Термостати регулятори та контролери

Приступаючи до детального розгляду пристроїв з класу автоматики, що управляє, варто відразу з'ясувати - чому їх застосування є не тільки зручним, але і дуже вигідним з економічної точки зору. Як відомо, стандартна система опалення, в якій як теплоносій використовується вода, складається з нагрівального обладнання або вузла підключення до централізованої мережі, комунікацій внутрішнього розведення та радіаторів. З метою регулювання кількості тепла, що надходить від неї в приміщення, часто необхідно постійно стежити за роботою котла, вимикаючи і знову запускаючи його в роботу, або регулярно відкривати і прикривати вентиля, розташовані на батареях. По-перше – це вкрай незручно, а по-друге, інертність такої системи не дає можливості підтримувати бажану температуру в приміщеннях на одному рівні протягом усього дня.

Наприклад, якщо просто збільшити подачу палива в теплогенератор, рідина, що циркулює по опалювальній мережі, буде нагріватися сильніше, а радіатори почнуть виділяти більше тепла. Це прийнятно і додає комфорту в періоди тривалих холодів, але часто погода може змінюватися дуже швидко, якщо, припустимо, ранковий холод і дощ змінює денне яскраве сонце. При подібному різкому потеплінні в будинку або квартирі може стати дуже спекотно, а зробити що-небудь із уже сильно нагрітим теплоносієм неможливо. Не кажучи вже про те, що котел доведеться швидко вимикати вручну. Єдиний інший варіант – відкрити вікна, але таке марнотратне використання енергії не приведе ні до чого, крім значного зростання витрат на обігрів.

Для вирішення цієї проблеми були придумані такі класи пристроїв автоматичного управління системами опалення:

• Термостати – призначені для підтримки заданих для приміщень температурних режимів шляхом своєчасних включень та відключень нагрівальних пристроїв при наближенні температурних показників до граничних;
• Регулятори – призначені для контролю температури в процесі роботи опалювального обладнання шляхом впливу на їх системи управління за допомогою електронних сигналів, що посилаються;
• Контролери – призначені для відстеження змін параметрів роботи опалювальних систем та вироблення сигналів для керування ними шляхом залучення спеціальних алгоритмів та заздалегідь заданих налаштувань.

Потрібно відзначити, що в даний час представлений вище поділ часто виявляється досить умовним, тому що всі сучасні термостати, регулятори та контролери є високотехнологічними пристроями, здатними виконувати не лише свої прямі функції, але й низку додаткових. Більш того, виробники часто позначають дуже схожі пристрої по-різному, як це часто буває з термостат і терморегуляторами. Так, якщо терморегулятор застосовується для підтримки температури на одному рівні і виступає як самостійний пристрій, його цілком можна називати термостатом. А якщо він є модульним елементом термостата, то вважається його частиною. Тобто слово «терморегулятор» може мати на увазі окремо взятий елемент, у той час як «термостат» – це самостійний пристрій, до складу якого такий регулятор входить.

Простіше говірка, функція термостата – не керування, а підтримка температурного режиму. А терморегулятор як окремий пристрій може служити для зміни температури згідно з заданими параметрами. Що ж до контролерів, то ще кілька десятиліть тому вони застосовувалися, в основному, в теплових пунктах і рідко в котельнях через вкрай обмежену функціональність. Вона зводилася, наприклад, до керування одним клапаном чи окремим елементом мережі. Але сучасні контролери для систем опалення мають зовсім інші можливості. Зараз вони дозволяють створити майже будь-яку схему керування теплотехнічним обладнанням завдяки великим обсягам програмного забезпечення та високій швидкості обробки даних.

Ну а найпоширеніші у побутовій сфері керуючі пристрої для систем опалення складаються з наступних стандартних елементів:

• Термочутливого датчика, що називається елементом;
• Електромагнітного реле або механічного клапана;
• Модуля управління;
• Блоку налаштування;
• Корпуси.

При цьому, у найпростіших моделях керуючий блок може бути відсутнім, а саме управління проводиться за рахунок механічних процесів та зміни фізичних властивостей термочутливих елементів. Головних плюс таких пристроїв полягає в тому, що їм не потрібне електроживлення. Однак, зворотною стороною енергонезалежності стають нижчі – точність та ефективність роботи таких приладів, порівняно з електронними аналогами. Ну, а принцип функціонування будь-якого стандартного терморегулятора досить простий. Спочатку за допомогою блоку управління виставляється бажана температура. Потім після її досягнення спрацьовує датчик, що призводить до відключення котла або перекриття запірного клапана на трубі подачі теплоносія. А після падіння температури повітря у приміщенні знову відбувається включення у роботу теплогенератора чи радіаторів.

Цікаво, що найпростішим термостатом вважається запірна арматура з термодатчиком, встановлена на трубопроводі у батареї. Після досягнення потрібної температури такий термостатичний клапан закривається, зменшуючи потік теплоносія. А після охолодження кімнатного повітря до заданої межі він знову відкривається, результатом чого стає збільшення обсягів теплої води, що надходить у радіатор. Що стосується складніших і просунутих моделей сучасних термостатів, то в їх конструкціях присутні бездротові датчики, блоки керування та дисплеї. А зв'язок між такими окремими елементами здійснюється за допомогою радіоканалу. Цінна гідність подібних пристроїв полягає у відсутності кабелів, що потребують прокладання, що сприяє більшій естетичності розміщення бездротових терморегуляторів в інтер'єрі приміщень.

Важливо, що сучасні модулі електронного управління дозволяють задавати не один температурний показник, а одразу кілька – для кожного часу доби окремо. Більше того, за наявності подібного блоку можна встановити зовні будівлі вуличний температурний датчик, прив'язавши функціонування термостата до даних, з метою більш точного реагування на зміни погоди. Неважко здогадатися, що головна відмінність між такими пристроями полягає якраз у термочутливих датчиках. Одні з них монтуються на трубопроводи, інші в них, а треті розташовуються на стінах. Відповідно, деякі з таких датчиків розраховані на вимірювання температури повітря, а другі – на вимірювання температури теплоносія. При цьому основна класифікація термостатів передбачає їх поділ на 3 види, залежно від принципів роботи:

1) Механічні термостати – функціонують завдяки принципу зміни характеристик матеріалу за зміни його температури. Дані вироби є простими у виконанні, досить ефективними, повністю незалежними від електроживлення, а на додаток до всього – ще й недорогими. Термостати механічного типу призначені для встановлення на трубах водяних систем опалення з метою регулювання потоків теплоносія усередині них. Найбільш поширеним прикладом такого пристрою є пристрій з голчастим клапаном, що виконує роль затвора, а також термоголовкою-сільфоном.

При цьому як реагують на зміни температури робочих речовин у механічних термостатах використовуються:

• Гази – які розширюються при нагріванні теплоносія, що спричиняє їх тиск на штоки запірних клапанів регуляторів. У свою чергу, при зниженні температури вони знову стискаються, затвори повертаються в колишнє положення, а нагріта вода знову починає надходити до радіаторів опалення. Що призводить до більшого прогріву до певної температури, і весь процес потім повторюється;
• Рідини – які також розширюються під впливом гарячого теплоносія, паралельно впливаючи на запірні елементи термостатів. Згодом, при охолодженні, об'єм будь-якої рідини зменшується, що дозволяє пов'язаному з нею затвору зайняти вихідну позицію, а теплоносія знову безперешкодно потрапляти всередину батареї. І цей процес також повторюється циклічно та постійно.

2) Електромеханічні термостати – функціонують завдяки тим самим принципам, як і їх простіші механічні аналоги. У випадку з будь-яким з таких пристроїв, вся різниця полягає тільки в тому, що як чутливий до перепадів температури елемент у ньому застосовується одна або дві металеві пластини. Використання замість газу та рідини металів дозволяє усунути обидва головні недоліки суто механічних регуляторів – слабку чутливість та великі похибки у роботі. Важливо й те, що метали не втрачають своїх характеристик з часом, а значить – дозволяють такому термостату зберігати високу точність протягом майже досить тривалого терміну служби. При цьому електромеханічні термостати поділяються на 2 типи:

• Регулятори з датчиками з однієї пластини, зробленої з одного металу – яка в процесі нагрівання згинається та замикає електричний контакт, а при охолодженні повертається у вихідне положення та розмикає ланцюг. А через сам цей контур відбувається подача сигналів на блок управління потужністю теплогенератора або клапани регулювання потоків теплоносія, що циркулює через радіатори;
• Регулятори з датчиками з двох пластин, виготовленими з різних металів – між якими при високій температурі виникають різні потенціали, що впливають на електромагнітне реле, контакти якого розмикаються, то замикаються. Результатом цього стає запуск або вимкнення наддування повітря в камеру згоряння котла. У такому випадку термоелемент монтується прямо в топку твердопаливного нагрівача.

3) Електронні термостати – функціонують завдяки наявності виносних термодатчиків, які стежать за температурою у приміщеннях. Даний вид регуляторів є енергозалежним, оснащується повноцінними керуючими блоками з дисплеями та став обов'язковим для електричних котлів та аналогічних бойлерів. Без них ці нагрівачі функціонуватимуть без зупинок, постійно гріючи теплоносій або повітряні потоки надто сильно. Тому всі сучасні електрокотли та електробойлери оснащуються електронними термостатами відразу в процесі виробництва. За своїми можливостями деякі види таких пристроїв схожі зі своїми механічними аналогами, але сильно перевершувати їх у точності вимірювання температури. При цьому кожен такий регулятор має 2 основні елементи:
Температурний датчик - постійно вимірює температуру в приміщенні і передає цю інформацію за допомогою аналогового або цифрового сигналу;
Мікроконтролер – що контролює температуру і посилає керуючі сигнали на зменшення або збільшення подачі теплової енергії до приміщення.

Існує і друга класифікація термостатів, що поділяє їх також на 3 види, виходячи з функціональних можливостей:

• Непрограмовані термостати – це пристрої з цифровими дисплеями та кнопками для встановлення необхідних температурних параметрів. При цьому вони не мають широких функціональних можливостей;
• Програмовані термостати – це пристрої, порівняні з мініатюрними комп'ютерами. Їх застосування дозволяє задавати як температуру, а й час включення, і навіть планувати конкретні дні до роботи;
• Бездротові термостати - являють собою найбільш сучасні пристрої, що дозволяють здійснювати контроль температурних режимів на відстані. Для цього використовуються технології Bluetooth, Wi-Fi та GSM-модулі.

Останній фактор, тобто набір функцій конкретного терморегулятора, безпосередньо пов'язаний з його оснащенням, якраз найбільше впливає на його вартість.

Оскільки, як вже було згадано раніше, всі подібні пристрої виконують дуже схожі функції, їх плюси і мінуси теж цілком можна описувати в комплексі, що зроблено нижче, починаючи з цінних переваг термостатів, регуляторів і контролерів:

• Зручність використання – з таким обладнанням значно спрощується керування радіаторами, опалювальними контурами та теплогенераторами;
• Економія енергоресурсів – досягається постійно, завдяки вибору лише оптимальних режимів роботи систем обігріву у різний час доби;
• Підвищення рівня комфорту – температура в приміщеннях завжди підтримується на рівні, що ідеально відповідає зовнішнім погодним умовам;
• Зменшення зносу обладнання – яке зможе працювати значно довше, якщо не постійно експлуатуватиметься з високими навантаженнями;
• Великий вибір моделей – починаючи від простих механічних варіантів із ручним керуванням, і закінчуючи автоматичними електронними модифікаціями;
• Широкі функціональні можливості – аж до керування індивідуальними пунктами централізованого теплопостачання або децентралізованими системами;
• Простий монтаж – обумовлений невеликими габаритами таких виробів, і взагалі займає мінімум часу у випадку з бездротовими моделями;
• Дистанційне керування – що дозволяє задавати режими роботи просунутих модифікацій подібних пристроїв не лише за допомогою пульта, а й через смартфон;
• Швидка окупність - як показує практика, середньоцінові терморегулятори часто відшкодовують витрачені на них фінанси лише за один опалювальний сезон.

Незважаючи на практичність та функціональність, недоліки у термостатів, регуляторів та контролерів теж є, і виражаються вони в наступному:

• Особливі вимоги до монтажу – у разі недотримання рекомендацій до розміщення термодатчиків вони починають подавати неправильні сигнали;
• Уповільнення потоку теплоносія – властиве терморегуляторам для батарей, які зменшують швидкість руху рідини, навіть будучи повністю відкритими;
• Відносно слабка чутливість – властива газовим та рідинним термостатам для батарей, що працюють із чималими похибками;
• Зменшення точності налаштувань – ще один мінус газових регуляторів, точність роботи яких з часом знижується через втрати якості їх наповнювачами;
• Дорожнеча деяких моделей – найсучасніші та багатофункціональні пристрої такого типу обходяться зовсім недешево.

Приступаючи до підбору оптимального терморегулятора, перш за все, потрібно оцінити – на який елемент системи опалення його буде надалі змонтовано. Варіантів під'єднання існує три - до котла, до циркуляційного насоса і до теплоносія, що подає в радіатор трубопроводу. При цьому перші дві з цих схем не погіршують пропускну здатність опалювальних комунікацій, оскільки в них не розміщуються ніякі запірні елементи, що збільшують гідравлічний опір систем. Тобто, у цих випадках термостати керують роботою лише котлів або насосів, не стикаючись з рідиною. Проте їх розміщення на радіаторах створює додатковий гідравлічний опір, який іноді доводиться додатково компенсувати.

Також, для того, щоб правильно вибрати терморегулятор, необхідно взяти до уваги і низку інших важливих факторів:

• Вид наявного або придбаного котла;
• Схему розведення опалювальної системи;
• Наявність вільного місця;
• Необхідний функціонал.

Цікаво, що часто процес підбору регулюючої автоматики значно спрощується завдяки виробникам теплогенераторів. Справа в тому, що багато сучасних казанів спочатку конструюються з можливістю підключення до них термостатів. Тому компанії-виробники даного обладнання дбають і про те, щоб в інструкціях до виробів були прописані всі деталі таких приєднань. Відповідно, якщо прийнято рішення купити електронний термостат для котла, варто віддати перевагу моделі, рекомендованої виробником конкретного теплогенератора. При цьому, найкраще, якщо регулятор впливає на роботу безпосередньо нагрівального приладу, а саме подачу в нього палива. Оскільки це найбільш економічно ефективна схема підключення. У цьому випадку споживатиметься стільки енергоносіїв, скільки потрібно для одержання тепла.

Але проблема в тому, що термічний регулятор такого типу можна поставити тільки на електричний або газовий котел. Якщо ж будівля обігрівається твердопаливним теплогенератором, у парі з ним зможе функціонувати термостат з механічним клапаном, що монтується прямо на трубу з теплоносієм, що виходить. На жаль, точність регулювання такої системи завжди буде значно нижчою, ніж коли автоматика змінює кількість енергоносіїв, що потрапляють у котел. У свою чергу терморегулятори, що встановлюються на радіатори, призначені для перекриття подачі води в тих випадках, коли температура у теплоносія або в самому приміщенні стає занадто високою. У таких випадках котел перестає працювати трохи пізніше – після того, як у нього всередині спрацьовує свій температурний датчик, покликаний запобігти перегріву обладнання.

Вибираючи автоматику, що управляє, для ефективного опалення будинку або квартири, не можна забувати про те, що для найпростіших і доступних термостатів на батарею характерні - відносно слабка чутливість і значні похибки в регулюванні. Найчастіше, вони спрацьовують тільки при підвищенні температури на 2 °С і більше. Більше того, при використанні газових термостатів з часом наповнювачі їх сильфонів втрачає свої характеристики, що призводить до ще більшого збільшення різниці між температурними параметрами, що задаються з їх допомогою, і реальними значеннями температур у приміщеннях. Плюс до всього, такі пристрої мають досить великі розміри. При цьому більшість батарейних термостатів розраховані на вимірювання температури води в радіаторах, а не повітря в приміщенні. Вже тільки тому точно врегулювати їх досить складно.

Саме через описані вище фактори багато власників будинків і квартир в даний час віддають перевагу цифровим терморегуляторам – вершині розвитку даних приладів. Їхній головний плюс – можливість змінювати теплоподачу за заздалегідь закладеними алгоритмами. Також до них можна підключити набагато більше датчиків, які розташовані як у приміщеннях, так і на вулиці. Більш того, багато електронних термостатів можуть дистанційно керуватися через ІЧ-порти або GSM-модулі. Що дозволяє регулювати температуру не тільки за допомогою пульта в приміщенні, але і з будь-якої точки поза ним. Наприклад, ставити бажану кількість градусів, виходячи з роботи. Подібні функціональні електронні пристрої призначені для автоматичного регулювання характеристик теплоносія є обов'язковими елементами всіх сучасних систем типу «розумний будинок».

Насамкінець варто відзначити, що в ідеалі обв'язку котла потрібно виконувати відразу з урахуванням всіх терморегулювальних та інших подібних пристроїв. Тільки у цьому випадку вони зможуть працювати максимально ефективно. Фахівці рекомендують врізати термостати у існуючі опалювальні комунікації лише у крайньому випадку. При цьому потрібно знати, що якщо опалювальна система є однотрубною, то при спрацюванні термодатчика клапан перекриє відразу всю радіаторну гілку в декількох приміщеннях. Тому підключати термостат на вході радіатора потрібно тільки через байпас. При спрацьовуванні він зможе перенаправити потік теплоносія в обхід батареї. Так рідина повертатиметься назад у котел не охолола, а котлу, відповідно, доведеться нагрівати її менше, заощаджуючи енергоресурси.

Не можна забувати і про те, що термодатчики працюватимуть коректно, тільки:

• на оптимальній висоті від підлоги в межах 1,2 - 1,5 м;
• Не будучи закритими декоративними екранами чи шторами;
• Перебуваючи в місцях, куди не проникають прямі сонячні промені, що нагрівають;
• Будучи захищеними від протягів, містків холоду та потоків тепла від радіаторів.

У разі недотримання цих умов датчики визначатимуть температуру неправильно, що негативно вплине на загальну ефективність роботи опалювального обладнання.

Купити термостати, регулятори та контролери у Києві, всіх існуючих модифікацій від провідних виробників, можна у профільному інтернет-маркеті Modernsys.com.ua. Вся представлена в нашому асортименті продукція є виключно оригінальною, а значить – якісною, що підтверджують гарантії, що надаються на неї. У разі виникнення складнощів з вибором подібної керуючої автоматики допомогти нашим шановним клієнтам у цих питаннях завжди готові наші досвідчені менеджери. Також вони швидко організують доставку замовлених виробів до будь-якої точки нашої країни бажаними логістичними компаніями. Термостати, регулятори та контролери, ціна яких залежить від їх виду, функціональності та бренду – це поєднання максимально простого керування теплогенераторами та тепломережами з постійною економією давно недешевих енергоресурсів.