно, закрыта. При подаче энергии открывается. В конструкции теплого пола такой сервопривод устанавливается на обратном коллекторе, другими словами – термостатическом клапане. Это помогает избавиться от ручной настройки системы.

Общая схема работы сервопривода также не представляет собой ничего сложного. В сервопривод поступает теплоноситель и передается в необходимом объеме далее в систему, в данном случае используется трех- или четырёхходовой смеситель. Регулируется только высота подъема конуса заслонки.

Команды на сервопривод можно подавать вручную, но гораздо более разумным вариантом будет использование единой контролирующей системы. Во-первых, она будет управлять работой и теплого пола, и радиаторов. Во-вторых, не будет необходимости бегать по всему дому и налаживать работу отопления вручную. Достаточно подсоединить провода и расположить консоль управления в удобном месте.

Как использовать терморегуляторы наиболее эффективно?

Как уже упоминалось выше, с помощью терморегуляторов можно взять под собственный контроль отопительную систему дома. Это само по себе удобно, но в заключение хотелось бы подробнее расписать преимущества использования терморегуляторов.

1. Контроль расхода тепла и счетчик помогут сильно сэкономить на оплате счетов по отоплению. Вплоть до того, что терморегуляторы окупятся за пару месяцев.
2. Электронные регуляторы помогут настроить отопление таким образом, чтобы оно работало когда это действительно необходимо. В остальное время котел будет включен на минимальную мощность, чтобы не допустить замерзания труб и прорыва системы.
3. Комбинация теплого пола и радиаторов под контролем хозяина помещения может обеспечить уютную домашнюю обстановку в любое время года. При этом не будет постоянной смены жары и холода, а также сквозняков из-за открытых форточек и дверей.

Даже этих 3-х пунктов вполне достаточно, чтобы купить для пробы дешевый терморегулятор. Он докажет свою эффективность и вскоре можно будет обновить систему. Главное не делать это слишком часто. Даже устаревшие модели вполне способны выполнять все возложенные на них функции.

Диагностика неисправностей термостата и особенности ремонта

Двигатель внутреннего сгорания может работать лишь в узком температурном диапазоне. Отклонение в меньшую или большую сторону приводит к повышенному износу и поломкам мотора. Основное назначение термостата заключается в поддержании оптимального режима эксплуатации. Он помогает ускорить процесс прогрева двигателя, а в случае приближающегося перегрева, обеспечивает снижение температуры охлаждающей жидкости. Выход термостата из строя чреват закипанием мотора, способным нанести существенный вред силовой установке, поэтому при первых же подозрениях о неправильной работе устройства, необходимо произвести диагностику системы охлаждения двигателя.

Структурная схема термостата

Исторический экскурс

Автопроизводители стали серийно устанавливать термостат в жидкосную систему охлаждения с 1922 года. Связанно это было с появлением силовых установок, выделяющих большое количество тепла, в которых стандартные ребра теплоотдачи перестали справляться с возложенной на них задачей. Терморегулятор стал нужен для недопускания последствий работы мотора с перегревом.

Первые конструкции не обеспечивали высокой надежности работы. В процессе усовершенствования автомобильных термостатов появилось несколько основных видов терморегуляторов. Устройство их сильно отличалось, например, наполнитель мог быть жидкостным или твердым. Современные устройства обзавелись электроникой, позволяющей получать управляющие сигналы от электронного контроллера.

Принцип действия термостата с твердым наполнителем

Механический клапан является основным конструктивным узлом, выполняющим распределение потоков антифриза. Управляется он термочувствительным элементом, в качестве которого очень часто используется искусственный воск, расположенный в герметичной камере. Его расплавление приводит к увеличению занимаемого объема. Воск сжимает резиновую камеру. Она, в свою очередь, воздействует на металлический хромированный шток. Задействованный клапан открывает либо закрывает ход для жидкости, что и является главным принципом того, как работает термостат.

Пример распределения потоков охлаждающей жидкости

Для большей стабильности работы термочувствительного элемента помимо гранулированного нефтяного воска могут быть использованы его смесь с графитовыми, медными или алюминиевыми мелкодисперсными частичками. Главным требованием является стабильное расширение при переходе из твердого в жидкое состояние и обратно. Это позволяет точно регулировать температуру работы двигателя, пуская жидкость в большой или малый круг. Термостат дизеля структурно аналогичен бензиновой версии двс.

Термостат с твердым наполнителем

Принцип действия термостата с жидким наполнителем

Принцип работы термостата с сильфоном похож на  устройства с твердым наполнителем. Главное отличие в том, что термочувствительным элементом выступает смесь дистиллированной воды и этилового спирта. При холодном двигателе испарение внутри герметичного баллона не происходит и  избыточного давления нет. Клапан термостат не допускает циркуляции охлаждающей жидкости через радиатор.

Термостат с жидким наполнителем

При нагреве двигателя этиловый спирт начинает интенсивно испаряться. Давление в баллоне растет. Расширяющийся в длину сильфон воздействует на шток и происходит отпирание клапана. После этого антифриз попадает вместо малого в большой круг циркуляции.

Виды термостатов

К вариантам конструктивного исполнения термостатов относят:

• одноклапанное техническое решение;
• двухступенчатая реализация;
• двухклапанное устройство;
• электронное управление.

Наибольшую популярность получила одноклапанная технология. Она отличается простотой и надежностью. Автомобили прошлых лет преимущественно имели именно такой вид термостата. Двухступенчатая конструкция стала вынужденной мерой, вызванной высоким давлением антифриза. Клапан терморегулятора не был в состоянии преодолеть усилие, в результате чего в конструкции появились малая и большая тарелки. Меньшая открывается первой, так как на нее действует незначительное давление охлаждающей жидкости. Во время второго этапа добавляется основная тарелка и весь антифриз направляется в большой круг.

Двухступенчатая реализация имеет только один клапан. В отличие от нее устройство двухклапанного термостата предполагает наличие двух отдельных регулирующих устройств, объединенных в одном корпусе.  Каждый клапан отвечает только за свой круг циркулирования охлаждающей жидкости. Наиболее важным в конструкции является синхронизм работы каждой части устройства.

Термостат с электронным управлением

Максимальной точности в работе автопроизводителям удалось достичь, снабдив терморегулятор электронным управлением. Конструктивным различием с классической моделью является наличие нагревательного сопротивления. Термостат поддерживает температуру двигателя 85-95°С при высоких нагрузках и 95-110°С в остальных режимах работы мотора. Это позволяет снизить расход топлива и получить небольшой прирост мощности. Управляющий сигнал терморегулятор получает с ЭБУ инжектора. В случае с дизельным двигателем температурные диапазоны могут быть другими.

Конструктивные особенности термостатов

Конструктивно термостаты делятся на корпусные и бескорпусные. Каждый вид имеет свои преимущества. Лидером на данный момент все же является терморегулятор, имеющий оболочку.

Корпусной термостат независимо от внутренней начинки имеет не менее двух выходов. Изготавливаются терморегуляторы из латуни, алюминия, пластика. Ручного регулирования температуры срабатывания устройство не имеет.

Корпусной термостат

Бескорпусный терморегулятор монтируется в блок двигателя. Для этих целей в моторе предусмотрено специальное место. Температурная характеристика термостата наносится при помощи цифровой маркировки. Внешний вид бескорпусного регулятора отображен на изображении ниже.

Бескорпусный термостат

Основные поломки устройства

Наиболее опасной поломкой является заклинивание терморегулятора в закрытом положении. Перегрев мотора ведет к уменьшению его ресурса и ускорению старения масла.  При неблагоприятных условиях после закипания двигателя могут появиться серьезные повреждения, исправить которые возможно только капитальным ремонтом.

После того как клапан заклинит в открытом положении, антифриз все время делает циркуляцию по большому кругу. Двигатель долго прогревается, особенно в зимнее время. Работа мотора при температуре ниже нормы ускоряет процесс его износа.

Признаки неисправности

Основными признаками необходимости провести диагностику термостата являются:

• прогрев двигателя стал более длительным;
• нижний патрубок нагревается одновременно с прогревом мотора;
• температура стремительно движется в красную зону;
• после преодоления пробки нижний патрубок холодный, а двигатель близок к закипанию.

К неисправностям термостата можно отнести и потерю герметичности. Если замечаются подтеки антифриза, необходимо обнаружить место утечки. Снижение уровня охлаждающей жидкости может вызвать перегрев двигателя.

Диагностика термостата

Нормально работающий термостат не требует внимания автовладельца. Вмешательство в работу системы охлаждения потребуется при появлении признаков перегрева или слишком длительного прогрева мотора. В таком случае в первую очередь необходимо начинать с диагностики терморегулятора. Рекомендуется придерживаться следующего плана:

1. Оценить работу термостата без снятия с автомобиля. Необходимо визуально оценить температуру патрубков. таким образом можно вычислить заклинивший в открытом или закрытом положении терморегулятор;
2. Снять терморегулятор. Поместив его в емкость с водой, начать нагревание, контролируя выдвижение штока. Если клапан не открывается в кипящей воде, то и в случае перегрева термостат не перенаправит охлаждающую жидкость в радиатор.

Проверка термостата

В процессе эксплуатации автомобиля необходимо постоянно следить за его температурным режимом. Обнаружив неисправность термостата, необходимо в кратчайшие сроки произвести диагностику и ремонт системы охлаждения. В противном случае возможно закипание двигателя и последующий дорогостоящий ремонт.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Принцип работы терморегулятора для теплого пола

Терморегулятор для теплых полов предназначен для поддержания заданной температуры в помещении. Рассмотрим принцип работы терморегулятора.

Как работает терморегулятор теплого пола

Принцип работы терморегулятора заключается в замыкании и размыкании электрической цепи при достижении заданной температуры. По команде одного из температурных датчиков срабатывает реле, и терморегулятор начинает или прекращает подавать электропитание на нагревательные элементы. Для управления электрическими теплыми полами необходимо применять терморегуляторы с выносным датчиком температуры. Подробнее узнать о принципе работы выносного датчика можно в нашей статье.

Например, Вы установили на терморегуляторе температуру +26 °С. Терморегулятор подает на нагревательные элементы питание, теплый пол нагревается. По достижению +27 °С терморегулятор прекращает нагрев и теплый пол остывает. Когда температура пола опускается до +25 °С, терморегулятор вновь подает напряжение на нагревательные элементы. Теплый пол будет работать циклами: включаться на +25 °С и отключаться на +27 °С.

Отклонение от заданной температуры (+26 °С) на 1 °С называется гистерезисом терморегулятора. Значение гистерезиса может отличаться в зависимости от модели терморегулятора. По умолчанию, в большинстве терморегуляторов гистерезис равен 1 °С. Продвинутые модели терморегуляторов позволяют задавать в настройках свое значение гистерезиса.

На графике наглядно продемонстрирован принцип работы системы обогрева теплого пола с подключенным терморегулятором.

График расхода электроэнергии пленочным полом*

* — приведены примерные значения, чтобы показать принцип работы теплого пола. Значения времени нагрева будут зависеть от вида теплых полов, мощности, теплоизоляции и других внешних условий.

Возврат к списку

Как устроен терморегулятор с выносным датчиком температуры воздуха

Терморегулятором со специальным датчиком температуры окружающего воздуха называется изделие, которое применяется для управления и контроля обогревательной аппаратуры. Довольно часто в них есть функция автоматизированного контроля, которая помогает поддерживать в комнате оптимальные условия. Терморегулятор лишь осуществляет контроль за этим процессом, лишая человека многих неудобств, которые связаны с ручной регулировкой температуры в помещении.

Терморегулятор со специальным датчиком температуры

Терморегулятором, который специалисты часто называют термостатом, является изделие, отвечающее за поддержание нагревательным прибором оптимальной температуры. Его можно считать главным узлом управления носителем тепловой энергии. В самом начале необходимо выставить нужные параметры, которые в дальнейшем устройство будет поддерживать в автоматическом режиме.

Термостаты со специальным выносным датчиком температуры окружающего воздуха являются важной частью системы отопления или охлаждения. Их часто устанавливают в автоматические системы контроля климатом, к примеру, в кондиционеры.

Главные функции терморегулятора

Главными функциями терморегулятора принято считать:

1. Экономию. Термостат осуществляет контроль, до какого показателя поднимается или снижается температура окружающего воздуха. Далее, он включает или отключает аппаратуру, когда будет достигнут необходимый показатель.
2. Безопасность. При поломке или перегреве устройства термостат способен оповещать человека про это специальным звуковым сигналом.
3. Комфортность. Терморегулятор самостоятельно поддерживает нужную температуру в комнате и избавляет человека от ручного включения или выключения системы.

Как работает термореле

Термореле со встроенной регулировкой температуры исполняет свои задачи, руководствуясь таким алгоритмом действий:

• встроенное термореле изделия получает информацию о температуре воздуха в носителе тепла;
• далее, специальные датчики собирают информацию о температуре окружающего воздуха;
• эти данные направляются в блок управления, в котором они и будут храниться;
• встроенное термореле сравнивает полученную информацию, а потом производит регулировку температуры в носителе тепла.

Основные типы датчиков

Чтобы быстро подобрать качественный терморегулятор, нужно знать их основные отличия друг от друга. Терморегуляторы принято различать по материалу изготовления, методу монтажа, принципу действия и разным функциональным возможностям.

В зависимости от выбранного материала терморегуляторы бывают таких видов:

• изделия из прочной пластмассы или биметалла;
• электронные термисторы;
• электронные термопары.

Два последних вида часто применяются в качестве термостатов для систем внутреннего отопления.

В зависимости от принципа работы терморегуляторы принято разделять на такие типы:

• механические приборы;
• электронные приборы.

Принцип работы механических изделий основывается на расширении специальных пластин из биметалла и передачи информации в главный блок управления. Работа электронных изделий выполняется за счет встроенных термометров.

В зависимости от метода контроля температуры, изделия разделяются на такие типы:

• сбор данных от датчика пола;
• сбор информации от датчика воздуха;
• комбинированные термостаты, которые осуществляют сбор данных с разных датчиков.

Изделия, ведущие сбор информации с датчиков температуры окружающего воздуха, являются наиболее популярными и распространенными. Подобные термостаты принято ставить на радиаторы различных систем отопления и применять для конвекторов и газовых котлов.

Изделия, ведущие сбор данных с датчиков пола, обладают очень ограниченным перечнем возможностей и применяются в комнатах, которые оборудованы системой подогрева пола.

Отдельным типом следует отметить терморегуляторы с выносным датчиком температуры воздуха. Данные, которые приходят в блок управления, наиболее достоверные, потому что информация о температуре окружающего воздуха получается на большом расстоянии от нагревательного изделия. Подобные приборы устанавливаются на стену и подсоединяются к общей электрической сети.

По такому же принципу изготавливают терморегуляторы с датчиком температуры воздуха, которые предназначаются для инкубаторов. Терморегулятор подключается к электрической сети, а провод с датчиком закрепляется в инкубаторе. Снаружи термостата находится электрическая розетка, в которую нужно вставить питающий шнур инкубатора. С помощью данных на небольшом дисплее можно контролировать и менять температуру в инкубаторе.

Когда не хватает знаний в этой области или человек не способен купить по хорошей цене качественный терморегулятор для инкубатора, то необходимо обратиться за помощью к опытным электрикам. Они помогут немного сэкономить при изготовлении самодельного инкубатора.

Электронные терморегуляторы со встроенным датчиком температуры воздуха

Сейчас наиболее распространены электронные терморегуляторы. Подобные современные изделия не имеют движущихся деталей, которые были необходимы для измерения разницы температур в помещении. Вместо них, используют небольшие полупроводниковые элементы. Питает подобные устройства электрический ток, поэтому необходимо устанавливать их около розетки или на специальную рейку. Очень часто для питания применяются обычные батарейки. Стоит заметить, что необходимое для качественной работы электронного терморегулятора напряжение составляет около 24 вольт.

Почти все электронные терморегуляторы оборудованы небольшим дисплеем, на котором показываются все заданные настройки температуры, дата и текущее время. Популярные изделия снабжены большим функционалом и разными режимами работы. Конечно, присутствие таких функций очень влияет на цену прибора. Именно поэтому сначала необходимо определиться, насколько нужны для работы такие дополнительные функции, а потом уже купить подходящий прибор.

Несмотря на высокую цену электронных термостатов с датчиком температуры окружающего воздуха, эти изделия обладают перед механическими приборами такими преимуществами:

• эти термостаты довольно просто устанавливать своими руками;
• они имеют большой диапазон рабочих температур, из-за чего их можно применять не только в качестве терморегулятора для помещения или инкубатора, но и в гаражах или подвалах, в которых температура окружающего воздуха довольно низкая.

Приобрести термостат с датчиком температуры окружающего воздуха можно в специальных филиалах фирм по производству климатических систем или в крупных хозяйственных магазинах. Стоит отдать предпочтение той же компании, которая изготовила установленную отопительную систему. Тогда можно без особых проблем подключить терморегулятор своими руками.

Как сделать терморегулятор своими руками

Когда человек хорошо разбирается в электротехнике, то можно немного сэкономить и сделать термостат самостоятельно. Сначала стоит купить необходимые детали, такие как небольшой дисплей и специальный микроконтроллер. А также в нем обязан присутствовать элемент, который измеряет температуру и передает информацию в блок управления. Этот блок усиливает или преобразовывает сигнал и отсылает команду на реле. Чтобы собрать терморегулятор, необходимо использовать специализированную схему. Термостат самостоятельно изготовить довольно просто, но стоит знать, что сборка является лишь половиной этого дела. Потом нужно правильно выполнить настройку устройства и подключить его к отопительной системе. С такой работой справятся лишь те люди, которые обладают хорошими знаниями в электронике.

Напоследок стоит заметить, что покупка и монтаж термостата для обогрева комнаты или инкубатора является наиболее выгодным инвестированием, которое доступно в частном доме. Потому что терморегулятор способен облегчить человеку жизнь, обеспечивая в комнате оптимальную температуру, и сэкономить средства на коммунальных услугах.

Как работает термостат в автомобиле: функции, принцип действия

Автоликбез15 декабря 2019

Водителю, самостоятельно обслуживающему силовой агрегат машины, необходимо иметь представление о работе термостата в автомобиле. Распределительный элемент, установленный в моторном отсеке, обеспечивает распределение потоков антифриза и поддерживает степень нагрева двигателя. При заклинивании клапана мотор работает в аварийном режиме, что приводит к поломкам или увеличенному расходу топлива.

Функции в системе кондиционирования

Жидкостная система охлаждения (или кондиционирования) состоит из рубашки, расположенной в блоке цилиндров и головке блока, помпы, радиатора и соединительных патрубков. Часть жидкости подается в отдельный теплообменник для отопления салона. Интенсивность нагрева воздуха регулируется краном (например, на классических легковых машинах ВАЗ) или отдельной заслонкой в воздушном канале.

Термостат предназначен для распределения потоков хладагента между рубашкой и радиатором, обеспечения рабочей температуры двигателя и прогрева салона.

Разновидности термостатов

В силовых установках автомобилей используется несколько типов термостатов:

1. С 2 клапанами, что обеспечивает управление потоками хладагента, идущими к радиатору и по малому кругу охлаждения (через рубашку силового агрегата и блок отопления салона).
2. С 1 подвижным элементом, корректирующим подачу жидкости к радиатору.
3. С 1 клапаном и двухступенчатым открытием. При прогреве мотора открывается протока малого диаметра, затем антифриз подается в теплообменник через отверстие увеличенного сечения.
4. Электронный термостат, оснащенный датчиком, измеряющим температуру антифриза. Блок управления фиксирует положение заслонки при помощи шагового электродвигателя. Регулятор корректирует подачу антифриза в дополнительные контуры охлаждения, что снижает расход топлива.

Устройство и принцип работы

После пуска силового агрегата часть тепла, образующегося при сгорании топлива, идет на нагрев картера и головки блока. Для обеспечения нормальной смазки и улучшения смесеобразования мотор должен прогреться до 85-105°С (зависит от модели ДВС). Установленный в контуре охлаждения терморегулятор не позволяет хладагенту циркулировать через радиатор. Антифриз ходит по внутреннему кругу, позволяя мотору прогреваться до рабочей температуры за 5-10 минут. По мере прогрева термостат пропускает хладагент в теплообменник машины, охлаждаемый вентилятором.

Принцип работы регулятора основан на температурном расширении жидкого или твердого наполнителя.

Увеличивающийся в объеме материал смещает штангу с клапаном, который распределяет потоки антифриза. В схеме предусмотрены пружины, возвращающие заслонки в исходное положение при снижении температуры жидкости. Элементы конструкции закреплены в корпусе, изготовленном из силумина или термостойкого пластика. На некоторых автомобилях монтируются термостаты без внешней оболочки, установленные в блок цилиндров силовой установки.

Термостаты с твердым наполнителем

Регуляторы с твердым рабочим веществом оснащаются герметичной камерой, заполненной синтетическим воском (церезином). Принцип действия основан на переходе воска при прогреве из твердой фазы в жидкую. Раствор воздействует на эластичную манжету и связанный с ней толкатель. Подвижная штанга связана с тарельчатым клапаном, позволяющим антифризу циркулировать по малому (или внутреннему) кругу или пропускать жидкость в теплообменник для охлаждения.

Для повышения чувствительности к изменению степени нагрева в воск вводят присадки на основе металлической пудры.

Полученный материал отличается стабильным коэффициентом расширения при переходе из твердой фазы в жидкую и обратно. За счет стабилизации параметра температура хладагента поддерживается в допустимом диапазоне.

Термостат с жидкостью

Регулятор с жидким рабочим веществом устроен аналогично конструкции с твердым заполнителем, но раствор находится в герметичном сильфоне. Жидкость состоит из смеси дистиллированной воды и этилового спирта. При температурном расширении в сильфоне возникает избыточное давление. Элемент распрямляется и через связанный с ним шток открывает канал отвода антифриза в бачок теплообменника. Количество жидкости, перекачиваемой в радиатор, зависит от температуры антифриза в блоке цилиндров.

Расположение элемента в автомобиле

Регулятор находится в моторном отсеке автомобиля – на картере силового агрегата или на входе в насос для циркуляции хладагента. В двигателях с распределенным впрыском топлива устанавливаются дополнительные регуляторы, позволяющие поддерживать температуру головной части блока цилиндров в заданном интервале. Элемент устанавливается на задней части силового агрегата. Возможна установка дополнительных элементов для ускоренного прогрева салона автомашины.

Неисправности: причины и «симптомы»

Признаки неисправности регулятора:

• длительный прогрев силового агрегата;
• прогревание отводного шланга одновременно с мотором;
• повышение температуры мотора до критической отметки во время стоянки;
• переохлаждение силового агрегата в режиме движения по трассе;
• холодное состояние патрубка подачи антифриза к теплообменнику при перегреве.

Причиной поломки регулятора является заедание штока с клапаном в открытой или закрытой позиции. При открытом большом круге жидкость подается в радиатор, увеличивая время прогрева. Неисправность становится наглядной при эксплуатации автомобиля в зимнее время. Например, дизельный мотор при температуре воздуха -10°С не удается прогреть до 40°С даже после пробега в 40-50 км.

Заклинивание штока происходит из-за негативного воздействия антифриза на металлические элементы конструкции. Производители автомобилей рекомендуют периодически заменять охлаждающую жидкость. При использовании старого антифриза на поверхности штока появляются отложения, ограничивающие подвижность детали. Дополнительной причиной дефекта является заправка системы охлаждения водопроводной водой (например, при утечке антифриза). Растворенные в жидкости соли вызывают коррозию стального штока.

Повышение степени нагрева мотора негативно влияет на рабочие характеристики моторного масла. При перегреве двигателя происходит заклинивание поршневой группы. На поверхностях зеркал цилиндров и опорах коленчатого и распределительного валов появляются задиры. Повреждения можно устранить только во время капитального ремонта мотора.

Дополнительной неисправностью термостата становятся трещины в корпусе, через которые уходит антифриз. Поврежденные детали подлежат замене: запаять или заклеить щели невозможно.

Как определить наличие поломки?

Первичная диагностика термостата проводится на автомобиле. После запуска двигателя проверяется температура патрубков, идущих к радиатору (рукой или датчиком, установленным на цифровом мультиметре). После прогрева мотора необходимо проконтролировать степень нагрева рукавов, идущих к радиатору. При исправном термостате шланги должны нагреваться равномерно. Методика позволяет определить заклинивание штока и тарелки клапана. Проверяется также отсутствие трещин в корпусных деталях регулятора.

Дополнительное тестирование предусматривает снятие регулятора с машины. Из системы охлаждения сливается антифриз, резиновые патрубки удерживаются на корпусе термостата винтовыми или пружинными хомутами (зависит от производителя автомобиля). Демонтированный элемент нужен для погружения в емкость с водой, которая устанавливается на газовую или электрическую плиту. Для проверки степени нагрева жидкости применяется градусник или электронный термометр.

При прогреве воды до 90°С и выше в исправном термостате клапан должен открываться. Процесс открытия контролируется визуально: если тарелка остается неподвижной, то регулятор необходимо заменить на устройство с идентичными рабочими характеристиками. Методика визуальной проверки не отличается высокой точностью, поскольку невозможно отследить связь между положением клапана и степенью нагрева. От данного параметра зависят корректность прогрева силового агрегата и поддержание заданной температуры.