Термостаты регуляторы и контроллеры

Приступая к детальному рассмотрению устройств из класса управляющей автоматики, стоит сразу выяснить – почему их применение является не только удобным, но и очень выгодным с экономической точки зрения. Как известно, стандартная система отопления, в которой в качестве теплоносителя используется вода, состоит из нагревательного оборудования или узла подключения к централизованной сети, коммуникаций внутренней разводки и радиаторов. С целью регулирования количества тепла, поступающего от нее в помещения, зачастую, необходимо постоянно следить за работой котла, выключая и снова запуская его в работу, или регулярно открывать и прикрывать вентиля, расположенные на батареях. Во-первых – это крайне неудобно, а во-вторых инертность такой системы не дает возможности поддерживать желаемую температуру в помещениях на одном уровне в течение всего дня.

Например, если просто увеличить подачу топлива в теплогенератор, циркулирующая по отопительной сети жидкость будет нагреваться сильнее, а радиаторы начнут выделять больше тепла. Это приемлемо и добавляет комфорта в периоды продолжительных холодов, но ведь часто погода может меняться очень быстро, если, допустим, утренний холод и дождь сменяет дневное яркое солнце. При подобном резком потеплении в доме или квартире может стать весьма жарко, а сделать что-либо с уже сильно нагретым теплоносителем невозможно. Не говоря уже о том, что котел придется быстро отключать вручную. Единственный иной вариант – открыть окна, но столь расточительное использование энергии не приведет ни к чему, кроме значительного роста расходов на обогрев.

Для решения этой проблемы и были придуманы следующие классы устройств автоматического управления системами отопления:

• Термостаты – предназначены для поддержания заданных для помещений температурных режимов путем своевременных включений и отключений нагревательных устройств при приближении температурных показателей к граничным;
• Регуляторы – предназначены для контроля температуры в процессе работы отопительного оборудования путем влияния на их системы управления при помощи посылаемых электронных сигналов;
• Контроллеры – предназначены для отслеживания изменений параметров работы отопительных систем и выработки сигналов для управления ими путем задействования специальных алгоритмов и заранее заданных настроек.

Нужно отметить, что в настоящее время представленное выше разделение часто оказывается довольно условным, потому что все современные термостаты, регуляторы и контроллеры являются высокотехнологичными устройства, способными выполнять не только свои прямые функции, но и ряд дополнительных. Более того, производители часто обозначают весьма похожие устройства по-разному, как это часто бывает с термостатами и терморегуляторами. Так, если терморегулятор применяется для поддержания температуры на одном уровне и выступает в качестве самостоятельного устройства, его вполне можно называть термостатом. А если он является модульным элементом термостата, то считается просто его частью. То есть, слово «терморегулятор» может подразумевать отдельно взятый элемент, в то время как «термостат» – это самостоятельное устройство, в состав которого такой регулятор входит.

Проще говор, функция термостата – не управление, а поддержание температурного режима. А терморегулятор в качестве отдельного устройства может служить для изменения температуры согласно заданным параметрам. Что же касается контроллеров, то еще пару десятилетий назад они применялись, в основном, в тепловых пунктах и редко в котельных из-за крайне ограниченной функциональности. Она сводилась, например, к управлению одним клапаном или отдельным элементом сети. Но современные контроллеры для систем отопления имеют совсем иные возможности. Сейчас они позволяют создать почти любую схему управления теплотехническим оборудованием благодаря большим объемам программного обеспечения и высокой скорости обработки данных.

Ну а самые распространенные в бытовой сфере управляющие устройства для систем отопления состоят из следующих стандартных частей:

• Термочувствительного датчика, называемого элементом;
• Электромагнитного реле или механического клапана;
• Модуля управления;
• Блока настройки;
• Корпуса.

При этом, в наиболее простых моделях управляющий блок может отсутствовать, а само управление производится за счет механических процессов и изменения физических свойств термочувствительных элементов. Главных плюс таких устройств заключается в том, что им не требуется электропитание. Однако, обратной стороной энергонезависимости становятся более низкие – точность и эффективность работы таких приборов, по сравнению с их электронными аналогами. Ну а принцип функционирования любого стандартного терморегулятора довольно прост. Вначале при помощи блока его управления выставляется желаемая температура. Затем, после ее достижения срабатывает датчик, приводящий к отключению котла или перекрытию запорного клапана на трубе подачи теплоносителя. А после падения температуры воздуха в помещении снова происходит включение в работу теплогенератора или радиаторов.

Интересно, что самым простым термостатом считается запорная арматура с термодатчиком, установленная на трубопроводе у батареи. После достижения нужной температуры такой термостатический клапан закрывается, уменьшая поток теплоносителя. А после охлаждения комнатного воздуха до заданного предела он снова открывается, результатом чего становится увеличение объемов поступающей в радиатор теплой воды. Что касается более сложных и продвинутых моделей современных термостатов, то в их конструкциях присутствуют беспроводные датчики, блоки управления и дисплеи. А связь между такими отдельными элементами производится посредством радиоканала. Ценное достоинство подобных устройств заключается в отсутствии нуждающихся в прокладке кабелей, что способствует большей эстетичности размещения беспроводных терморегуляторов в интерьере помещений.

Немаловажно, что современные модули электронного управления позволяют задавать не один температурный показатель, а сразу несколько – для каждого времени суток отдельно. Более того, при наличии подобного блока можно установить снаружи здания уличный температурный датчик, привязав функционирование термостата к его данным, с целью более точного реагирования на перемены погоды. Несложно догадаться, что главное отличие между такими устройствами заключается как раз в термочувствительных датчиках. Одни из них монтируются на трубопроводы, другие внутрь них, а третьи располагаются на стенах. Соответственно, некоторые их таких датчиков рассчитаны на измерение температуры воздуха, а вторые – на измерение температуры теплоносителя. При этом, основная классификация термостатов подразумевает их разделение на 3 вида, в зависимости от принципов работы:

1) Механические термостаты – функционируют благодаря принципу изменения характеристик материала при изменении его температуры. Данные изделия являются простыми в исполнении, достаточно эффективными, полностью независимыми от электропитания, а в дополнение ко всему – еще и самыми недорогими. Термостаты механического типа предназначены для установки на трубах водяных систем отопления с целью регулировки потоков теплоносителя внутри них. Наиболее распространенным примером такого приспособления является устройство с игольчатым клапаном, выполняющим роль затвора, а также термоголовкой-сильфоном.

При этом, в качестве реагирующих на изменения температуры рабочих веществ в механических термостатах используются:

• Газы – которые расширяются при нагреве теплоносителя, что становится причиной их давления на штоки запорных клапанов регуляторов. В свою очередь, при снижении температуры они опять сжимаются, затворы возвращаются в прежнее положение, а нагретая вода снова начинает поступать в радиаторы отопления. Что приводит к их большему прогреву до определенной температуры, и весь процесс потом повторяется;
• Жидкости – которые также расширяется под воздействием горячего теплоносителя, параллельно оказывая влияние на запорные элементы термостатов. Впоследствии, при охлаждении, объем любой жидкости уменьшается, что позволяет связанному с ней затвору занять исходную позицию, а теплоносителю – снова беспрепятственно попадать внутрь батареи. И этот процесс также повторяется циклически и постоянно.

2) Электромеханические термостаты – функционируют благодаря тем же принципам, что и их более простые механические аналоги. В случае с любым из таких устройств, вся разница заключается только в том, что в качестве чувствительного к перепадам температуры элемента в нем применяется одна или две металлические пластины. Использование вместо газа и жидкости металлов позволяет устранить оба главных недостатка чисто механических регуляторов – слабую чувствительность и большие погрешности в работе. Немаловажно и то, что металлы не теряют своих характеристик с течением времени, а значит – позволяют такому термостату сохранять высокую точность на протяжении почти всего довольно длительного срока службы. При этом, электромеханические термостаты делятся на 2 типа:

• Регуляторы с датчиками из одной пластины, сделанной из одного металла – которая в процессе нагревания изгибается и замыкает электрический контакт, а при охлаждении возвращается в исходное положение и размыкает цепь. А через сам этот контур происходит подача сигналов на блок управления мощностью теплогенератора или на клапаны регулировки потоков теплоносителя, циркулирующего через радиаторы;
• Регуляторы с датчиками из двух пластин, сделанными из разных металлов – между которыми при высокой температуре возникают разные потенциалы, влияющие на электромагнитное реле, контакты которого то размыкаются, то смыкаются. Результатом этого становится запуск или выключение наддува воздуха в камеру сгорания котла. В таком случае термоэлемент монтируется прямо в топку твердотопливного нагревателя.

3) Электронные термостаты – функционируют благодаря наличию выносных термодатчиков, следящих за температурой в помещениях. Данный вид регуляторов является энергозависимым, оснащается полноценными управляющими блоками с дисплеями и стал обязательным для электрических котлов и аналогичных бойлеров. Без них эти нагреватели будут функционировать без остановок, постоянно грея теплоноситель или воздушные потоки слишком сильно. Поэтому, все современные электрокотлы и электробойлеры оснащаются электронными термостатами сразу в процессе производства. По своим возможностям некоторые виды таких устройств схожи со своими механическими аналогами, но сильно превосходить их в точности замеров температуры. При этом, каждый такой регулятор имеет 2 основных элемента:
Температурный датчик – постоянно измеряющий температуру в помещении и передающий эту информацию посредством аналогового или цифрового сигнала;
Микроконтроллер – контролирующий температуру и посылающий управляющие сигналы на уменьшение или увеличение подачи тепловой энергии в помещение.

Существует и вторая классификация термостатов, разделяющая их также на 3 вида, исходя из функциональных возможностей:

• Непрограммируемые термостаты – представляют собой устройства с цифровыми дисплеями и кнопками для установки необходимых температурных параметров. При этом, они не имеют широких функциональных возможностей;
• Программируемые термостаты – представляют собой устройства, сравнимые с миниатюрными компьютерами. Их применение позволяет задавать не только температуру, но и время включения, и даже планировать конкретные дни для работы;
• Беспроводные термостаты – представляют собой наиболее современные устройства, позволяющие осуществлять контроль температурных режимов на расстоянии. Для этого используются технолии Bluetooth, Wi-Fi и GSM-модули.

Последний фактор, то есть – набор функций конкретного терморегулятора, непосредственно связанный с его оснащением, как раз больше всего влияет на его стоимость.

Поскольку, как уже было ранее упомянуто, все подобные устройства выполняют весьма похожие функции, их плюсы и минусы тоже вполне можно описывать в комплексе, что сделано ниже, начиная с ценных преимуществ термостатов, регуляторов и контроллеров:

• Удобство использования – с таким оборудованием значительно упрощается управление радиаторами, отопительными контурами и теплогенераторами;
• Экономия энергоресурсов – достигаемая постоянно, благодаря выбору только оптимальных режимов работы систем обогрева в разное время суток;
• Повышение уровня комфорта – температура в помещениях всегда поддерживается на уровне, идеально соответствующем внешним погодным условиям;
• Уменьшение износа оборудования – которое сможет работать значительно дольше, если не будет постоянно эксплуатироваться с высокими нагрузками;
• Большой выбор моделей – начиная от простых механических вариантов с ручным управлением, и заканчивая автоматическими электронными модификациями;
• Широкие функциональные возможности – вплоть до управления индивидуальными пунктами централизованного теплоснабжения или децентрализованными системами;
• Простой монтаж – обусловленный небольшими габаритами таких изделий, и вообще занимающий минимум времени в случае с беспроводными моделями;
• Дистанционное управление – позволяющее задавать режимы работы продвинутых модификаций подобных устройств не только при помощи пульта, но и через смартфон;
• Быстрая окупаемость – как показывает практика, среднеценовые терморегуляторы часто возмещают затраченные на них финансы всего за один отопительный сезон.

Несмотря на практичность и функциональность, недостатки у термостатов, регуляторов и контроллеров тоже есть, и выражаются они в следующем:

• Особые требования к монтажу – при несоблюдении рекомендаций к размещению термодатчиков они начинают подавать неправильные сигналы;
• Замедление потока теплоносителя – свойственное терморегуляторам для батарей, которые уменьшают скорость движения жидкости даже будучи полностью открытыми;
• Относительно слабая чувствительность – свойственная газовым и жидкостным термостатам для батарей, работающих с немалыми погрешностями;
• Уменьшение точности настроек – еще один минус газовых регуляторов, точность работы которых со временем снижается из-за потерь качеств их наполнителями;
• Дороговизна некоторые моделей – самый современные и многофункциональные устройства такого типа обходятся совсем недешево.

Приступая к подбору оптимального терморегулятора, прежде всего, нужно оценить – на какой элемент системы отопления он будет в дальнейшем смонтирован. Вариантов подсоединения существует три – к котлу, к циркуляционному насосу и к подающему теплоноситель в радиатор трубопроводу. При этом, первые две из этих схем не ухудшают пропускную способность отопительных коммуникаций, поскольку в них не размещаются никакие запорные элементы, увеличивающие гидравлическое сопротивление систем. То есть, в этих случаях термостаты управляют работой только котлов или насосов, не соприкасаясь с жидкостью. Зато их размещение на радиаторах создает дополнительное гидравлическое сопротивление, которое иногда приходится дополнительно компенсировать.

Также, для того, чтобы правильно выбрать терморегулятор, необходимо принять во внимание и ряд других важных факторов:

• Вид имеющегося или приобретаемого котла;
• Схему разводки отопительной системы;
• Наличие свободного места;
• Требуемый функционал.

Интересно, что часто процесс подбора регулирующей автоматики значительно упрощается, благодаря производителям теплогенераторов. Дело в том, что многие современные котлы изначально конструируются с возможностью подключения к ним термостатов. Поэтому, компании-изготовители данного оборудования заботятся и о том, чтобы в инструкциях к их изделиям были прописаны все детали таких подсоединений. Соответственно, если принято решение – купить электронный термостат для котла, стоит отдать предпочтение модели, рекомендованной производителем конкретного теплогенератора. При этом, лучше всего, если регулятор влияет на работу непосредственно нагревательного прибора, а именно – подачу в него топлива. Так как это наиболее экономически эффективная схема подключения. В этом случае будет потребляться столько энергоносителей, сколько требуется для получения тепла.

Но, проблема в том, что термический регулятор такого типа можно поставить только на электрический или газовый котел. Если же здание обогревается твердотопливным теплогенератором, в паре с ним сможет функционировать термостат с механическим клапаном, монтируемый прямо на трубу с исходящим теплоносителем. К сожалению, точность регулирования такой системы всегда будет значительно ниже, чем когда автоматика меняет количество попадающих в котел энергоносителей. В свою очередь, терморегуляторы, устанавливаемые на радиаторы, предназначены для перекрытия подачи воды в тех случаях, когда температура у теплоносителя или в самом помещении становится слишком высокой. В таких случаях котел перестает работать немного позже – после того как у него внутри срабатывает свой температурный датчик, призванный предотвратить перегрев оборудования.

Выбирая управляющую автоматику для эффективного отопления дома или квартиры, нельзя забывать о том, что для самых простых и доступных термостатов на батарею характерны – относительно слабая чувствительность и значительные погрешности в регулировке. Зачастую, они срабатывают они только при повышении температуры на 2 °С и больше. Более того, при использовании газовых термостатов со временем наполнители их сильфонов теряет свои характеристики, что приводит к еще большему увеличению разницы между задаваемыми с их помощью температурными параметрами и реальными значениями температур в помещениях. Плюс ко всему, у таких устройств достаточно крупные размеры. При этом, большинство батарейных термостатов рассчитаны на измерение температуры воды в радиаторах, а не воздуха в помещении. Уже только поэтому точно отрегулировать их довольно сложно.

Именно из-за описанных выше факторов многие владельцы домов и квартир в настоящее время отдают предпочтение цифровым терморегуляторам – вершине развития данных приборов. Их главный плюс – возможность изменять теплоподачу по заранее заложенным алгоритмам. Также к ним можно подключить гораздо больше датчиков, расположенных как в помещениях, так и на улице. Более того, многие электронные термостаты могут дистанционно управляться через ИК-порты или GSM-модули. Что позволяет регулировать температуру не только с помощью пульта в помещении, но и из любой точки вне него. Например, задавать желаемое количество градусов, выходя с работы. Подобные функциональные электронные устройства, предназначенные для автоматической регулировки характеристик теплоносителя, являются обязательными элементами всех современных систем типа «умный дом».

Напоследок стоит отметить, что в идеале обвязку котла нужно выполнять сразу с учетом всех терморегулирующих и других подобных устройств. Только в этом случае они смогут работать максимально эффективно. Специалисты рекомендуют врезать термостаты в существующие отопительные коммуникации только в крайнем случае. При этом, нужно знать, что, если отопительная система является однотрубной, то при срабатывании термодатчика клапан перекроет сразу всю радиаторную ветку в нескольких помещениях. Поэтому, подключать термостат на входе радиатора нужно только через байпас. При срабатывании он сможет перенаправить поток теплоносителя в обход батареи. Так жидкость будет возвращаться обратно в котел не остывшей, а котлу, соответственно, придется нагревать ее меньше, экономя энергоресурсы.

Нельзя забывать и о том, что термодатчики будут работать корректно, только:

• На оптимальной высоте от пола в пределах 1,2 - 1,5 м;
• Не будучи закрытыми декоративными экранами или шторами;
• Находясь в местах, куда не проникают нагревающие прямые солнечные лучи;
• Будучи защищенными от сквозняков, мостиков холода и потоков тепла от радиаторов.

При несоблюдении этих условий датчики будут определять температуру неправильно, что негативно повлияет на общую эффективность работы отопительного оборудования.

Купить термостаты, регуляторы и контроллеры в Киеве, всех существующих модификаций от ведущих производителей, можно в профильном интернет-маркете Modernsys.com.ua. Вся представленная в нашем ассортименте продукция является исключительно оригинальной, а значит – качественной, что подтверждают предоставляемые на нее гарантии. В случае возникновения сложностей с выбором подобной управляющей автоматики, помочь нашим уважаемым клиентам в этих вопросах всегда готовы наши опытные менеджеры. Также они быстро организуют доставку заказанных изделий в любую точку нашей страны желаемыми логистическими компаниями. Термостаты, регуляторы и контроллеры, цена которых зависит от их вида, функциональности и бренда – это сочетание максимально простого управления теплогенераторами и теплосетями с постоянной экономией давно недешевых энергоресурсов.