Что такое термостат: Термостаты. Что такое термостат и как он работает? Статья компании Элемаг

Термостаты. Что такое термостат и как он работает? Статья компании Элемаг

Термостаты

Вам слишком жарко? Тогда вам захочется охладиться. Вам слишком холодно? Значит нужно согреться. Наши тела — это удивительные саморегулирующиеся механизмы, которые могут постоянно приспосабливаться, чтобы поддерживать температуру в пределах 37 ° C. Но остальной мир не так устроен. Если мы хотим, чтобы в наших домах поддерживалась более или менее постоянная температура, мы должны постоянно включать и выключать обогреватели — или, в качестве альтернативы, полагаться на умные устройства, называемые термостатами, которые сделают эту работу за нас. Что они собой представляют и как работают? Заглянем внутрь!

 

На фото: простой механический термостат, устанавливаемый в шкафах управления и автоматики для контроля температуры нагрева воздуха от обогревателей ОША. На нем демонстрируется текущая температура  в градусах Цельсия. После того, как вы установили температуру, термостат должен включать и выключать обогрев по мере необходимости, чтобы поддерживать в шкафу нужную температуру.  На практике такой термостат не включается и не выключается при одной температуре, а переключается между небольшим диапазоном температур по обе стороны от установленного вами значения.

Что такое термостат?

Наверняка вы где-либо уже видели терморегулятор, размещенный на стене или бытовой технике для управления системой отопления . И  хотя на самом устройстве указывается температура, это не термометр . Это называется термостатом , современным словом на основе два древних греческих: термо- (значение тепла ) и Статос (что означает стоячие и связанный с такими словами , как стаз, статус — кво, и статическим электричеством, означающим оставаться таким же). Уже по названию мы можем сказать, что термостат — это то, что «сохраняет тепло одинаково»: когда температура контролируемого отопления или технологического процесса слишком низкая, термостат включает отопление, поэтому температура быстро повышается; как только температура достигает установленного нами уровня, термостат отключает нагрев. Для контроля охлаждения термостат работает аналогично: пока температура больше установленной, охладители работают, как только достигается граничное значение, они отключаются.

Давайте просто проясним разницу: термометр — это то, что измеряет температуру; термостат — это то, что пытается поддерживать температуру (поддерживать ее примерно такой же).

На фото: электронный  термостат STC-1000 с цифровым показанием температуры. Этот работает немного иначе, чем механический на верхнем фото. Дисплей является частью программатора. Данные о температуре поступают с термопары, которая постоянно измеряет температуру в контролируемой среде, а затем терморегулятор включает и выключает нагрев или охлаждение, чтобы поддерживать его в пределах 1 ° C от установленной вами температуры.

Как работают термостаты

Так как же работает термостат? Большинство вещей становятся больше при нагревании и меньше при остывании (заметным исключением является вода : она расширяется при нагревании и при замерзании).  Механические термостаты используют эту идею (которая называется тепловым расширением) для включения и выключения электрической цепи. В двух наиболее распространенных типах используются биметаллические ленты и газонаполненные сильфоны.

Биметаллические термостаты

Традиционный термостат состоит из двух частей, состоящих из разных металлов, скрепленных вместе, образуя так называемую биметаллическую полосу (или биметаллическую пластину). Пластина работает как мост в электрической цепи, подключенной к вашей системе нагрева. Обычно «мост не работает», пластина пропускает электричество по цепи, и нагрев включен. Когда пластина нагревается, один из металлов расширяется больше, чем другой, поэтому вся полоса очень немного изгибается. В конце концов, он так сильно изгибается, что разрывает цепь. «Мост установлен», мгновенно отключается электричество, отключается нагрев, и температура начинает снижаться.

Но что происходит потом? По мере охлаждения пластина тоже остывает и возвращается к своей первоначальной форме.  Рано или поздно он снова включается в цепь и снова заставляет электричество течь, и нагрев снова включается. Регулируя шкалу температуры, вы изменяете температуру, при которой контур включается и выключается. Поскольку металлической полосе требуется некоторое время для расширения и сжатия, нагрев не включается и выключается постоянно каждые несколько секунд, что было бы бессмысленно (и весьма раздражающе). К примеру, при отоплении дома, в зависимости от того, насколько хорошо изолирован ваш дом и насколько холодно на улице, может потребоваться час или больше, чтобы термостат снова включился после того, как он выключился. А встроенные терморегуляторы в обогревателях шкафов управления ОША, которые служат для поддержания температуры нагревателя в безопасном диапазоне, могут включаться чаще.

Как биметаллический термостат включается и выключается

1. Внешний диск позволяет установить температуру, при которой термостат включается и выключается.
2. Циферблат соединен цепью с датчиком температуры (биметаллическая полоса, показанная здесь красным и синим), который включает и выключает электрическую цепь путем изгиба.
3. Биметаллическая («двухметаллическая») пластина состоит из двух отдельных металлических полос, скрепленных между собой: кусок латуни (синий) прикручен к железному элементу (красный).
4. При нагревании железо расширяется меньше, чем латунь, поэтому биметаллическая полоса изгибается внутрь при повышении температуры.
5. Биметаллическая пластина образует часть электрической цепи (серый путь). Когда полоска остыла, она прямая, поэтому она действует как мост, по которому может течь электричество. Включен контур и нагрев. Когда полоса более горячая, она изгибается и разрывает цепь, поэтому электричество не может течь. Теперь цепь отключена.

Газонаполненный сильфон

Проблема с биметаллическими пластинами заключается в том, что они долго нагреваются или охлаждаются, поэтому они не быстро реагируют на изменения температуры.  Альтернативная конструкция термостата определяет изменения температуры быстрее с помощью пары металлических дисков с газонаполненным сильфоном между ними. Диски имеют большую площадь поверхности, поэтому они быстро реагируют на тепло, и они гофрированы (на них есть выступы), что делает их упругими и гибкими. Когда контролируемая среда нагревается, газ в сильфоне расширяется и раздвигает диски. Внутренний диск нажимает на микровыключатель в центре термостата, выключающий электрическую цепь (и нагрев). По мере охлаждения помещения газ в сильфоне сжимается, и металлические диски снова сжимаются. Внутренний диск отходит от микровыключателя, включение электрической цепи и повторное включение нагрева. Вы также можете найти термостаты с гофрированными сильфонами в других областях применения (например, в старых автомобилях), и вместо газа они иногда заполняются летучей (низкокипящей) жидкостью, такой как разбавленный спирт; точное химическое вещество внутри зависит от диапазона температур, в котором они должны работать.

Фото: термостат регулирует температуру с помощью пары металлических дисков, разделенных газонаполненными сильфонами, которые нажимают на микровыключатель. При повороте шкалы температуры диски перемещаются ближе или дальше от микровыключателя в центре. Это означает, что газовый сильфон должен более или менее расшириться, чтобы включить или выключить электричество, эффективно повышая температуру, при которой срабатывает переключатель (и комнатную температуру).

 

Восковые термостаты

Подводя итог тому, что мы уже определили, вы можете увидеть, что все механические термостаты (все неэлектронные) используют вещества, которые изменяют размер или форму с повышением температуры. Таким образом, битметаллические термостаты полагаются на расширение металлов по мере их нагрева, в то время как газовые сильфоны работают за счет расширения газов. Некоторые термостаты идут дальше и используют изменение состояния вещества с жидкости на газ. Восковые термостаты, вероятно, являются наиболее распространенным примером, и вы найдете их в домашних радиаторных клапанах, автомобильных двигателях и душевых смесителях. . Они используют маленькую пробку воска внутри запечатанной камеры. При изменении температуры воск плавится (меняет состояние с твердого на жидкое), сильно расширяется и выталкивает стержень из камеры, который включает или выключает что-то (управление системой охлаждения двигателя в автомобиле или регулирование смеси горячего и холодной воды в душе, чтобы тело не закипело, как омар). Восковые термостаты имеют тенденцию быть более надежными и долговечными в экстремальных условиях внутри двигателя автомобиля.

 

Фото1: Как работает восковой термостат. Воск (синий) находится внутри запечатанной камеры (серый), в которой находится металлическая игла (серебряная). При повышении температуры воск плавится, расширяется и выталкивает иглу из камеры (желтые стрелки). Поднимающаяся стрелка включает или выключает любое устройство, которым управляет термостат. Пружина (не показано) тянет весь механизм снова, когда температура падает. Фото2: вот внутренняя часть регулятора душа со смесителем, показывающая, как на самом деле выглядит восковой термостат.  Маленький черный цилиндр посередине — это восковой термостат, который перемещается внутрь и наружу, регулируя подачу горячей и холодной воды, поддерживая более или менее постоянную температуру смешанной воды (выходящей из душевой лейки). На этой фотографии показана пружина, которая отводит термостат назад, когда температура падает, а восковой термостат снова сжимается.

Термостатические радиаторные клапаны

На фото: этот термостатический клапан регулирует поток горячей воды через радиатор, предотвращая перегрев помещения. Если в комнате становится слишком жарко, срабатывает восковой термостат, который приводит в действие клапан, перекрывая поток воды через радиатор до тех пор, пока температура снова не упадет.

Температурные клапаны, установленные на радиаторах центрального отопления, обычно используют восковые термостаты. Когда радиаторы нагреваются до установленного вами уровня, восковые клапаны расширяются и уменьшают поток воды через радиатор, пока температура снова не упадет.  В сочетании с комнатными термостатами такие клапаны могут защитить ваш дом от перегрева — и это хороший способ как сэкономить энергию и деньги, так и внести свой вклад в борьбу с глобальным потеплением .

Цифровые электронные термостаты

Более современные цифровые терморегуляторы не имеют подвижных частей, измеряющих температуру, и вместо этого они опираются на данные электронных температурных датчиков сопротивления – термопар.

Электронные терморегуляторы имеют жидкокристаллический дисплей, на который выводится температура текущая и запрограммированные параметры. Некоторые из них имеют кнопки для настройки или же сенсорный экран.

Для управления нагревом и охлаждением в цифровых электронных терморегуляторах используется реле или полупроводник, к примеру, симистор. Датчики температуры (термопары) обычно идут в комплекте с цифровыми терморегуляторами.

Недорогим и в то же время достаточно качественным примером цифрового терморегулятора является популярный современный терморегулятор STC-1000. Он очень прост в настройке, имеет жк дисплей и 4 кнопки для программирования параметров. Данные температуры поступают от термопары, которая также входит в комплект.

Есть терморегуляторы, которые функционируют на основе не одного, а нескольких термодатчиков, анализируя показатели температуры с них. К примеру, если вам нужно контролировать температуру радиатора для отопления в комнате, один из термодатчиков может быть настроен на поддержание батареи на определенном уровне температуры, а второй на определенную температуру воздуха в самой комнате. Таким образом можно не допустить как перегрева батареи, так и оптимальной температуры воздуха.

На сайте компании Элемаг вы найдете большой выбор терморегуляторов как механического, так и цифрового типов. Для подбора наиболее подходящего термостата для вашей системы нагрева или охлаждения обращайтесь к нашим специалистам по телефону и получите бесплатную квалифицированную консультацию по данной теме.

Что такое термостат?

Термостат — это регулирующее устройство, срабатывающее при изменении температуры и отключающее/включающее подачу электричества на нагревательный элемент.

 

 

С нагревательным элементом соединяется стандартными разъемами, как «вилка с розеткой», напряжение на термостат подается через зажимные винтом клеммы.

 

Когда  датчик  термостата   регистрирует температуру ниже заданной, то термостат включает «нагрев» — подает напряжение сети на нагревательный элемент. Когда температура достигает заданной на термостате величины, термостат отключает «нагрев».

 

· Когда водонагреватель находится в рабочем режиме (контакты термостата перегрева замкнуты), циклы включения и выключения нагревательного элемента выполняются и контролируются регулировочным термостатом и зависят от температуры, выбранной пользователем . 

 

· Как видно из схемы, при несрабатывании регулировочного термостата (превышение допустимой температуры) термостат перегрева полностью отключает нагревательный элемент от электрической сети. Перезапускается вручную (нажатием на кнопку) .

 

СХЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

 

(1) Термостат перегрева    (2) Регулировочный термостат    (3) Индикаторная лампочка работы     (4) Нагревательный элемент   (5) «Заземление водонагревателя»

 

 

Также термостаты бывают не только штырьевые, как было описано выше, но и капиллярные.

 

Внутри медной колбы находится жидкость, при нагреве расширяется и по тонкой трубке (капилляру) передает усилие на мембрану, которая размыкает контакты и отключает нагрев. При остывании – контакты замыкаются и начинается нагрев заново.

 

Для регулировки температуры имеется ручка, при повороте которой изменяется порог включения – выключения контактов термостата (обычно температура регулировки находится в пределах 25-75 ºС)

 

 

Совместно с капиллярными термостатами используется термостат-термозащита, который служит для аварийного отключения ТЭНа, в случае, если регулируемый термостат не сработал и не отключил напряжение при достижении установленной температуры.

 

У «термозащиты» температура отключения питания не регулируется и устанавливается на заводе в пределах 85-105 ºС

 

Термостаты-термозащиты бывают 2-х видов – капиллярные и биметаллические в виде «таблетки», обычно с ручным возвратом в случае срабатывания (необходимо нажать на кнопку)

 

 

В бытовых приборах могут использоваться и другие виды термостатов как устройства регулировки температуры нагрева.

 

 

Как работает термостат

Скромный термостат центрального отопления для многих из нас представляет собой устройство, которое настраивается на одну температуру, и к которому редко прикасаются снова – до тех пор, пока комнатная температура устраивает всех в доме. Тем не менее, полезно знать, что делает ваш термостат, как он работает с вашим котлом и радиаторами, какие существуют различные типы и как вы можете сэкономить на счетах за отопление, просто внеся небольшие изменения в его настройки. Читайте дальше, чтобы узнать свой термостат немного лучше.

Ваш термостат является важным компонентом в работе вашей системы центрального отопления. Фактически, он управляет всей системой, считывая/измеряя температуру окружающей среды в вашем доме, а затем включая или выключая котел, чтобы поддерживать заданную вами температуру.

Как работает термостат

Например, это означает, что если вы установите термостат на 21ºC, а температура в вашем доме упадет ниже 21ºC, термостат включит отопление, чтобы нагреть его. Когда температура достигает 21ºC, термостат снова выключает нагрев, чтобы не тратить энергию впустую.

Два основных различных типа термостатов

Какой тип термостата у вас есть? Два основных типа термостатов:

• Традиционные аналоговые датчики температуры

В механическом термостате используются две металлические полоски, склеенные вместе в так называемую биметаллическую полоску в датчике термостата. Когда температура в доме повышается и понижается, два разных типа металла расширяются и сжимаются, и это включает и выключает электрическую цепь, подключенную к вашей системе отопления. Они менее точны, чем цифровой термостат — иногда температура может варьироваться на целых 5 градусов — но некоторые домовладельцы предпочитают их из-за их доступности и простоты использования.

• Более современные цифровые термостаты

Цифровые термостаты имеют гораздо более чувствительные электронные датчики, которые считывают температуру в помещениях и контролируют нагрев, чтобы поддерживать ее в пределах 1 градуса от выбранной вами настройки.

Вы также можете приобрести электромеханические термостаты, как механические, так и цифровые.

Для настройки вашего термостата полезно знать, какой у вас тип термостата и как они отправляют информацию на ваш котел. Например:

• Некоторые цифровые термостаты являются беспроводными и работают от батареек
• Механические и некоторые цифровые термостаты подключаются проводами к вашему котлу
• Программируемые термостаты могут включать отопление в определенное время дня в соответствии с вашим графиком

Что такое интеллектуальный термостат?

Цифровые термостаты включают в себя интеллектуальные термостаты, которыми управляет ваш смартфон, что позволяет вам регулировать температуру в вашем доме, где бы вы ни находились. Некоторые также могут использовать машинное обучение, чтобы адаптироваться к вашей повседневной жизни. Прочтите наше подробное руководство по умным термостатам, включая Google Nest, Ecobee и Hive.

Как настроить термостат

Всегда следуйте инструкциям или руководству, прилагаемым к новому термостату. Тем не менее, ниже приведены несколько полезных советов по настройке термостата:

• Установите новый термостат в той части дома, где воздух циркулирует довольно свободно — в прихожей будет безопаснее. Убедитесь, что это место не находится под постоянным солнечным светом и не находится за занавеской, иначе он не сможет точно определить температуру.
• Чтобы настроить его, установите термостат на самую низкую температуру, которую вы считаете комфортной. Для большинства людей это примерно от 18 до 21ºC. Помните, что каждый 1 ºC, на который вы повышаете температуру, добавляет около 3% к вашему счету за отопление.
• Не трогай этот циферблат! Вам может показаться заманчивым включить термостат в холодные дни, но не делайте этого. Термостат предназначен для того, чтобы ощущать более холодную погоду и соответствующим образом управлять нагревом. Он должен регулировать температуру окружающей среды до той, которую вы установили. Однако вы можете запрограммировать включение отопления на более раннее время, так как в холодный день для прогрева дома может потребоваться больше времени.
• С программируемым термостатом вы можете установить как температуру, так и время, чтобы вы могли контролировать температуру в разное время дня. Это означает, что вы можете экономить электроэнергию, когда находитесь на работе, но при этом успевать включать ее непосредственно перед возвращением домой.

Как проверить, работает ли мой термостат

1. Проверить, не разрядились ли батарейки

Большинство цифровых термостатов питаются от батареек (AA или AAA). Замените их свежим комплектом и проверьте еще раз.

2. Проверьте цепь питания

Если ваш термостат питается от электрической цепи, проверьте блок предохранителей или автоматические выключатели. Если они сработали, включите их снова и посмотрите, заработает ли ваш термостат. Если нет, возможно, вам придется вызвать электрика.

Очистка термостата

Пыль и грязь могут скапливаться внутри термостата, поэтому рекомендуется периодически его чистить:

1. Отключите питание цепи термостата, если она включена, или извлеките батарейки. .
2. Часто термостат можно открыть, а для его очистки может потребоваться отвинтить лицевую панель.
3. Аккуратно очистите его сухой чистой кистью или аналогичной мягкой щеткой. Сжатый воздух тоже работает.

Как работает радиаторный термостат?

Термостатический вентиль радиатора (TRV) представляет собой цилиндрический манометр, который находится на одной стороне радиатора в нижней части с номерами, обычно в диапазоне от 0 до 6. Эти TRV позволяют вам контролировать уставку каждого отдельного радиатора, который они у вас установлены. к. Это означает, например, что вы можете включить все свои радиаторы в доме, кроме тех, которые находятся в комнатах, которые редко используются, экономя энергию и деньги.

Как заменить термостат

Если вы хотите заменить аналоговый термостат цифровым или интеллектуальным термостатом, эта работа не для новичков. Это требует непревзойденной электробезопасности, поэтому никогда не пытайтесь заменить термостат, если вы не уверены, что знаете правила безопасного обращения с электричеством. Если вы хорошо разбираетесь в цепи, следуйте нашему подробному руководству «Как заменить термостат».

Нужен квалифицированный инженер?

Мы уже в пути. В HomeServe работают команды сертифицированных инженеров по газовой безопасности и специалистов по дому, которые могут выполнить разовый ремонт вашей системы электроснабжения, водопровода и отопления. Мы также являемся экспертами в установке котлов — мы можем установить их всего за 48 часов с момента покупки, если вы свяжетесь с нами сегодня.

Часто задаваемые вопросы

Как работает термостат в доме?

Бытовой термостат управляет всей вашей системой центрального отопления, считывая/определяя температуру окружающей среды в вашем доме, а затем включая или выключая котел, чтобы поддерживать заданную вами температуру.

Как работает термостат?

Аналоговый термостат содержит металлические полоски, которые расширяются и сжимаются и включают и выключают отопление. Цифровой термостат имеет более точный электронный датчик.

Вы включаете или опускаете термостат для охлаждения?

После установки термостата установите на нем самую низкую температуру, которую вы считаете комфортной. Для большинства людей это будет от 18 до 21ºC. Вам не нужно прикасаться к нему — это работа термостата, чтобы поддерживать температуру на выбранном вами уровне.

Как работает термостат в вашем доме?

Для многих людей термостат в их доме представляет собой устройство, настроенное на одну температуру, к которому редко прикасаются после того, как была найдена комфортная настройка комнатной температуры, которая подходит всем жильцам дома. Тем не менее, поскольку термостат является относительно простым устройством, которое однажды настроено и не обязательно нужно часто менять, это не означает, что вы не должны понимать, что он делает, как он работает и как, слегка изменив настройки и изменив настройки. изменения температуры могут обеспечить большую экономию энергии и, в свою очередь, большую разницу в ваших счетах за отопление дома.

Что такое термостат

Термостат – это домашнее устройство, которое подключается к системе центрального отопления и используется для контроля общей температуры системы путем контроля температуры окружающей среды в доме. Затем это устройство контроля температуры может включать или выключать систему центрального отопления в зависимости от температуры в доме и настройки термостата. Домашние термостаты можно разделить на два различных типа: аналоговые, механические термостаты (с циферблатом) и более современные эквивалентные цифровые термостаты. В дополнение к этому, некоторые старые термостаты могут быть электромеханическими термостатами, что означает, что они сочетают в себе как электронное управление, так и некоторый механический механизм для работы. Утилизация некоторых из этих старых термостатов может быть немного проблематичной, поскольку они иногда содержат ртуть. Honeywell — один из наиболее распространенных производителей термостатов, которые вы можете найти в своем доме.

Как управлять термостатом

Когда речь идет о более старой аналоговой конструкции, само устройство обычно имеет маркировку в градусах, и операция проста; просто поверните регулятор температуры, пока не будет достигнута желаемая температура. Цифровые термостаты, как правило, немного сложнее в эксплуатации, но в целом работа аналогична в том смысле, что нужно нажимать кнопки, которые могут увеличивать или уменьшать температуру до тех пор, пока не будет найдена правильная настройка. В конечном итоге датчик температуры на электронном термостате работает так же, как и на аналоговом устройстве. Как только он определяет правильный уровень температуры, термостат отключает нагрев. Обычно целью термостата является поддержание постоянной температуры в доме.

Очень современные термостаты могут быть даже так называемыми «умными термостатами», такими как Nest Learning Thermostat, который может, как следует из названия, «узнавать», какие настройки обычно используются в доме, и включать домашнее отопление и выключены в соответствии с этими шаблонами. Эти термостаты можно даже подключить к домашней интернет-сети через WIFI и управлять ими с помощью приложения для смартфона, планшета или компьютера в зависимости от конкретной системы. Для тех, кто предпочитает полностью контролировать температуру в своем доме, эти современные системы трудно превзойти.

Какую температуру выбрать?

Когда мы говорим о «правильной настройке», это может означать разные вещи для разных людей, поскольку все мы чувствуем себя комфортно при разной температуре. Некоторым из нас нравится очень жаркий дом, в то время как другим нравится сидеть в более прохладной среде.

Большинство людей устанавливают систему центрального отопления между 18 и 21 градусом. Особенно зимой пожилые люди могут захотеть установить отопление немного выше, чем это. Для большинства людей рекомендуется начинать с нижнего диапазона и работать оттуда. Причиной этого является экономия затрат на электроэнергию за счет более низкой настройки вашей системы. Даже изменение нагрева на один градус может сэкономить много денег в течение года, поэтому определенно выгодно установить его немного ниже. Для тех, кто хочет иметь немного больше контроля над отоплением на уровне комнаты, также может помочь установка термостатических радиаторных клапанов.

Распространенные ошибки при настройке термостата

Одна из самых больших ошибок, которую совершают люди с термостатом, это включение обогрева, когда на улице холодно или зимой. Термостат центрального отопления предназначен для поддержания стандартной температуры круглый год, независимо от погоды. Таким образом, установка более высокой температуры в холодное время сделает дом более теплым, но в конечном итоге в этом нет необходимости, если вы уже нашли правильный и комфортный температурный диапазон. Кроме того, отключать отопление летом также не нужно, так как система центрального отопления может приспособиться к более высокой температуре окружающей среды и действовать соответственно

Еще одна ошибка, которую допускают люди, заключается в слишком частом изменении элементов управления, например, переводе системы на низкий уровень, когда они отсутствуют (трата денег на обогрев дома, в котором никого нет), а также включение термостата для более быстрого нагрева дома, который не работает, так как термостат контролирует только общую температуру, а не скорость, с которой центральное отопление будет отдавать тепло и нагревать дом.