Как работает термостат отопления?
Обычная отопительная система с водой в качестве теплоносителя состоит из нагревательного оборудования или узла подключения к централизованной сети, труб внутренней разводки и радиаторов.
Чтобы регулировать объемы поступающего от нее в комнаты тепла, приходится либо постоянно следить за котлом, либо регулярно прикрывать/открывать вентиля на батареях.
При этом инертность такой системы не позволяет поддерживать нужную температуру в течение всего дня на установленном уровне. Если больше в печь наложить дров или в котел подать газа, то теплоноситель в трубах нагреется сильнее, при этом тепла через радиаторы он также отдаст больше.
Без термостата в системе отключать его приходится вручную. Можно, конечно, открыть окна на проветривание и выпустить тепло, но тогда счета за горючее для домашней котельной точно разорят. Вывод напрашивается сам собой: термостат для отопления упрощает проживание, делает его максимально комфортным.
Термостат (терморегулятор) – это устройство для отслеживания температуры в отапливаемом помещении и увеличения/уменьшения подачи в него тепла
Состоит термостат для отопительной системы из:
- термочувствительного датчика (элемента);
- блока настройки;
- модуля управления;
- электромагнитного реле или механического клапана.
Таким термостатам электропитание не нужно. По эффективности и точности регулировки системы они уступают электронным приборам, но зато энергонезависимы. При проблемах с напряжением в сети они точно не перестанут работать.
Принцип работы терморегулятора выглядит следующим образом:
- С помощью блока управления выставляется нужная температура.
- При достижении требуемых параметров срабатывает датчик, что приводит к отключению котла либо перекрытию запорного клапана в трубах отопления.
- После падения температуры воздуха в комнате происходит обратное включение котельного оборудования или обогревателей.
Модуль электронного управления позволяет задавать не один показатель температуры, а сразу несколько для каждого времени суток отдельно. Плюс при наличии такого блока есть возможность установки дополнительного температурного датчика на улице и привязки функционирования термостата к данным с него.
В зависимости от вида устройства терморегулятор подключается непосредственно к котлу для регулировки его работы либо на входе в радиатор для контроля объемов подачи теплоносителя
Простейший термостат – это запорная арматура с термодатчиком, стоящая на трубе у батареи. При достижении нужной температуры термостатический клапан закрывается и уменьшает ток теплоносителя. А при охлаждении комнатного воздуха он вновь открывается, в результате чего объемы поступающего тепла увеличиваются.
Более сложные и продвинутые модели предполагают наличие беспроводных датчиков и блоков управления. Вся связь между отдельными элементами происходит через радиоканал. Провода в этом случае не прокладываются, что положительно сказывается на эстетической стороне размещения подобных терморегуляторов в помещении.
Функциональное назначение термостатов
В большинстве случаев при работе теплоснабжения наблюдается неравномерное распределение тепла в радиаторах и тубах. Это связано с его остыванием во время продвижения по транспортным магистралям. Для стабилизации и своевременной регулировки устанавливают комнатные термостаты для отопления.
Контроль степени нагрева радиатора. Регулируя приток горячей воды, изменяется температура на поверхности отопительного прибора;
Оптимизация затрат на нагрев теплоносителя. Накладной термостат для отопления снижает расходы на нагрев горячей воды, уменьшая разницу температуры теплоносителя между подающей и обратной трубами;
Автоматизация работы отопления. Практически все модели терморегулирующих устройств работают в автономном режиме
Важно изначально правильно установить исходные параметры функционирования.
Чем отличается термостат для котла отопления от аналогичной модели для радиатора или циркуляционного насоса? Прежде всего – скоростью срабатывания управляющего элемента и температурным режимом работы. Поэтому рекомендуется подбирать оптимальную модель для каждого компонента отопления. А для этого следует рассмотреть их типы и особенности конструкции.
Любой термостат для отопления дома имеет индивидуальные эксплуатационные параметры – особенность установки, степень регулирования температуры и т.д. Они должны соответствовать характеристикам отопительного элемента, на который будет установлен прибор.
Монтаж терморегулятора
Перед установкой терморегулятора нужно убедиться, что он совместим с системой отопления. Каждое устройство имеет свои коэффициенты пропускной способности клапана, обозначаемые Kv и Kvs.
Однотрубные системы рекомендуется оборудовать термостатами со значением Kv больше 1, а еще лучше – больше 1,5. Для двухтрубных больше подойдут регуляторы с Kv в диапазоне от 0,5 до 0,9%.
Последовательность работ
Последовательность монтажных работ выглядит следующим образом:
- после перекрытия подающего стояка из системы отопления сливают воду;
- на небольшом расстоянии от батареи отрезают горизонтальные трубные подводки;
- отсоединяют отрезанный участок трубопровода вместе с клапанами;
- если система однотрубная – приваривают байпас. Это перемычка, которая позволит циркулировать теплоносителю по контуру, когда клапаны перекрыты и доступа в батарею нет. В двухтрубных системах отопления термостат монтируют на подводящей верхней трубе, а вентиль – на нижней;
- с запорного крана и терморегулятора снимают хвостовики с гайками, после чего заворачивают их в пробки радиатора;
- трубную обвязку монтируют и устанавливают, а затем соединяют с горизонтальными подводящими трубами.
Нюансы расположения
Ось термоголовки всегда должна располагаться в горизонтальном положении, чтобы точность измерения температуры прибором была высокой.
В вертикальном положении датчик будет находиться в зоне действия восходящих и нисходящих тепловых потоков, из-за чего температурные показатели будут неверными.
Если ось штока монтирована вертикально, лучше использовать выносной электронный датчик с электрическим приводом или с радиопередачей сигнала.
Терморегуляторы, имеющие встроенный датчик, располагать нужно так, чтобы они находились на виду, но не попадали в область действия тепловых приборов. Также учтите, что тепло экранируется плотными занавесями. Оптимальная высота размещения термостата – не меньше 80 см от поверхности пола.
Разрешается монтаж терморегуляторов на биметаллические, стальные и алюминиевые батареи. Если корпус радиатора отлит из чугуна, из-за высокой инертности этого сплава устанавливать термостат не рекомендуется.
Преимущества
Терморегуляторы позволяют сократить расходы тепловой энергии на 10-20%. Те системы, которые имеют не только индивидуальные термостаты, но и дополнительно оборудованы регуляторами у источника отопления, экономят от 25-35% тепловой энергии.
Кроме того, в помещении постоянно поддерживается приятный микроклимат, особенно если для управления теплоносителем применяется автоматика.
Дополнительные плюсы
К другим преимуществам использования устройств для температурной регуляции относятся универсальность и высокая точность. Универсальность заключается в том, что термостаты подходят для установки в системах отопления любого типа.
Это оборудование применяется с газовыми, электрическими и твердотопливными котлами.
Высокая точность настройки проявляется в том, что даже механический прибор прекращает подачу нагретой воды в батарею в правильно рассчитанный момент, не говоря уже об устройствах с электронной начинкой.
Последние могут быть настроены таким образом, чтобы в определенные часы поддерживать конкретную, удобную температуру. Нередко электронный терморегулятор даже имеет функцию недельного программирования. К достоинствам относятся также следующие качества:
- долговечность – приборы изготавливаются из стали, устойчивой к коррозии. Особенно интересна техника российского производства, которая по гидравлическим и прочностным свойствам соответствует отечественным реалиям;
- широкий ассортимент марок и моделей – сегодня термостаты производятся многими компаниями и поставляются из-за рубежа. Высокая конкуренция позволяет снизить стоимость изделий.
Регуляторы в однотрубной и двухтрубной системах отопления
В домах со старой однотрубной системой батареи подключены последовательно. Это значит, что терморегулятор, приостановив подачу теплоносителя в один радиатор, фактически прекращает циркуляцию горячей воды по всей системе. Замена старых батарей на современные конвекторы должна сопровождаться установкой байпаса — трубы, соединяющей входной и выходной канал трубопровода.
Для такой системы выбирают терморегуляторы с большим внутренним диаметром, обладающие малым сопротивлением. Если не учесть этот момент, то весь теплоноситель пойдет через байпас, а батареи останутся холодными.
Что такое умный термостат
Для начала определимся, что же такое умный термостат. Это интеллектуальное устройство, оснащенное детекторами влажности, температуры, движения и освещения. Основываясь на их показаниях прибор способен успешно управлять отоплением, кондиционированием, осушителем/увлажнителем воздуха, тепловым насосом и вентиляцией. Относительно недавно появились самообучающиеся термостаты.
Они способны отслеживать действия владельца, выделять его предпочтения относительно микроклимата в комнатах и впоследствии поддерживать требуемые параметры без вмешательства человека. Как мы видим, умный термостат – сложное и дорогостоящее оборудование. Основным фактором успеха его установки считается наличие соответствующего количества исполнительных устройств, инсталлированных в квартиру.
Чем сложнее инженерные системы, тем выше целесообразность установки умного термостата. Иначе он не оправдает надежд владельца и его затрат. И еще один нюанс. Большинство термостатов предназначено для работы в автономных системах, то есть «напрямую» с отопительными приборами различных типов.
Для квартиры такое устройство не годится, его просто не к чему будет подключить. В таком случае нужно искать приборы, адаптированные к работе с централизованной системой отопление. Их не так много, но они есть.
Как выбрать терморегуляторы отопления?
Механический терморегулятор отопления
Чтобы как-то регулировать температуру теплоносителя внутри отопительной системы, были изобретены специальные приборы — терморегуляторы отопления. Сегодня производители предлагают три основных вида таких приборов, которые отличаются друг от друга внутренним сигналом. Именно от него они и работают. Эти сигналы могут исходить:
- От теплоносителя;
- От воздуха внутри помещения;
- От воздуха снаружи дома.
Первый вид термостатов относится к категории «устаревших». Их сегодня применяют редко как неэффективную модель, реагирующую только на температурные показания теплоносителя. А это не всегда эффективно и оправдано.
Здесь обычно используется погружной или накладной датчик, от которого и поступают сигналы. Такой способ регулирования температурного режима малоэкономичен. И все же такие термостаты еще присутствуют на рынке, а некоторые обыватели предпочитают их другим моделям, благодаря их невысокой цене.
Второй вид более прогрессивен, ведь он реагирует на температуру воздуха, а не на уровень нагревания самой системы отопления. Такой прибор устанавливается где-нибудь внутри помещения. Он связан с системой включения и выключения отопительного котла с помощью тонкого кабеля, который и передает сигнал. Это система контроля более эффективна и экономична.
Третий вариант считается самым современным. Датчик такого терморегулятора установлен на улице и сразу реагирует на изменения погодных условий. Это очень важный момент, который предопределяет возможность коррекции температурного режима в доме.
Если погода начинает меняться, это сразу же позволяет принять меры до того, как снизится температура внутри дома. Такая система хорошо экономит топливо, а это уже экономическая сторона вопроса, во многом определяющая выбор. Кстати, все три вида могут быть использованы в комплексе.
Существует еще одно разделение терморегуляторов — по способу получения сигнала и по конструктивным особенностям. Рассмотрим все виды.
Особенности настройки приборов
Градация, нанесённая на корпус регулировочной головки, облегчает настройку прибора
Откалиброванный регулятор показателей температуры, размещенный на радиаторе системы отопления, будет показывать корректные значения. Настройка осуществляется так:
- Корректировка для работы аппарата в конкретное время суток. Время выставляется посредством стрелок и клавиши ОК.
- Настройка даты. Выбирается день, год и месяц.
- Подтверждение изменений. На дисплее электронных устройств начинает мигать галочка – следует нажать кнопку ОК.
- Настройка меню. На дисплее загорится большая буква М. Ее нужно удерживать 3 сек до открытия меню. Затем требуется нажать центральную кнопку, зайти в настройки и сменить их.
Если не регулировать прибор, он будет работать по предустановленным программам.
Большинство квартир в России технически невозможно оборудовать таким счетчиком.
По закону их можно устанавливать только в квартирах с горизонтальной разводкой, когда внутрь заходит один стояк, от которого по кольцу запитываются все радиаторы. Именно на него и монтируется счетчик. Если же в квартиру заходит несколько стояков, а это наиболее распространенный вариант, придется ставить счетчик на каждый из них, что неоправданно дорого и запрещено.
Но даже если в квартире можно установить счетчик, это не значит, что можно платить по его показаниям. Закон предполагает несколько вариантов расчетов за тепло. Исходя из его положений, оплата по индивидуальному счетчику принимается только в том случае, если все квартиры в доме ими оборудованы. Если в одной или нескольких квартирах приборов учета нет, плата взимается по показаниям общедомового счетчика.
В этом случае общая сумма распределяется между квартирами пропорционально их площади. Таким образом, для того, чтобы получить реальную выгоду от установки умного термостата, придется поставить еще и индивидуальный прибор учета тепловой энергии. Причем не только в своей квартире, но и убедить сделать это весь дом. А сделать это будет непросто, ведь стоимость счетчика достаточно велика.
Кроме того, его установка осуществляется только при наличии разрешения от соответствующей организации. На практике процедура установки счетчика включает получение большого пакета разрешительных документов, среди которых проект подключения, технические условия его осуществления и многое другое. Помимо этого, нужно будет приобрести оборудование и определиться с компанией, которая будет его устанавливать. Все это достаточно хлопотно и затратно.
Термоклапан — строение, назначение, виды
Из каких материалов
Имеющиеся в продаже термостатические головки совместимы с клапанами стандартов RTD-N или RTD-G.
Выбор в пользу того, или иного стандарта зависит от особенностей отопительной системы здания, в частности — от диаметра трубы прямой подачи. Главное различие между указанными стандартами заключается в пропускной способности клапанов.
Для клапанов стандарта RTD-G и их прямых аналогов характерна повышенная пропускная способность, они рассчитаны для использования:
- с однотрубными отопительными системами;
- с двухтрубными системами с естественной циркуляцией (прежде всего актуально для частных домов);
- в многоэтажных зданиях.
Клапаны стандарта RTD-N (и аналоги) рассчитаны для использования в:
- зданиях, оборудованных отопительными системами с принудительной циркуляцией;
- многоэтажных зданиях с двухтрубными отопительными системами.
Электрические терморегуляторы
Данный вид нашел свое применение практически во всех типах отопительных сетей. Но используют его не для перекрытия подачи теплоносителя прямо в трубах, а как регулятор. Он воздействует, к примеру, на горелку котла или на циркуляционный насос, включая или выключая его. Это очень эффективный прибор, который не врезается в саму систему отопления, а подключается к оборудованию — как электрический элемент, способный разъединить электрическую схему.
Итак, необходимо подытожить все сказанное и определить, нужны ли термостаты или нет. В том, что они необходимы, сомнений нет. Именно с помощью данных приборов можно сэкономить на отоплении, которое в зимнее время съедает большую часть семейного бюджета.
На рынке сегодня можно найти аналоги, которые находятся в оптимальном соотношении цена-качество. Устанавливаются термостаты на несколько лет. Некоторые модели служат верой и правдой десятилетиями. То есть, вложения окупаются быстро.
Здесь важно правильно подойти к выбору того или иного вида. Но то, что терморегуляторы играют важную роль в жизнеобеспечении дома, никто уже не сомневается
Приплюсуем сюда комфортное состояние внутри помещений, которое во многом зависит от температурного режима.
И последнее. С каждым годом модели приборов усовершенствуются. Но не стоит гоняться за новинками, периодически меняя их. Старые модели соответствуют всем нормам и требованиям современности. Поверьте — они долго прослужат вам, не создавая лишних проблем.
Секреты подбора рабочего датчика
Наиболее распространенные терморегуляторы следующего вида:
- с термоэлементом внутри;
- программированные;
- с внешним температурным датчиком;
- противо вандальные;
- с внешним регулятором.
Но производить установку терморегулятора нельзя по вертикали, потому что исходящее от трубы корпуса, имеет сильное влияние на сильфон, поэтому не будет корректно работать устройство полностью.
Если же горизонтальный монтаж не будет возможным, то стоит поставить выносной датчик температуры, в котором есть особая трубка капиллярного типа.
Помимо вертикальных вариантов установки, имеются и другие причины для приобретения выносного датчика:
- радиаторы отопления и регуляторы температуры расположены за шторами;
- рядом с термоголовкой находится тепловой источник;
- батарея располагается под крупным подоконником.
Нередко в помещениях с высокими требованиями к интерьеру батареи прикрываются декоративными экранами. За счет этого внутренним терморегулятором регистрируется исключительно температура внутри кожуха. Доступ к регулированию термоголовки имеет закрытый вид. По этой причине надо останавливать свой выбор на регуляторе температуры выносного типа с термодатчиком.
Большинство термоголовок оснащены встроенными температурными датчиками, однако в некоторых случаях эксплуатация подобных моделей малоэффективна.
Использование выносного датчика, закрепляемого на отдалении от батарей, оконных проёмов и иных очагов температурных перепадов, требуется в случае, если:
- отсутствует возможность обеспечения постоянного притока воздуха к корпусу устройства: радиатор установлен в стенной нише, закрыт шторой или фальш-стеной, расстояние от верхней грани радиатора до подоконника составляет менее 100 мм;
- конвекционные потоки оказывают влияние на точность показаний встроенного датчика;
- на корпус устройства попадают прямые солнечные лучи;
- нет возможности устранить сквозняки, также пагубно влияющие на точность показаний встроенного датчика;
- горизонтальный монтаж термоголовки невозможен.
В большинстве случаев использование выносных датчиков необязательно, эксперты сходятся во мнении, что оптимальные показатели работы термостатических головок достигаются лишь при использовании подобных периферийных устройств.
Принцип работы терморегуляторов
Бесспорно, автоматический регулятор температуры отопления значительно упрощает жизнь владельцам. Но экономить тепловую энергию можно и без термостата, при том, что заниматься регулировкой радиаторов придется самостоятельно. В этом помогут обычный вентиль и дроссель, но по сравнению с терморегулятором использование данных приспособлений все же неудобно.
Термостат реагирует на колебания уличной температуры и регулирует подачу тепла.
Используя дроссель и вентиль придется несколько раз в день подстраивать все самостоятельно. Также теплоотдача будет несколько варьироваться в зависимости от колебаний температуры теплоносителя.
Термостат автоматически регулирует температуру помещений, увеличивая или уменьшая поток воды через батареи. Если жарко – расход воды снижается. В случае похолодания термостат приоткрывается. Сам принцип работы терморегулятора отопления зависит от конкретного вида регулировки.
Механический терморегулятор
Составными частями терморегулятора являются термическая головка и клапан. Термическая головка включает в себя регулятор, жидкостный элемент и привод. Иногда происходит замена жидкостного элемента упругим или газовым. Термоэлемент в форме цилиндра имеет гофрированные внутренние стенки, которые называют сильфоном. Сильфон содержит в себе рабочую среду, в которой происходит реакция на изменения температурных показателей.
Пропорционально с увеличением температуры помещения возрастает объем рабочей среды и сильфон растягивается. Далее сдвигается рабочий шток регулировки клапана, закрывая подачу теплоносителя. Если температура в доме падает, значит рабочая среда уменьшается в объеме и сильфон сжимается. Обратный ход штока способствует увеличенному поступлению теплоносителя к радиатору. Интересно, что механический регулятор температуры отопления, а точнее механизм растяжения и сужения, может выполнять растяжение до 1 миллиона раз.
Электронный терморегулятор
Терморегулятор с электронным управлением автоматически контролирует котел и остальные исполнительные механизмы, типа клапанов, насосов, смесителей и т.д. Пользователь сам может задать наиболее предпочтительный температурный микроклимат, а электронный терморегулятор поддерживает заданную температуру.
Стандартный электронный терморегулятор для отопления содержит термодатчик, что устанавливается в любом месте квартиры, но на удаленном расстоянии от отопительных приборов. Далее прибор считывает информацию в той части пространства, в которой он находится. Данные передаются и терморегулятор может управлять системой отопления дома.
Электронный программируемый терморегулятор для системы отопления делится на два вида: терморегулятор с открытой и закрытой логикой.
В закрытой логике изменять разрешается только некоторые параметры, открытая же предоставляет больше свободы: терморегуляторы легко программируются, также имеется огромный перечень функций и всевозможных настроек. Как ни странно, но большим спросом пользуются закрытые терморегуляторы. Это объясняется тем, что обычным жителям трудно разобраться в настройках и всяческих режимах, проще установить закрытый терморегулятор, который сделает все сам.
Установка термостатов
Многих волнует в каких именно комнатах ставить термостаты. Часто установку производят в спальне, но это нежелательно. Эффективнее производить установку в помещениях с перепадом температур, в комнатах с частым пребыванием людей (кухня, гостиная и т.д.). Для спальни вполне хватит обычного вентиля, регулирующего подачу тепла.
Установка термостата в двухэтажном доме обязательно происходит на втором этаже, откуда будет выполняться регулировка системы отопления частного дома. Объясняется это тем, что поток теплого воздуха направляется вверх, в следствие чего первый этаж остается прохладнее второго. Термостат с датчиком устанавливается в комнатах со свободной циркуляцией воздуха. Приспособление размещается в горизонтальном положении, только так датчик показывает достоверные данные. Как работает термостат для отопления мы уже писали здесь .
Правильный монтаж происходит при установке терморегулятора на входе в батарею. Клапан термостата на одном конце имеет наружную резьбу, на другом – внутреннюю. Диаметры бывают полудюймовые и четырехдюймовые. Термостат вкручивается в радиаторную пробку наружным концом подходящего диаметра.
Выбор терморегулятора
Перед покупкой изучают характеристики устройств разных видов, сравнивают их функциональные возможности. Терморегуляторы отопления выбирают с учетом критериев:
- Тип конструкции: механический, электронный, электромеханический.
- Соответствие размера трубы и клапана.
- Площадь сечения внутреннего просвета. В некоторых моделях значение данного параметра изначально небольшое. В результате регулировки площадь сечения дополнительно уменьшается. Это приводит к существенному охлаждению радиаторов. Такой регулятор для батареи лучше не применять, т. к. параметры воздуха в помещении будут сильно варьироваться.
- Расположение датчика температуры. Он может быть встроенным или вынесенным. В первом случае данные о температуре воздуха в помещении будут более точными, т. к. прибор находится на некотором удалении от радиатора, а значит, не подвергается прямому воздействию тепла. Вынесенный датчик приобретается, когда радиатор утоплен в нишу или находится вблизи от подоконника, при условии, что термостатический элемент располагается в вертикальной плоскости.
- Для двухтрубной и однотрубной системы отопления выбирают разные терморегуляторы.
- Точность регулировки устройства. Механический вариант конструкции устроен просто, а за изменение параметров теплоносителя ответственность несет человек, т. к. все манипуляции выполняются вручную. При выборе электронных регуляторов учитывают уровень чувствительности автоматики. Информацию о величине погрешности измерений нужно запрашивать у производителя.
- Внешний вид прибора. Газонаполненные, жидкостные и электронные терморегуляторы отличаются привлекательностью. Автоматические модели подобных устройств оснащены дисплеями.
- Ценовая категория. Оборудование для системы отопления должно быть сертифицированным, иметь гарантию. Производители, которые завоевали доверие пользователей: Danfoss, Royal Thermo, Oventrop, Теплоконтроль.
Виды запорно-регулирующей арматуры
Установка регулирующих устройств перед радиаторами обеспечивает не только управление температурным режимом, но и решение вопросов аварийной безопасности. Если батарея потекла, требует замены или ремонта, ее можно отключить от системы одним поворотом крана.
Управление потоком теплоносителя производится с применением следующих элементов:
Шаровый кран
Годится только для отключения батареи, поскольку функционирует в двух режимах — «открыто» и «закрыто». Как терморегулятор для радиатора отопления — неэффективен. Затвор нельзя держать полуоткрытым. Причина в том, что шаровой элемент крана, стоящий в промежуточном положении, постепенно приходит в негодность. Его повреждают твердые частицы, циркулирующие по трубам вместе с теплоносителем. Они неизбежно оставляют царапины на полированном шаре, вследствие чего теряется герметичность запора.
5 Способы настройки механических клапанов
Если с настройкой полностью автоматических устройств не возникает каких-либо сложностей, то правильно отрегулировать работу механических клапанов бывает затруднительно. Необходимо измерять не только температуру теплоносителя, но и воздуха в помещении. В комнате закрывают все двери и окна, что позволяет свести теплопотери к минимуму.
Измеряют температуру воздуха в помещении, записывают полученные данные, после чего до упора отворачивают клапан термостата. Теплоноситель заполнит батарею полностью, а показатель теплоотдачи у прибора будет максимальным. Через час выполняют повторное измерение температуры и сравнивают ее с предварительными данными.
Головку регулятора до упора поворачивают в обратную сторону. Как только температура воздуха в комнате достигнет оптимальных значений, клапан вновь открывают до тех пор, пока из батареи не будет слышен шум текущей воды, а сам радиатор не начнет быстро нагреваться. В этот момент вращение регулятора прекращают, фиксируя зажимом его положение.