Термодатчики на включение выключение. Терморегулятор в розетку для бытовых обогревателей: виды, устройство, советы по выбору Включение и выключение по датчику температуры

Термодатчики на включение выключение. Терморегулятор в розетку для бытовых обогревателей: виды, устройство, советы по выбору Включение и выключение по датчику температуры

От температуры воздуха в окружающем пространстве зависит настроение людей, самочувствие и работоспособность. Ее значение, комфортное для каждого человека, весьма индивидуально. Если одним людям хорошо работается при +18°С, то другим необходимо не менее +23°С.

В таких случаях удобно устанавливать терморегулятор в розетку для бытовых обогревателей, чтобы задать нужный температурный режим. Устройство самостоятельно считывает температуру в помещении и контролирует работу нагревателя.

Согласитесь, это очень удобно – не придется постоянно отвлекаться на включение, выключение обогревателя. Осталось только подобрать оптимальный терморегулятор и установить его. Мы подскажем вам, как это сделать.

Чтобы разобраться в многообразии предложений, надо выяснить особенности работы разных терморегуляторов, учесть параметры, определяющие практичность самого прибора и комфортность эксплуатации обогревателя. Монтаж термостата достаточно прост, главное – придерживаться правил установки, обозначенных в статье.

Находясь в офисе, хочется, чтобы ничего не отвлекало, а все мысли были сосредоточены только на рабочем процессе. Достичь этой цели помогает оптимальный температурный режим в помещении.

Хорошо, если не нужно в холодную пору года приносить с собой теплый джемпер, чтобы слегка отогреться, бегать к обогревателю или кондиционеру, устанавливая и меняя настройки. Регулировать температуру в помещении поможет терморегулятор.

Галерея изображений

Термореле на включение выключение для систем отопления – это не только удобная вещь, но и еще полезная. Такой прибор позволяет хозяину экономить расход энергии, ведь оно, ориентируясь на температурные показатели в помещении, размыкает или размыкает электрические контакты в котле. Таким образом, в доме всегда тепло и не происходит перерасхода электроэнергии. А главный плюс – показатель устанавливается хозяином и больше его вмешательство не требуется. Осталось лишь, выбрать подходящую модель.

Технические параметры

Термореле могут быть регулируемые или настроенные на конкретные температурные параметры. Также некоторые приборы идут на отдельное размыкание\смыкание контактов и на одновременное выполнение этих действий.

Есть ряд технических параметров, с которыми стоит ознакомиться перед тем, как покупать такое устройство:

  • температурный показатель на срабатывание – это те цифры, при достижении которых термореле произведет замыкание или размыкание контактов;
  • температурный показатель возврата – при достижении этих цифр, прибор возвращается в исходное положение;
  • дифференциал – это та разница, при которой устройство находится в состоянии «покоя», то есть от момента срабатывания до возврата;
  • коммутируемый ток и напряжение – показатели «долговечности», поэтому, ориентируясь на параметры тока в домашней сети, нужно выбирать прибор с немного большим значением;
  • сопротивление контактов;
  • временной показатель срабатывания;
  • погрешность – этот параметр может иметь отклонение в +- 10% от заявленной цифры.

Это основные моменты, которые имеют все термореле. Но в зависимости от модификации, они могут менять свое значение.

Принцип работы термореле

Большинство современных котлов имеют в совей конструкции различные датчики, которые отвечают за режим работы. Но, если судить объективно, то хозяину приходится постоянно контролировать эти приборы. Получается так, что раз в день (и это минимум), ему нужно осматривать котел и проверять его работу. А ведь у некоторых, отопительный агрегат располагается в отдельных помещениях, поэтому бегать туда-сюда неудобно. И это уже не говоря о том, что такие датчики ориентированы на теплоноситель, а не на получаемый климат в доме.

Чтобы решить такую проблему, инженерами был разработан термостат для помещений. В его конструкции присутствует датчик, который измеряет температуру окружающей среды, в которой он находится. Как только показатель опускается ниже заданных параметров, прибор включается и работает до тех пор, пока помещение не нагреется. В зависимости от условий, термореле передает команду котлу активизироваться или «отдохнуть».

Чтобы прибор исправно работал, нужно его располагать таким образом, чтобы на него не было никакого теплового влияния – от батарей, каминов, печей и т.д. В обратном же случае, говорить о корректной работе термореле не приходится.

Виды терморегуляторов

Разобравшись с устройством таких приборов, можно приступать к знакомству с модельным рядом. Есть несколько разновидностей, которые выполняют те или иные функции. Поэтому перед тем, как отправляться в магазин за покупкой, с ними нужно познакомиться поближе.

Термореле делится на следующие группы:

  1. Комнатные. Как видно из названия, такие приборы монтируются непосредственно в комнате. Тут нет требований к параметрам помещения, поэтому комнатные термореле могут монтироваться, как непосредственно в жилом помещении, так и в любом другом. НО! Во внимание нужно брать тот момент, что они сканируют температуру внешней среды, а значит, если неправильно выбрать место установки, то надеяться на корректную работу не придется. Данные устройства фиксируются на открытых пространствах, но таким образом, чтобы перед ними не было ни посторонних предметов, ни обогревательных приборов. В обратном случае, естественная циркуляция воздуха будет нарушена, из-за чего датчик не сможет правильно воспринимать окружающую температуру. Этот вариант термореле отлично совместим с уличными датчиками.

  1. ТРВ. Данные термреле предназначены не столько для самого котла, как для регуляции вентильных устройств, которые установлены на трубах отопления. Таким образом, хозяин имеет возможность контролировать каждый контур в отдельности, что очень удобно и экономично, если в доме есть помещения, которые по тем или иным причинам не используются.

  1. Термостат цилиндра. Данный вариант подходит для двухконтурных котлов с элементарной электроникой. Эти устройства способствуют защите системы от попадания в нее слишком горячего теплоносителя. Почему это так важно? Дело в том, что в отоплении могут использоваться разные типы труб – у кого-то это старые чугунные элементы, а кто-то выбрал полипропиленовые. Мало кто задумывается над тем, что высокие температуры могут деформировать ПП и ПЭ трубы, из-за чего слишком возрастает риск протечки или разрыва. Термореле цилиндра помогает задать конкретное предельное значение температуры теплоносителя, и если показатель привысится по каким-либо причинам, то устройство автоматически отключит котел на определенный промежуток времени.
  2. Зональный термостат. Данный тип приборов предназначены для больших площадей, поэтому в частных домах их редко устанавливают.

    Эти термореле функционируют параллельно с вентиляторами и помогают регулировать ток теплоносителя, рассевая его буквально на «ниточки». Такой процесс происходит на основании температурного режима в каждой секции.

Покупая термореле на включение и выключение, стоит обратить внимание на свою систему отопления – какой котел в нее вмонтирован, какова площадь дома, есть ли нужда отапливать сразу всю площадь и т.д. На основании этих критериев можно совершить правильный выбор прибора.

Обзор и цена на термореле

Ассортимент терморегуляторов очень велик, соответственно и цена на них может значительно варьироваться. Но это не значит, что нужно покупать самый дешевый вариант и устанавливать его в систему. Более-менее качественное изделие не будет стоить меньше 2000 рублей, поэтому все, что стоит ниже – неликвид.

Если говорить о ценовой политике, то тут все зависит от типа прибора:

  1. Механические термореле. Самый простой вариант такого вида будет стоить от 20 долларов, при этом, буквально уже к концу первого своего отопительного сезона, он себя окупит.
  2. Программируемое термореле. Тут цены начинаются от 30 долларов. Из недостатков можно отметить наличие батареек, которые время от времени нужно не забывать менять.

Если говорить о ценах, то можно привести следующие популярные модели терморегуляторов на включение и выключение отопления:

  • Salus KL06RF – электронный тип, 14 000 рублей;
  • Fantini Cosmi Therm C 16 – механический тип, 600 рублей;
  • Zoom WT 100RF – электронная беспроводная модель, 4000 рублей (самый оптимальный вариант для одноэтажных домов);
  • Computherm Q7 RF – на радиоуправлении, 3500 рублей;
  • RT-01B Ania (TRT01B) – электронный тип, 7100 рублей;

  • ELECTROLUX Thermotronic Basic ETB-16 – механический тип, 2200 рублей;
  • BALLU BMT-2 – механический тип, 800 рублей;
  • SPYHEAT SDF-418H – сенсорный электронный тип, 1400 рублей;
  • ELECTROLUX Thermotronic Avantgarde – электрический тип для систем с теплыми полами, 1100 рублей.

Термореле может стоить и 12 000 рублей. Но толку от него будет мало, если его выбирали абы как и монтировали аналогично. Поэтому, следует тщательно изучать этот вопрос, а установку доверять профессионалам.

В этой статье мы будем рассматривать устройства, поддерживающие определенный тепловой режим, или же сигнализирующие о достижении нужного значения температуры. Такие устройства имеют очень широкую сферу применения: они могут поддерживать заданную температуру в инкубаторах и аквариумах, теплых полах и даже являться частью умного дома. Для вас мы предоставили инструкцию о том, как сделать терморегулятор своими руками и с минимумом затрат.

Немного теории

Простейшие измерительные датчики, в том числе и реагирующие на температуру, состоят из измерительного полуплеча из двух сопротивлений, опорного и элемента, меняющего свое сопротивление в зависимости от прилаживаемой к нему температуры. Более наглядно это представлено на картинке ниже.

Как видно из схемы, резистор R2 является измерительным элементом самодельного терморегулятора, а R1, R3 и R4 опорным плечом устройства. Это терморезистор. Он представляет собой проводниковый прибор, который изменяет своё сопротивление при изменении температуры.

Элементом терморегулятора, реагирующим на изменение состояния измерительного плеча, является интегральный усилитель в режиме компаратора. Данный режим переключает скачком выход микросхемы из состояния выключено в рабочее положение. Таким образом, на выходе компаратора мы имеем всего два значения «включено» и «выключено». Нагрузкой микросхемы является вентилятор для ПК. При достижении температуры определенного значения в плече R1 и R2 происходит смещение напряжения, вход микросхемы сравнивает значение на контакте 2 и 3 и происходит переключение компаратора. Вентилятор охлаждает необходимый предмет, его температура падает, сопротивление резистора меняется и компаратор отключает вентилятор. Таким образом поддерживается температура на заданном уровне, и производится управление работой вентилятора.

Обзор схем

Напряжение разности с измерительного плеча поступает на спаренный транзистор с большим коэффициентом усиления, а в качестве компаратора выступает электромагнитное реле. При достижении на катушке напряжения, достаточного для втягивания сердечника, происходит ее срабатывание и подключение через ее контакты исполнительных устройств. При достижении заданной температуры, сигнал на транзисторах уменьшается, синхронно падает напряжение на катушке реле, и в какой-то момент происходит расцепление контактов и отключение полезной нагрузки.

Особенностью такого типа реле является наличие - это разница в несколько градусов между включением и отключением самодельного терморегулятора, из-за присутствия в схеме электромеханического реле. Таким образом, температура всегда будет колебаться на несколько градусов возле нужного значения. Вариант сборки, предоставленный ниже, практически лишен гистерезиса.

Принципиальная электронная схема аналогового терморегулятора для инкубатора:

Данная схема была очень популярна для повторения в 2000 годах, но и сейчас она не потеряла актуальность и с возложенной на нее функцией справляется. При наличии доступа к старым деталям, можно собрать терморегулятор своими руками практически бесплатно.

Сердцем самоделки является интегральный усилитель К140УД7 или К140УД8. В данном случае он подключен с положительной обратной связью и является компаратором. Термочувствительным элементом R5 служит резистор типа ММТ-4 с отрицательным ТКЕ, это значит, что при нагревании его сопротивление уменьшается.

Выносной датчик подключается через экранированный провод. Для уменьшения и ложного срабатывания устройства, длина провода не должна превышать 1 метр. Нагрузка управляется через тиристор VS1 и максимально допустимая мощность подключаемого нагревателя зависит от его номинала. В данном случае 150 Ватт, электронный ключ - тиристор необходимо установить на небольшой радиатор, для отвода тепла. В таблице ниже представлены номиналы радиоэлементов, для сборки терморегулятора в домашних условиях.

Устройство не имеет гальванической развязки от сети 220 Вольт, при настройке будьте внимательны, на элементах регулятора присутствует сетевое напряжение, которое опасно для жизни. После сборки обязательно изолируйте все контакты и поместите устройство в токонепроводящий корпус. На видео ниже рассматривается, как собрать терморегулятор на транзисторах:

Самодельный термостат на транзисторах

Теперь расскажем как сделать регулятор температуры для теплого пола. Рабочая схема срисована с серийного образца. Пригодится тем, кто хочет ознакомиться и повторить, или как образец для поиска неисправности прибора.

Центром схемы является микросхема стабилизатора, подключенная необычным способом, LM431 начинает пропускать ток при напряжении выше 2,5 Вольт. Именно такой величины у данной микросхемы внутренний источник опорного напряжения. При меньшем значении тока она ни чего не пропускает. Эту ее особенность стали использовать во всевозможных схемах терморегуляторов.

Как видим, классическая схема с измерительным плечом осталась: R5, R4 – дополнительные резисторы , а R9 — терморезистор. При изменении температуры происходит сдвиг напряжения на входе 1 микросхемы, и в случае, если оно достигло порога срабатывания, то напряжение идет дальше по схеме. В данной конструкции нагрузкой для микросхемы TL431 являются светодиод индикации работы HL2 и оптрон U1, для оптической развязки силовой схемы от управляющих цепей.

Как и в предыдущем варианте, устройство не имеет трансформатора, а получает питание на гасящей конденсаторной схеме C1, R1 и R2, поэтому оно так же находится под опасным для жизни напряжением, и при работе со схемой нужно быть предельно осторожным. Для стабилизации напряжения и сглаживания пульсаций сетевых всплесков, в схему установлен стабилитрон VD2 и конденсатор C3. Для визуальной индикации наличия напряжения на устройстве установлен светодиод HL1. Силовым управляющим элементом является симистор ВТ136 с небольшой обвязкой для управления через оптрон U1.

При данных номиналах диапазон регулирования находится в пределах 30-50°С. При кажущейся на первый взгляд сложности конструкция проста в настройке и легка в повторении. Наглядная схема терморегулятора на микросхеме TL431, с внешним питанием 12 вольт для использования в системах домашней автоматики представлена ниже:

Данный терморегулятор способен управлять компьютерным вентилятором, силовым реле, световыми индикаторами, звуковыми сигнализаторами. Для управления температурой паяльника существует интересная схема с использованием все той же интегральной микросхемы TL431.

Для измерения температуры нагревательного элемента используют биметаллическую термопару, которую можно позаимствовать с выносного измерителя в мультиметре или купить в специализированном магазине радиодеталей. Для увеличения напряжения с термопары до уровня срабатывания TL431, установлен дополнительный усилитель на LM351. Управление осуществляется через оптрон MOC3021 и симистор T1.

При включении терморегулятора в сеть необходимо соблюдать полярность, минус регулятора должен быть на нулевом проводе, иначе фазное напряжение появится на корпусе паяльника, через провода термопары. В этом и является главный недостаток этой схемы, ведь не каждому хочется постоянно проверять правильность подключения вилки в розетку, а если пренебречь этим, то можно получить удар током или повредить электронные компоненты во время пайки. Регулировка диапазона производится резистором R3. Данная схема обеспечит долгую работу паяльника, исключит его перегрев и увеличит качество пайки за счет стабильности температурного режима.

Еще одна идея сборки простого терморегулятора рассмотрена на видео:

Регулятор температуры на микросхеме TL431

Простой регулятор для паяльника

Разобранных примеров регуляторов температуры вполне достаточно для удовлетворения нужд домашнего мастера. Схемы не содержат дефицитных и дорогих запчастей, легко повторяются и практически не нуждаются в настройке. Данные самоделки запросто можно приспособить для регулирования температуры воды в баке водонагревателя, следить за теплом в инкубаторе или теплице, модернизировать утюг или паяльник. Помимо этого можно восстановить старенький холодильник, переделав регулятор для работы с отрицательными значениями температуры, путем замены местами сопротивлений в измерительном плече. Надеемся наша статья была интересна, вы нашли ее для себя полезной и поняли, как сделать терморегулятор своими руками в домашних условиях! Если же у вас все еще остались вопросы, смело задавайте их в комментариях.

Соблюдение температурного режима является очень важным технологическим условием не только на производстве, но и в повседневной жизни. Имея столь большое значение, этот параметр должен чем-то регулироваться и контролироваться. Производят огромное количество таких приборов, имеющих множество особенностей и параметров. Но сделать терморегулятор своими руками порой куда выгоднее, нежели покупать готовый заводской аналог.

Создайте терморегулятор своими руками

Общее понятие о температурных регуляторах

Приборы, фиксирующие и одновременно регулирующие заданное температурное значение, в большей степени встречаются на производстве. Но и в быту они также нашли своё место. Для поддержания необходимого микроклимата в доме часто используются терморегуляторы для воды. Своими руками делают такие аппараты для сушки овощей или отопления инкубатора. Где угодно может найти своё место подобная система.

В данном видео узнаем что из себя представляет регулятор температуры:


В действительности большинство терморегуляторов являются лишь частью общей схемы, которая состоит из таких составляющих:

  1. Датчик температуры, выполняющий замер и фиксацию, а также передачу к регулятору полученной информации. Происходит это за счёт преобразования тепловой энергии в электрические сигналы, распознаваемые прибором. В роли датчика может выступать термометр сопротивления или термопара, которые в своей конструкции имеют металл, реагирующий на изменение температуры и под её воздействием меняющий своё сопротивление.
  2. Аналитический блок – это и есть сам регулятор. Он принимает электронные сигналы и реагирует в зависимости от своих функций, после чего передаёт сигнал на исполнительное устройство.
  3. Исполнительный механизм – некое механическое или электронное устройство, которое при получении сигнала с блока ведёт себя определённым образом. К примеру, при достижении заданной температуры клапан перекроет подачу теплоносителя. И напротив, как только показания станут ниже заданных, аналитический блок даст команду на открытие клапана.

Это три основные части системы поддержания заданных температурных параметров. Хотя, помимо них, в схеме могут участвовать и другие части наподобие промежуточного реле. Но они исполняют лишь дополнительную функцию.

Принцип работы

Принцип, по которому работают все регуляторы, – это снятие физической величины (температуры), передача данных на схему блока управления, решающего, что нужно сделать в конкретном случае.

Если делать термореле, то наиболее простой вариант будет иметь механическую схему управления. Здесь с помощью резистора устанавливается определённый порог, при достижении которого будет дан сигнал на исполнительный механизм.

Чтобы получить дополнительную функциональность и возможность работы с более широким диапазоном температур, придётся встраивать контроллер. Это же поможет увеличить срок эксплуатации прибора.

На данном видео вы можете посмотреть как самостоятельно изготовить терморегулятор для электрического отопления:

Самодельный регулятор температуры

Схем для того, чтобы сделать терморегулятор самому, в действительности очень много. Всё зависит от сферы, в которой будет применяться такое изделие. Конечно, создать нечто слишком сложное и многофункциональное крайне трудно. А вот термостат, который сможет использоваться для обогревания аквариума или сушки овощей на зиму, вполне можно создать, имея минимум знаний.

Простейшая схема

Самая простая схема термореле своими руками имеет безтрансформаторный блок питания, который состоит из диодного моста с параллельно подключённым стабилитроном, стабилизирующим напряжение в пределах 14 вольт, и гасящего конденсатора. Сюда же можно при желании добавить и стабилизатор на 12 вольт.


Создание терморегулятора не требует особых усилий и денежных вложений

В основе всей схемы будет использован стабилитрон TL431, который управляется делителем, состоящим из резистора на 47 кОм, сопротивления на 10 кОм и терморезистора, выполняющего роль датчика температуры, на 10 кОм. Его сопротивление понижается с повышением температуры. Резистор и сопротивление лучше подбирать, чтобы добиться наилучшей точности срабатывания.

Сам же процесс выглядит следующим образом: когда на контакте управления микросхемой образуется напряжение больше 2,5 вольт, то она произведёт открытие, что включит реле, подавая нагрузку на исполнительный механизм.

Как изготовить терморегулятор для инкубатора своими руками, вы можете увидеть на представленном видео:

И напротив, когда напряжение станет ниже, то микросхема закроется и реле отключится.

Чтобы избежать дребезжания контактов реле, необходимо его выбирать с минимальным током удержания. И параллельно вводам нужно припаять конденсатор 470×25 В.

При использовании терморезистора NTC и микросхемы, уже бывавших в деле, предварительно стоит проверить их работоспособность и точность.

Таким образом, получается простейший прибор , регулирующий температуру. Но при правильно подобранных составляющих он превосходно работает в широком спектре применения.

Прибор для помещения

Такие терморегуляторы с датчиком температуры воздуха своими руками оптимально подходят для поддержания заданных параметров микроклимата в помещениях и ёмкостях. Он полностью способен автоматизировать процесс и управлять любым излучателем тепла начиная с горячей воды и заканчивая тэнами. При этом термовыключатель имеет отличные эксплуатационные данные. А датчик может быть как встроенным, так и выносным.

Здесь в качестве термодатчика выступает терморезистор, обозначенный на схеме R1. В делитель напряжения входят R1, R2, R3 и R6, сигнал с которого поступает на четвёртый контакт микросхемы операционного усилителя. На пятый контакт DA1 подаётся сигнал с делителя R3, R4, R7 и R8.

Сопротивления резисторов необходимо подбирать таким образом, чтобы при минимально низкой температуре замеряемой среды, когда сопротивление терморезистора максимальное, компаратор положительно насыщался.

Напряжение на выходе компаратора составляет 11,5 вольт. В это время транзистор VT1 находится в открытом положении, а реле K1 включает исполнительный или промежуточный механизм, в результате чего начинается нагрев. Температура окружающей среды в результате этого повышается, что понижает сопротивление датчика. На входе 4 микросхемы начинает повышаться напряжение и в результате превосходит напряжение на контакте 5. Вследствие этого компаратор входит в фазу отрицательного насыщения. На десятом выходе микросхемы напряжение становится приблизительно 0,7 Вольт, что является логическим нулём. В результате транзистор VT1 закрывается, а реле отключается и выключает исполнительный механизм.

На микросхеме LM 311

Такой термоконтроллер своими руками предназначен для работы с тэнами и способен поддерживать заданные параметры температуры в пределах 20-100 градусов. Это наиболее безопасный и надёжный вариант, так как в его работе применяется гальваническая развязка термодатчика и регулирующих цепей, а это полностью исключает возможность поражения электротоком.

Как и большинство подобных схем, в её основу берется мост постоянного тока, в одно плечо которого подключают компаратор, а в другое – термодатчик. Компаратор следит за рассогласованием цепи и реагирует на состояние моста, когда тот переходит точку баланса. Одновременно он же старается уравновесить мост с помощью терморезистора, изменяя его температуру. А термостабилизация может возникнуть лишь при определённом значении.

Резистором R6 задают точку, при которой должен образоваться баланс. И в зависимости от температуры среды терморезистор R8 может в этот баланс входить, что и позволяет регулировать температуру.

На видео вы можете увидеть разбор простой схемы терморегулятора:


Если заданная R6 температура ниже необходимой, то на R8 сопротивление слишком большое, что понижает ток на компараторе. Это вызовет протекание тока и открывание семистора VS1 , который включит нагревательный элемент. Об этом будет сигнализировать светодиод.

По мере того как температура будет повышаться, сопротивление R8 станет снижаться. Мост будет стремиться к точке баланса. На компараторе потенциал инверсного входа плавно снижается, а на прямом – повышается. В какой-то момент ситуация меняется, и процесс происходит в обратную сторону. Таким образом, термоконтроллер своими руками будет включать или выключать исполнительный механизм в зависимости от сопротивления R8.

Если в наличии нет LM311, то её можно заменить отечественной микросхемой КР554СА301. Получается простой терморегулятор своими руками с минимальными затратами, высокой точностью и надёжностью работы.

Необходимые материалы и инструменты

Сама по себе сборка любой схемы электрорегулятора температуры не занимает много времени и сил. Но чтобы сделать термостат, необходимы минимальные знания в электронике, набор деталей согласно схеме и инструмент:

  1. Импульсный паяльник. Можно использовать и обычный, но с тонким жалом.
  2. Припой и флюс.
  3. Печатная плата.
  4. Кислота, чтобы вытравить дорожки.

Достоинства и недостатки

Даже простой терморегулятор своими руками имеет массу достоинств и положительных моментов. Говорить же о заводских многофункциональных устройствах и вовсе не приходится.

Регуляторы температуры позволяют:

  1. Поддерживать комфортную температуру.
  2. Экономить энергоресурсы.
  3. Не привлекать к процессу человека.
  4. Соблюдать технологический процесс, повышая качество.

Из недостатков можно назвать высокую стоимость заводских моделей. Конечно, самодельных приборов это не касается. А вот производственные, которые требуются при работе с жидкими, газообразными, щелочными и другими подобными средами, имеют высокую стоимость. Особенно если прибор должен иметь множество функций и возможностей.

Термореле с выносным датчиком температуры — это устройство для поддержания температуры в заданных пределах. Без него нельзя обойтись в системах отопления, микроклимата и теплицах. Подобные устройства различаются, как характеристиками, так ценой и надежностью. Сделать правильный выбор можно после получения общей информации о таких устройствах.

Что делает термореле

Устройства рассматриваемого типа относятся к классу термостатов. Например, таким считается термореле с выносным датчиком температуры. Это значит, что реле поддерживает температуру в заданных границах. Когда температура выходит за эти границы, реле переключает устройство нагрева: котел, теплый пол, обогреватель или тэн. Переключение делается таким образом, чтобы температура вернулась в заданные границы.

В самом простом случае термостат включает нагреватель, когда температура понизилась и стала меньше требуемой, и выключает, когда температура поднялась выше требуемой. Сложные терморегуляторы могут подключать и отключать несколько секций нагревателей или плавно регулировать мощность.


Термореле состоят из двух обязательных частей: датчика температуры и исполнительного устройства — это часть, которая замыкает контакты в силовой цепи. Эти части совмещаются в одном устройстве или соединяются с помощью кабеля. В каждом из этих случаев, реле работает правильно только тогда, когда датчик расположен там, где выдерживается задаваемая температура.


Кроме датчика и контактов выхода термореле часто содержат также устройство для установки желаемой температуры. В старых устройствах такое устройство выглядело как поворотная ручка или диск с шкалой, наносимой по радиусу указывающего клювика или метки. Новые, современные устройства, в большинстве цифровые и содержат несколько клавиш и дисплей. Но в некоторых моделях температура задается по прежнему, поворотной ручкой, что предпочитают потребители, в основном пожилые люди, с устоявшимися привычками. Выбор на рынке достаточен.

Основные параметры термореле

Таких параметров несколько. Вот самые важные из них:

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

Задаваемая для работы реле температура называется уставкой. Уставка лежит в диапазоне рабочих температур, с которыми работает температурное реле.

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.


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.

Виды термореле и его устройство

Применяются такие типы термореле, которые отличаются друг от друга принципами работы:

  1. Реле с биметаллической пластиной.
  2. Реле с термосопротивлением.
  3. Реле с термопарой.
  4. Реле с цифровым датчиком.

Рассмотрим каждый из видов этих реле подробнее. Такие термореле продаются и потребителю следует иметь о них достаточное представление.


C биметаллической пластиной

Эти реле стали применяться одними из первых и для своего времени были лучшими. В реле с биметаллической пластиной датчик температуры и контакты внешней цепи расположены рядом. Как основная деталь используется биметаллическая пластина. Ее изготавливают из двух металлов с различными коэффициентами теплового расширения. При нагреве, металл с большим коэффициентом расширяется сильнее другого. Это приводит к тому, что деталь, изготовленная из такой пластины, начинает изгибаться с постоянной зависимостью от температуры.

Изгибающаяся пластина действует на механическую часть с контактами, которые замыкаются и размыкаются под действием температур. Для добавления гистерезиса в механическую часть добавлено упругое коромысло, придающее механизму триггерный эффект для четкого переключения. На этот механизм также производится регулирующее действие со стороны винта, связанного со шкалой, размеченной в градусах или условных знаках.


На рисунке выше показан пример биметаллического реле (клапана) для водяной системы отопления. В настоящем реле вместо штока или плунжера усилие передается на электрические контакты. Подобное устройство использовалось в старых электроутюгах, тепловых реле магнитных пускателей, и до сих пор используется (в нерегулируемом исполнении) для защиты электрочайников от включения без воды. Но не только. Ему находилось применение в промышленности. У лучших образцов достигалась хорошая точность, но за счет усложнения и высокой цены.

Для чего нужен терморегулятор на батарею отопления, как он устроен, как им пользоваться и как самому смонтировать – обо всем этом мы расскажем в


В биметаллических реле, чтобы управлять уставкой и гистерезисом одновременно, часто применялось сразу два реле, перекидные контакты которых соединялись в соответствии с требуемой логикой. Такое реле показано на рисунке выше. На нем видна одна из двух биметаллических пластин, которую для большей чувствительности свернули в спираль. Одна шкала использовалась для уставки включения, а другая — для уставки выключения и гистерезис выбирался произвольно.

Преимуществами биметаллических термореле является их дешевизна и надежность, а недостатками — чувствительность к толчкам и ударам, а также невысокая точность и невозможность использовать выносной датчик.

Реле с термосопротивлением

Термореле с сопротивлением использует зависимость электрического сопротивления проводника или полупроводника от окружающей температуры. Этот тип реле распространился в 1970-х годах в промышленности, когда стали использоваться операционные усилители. Датчик в таком реле можно выносить на достаточное расстояние, а сам датчик может иметь миниатюрные размеры.


В качестве датчика в промышленных термореле использовались стандартные медные или платиновые сопротивления, заключаемые в герметичный корпус из нержавеющей стали. Такие датчики взаимозаменяемы. В простых и дешевых моделях, в частности бытовых, где не требуется высокая точность и стабильность контроля, применяется термисторный датчик.

Обратите внимание! Термистор (полупроводниковый терморезистор) имеет хороший отклик на изменение температуры, но недостатком термистора является нелинейность зависимости сопротивления от температуры. Из-за этого, каждый прибор может работать только с одним типом датчика и даже одним экземпляром. При замене на однотипный может потребоваться повторная калибровка.


Электронная часть термостатов описываемого типа состоит из делителя напряжения, одним плечом которого используется термистор, а другим — сопротивление с малым температурным коэффициентом. Получаемый сигнал усиливается и управляет электромагнитным реле. Улучшенные схемы используют мостовое включение датчика, усилитель сигнала с моста и компаратор с регулируемым опорным (сравнивающим) напряжением. Уставка задается величиной опорного напряжения, а гистерезис — либо подбором усиления сигнала (в дешевых устройствах), либо применением двух компараторов.

Реле с термопарой

Этот тип устройств близок к предыдущему, работающему на термосопротивлениях. Разница состоит в том, что для регистрации температуры используется не изменение сопротивления датчика, а термо э.д.с. (электродвижущая сила). Э.д.с. возникает в сплаве (спае) двух изолированных проволок из разных металлов. Такие датчики имеют хорошие характеристики, но требуют компенсации для второго спая. Так как на практике его обычно нет, то эта компенсация создается искусственно, причем “холодный спай” считается имеющим температуру в 20 градусов Цельсия, стандартную нормальную (комнатную) температуру.

Примечание! “Холодный спай” назван так не за свою температуру, а за то, что он, в противоположность “горячему”, не участвует в измерениях.


Обратите внимание! Для приборов изготовленных в США для внутреннего рынка, нормальной температурой считается 27 градусов Цельсия.

Термопары стандартизованы и взаимозаменяемы, но только на оригинальный тип, на который настроен используемый прибор. Подключение термопар иногда может использовать три клеммы, к одной из которых подключается компенсирующий термистор. Это используется при повышенных требованиях к точности и малом рабочем диапазоне.

Обратите внимание! При подключении термопар требуется соблюдать правильную полярность. Это важно учитывать при ремонте после обрывов!

Реле с цифровым датчиком

Это самый современный тип термореле для диапазона температур от -50 до +100 градусов, то есть, близкого к сфере деятельности человека и окружающей среды.

В качестве датчика используется полупроводниковый кристалл большой интегральной схемы (меньше спичечной головки), содержащей полупроводниковый датчик и микропроцессор для обработки данных сигнала. Для связи с остальной частью реле используется три провода: земля, питание и однопроводный интерфейс.


Особенность таких датчиков — они могут соединяться параллельно “гирляндой”, до 64 датчика и работать независимо в одной сети на одной шине. Для работы с ними разработан специальный протокол: контроллер передает адрес датчика, вслед за чем получает от него ответ. Благодаря этому можно получать продвинутые устройства контроля температуры с гибкими конфигурациями и минимальным расходом проводов и кабелей.


На рисунке выше показана плата одноканального термореле с дисплеем. Три кнопки предназначены управления режимом работы. Одной кнопкой реле переводится в режим задания уставки, а две другие кнопки используются для “прокрутки” значений на дисплее. Затем устройство переходит в режим поддержания температуры. Это пример самого простого цифрового термореле для бюджетных применений.


Цифровое термореле не обязательно использует цифровые датчики температуры. Такое реле может быть изготовлено для аналоговых датчиков с оцифровкой входного сигнала в самом реле, но датчик будет выносным. В устройстве может быть расположен датчик, измеряющий его внутреннюю температуру.

Видео — Терморегуляторы с датчиком температуры воздуха

Реле на DIN-рейку

Модули, собираемые на DIN-рейку, теперь окончательно вытеснили старый щитовой монтаж оборудования в шкафах, очень неудобный для обслуживания и ремонта. Защелкивание на рейку занимает секунды. Провода прокладываются в кабельных лотках в пределах шкафа и зажимаются винтовыми клеммами в точках подключения при их полной доступности для монтажа и освещенности.

Таким способом собирается электротехническое оборудование промышленного, коммунального и бытового назначения. Не составляют исключение и термореле, которые тоже выпускают в корпусе под крепление на DIN-рейку.


При установке в шкаф или бокс исчезает необходимость портить стены и внешний вид помещений. Датчики реле выводятся в контролируемую зону, а сами реле стоят с остальным оборудованием в шкафу.

В исполнении для DIN-рейки выпускаются термореле большинства типов. Интернет-магазины предлагают потребителям большой выбор. Некоторые модели содержат интерфейс для подключения по кабелю, например, для устройства беспроводной связи, если есть необходимость управлять реле удаленно с мобильника или смартфона.

Термореле своими руками

Для тех, кто умеет мастерить: работать с паяльником, имеет достаточный минимум знаний в области электротехники, есть варианты самостоятельного изготовления термореле. Из имеющегося разнообразия лучше выбирать не архаичные схемы прошлых десятилетий, а вариант, близкий к современности. Легче найти современные комплектующие, надежные в работе и точнее старых. Электрические схемы также стали проще, благодаря высокой степени интеграции новых чипов. Вот вариант с полупроводниковым аналоговым датчиком:


Датчик U1 выпускается в корпусе TO-92 или TO-220. В первом случае он годится только для измерения температуры воздуха. Второй корпус подходит для крепления к металлическим пластинам, например, для измерения температуры батарей или труб. Переменный резистор R5 должен быть с линейной характеристикой, так как датчик LM35 сам имеет хорошую линейность. Компаратор U2 сравнивает образцовое напряжение с ползунка резистора R5 и от датчика.

Выходной сигнал компаратора усиливается по току транзистором T1 и дальше поступает на базу транзистора T2, ключа, который включает реле K1. Диод D1 обязательно должен быть использован, для защиты транзистора T2 от электрического пробоя при самоиндукции катушки реле. Контакты нагрузки должны быть рассчитаны на ток 2-5 А. Если мощность нагрузки больше 400-1000 Вт, что соответствует выбранному реле, то следует применять промежуточный магнитный пускатель или симистор.

Таблица 1. Замена транзисторов и диодов

BC549C КТ315В, КТ315Г
BD139 КТ815Б, КТ805Б
1N4002 КД105Б, КД212А

Датчик можно выносить за пределы платы устройства на расстояние 5-10 метров. Но в этом случае провод от вывода 2 должен быть в металлической оплетке (экранирован). Оплетка соединяется с выводом 3 (земля), а питание подается отдельным проводом. Резистор R1 и конденсатор C2 также требуется выносить вместе с датчиком и помещать в его собственный корпус. Устройство питается от источника напряжения постоянного тока 12 В.

Шкалу нужно отградуировать по показаниям образцового термометра, который поместите близко к датчику. Изменяя температуру, надо выждать 2-3 минуты, чтобы показания датчика и термометра уравнялись между собой.

Заключение

Термореле — терморегулятор, реле температуры, термостат, синонимы устройства. Развиваясь от простых электромеханических, с биметаллической пластиной или сильфоном, до современных цифровых устройств термореле претерпели большие улучшения показателей в сторону точности и надежности. При этом их цена остается невысокой, доступной для потребителей, а сами устройства — необходимыми для бытового кондиционирования, микроклимата, кухонной техники и тепличного хозяйства.

Перед приобретением термореле желательно ознакомиться с перечисленными здесь параметрами, чтобы выбрать подходящее устройство, а также учитывать особенности купленного прибора для надежной и долговечной работы. И еще надо помнить, что термореле – управляющий прибор, исправность которого влияет на другое оборудование или имущество, и оно должно быть всегда работоспособно и исправно.

Видео — Беспроводной термостат для котла отопления

2022 oxbi.ru. Фурни-Инфо - Информационный портал.