Датчик температуры применяемые в котлах отопления

В частных домах основной источник тепла — отопительный котел. Для того чтобы контролировать процесс разогрева оборудования необходим датчик температуры для котла отопления. Именно от его нормальной работы во многом зависит как комфорт во всем доме, так и безопасность работы отопительного оборудования.

Устройство и принцип работы

Нагревательные котлы могут быть дополнены термодатчиками как внутреннего, так и наружного исполнения (выносные).

Встроенные отвечают за регулировку нагревательной установки в зависимости от температуры жидкости внутри системы отопления.

Внешние помогают откорректировать работу нагревательной установки в соответствии с показаниями или комнатной, или уличной температуры. Совместное использование пары таких датчиков дают возможность более точно отрегулировать работу котельной установки, а значит, есть экономия энергоресурсов при изменении погодных условий.

Работа приборов состоит из постоянного измерения процессов:

• сопротивление;
• давление;
• тепловое расширение.

Которые пребывают в прямой связи от температуры наполнителя отопительной системы.

Автоматические термостаты работают, согласно заложенной в них программе, управляя работой отопительных приборов.

Механические контроллеры при воздействии высоких температур способны изменять свою теплопроводность, замыкая/размыкая соединения соответствующих клапанов.

Все термодатчики помещены в специальный, небольших размеров, блок-корпус  с монтажом напрямую в конструкцию отопления.

Полученные результаты могут передаваться по беспроводному каналу связи, такому как WI-Fi, или передаваться по проводам.

Управляться термодатчиками могут как электрические, так и твердотопливные котлы.

Функция программирования с помощью теплового реле в паре с термодатчиками позволяют автоматизировать процедуру регулировки нагревательной системы. К тому же это дает возможность значительно снизить денежные траты на отопление.

Вообще вся конструкция может быть оснащена тремя устройствами слежения за температурой:

1. Комнатным.
2. Уличным.
3. Для водяных систем теплых полов.

Классификация видов термодатчиков

Для того чтобы правильно выбрать датчик температуры котла надо знать где она (температура) будет контролироваться:

• изнутри котельной установки;
• температура окружающего воздуха в комнатах;
• охлаждающей жидкости внутри самой конструкции отопления.

Правильное место установки измерителя влияет не только на эффективную работу котельного оборудования, но и на безопасность его использования.

Подразделяют два основных критерия, по которым правильно подбирается термодатчик:

1. Каким способом температура определяется.
2. Как датчик взаимодействует с термостатом.

Виды датчиков по способу определения температуры

Способов измерения температуры несколько:

1. Дилатометрический. Находится в прямой зависимости от состояния биметаллической пластины большим коэффициентом теплового расширения, которая может расширяться под влиянием тепла. Повышают чувствительность датчика специально размещенные внутри магниты.
2. Термоэлектрический. Состоит из пары разнородных проводников, которые при тепловом расширении способны выдавать термо-ЭДС. Отличается повышенной точностью за счет того что протяженность и сечение кабелей не оказывают существенного влияния на результат измерений.
3. Манометрические. Измеряют, насколько изменяется состояние жидкостей или газов в некоем ограниченном объеме при нагревании.
4. Резистивные. Используются специальные сплавы с большим тепловым расширением. Они чутко реагируют на малейшие температурные изменения. Обычно представлены в виде катушки с омедненным проводом, помещенную в пластмассовый корпус.
5. Полупроводниковые. Существуют в двух вариантах:
   • нелинейные температурные термисторы с одновременным понижением сопротивления при нагревании;
   • позисторы с нелинейной зависимостью, которая выражается в повышении коэффициента сопротивления при нагреве.

Виды контактных датчиков

Температурный специальный датчик для котла может подключаться к оборудованию двумя способами:

• с помощью проводов, по которым температурные данные передаются на управляющий контроллер;
• по беспроводной технологии. Работают на выделенной радиочастоте.

Но следует учесть, что миниатюрных беспроводных девайсов, для систем отопления, не бывает. Для питания устройства, считывания информации и одновременной передачи сигнала — необходим управляющий контроллер. Поэтому, именно беспроводной, может быть только термостат в паре с комнатным датчиком. А сам термодатчик для котельного оборудования небольших размеров.

Места размещения

Естественно датчик нужно разместить в зоне влияния отопителя. Поэтому их различают и по способу размещения:

• накладные — устанавливают с плотным контактом непосредственно на нагреваемой поверхности;
• погружные — размещаются внутри теплоносителя;
• комнатные — контролируется температура в помещении;
• наружные — измеряется состояние внешней среды за пределами дома. Обладают влагозащищенным корпусом.

Датчик управляет котлом

Для того чтобы полнее обеспечить комфортное проживание в доме с минимумом затрат тепловой энергии используются различные устройства. Такой датчик температуры на газовый котел позволяет его запрограммировать на разные режимы работы. Пользователю остается задать нужные параметры.

Механические термостаты

Эти модели — наиболее простые. Без обширного функционала. Работают за счет применения мембранных датчиков расположенных в герметичной капсуле заполненной жидкостью. При нагревании жидкость расширяется и при определенной температуре оказывает давление на мембрану и терморегулятор дает понять отопительному котлу, что можно снизить/повысить мощность.

Механические устройства снабжены выражающимся диском выбора температуры. Из-за своей погрешности в 3–4° и проводного способа подключения эти регуляторы недорогие.

Электромеханические

Немного улучшенная версия предыдущего регулятора температуры — электромеханические приборы.

По принципу регулирования температуры похожи на механику, но принцип срабатывания немного отличается. В конструкции применены термочувствительные металлы. При изменении нагрева создается микро-разряд или меняется сопротивление.

Есть модели с небольшим дисплеем для контроля нагревания и возможностью регулировок с уменьшенным шагом. Эти изменения отразились на небольшом повышении точности девайса и на его цене — стал дороже механики.

Электронные

Более точные электронные модели наиболее популярны. Это уже более современные терморегуляторы. Отличаются многофункциональностью и удобством в использовании.

1. Могут применяться совместно с датчиками температуры теплых полов.
2. Возможность программирования.
3. Есть защита от перегрева и замерзания.
4. Предупреждают об остановке работы циркуляционного насоса.
5. Погрешность измерения в пределах 0.5–0.7 °С.

Более продвинутые версии, снабжены встроенным Wi-Fi для беспроводного соединения с бойлером. Такой беспроводной комнатный датчик, несмотря на высокую цену, имеет небольшой срок самоокупаемости при правильной эксплуатации.

Как выбрать выносной термодатчик

На что обратить внимание при покупке термодатчика? Есть несколько параметров:

• измеритель температуры нужен предельной чувствительности и с большим диапазоном измеряемых температур. Чтобы быстро реагировал на перемену в нагреве;
• тип датчика — погружной или наружный. Есть ли место для монтажа. Он должен соответствовать габаритам водонагревателя;
• параметры термодатчика. Есть ли необходимость в дополнительном напряжении. С какой скоростью сигнал передается и с какой погрешностью. Возможность работы в нужных условиях;
• срок службы, периодичность обслуживания, надобность в дополнительных калибровках;
• уровень выходного сигнала;
• допустимая сила тока, сопротивления и так далее;

При походе в магазин за новым девайсом лучше взять с собой технический паспорт на нагревательную установку.

В паре с термостатом

Посмотрите, как датчики температуры будут работать с котлом — с поддержкой термостата или напрямую.

У многих современных термостатов есть возможность подстроить управление отоплением в зависимости от погоды. В этом случае мощность отопительной установки можно корректировать автоматически, если термостат работает в паре с уличным температурным датчиком.

Уличный термостат — единая конструкция, состоящая из самого датчика и длинного (2–6 метров) провода для присоединения к термостату.

Необходимо учитывать:

• в каком температурном диапазоне датчик на газовый котел сможет работать;
• уровень влагозащиты;
• величина погрешности измерений воздуха в помещении. Допустимая ± 1 °С. Хорошая ± 0.5 °С;
• длина соединительного кабеля. Из коробки провод длиной до 6 метров с присоединённым термодатчиком.

Прямое подключение к котлу

Как правило, те котлы, которые приобретены, уже оснащаются измерителями температуры и разработаны они тем же поставщиком. Если есть желание установить удаленное управление бойлером с помощью контроллера нужен кабель (как правило, двухжильный). Но докупать его нужно самостоятельно. Сечение провода и сопротивление можно узнать из инструкции к датчику.

Подключают, как правило, к термостату. При автоматизированном управлении работой котельного оборудования подключение производят к контроллеру, который выводит котел на рабочие режимы.

В любом варианте подключение строго регламентировано, согласно прилагаемой инструкции.

Дополнительные приборы контроля, если они необходимы, может порекомендовать производитель котельного аппарата. Так можно гарантировать совместимость девайсов и их корректную работу.

Если на момент покупки рекомендованный заводом датчик на газовый котел отсутствует, нужно его заменить сертифицированными аналогами.

Уличное подключение датчика

Датчик уличной температуры для котельного оборудования монтируют на наружную сторону стены строения с обязательным соблюдением таких условий как:

• термодатчик не должен напрямую нагреваться солнцем;
• стенка здания помещения не должна быть обшита металлом;
• исключить прокладку кабельных линий в местах, где есть вероятность попадания дождевых осадков;
• исключить контакт с химическими веществами, которые могут нарушить изоляцию;
• предельная высота размещения термодатчика — 2/3 высоты дома;
• исключить влияние посторонних факторов, которые могут повлиять на внешний датчик температуры.
• защитить провод дополнительной гофрированной трубкой;

Подключается выносной термодатчик с соблюдением полярности, когда на котел не подается электропитание. Основное условие — кабель сечением 0.5 мм² должен быть цельный, и длина не должна превышать 30 метров. Места присоединения кабеля к котлу и измерителю обязательно заизолировать и герметизировать.

После подключения проверяется качество монтажных работ и настраивается термостат. При дополнительном осмотре могут быть выявлены ошибки. В этом случае требуется полная переделка. Неправильный монтаж уличного датчика может привести или к выходу котельного оборудования из строя или плохому прогреву помещений.

Подключение датчика внутри здания

Комнатный датчик температуры для газового котла устанавливается изнутри помещения на внешней стенке, не нарушая следующих условий:

1. Исключить нахождение вблизи устройства обогревателей или кондиционеров.
2. Свободный доступ к внутреннему пространству. Исключить все предметы интерьера, заслоняющие комнатный датчик.
3. Допустимая высота 1.2–1.5 метра от пола.
4. Не должно быть рядом проложенной электропроводки.

Способ подключения устройства к котельному оборудованию аналогичен внешнему термодатчику.

Подключение термодатчика для газового котла

Датчик температуры для газового котла необходимо установить на сам контроллер. Как вариант, допускается монтаж на газовый клапан.

Последовательность действий при самостоятельном подключении:

1. В инструкции к газовому котлу обязательно должна быть приложена схема. В ней есть сам котел отопления и место подключения прибора, его маркировка и расположение контактов.
2. Теперь на самом газовом нагревателе необходимо снять переднюю панель. Она перекрывает доступ к плате и контактам.
3. Надо извлечь заводскую перемычку между клеммами.
4. К этим клеммам подсоединяйте провода от контактов датчика. Полярность проводов значения не имеет.
5. Если устанавливается беспроводной термодатчик температуры воздуха к релейному блоку — подключить трехжильный провод с заземлением на 220 В.

Если есть сомнения в правильности установки, рекомендуется снова обратиться к инструкции к газовому котлу.

Особенности эксплуатации и техники безопасности

Термодатчики помогают улучшить микроклимат, но их нормальная работа зависит от выполнения простых правил:

• сам элемент, измеряющий температуры в помещении, необходимо максимально погружать в ту среду, где требуется улучшить теплообмен;
• правильная и долговечная служба детектора комнатной температуры зависит от своевременного осмотра и калибровки в полном соответствии с советами от производителей;
• исключить негативное воздействие внешних факторов, которые могут повлиять на точность замеров температуры для котлов;
• недопустима эксплуатация электрических датчиков с поврежденной изоляцией;
• категорически запрещается самостоятельная разборка терморегулятора;
• все профилактические работы производятся при отключенном от сети 220В оборудовании.

Замена и подключение

Если терморегулятор сломался, то выяснить источник поломки совсем несложно и под силу владельцу отопительной установки:

1. Если вода не нагревается источник болезни кроется как в температурном датчике, так и в термостате. Поломку ТЭНа мы в данном случае не рассматриваем. Условно считаем, что он работает исправно.
2. Термодатчик снимается с бойлера и тестером в режиме «прозвонки» проверяют все провода на наличие обрыва.
3. Если при работающем термостате замеры температуры показывают нулевое значение — однозначно он неисправен. Самостоятельно его не починить, лучше купить новый и заменить.
4. Если терморегулятор в режиме «прозвонки» отзывается на бойлере необходимо установить минимальное значение температуры и вновь провести замеры.
5. Если он исправен то в режиме «нагрев» его контакты должны быть разомкнуты, а сопротивление на входе и выходе вырасти.

Замена термостата на аналогичный расписана подробно в инструкции к отопителю. Если точно такого в продаже нет, подыскивается аналогичный с соответствующими параметрами.

Заключение

Понятно, что тепло в доме можно выставить и в ручную, но согласитесь, удобнее когда весь процесс отопления происходит автоматически без вашего участия. Не малую роль здесь играют датчики измерения температуры, работающие в паре с авторегуляторами.

Достаточно один раз правильно настроить оборудование и заданный тепловой режим будет поддерживаться во всем доме сам собой. При этом достигается существенная экономия энергоресурсов.

Котел без управления терморегулятором расходует больше (на 25–30 %) энергии, чем бойлер, оснащённый автоматическим контролем температуры в помещении. Дополнительно повышается комфортность проживания в доме, долговечность труб увеличивается, а износ самого котла снижается. В конечном итоге все вложенные средства на автоматизацию процесса обогрева быстро окупятся.

Видео по теме