Скрытые параметры комнатных терморегуляторов

Контроль в помещениях

Типовая схема терморегулятора для погреба.

Приборы обозначаются латинскими буквами и цифрами. Например, LM135. Чтобы не ошибиться в выборе, запомните: 1 — применение в военной технике, 2 — применение в производственных аппаратах и устройствах, 3 — применение в бытовых приборах. Российским аналогом является обозначение транзисторов — 2Т (военный) и КТ (массовый). Принцип действия такого датчика таков: при повышении температуры увеличивается напряжение стабилизации, то есть это стабилитрон. Удостовериться в правильности выбора можно, почитав технические характеристики прибора. Точка калибровки указана в кельвинах. Температурная шкала указана в градусах по Цельсию.

Вспоминая школьный курс физики, переводите 0С= 0+273=273К. Рабочий диапазон датчика от -40 до 100°C. Если используется такой датчик, нет нужды в сомнительных опытах. Достаточно рассчитать напряжение на выходе стабилитрона, а затем это значение указать задающим на входе компаратора (сравнивающего устройства). Температурный сенсор LM335 стоит недорого — порядка 35-40 рублей. Взяв за основу этот термодатчик, нарисуйте схему терморегулятора для погреба.

Принципиальная электрическая схема терморегулятора.

На практике она дополнится выходным устройством для включения нагревателя, блоком питания и индикатором работы.

Следующий важный элемент — компаратор, например LM311. Он имеет два входа — прямой (2), обозначенный «+», и инверсный (3), обозначенный «-», и один выход. На схеме выход компаратора обозначен цифрой 7. Работает это устройство так: напряжение на входе 2 больше, чем на входе 3, на выходе получаем высокий уровень. Транзистор открылся, подключил нагрузку. Потенциометр, подключенный к прямому входу, устанавливает температуру — задает порог срабатывания компаратора. При обратной ситуации (напряжение на входе 2 меньше, чем на входе 3), на выходе уровень понижается. Повышается температура, срабатывает термореле, компаратор переходит на низкий уровень, транзистор закрывается, ТЭН выключается. Этот цикл повторяется беспрерывно.

Простой электронный терморегулятор своими руками. Предлагаю способ изготовления самодельного терморегулятора для поддержания комфортной температуры в помещении в холодное время. Термостат позволяет коммутировать мощность до 3,6 кВт. Самая важная часть любой радиолюбительской конструкции это корпус. Красивый и надежный корпус позволит обеспечить длительную жизнь любому самодельному устройству. В показанном ниже варианте терморегулятора применен удобный малогабаритный корпус и вся силовая электроника от продаваемого в магазинах электронного таймера. Самодельная электронная часть построена на микросхеме компараторе LM311.

Контроль в помещениях

Типовая схема терморегулятора для погреба.

Приборы обозначаются латинскими буквами и цифрами. Например, LM135. Чтобы не ошибиться в выборе, запомните: 1 — применение в военной технике, 2 — применение в производственных аппаратах и устройствах, 3 — применение в бытовых приборах. Российским аналогом является обозначение транзисторов — 2Т (военный) и КТ (массовый). Принцип действия такого датчика таков: при повышении температуры увеличивается напряжение стабилизации, то есть это стабилитрон. Удостовериться в правильности выбора можно, почитав технические характеристики прибора. Точка калибровки указана в кельвинах. Температурная шкала указана в градусах по Цельсию.

Вспоминая школьный курс физики, переводите 0С= 0+273=273К. Рабочий диапазон датчика от -40 до 100°C. Если используется такой датчик, нет нужды в сомнительных опытах. Достаточно рассчитать напряжение на выходе стабилитрона, а затем это значение указать задающим на входе компаратора (сравнивающего устройства). Температурный сенсор LM335 стоит недорого — порядка 35-40 рублей. Взяв за основу этот термодатчик, нарисуйте схему терморегулятора для погреба.

Принципиальная электрическая схема терморегулятора.

На практике она дополнится выходным устройством для включения нагревателя, блоком питания и индикатором работы.

Следующий важный элемент — компаратор, например LM311. Он имеет два входа — прямой (2), обозначенный «+», и инверсный (3), обозначенный «-», и один выход. На схеме выход компаратора обозначен цифрой 7. Работает это устройство так: напряжение на входе 2 больше, чем на входе 3, на выходе получаем высокий уровень. Транзистор открылся, подключил нагрузку. Потенциометр, подключенный к прямому входу, устанавливает температуру — задает порог срабатывания компаратора. При обратной ситуации (напряжение на входе 2 меньше, чем на входе 3), на выходе уровень понижается. Повышается температура, срабатывает термореле, компаратор переходит на низкий уровень, транзистор закрывается, ТЭН выключается. Этот цикл повторяется беспрерывно.

Привет всем любителям электронных самоделок. Недавно я по быстрому смастерил электронный терморегулятор своими руками, схема устройства очень проста. В качестве исполнительного устройства используется электромагнитное реле с мощными контактами, которые могут выдержать ток до 30 ампер. Поэтому рассматриваемая самоделка может использоваться для разных бытовых нужд.

По нижеприведенной схеме, терморегулятор можно использовать, например, для аквариума или для хранения овощей. Кому то он может пригодиться при использовании совместно с электрическим котлом, а кто-то его может приспособить и для холодильника.

Цифровой термометр и термостат

Отличительные Особенности:

• ±0.5°C точность с 0°C до 70°C
• 9-битовое разрешение, расширяемое до 12-битового
• 3 специальных логических выхода для термостатирования
• Настройки термостатирования энергонезависимые и программируются пользователем
• Автономное функционирование в режиме термостата
• Данные передаются через 3-проводный последовательный интерфейс
• Диапазон рабочего питающего напряжения от 2.7В до 5.5В
• 8-контактные PDIP или 208mil, 8-контактные SOIC корпуса

Назначение выводов:

Структура:

Описание

Микросхема DS1620 это термометр и термостат с цифровым вводом/выводом, обеспечивающий точность ±0.5°C. При использовании в качестве термометра, данные считываются через 3-проводную последовательную шину в дополнительном 9-битном коде с ценой младшего разряда ±0.5°C. Для приложений требующих более высокого разрешения, пользователь может прочитать дополнительные регистры и произвести простые арифметические действия, чтобы достичь более чем 12-битового разрешения (с ценой самого младшего разряда 0.0625°C).

При использовании в качестве термостата, микросхема DS1620 отличается наличием во внутренней энергонезависимой памяти (EEPROM) программируемых пользователем уставок по превышению температуры (TH) и по понижению температуры (TL). Три специальных логических выхода срабатывают, когда соответствующие уставки пересекаются. Один срабатывает, когда пересекается уставка TH, другой при пересечении TL, и третья срабатывает, когда TH достигнут, и выход будет оставаться активным до тех пор, пока температура не упадёт ниже TL (программируемый гистерезис). DS1620 может быть запрограммирован с этими уставками и использоваться в автономном приложении только как термостат до тех пор, пока не понадобится их перенастроить.

Микросхема DS1620 прелагается в 300mil, 8-контактном PDIP и 208mil, 8-контактном SOIC. Для приложений, которым не требуется точность ±0.5°C, доступна микросхема DS1720 с пониженной точностью ±2.5°C, более дешёвая полностью совместимая микросхема (только в корпусе SOIC).

Микросхема DS1620 поддерживается Демонстрационным набором DS1620k.

Документация:

Главная —
Микросхемы —
DOC —
ЖКИ —
Источники питания —
Электромеханика —
Интерфейсы —
Программы —
Применения —
Статьи

Устройство термостата

Конструкция термостатов всех видов и производителей имеет общую схему. Устройство содержит три основных блока: температурный датчик, настроечный блок, блок управления. Термочувствительный элемент устройства выполняет контроль уровня температуры окружающей среды.

В случае изменения температуры в ту или иную сторону фиксируются сенсором и передаются в виде электрических сигналов в блок управления, который преобразует сигнал по заданной программе и передаёт команды на устройства исполнения: электромагнитному реле, механическому клапану прибору, обрабатывающему сигнал.

Кратко о принципе работы

Для лучшего понимания принципа действия комнатных терморегуляторов сначала поясним алгоритм работы водогрейного котла в базовой комплектации:

1. Пользователь разжигает отопитель, с помощью кнопок или рукояток управления задает желаемую температуру теплоносителя.
2. Каждый аппарат оборудован погружным либо накладным датчиком, информирующим блок управления о степени нагрева воды. Когда температура теплоносителя достигает заданного порога, срабатывает газовый клапан и перекрывает подачу топлива к основной горелке. Циркуляционный насос продолжает «гонять» воду по системе.
3. После остывания теплоносителя до нижнего температурного предела подача газа возобновляется, горелка снова разжигается и подогревает воду.

Схема работы котла отопления с выносным термостатом – автоматика останавливает и запускает горелку в зависимости от температуры воздуха, а не теплоносителя

Без внешнего термодатчика отопитель «не видит» температуру воздуха в помещениях и тупо греет воду до указанного предела. Результат: в переходной осенне-весенний период наблюдается так называемое тактование — частый старт/стоп горелки (1 раз в 2—3 минуты), сокращающее ресурс агрегата в целом.

Теперь о главном. Выносной терморегулятор продлевает интервалы между включением/выключением газового котла, поскольку ориентируется на температуру воздуха, который остывает медленнее. Прибор включается в разрыв цепи электропитания газового клапана (на ТТ-котлах – турбины) и встроенного насоса.

Установка автоматического терморегулятора позволяет убить сразу трех зайцев:

• снизить потребление энергоносителей;
• сделать управление котлом более удобным;
• продлить срок службы источника тепла.

На блоке автоматики дровяного котла предусмотрен разъем для подключения термостата

Когда комната прогревается до указанной температуры, термостат разрывает цепь, горелка и встроенный насос теплогенератора останавливаются. Запуск агрегата происходит после охлаждения воздуха на 1—2 градуса, что увеличивает длительность интервала между отключением и розжигом до 15—20 мин.

Отметим 2 значимых нюанса:

1. При использовании комнатного регулятора штатная функция старт / стоп по температуре воды в котловой рубашке продолжает действовать. Когда теплоноситель в котле нагреется до установленного предела, газогорелочное устройство отключится.
2. Если горелка гасится по команде внутреннего термодатчика, штатный циркуляционный насос продолжает работать. Когда срабатывает выносной термостат, останавливаются оба устройства – горелка и насосный агрегат.

Вот почему важно правильно настроить связку котел — внешний термостат. Это интересно: Печь на отработанном масле — изготовление устройства своими руками. Это интересно: Печь на отработанном масле — изготовление устройства своими руками

Это интересно: Печь на отработанном масле — изготовление устройства своими руками

Принцип работы терморегулятора

Терморегулятор — это устройство, способное реагировать на изменения температурного режима. По типу действия различают терморегуляторы триггерного типа, отключающие или включающие нагрев при достижении заданного предела, или устройства плавного действия с возможностью тонкой и точной настройки, способные контролировать изменения температуры в диапазоне долей градуса.

Существуют две разновидности терморегуляторов:

1. Механический. Представляет собой устройство, использующее принцип расширения газов при изменении температуры, или биметаллические пластины, изменяющие свою форму от нагревания или охлаждения.
2. Электронный. Состоит из основного блока и датчика температуры, подающего сигналы об увеличении или понижении заданной температуры в системе. Используется в системах, требующих высокой чувствительности и тонкой регулировки.

Механические устройства не позволяют обеспечить высокой точности настройки. Они являются одновременно и датчиком температуры, и исполнительным органом, объединёнными в единый узел. Биметаллическая пластина, используемая в нагревательных устройствах, представляет собой термопару из двух металлов с разным коэффициентом теплового расширения.

Главное предназначение терморегулятора — автоматическое поддержание необходимой температуры

Нагреваясь, один из них становится больше другого, отчего пластина изгибается. Контакты, установленные на ней, размыкаются и прекращают нагрев. При охлаждении пластина возвращается в изначальную форму, контакты вновь замыкаются и нагрев возобновляется.

Камера с газовой смесью — чувствительный элемент термостата холодильника или отопительного терморегулятора. При изменениях температуры меняется объём газа, что вызывает перемещение поверхности мембраны, соединённой с рычагом контактной группы.

В терморегуляторе для отопления используется камера с газовой смесью, работающая по закону Гей-Люссака — при изменении температуры меняется объём газа

Механические термостаты надёжны и обеспечивают устойчивую работу, но настройка режима работы происходит с большой погрешностью, практически «на глазок». При необходимости тонкой настройки, обеспечивающей регулировку в пределах нескольких градусов (или ещё тоньше), используются электронные схемы. Датчиком температуры для них служит терморезистор, способный различить мельчайшие изменения режима нагрева в системе. Для электронных схем ситуация обратная — чувствительность датчика слишком высока и её искусственно загрубляют, доводя до пределов разумного. Принцип действия состоит в изменении сопротивления датчика, вызванном колебаниями температуры контролируемой среды. Схема реагирует на смену параметров сигнала и повышает/понижает нагрев в системе до получения другого сигнала. Возможности электронных блоков контроля намного выше и позволяют получить настройку температуры любой точности. Чувствительность таких термостатов даже избыточна, поскольку нагрев и охлаждение — процессы, обладающие высокой инерционностью, которые замедляют время реакции на смену команд.

Как работает

Принцип функционирования термостата достаточно прост, поэтому многие радиолюбители для оттачивания своего мастерства делают самодельные аппараты.

При этом можно использовать множество различных схем, хотя наиболее популярной является микросхема-компаратор.

Данный элемент имеет несколько входов, но всего один выход. Так, на первый выход поступает так называемое «Эталонное напряжение», имеющее значение установленной температуры. На второй же поступает напряжение уже непосредственно от термодатчика.

После этого, компаратор сравнивает эти оба значения. В случае, если напряжение с термодатчика имеет определенное отклонение от «эталонного», на выход посылается сигнал, который должен будет включить реле. После этого, подается напряжение на соответствующий нагревающий или охлаждающий аппарат.

Настройка комнатного термостата

Для настройки системы и подбора комфортной температуры выполните следующие действия:

1. Выставьте дистанционным регулятором максимальную температуру.
2. Запустите котел и выведите его в оптимальный режим работы, при котором агрегат достигает наибольшего КПД.
3. Когда во всех комнатах установится комфортное тепло, возьмите электронный термометр и замерьте температуру возле вашего регулятора.
4. Выберите измеренное значение на термостате в качестве порога отключения отопителя. В программатор заложите требуемые установки.

Разъясним цель перечисленных манипуляций. Из-за различных площадей и тепловых потерь температура в помещениях может отличаться на 1—3 градуса, поэтому лучше ориентироваться по степени нагрева воздуха около самого датчика.

Если в точке установки регулятора температура сильно отличается от остальных комнат, при настройке нужно делать поправку на величину этой разницы. В некоторых моделях, например, Baxi Magic Plus, предусмотрена функция подобной корректировки (называется – температурный сдвиг). Тогда остается лишь ввести в память прибора нужную величину, составляющую от 1 до 5 градусов.

Конструкционные особенности и принцип работы

Терморегулятор или термостат – это один из основных элементов, без которого невозможна нормальная работа холодильника. Он фиксирует показания датчиков температуры в холодильной и морозильной камере и подает сигнал на пусковое реле компрессора.

В соответствии с этими сигналами компрессор включается, если в камере недостаточно холодно, и выключается, когда температура достигает заданного уровня. Технически терморегулятор представляет собой реле, на одном конце которого имеется герметичная трубочка, заполненная фреоном.

С другой стороны установлены контакты, размыкание и соединение которых подает сигнал на компрессор. Конец трубочки с фреоном, ее еще называют капиллярной трубкой, фиксируется на испаритель.

Хладагент, помещенный внутри, чутко реагирует на нагрев и охлаждение. Когда температура снижается или повышается, внутри трубки изменяется уровень давления, в результате чего соединяются или размыкаются контакты реле.

Рекомендуем: Ремонт утюга своими руками: возможные поломки и их устранение

Движением контактов управляет небольшая пружинка. Она используется для установки уровня температуры, которая должна быть внутри холодильной камеры. К пружинке присоединена ручка регулировки температуры. При повороте этой ручки изменяется степень натяжения пружинки.

В результате для смыкания и размыкания контактов нужно приложить большее или меньшее усилие. Это влияет на уровень давления в капиллярной трубке, при котором контакты срабатывают.

Терморегулятор – это небольшое устройство, которое снабжено герметичной трубкой с датчиком, заполненным хладагентом. На основании изменений температуры испарителя реле включает или отключает компрессор

Так регулируется степень охлаждения воздуха в холодильнике. При использовании электронного регулятора этот процесс осуществляется несколько иначе, но принцип остается примерно таким же: нужный уровень температуры устанавливается на основании фактических показателей, которые фиксирует капиллярная трубка.

Но в подобных моделях используется электронный модуль управления, способный одновременно управлять данными с нескольких датчиков. Такой терморегулятор починить или заменить в домашних условиях возможно не всегда. Для обращения со сложной электроникой нужны знания и особое оборудование.

Обычно терморегулятор устанавливают внутри или снаружи холодильной камеры. Перед началом ремонта не помешает изучить устройство холодильника и техпаспорт прибора. Там может быть много полезной информации по устройству конкретной модели терморегулятора, а также о месте его расположения.

Обычно термореле находится рядом с ручкой для установки температурного режима. Внутреннее расположение характерно для относительно старых моделей. Внутри камеры элемент обычно заключен в пластиковый защитный корпус.

Ручка регулировки расположена прямо на нем. Для извлечения термореле нужно снять эту ручку и открутить крепежные винты, чтобы снять корпус.

У более современных моделей термореле размещают вне камеры, чтобы сэкономить драгоценные кубические сантиметры внутреннего пространства и не портить дизайн дополнительными элементами

Но искать терморегулятор нужно так же возле ручки управления, обычно под корпусом холодильника где-то вверху. Ручку точно так же снимают, отвинчивают крепеж и находят искомое за защитной панелью.

Как проверить новый термостат перед установкой

Температура жидкости в системе охлаждения авто колеблется в широких пределах. Для ограничения колебаний на автомобиле используется специальное механическое устройство – термостат. Элемент решает 2 задачи – обеспечивает быстрый выход мотора на рабочий режим и не допускает перегрева силового агрегата. Но рано или поздно деталь выходит из строя в результате износа, что чревато последствиями для двигателя. Чтобы своевременно уловить данный момент, нужно уметь проверить термостат, не снимая с машины. В случае обнаружения характерных признаков поломки его можно демонтировать и провести дополнительные испытания.

О принципе работы термостата

Деталь представляет собой термочувствительный элемент, открывающий заслонку при нагревании до определенной температуры (от 87 до 93 °С). Исполнительный механизм срабатывает от расширения рабочего тела – специальной жидкости, реагирующей на изменение температуры окружающей среды (в данном случае – антифриза).

Термостат с герметично закрывающейся заслонкой обычно помещен в собственный корпус и является отдельной деталью. Но существуют и бескорпусные изделия, устанавливаемые внутрь предусмотренного канала в двигателе. Алгоритм работы у всех моделей одинаков:

1. После запуска холодного мотора охлаждающая жидкость течет по малому кругу – через водяную рубашку силового агрегата и малый теплообменник печки. Проход к основному радиатору перекрыт заслонкой, благодаря чему прогрев двигателя ускоряется.
2. При достижении установленного порога температуры заслонка начинает открываться, пропуская часть антифриза охлаждаться в главном радиаторе.
3. Когда мотор прогревается до рабочей температуры (свыше 90 °С), проход открывается полностью и весь тосол движется по большому контуру циркуляции.

Первичные признаки неисправности термостата сводятся к двум симптомам: постоянное «кипение» либо невозможность прогреть силовой агрегат, особенно в зимний период.

Симптомы и причины неисправности

Существует 3 разновидности поломки термочувствительного элемента:

• проход тосола к основному радиатору не открывается при нагреве;
• заслонка заклинивает в полузакрытом положении;
• то же, в полностью открытом состоянии.

Примечание. Указанные неполадки возникают по двум причинам: естественный износ либо низкое качество охлаждающей жидкости, выделяющей налет на внутренних стенках труб и деталях системы. Аналогичный эффект дает заливка дистиллированной и простой воды.

В первом случае нагретый антифриз не может попасть в основной радиатор и охлаждается только в салонном отопителе. В результате двигатель начинает перегреваться, а жидкость – кипеть в расширительном бачке. Неисправность сопровождается выделением пара из клапана пробки, тихим шипением и критическими показаниями термометра на панели приборов.

Сложнее всего определить неисправность термостата, когда заслонка частично открылась и заклинила в таком положении. Холодный двигатель прогревается вяло, а в рабочем режиме часто включается электрический вентилятор, принудительно охлаждающий радиатор. Неполадка четко определяется в период летней жары, когда половина тосола циркулирует по малому контуру. Электровентилятор практически не выключается, хотя перегрева не наблюдается.

Важно! Идентичные признаки с повышением температуры могут быть вызваны и другой причиной – образованием воздушной пробки в системе охлаждения автомобиля. Поэтому термостат нужно тщательно проверить перед заменой

В третьем случае мотор нагревается до рабочей температуры только летом, поскольку антифриз постоянно движется по большому кругу и эффективно остужается радиатором. Зимой ездить невозможно – печка абсолютно не греет.

Способы проверки элемента

Самостоятельно проверить работу термостата можно прямо на автомобиле. В подавляющем большинстве случаев такая диагностика дает достоверный результат. Начинать проверку нужно при полностью остывшем моторе: завести его и периодически ощупывать нижнюю часть радиатора и патрубок, отходящий от него снизу обратно к двигателю.

Исправность термостата определяется по следующим признакам:

• на начальном этапе прогрева радиатор и подходящие к нему патрубки полностью холодные;
• при температуре антифриза 40–60 °С начинает прогреваться верхний подающий шланг, нижний остается холодным;
• когда тосол нагревается до 90–95 °С, горячим становится вся площадь теплообменника и нижний патрубок, что свидетельствует об открытии заслонки и движении жидкости по большому контуру.