Самодельный внешний терморегулятор для котла: инструкция
Ниже представлена схема устройства самодельного терморегулятора для котла, которая собрана на микросхемах Atmega-8 и серии 566, жидкокристаллическом дисплее, фотоэлементе и нескольких температурных датчиков. Программируемая микросхема Atmega-8 и отвечает за соблюдение заданных параметров уставок терморегулятора.
Схема самодельного внешнего терморегулятора для котла
Собственно говоря, данная схема включает или выключает отопительный котёл при понижении (повышении) температуры наружного воздуха (датчик U2), а также выполняет эти действия при изменении температуры в комнате (датчик U1). Предусмотрена корректировка работы двух таймеров, которые позволяют регулировать время указанных процессов. Кусок схемы с фоторезистором влияет на процесс включения котла по времени суток.
Датчик U1 стоит непосредственно в комнате, а датчик U2 на улице. Подключается к котлу и устанавливается рядом с ним. При необходимости можно добавить электрическую часть схемы, позволяющую включать отключать агрегаты большой мощности:
Электрическая часть схемы, позволяющая включать отключать агрегаты большой мощности
Ещё одна схема терморегулятора с одним параметром регулирования на базе микросхемы К561ЛА7:
Схема терморегулятора с одним параметром регулирования на базе микросхемы К561ЛА7
Собран терморегулятор на базе микросхемы К651ЛА7 отличается простотой и лёгкостью при регулировке. Наш термостат – это специальный терморезистор, который значительно уменьшает сопротивление при нагревании. Данный резистор включён в сеть делителя напряжения электричества. В этой цепи также расположен резистор R2, при помощи которого мы и можем устанавливать необходимую температуру. На основе такой схемы можно сделать термостат для любого котла: Бакси, Аристон, Эвп, Дон.
Еще одна схема на терморегулятора на базе микроконтроллера:
Схема на терморегулятора на базе микроконтроллера
Устройство собрано на базе микроконтроллера PIC16F84A . Роль датчика выполняет цифровой термометр DS18B20. Малогабаритное реле управляет нагрузкой. Микропереключатели задают температуру, которая высвечивается на индикаторах. До сборки потребуется запрограммировать микроконтроллер. Сначала сотрите все с чипа и потом перепрограммируйте, а далее произведите сборку и пользуйтесь на здоровье. Устройство не капризное и работает нормально.
Стоимость деталей 300-400 рублей. Аналогичная модель регулятора стоит в пять раз дороже.
Несколько советов напоследок:
- хоть к большинству моделей и подходят разные варианты термостатов, все же желательно, чтобы терморегулятор для котла и сам котёл были произведены одним производителем, это значительно упростит монтаж и сам процесс эксплуатирования;
- перед покупкой такого оборудования нужно просчитывать площадь помещения и необходимую температуру, чтобы избежать «простоев» техники, и смены проводки в связи с подключением приборов более высокой мощности;
- перед установкой оборудования нужно позаботиться о теплоизоляции помещения, иначе высокие теплопотери будут неизбежны, а это дополнительная статья расходов;
- если, неуверены, что нужно приобретать дорогостоящую технику, то можно провести потребительский эксперимент. Приобрести более дешёвый механический термостат, отрегулировать его и посмотреть результат.
Терморегулятор беспроводной для газового котла
Беспроводные программаторы облегчат управление теплотехническими приборами, расположенными в труднодоступных местах. Вам не придется тянуть груду проводов к удобному для Вас месту расположения термодатчика. Беспроводной терморегулятор котла состоит из двух модулей, работающие по радиоканалу.
Беспроводной комнатный термостат незаменим, когда вся отделка в помещении уже завершена и нет возможности прокладывать кабель от термостата к котлу отопления или «гребенке» управления теплым полом.
В этом случае беспроводной терморегулятор устанавливается в помещении, температурой которого необходимо управлять, а приемник, как правило, размещается в непосредственной близости от котла отопления (газового или электрического), термоэлектрического привода, клапана или других устройств регулирования системы отопления.
Передача команд управления между термостатом и приемником осуществляется по радиочастотному каналу на частоте 433,92 МГц или 868 МГц. Благодаря индивидуальному кодированию сигнала в каждой паре термостат — приемник, обеспечивается надежная помехоустойчивая связь.
Питается терморегулятор от 2-х батарей АА. Срок службы одного комплекта батарей около 12 месяцев, в зависимости от дальности связи и наличия препятствий между термостатом и приемником. Приемник питается от сети 220 В и имеет мощные коммутирующие контакты реле, рассчитанные на нагрузку до 3000 Вт (в зависимости от модели).
- Устройства этого типа состоят из двух элементов:
- Рабочая часть монтируется непосредственно возле котла и подсоединяется к его клеммам специальным кабелем.
- Второй элемент – это отслеживающее устройство с дисплеем. Его, как правило, устанавливают в отапливаемом помещении. Датчик может быть оснащен сенсорным дисплеем или экраном с кнопочным управлением. Эти нюансы влияют на стоимость прибора.
«Общаются» между собой устройства при помощи радиоканала, не влияющего на другие электронные приборы в доме (последние так же не воздействуют на беспроводные комнатные термостаты для газовых котлов или для любых других).
Условно их можно поделить на простые и сложные. К первым относится, например, терморегулятор беспроводной для газового котла, в функции которого входит отключение или подача газа, в зависимости от того, поднялась или опустилась температура воздуха в помещении. Они стоят относительно недорого, но и функций у них всего две: включение или отключение агрегата.
Более сложные беспроводные термостаты, как для газовых котлов, так и для всех других типов отопительного оборудования, оснащены программой, позволяющей производить недельные настройки с почасовыми изменениями параметров воздуха.
Как правило, эти модели энергозависимы и работают либо от батареек, либо от аккумуляторов, которым требуется подзарядка. Если предстоит долгая поездка, то стоит позаботиться заранее о том, чтобы запаса батареек хватило на весь срок отсутствия.
Преимущества беспроводных терморегуляторов
Комнатный термостат в схеме газового котла точно регулирует температуру и снижает энергопотребление. Кроме того, он работает в автоматическом режиме – нет необходимости в ручных настройках.
- Использование программатора избавляет пользователя от проблем с поддержанием микроклимата в доме или квартире, открывая следующие возможности:
- Точная и быстрая регулировка температуры. Точность выставки составляет 0,3 градуса.
- Режимы день-ночь, функции задания температур по временным интервалам на несколько суток вперед.
- Подключение GSM-модуля или системы управления через Wi-Fi еще больше снижает необходимость участия человека в управлении котлом.
- Регулирование температуры воздуха в разных комнатах.
- Экономичность работы газового оборудования. Термостат стоит денег, но окупается за счет снижения общих расходов на отопление, включая электроэнергию, на 20-25%. Дело в том, что при отключении котла автоматика отключает насос, являющийся ее потребителем.
Окупаемость достигается уже за два сезона эксплуатации. Сокращение числа пусков/отключений приводит к экономии ресурса газового котла, стоимость которого превышает цену дополнительного оборудования. Программируемые устройства регулируют порог срабатывания температурного сенсора.
И использование изменяет время задержки включения/отключения газового котла, что минимизирует вероятность срабатывания автоматики при кратковременных колебаниях температуры, например, из-за сквозняка.
Современный беспроводной термостат с эргономичным дизайном, он легко вписывается в любой дизайн интерьера. Для монтажа не требуется прокладки проводки, что удобно при проектировании системы в старых домах.
Лучший выбор
Подбор термостата для котла отопления осуществляется исходя из личных предпочтений владельцев помещения. При выборе следует учесть, какие характеристики необходимы при использовании определенного котла.
Проводной или беспроводной
Сообщение блока управления с датчиками и котлом у разных моделей осуществляется проводным или беспроводным способом. В первом случае потребуется прокладка провода. Длина кабеля достигает 20 м. Это позволяет монтировать блок управления на большом расстоянии от помещения, в котором оборудована котельная.
Беспроводные термостаты для котла отопления выполнены в виде приемника и передатчика. Отличительной особенностью изделий такого типа является отсутствие необходимости в прокладке проводки. Сигнал передатчика может поступать на расстояние 20-30 м. Это позволяет устанавливать пульт управления в любом помещении.
Точность настройки температуры
В зависимости от конструкции комнатного термостата настройка температуры воздуха в помещении отличается. Недорогие модели имеют механическое управление. Недостатком дешевых термостатов является погрешность, достигающая 4 градусов. При этом шаг регулировки температуры составляет один градус.
Изделия с электронным управлением имеют погрешность 0.5 – 0.8 градуса и шаг регулировки 0.5о. Такая конструкция позволяет точно устанавливать необходимую мощность котельного оборудования и поддерживать температуру в комнате в определенном диапазоне.
Возможность установки значения гистерезиса
Комнатный термостат для газового котла имеет разницу между температурой включения и отключения. Она необходима для поддержания оптимальных показателей тепла в комнате.
Принцип гистерзиса
У механических изделий значение гистерезиса не изменяется и составляет один градус. Это означает, что после отключения котлоагрегат начнёт работать после того, как температура воздуха в комнате упадет на один градус.
Электромеханические и электронные модели имеют возможность установки гистерезиса. Регулировка позволяет менять значение до достижения 0.1 градуса. Благодаря такой конструкции удаётся постоянно поддерживать температуру комнаты в нужном диапазоне.
Возможность программирования
Функция доступна только для электронных или электромеханических термостатов. Существует возможность запрограммировать блок управления на установку температурного режима по часам. В зависимости от модели термостаты программируются на срок до 7 дней.
Так удается сделать систему отопления с включенным газовым котлом автономной. В определенное время термостат подключает, отключает котлоагрегат или меняет интенсивность его работы. При недельном программировании расход газа может снижаться до 30 процентов.
Wi-fi или GSM
Термостаты со встроенным wi-fi и gsm модулем подключаются к сети интернет. Для управления отоплением используются гаджеты с установленными приложениями. Так осуществляется дистанционное отключение, подключение котла и настройка показателей температуры в отапливаемом помещении.
Используя стандарт gsm, комнатный термостат передает сведения о возникновении неисправностей в системе отопления на телефон владельца. Возможно дистанционное включение или отключение газового котла.
Безопасность
При выборе терморегулятора для газового котельного оборудования следует обратить внимание на наличие систем безопасности. Доступны функции предотвращения остановки циркуляционной помпы, защиты от замерзания или превышения максимальной температуры в системе отопления и др
Наличие таких опций позволяет безопасно использовать котельное оборудование в автономном режиме.
Комнатный термометр с жидкостью
До сих пор одними из самых доступных датчиков измерения температуры считаются заполненные термометры. В тубу добавляется жидкость, которая чувствительна к изменению температуры, чаще всего это окрашенный спирт или ртуть. Под изменением температурного уровня снаружи тубы, жидкость расширяется и поднимается, по таблице-циферблату можно определить, какой уровень температуры сейчас в помещении. Этот способ хорош, если не требуется высокая точность, ведь при использовании такого измерителя возможна погрешность почти в градус, к тому же, спиртовые модели очень быстро теряют показатели при резком изменении температур, их сложно зафиксировать.
Фото — Комнатный термометр с жидкостью
Жидкость должна иметь относительно большой коэффициент теплового расширения, так что небольшие изменения в температуре приведет к обнаруживаемым изменениям в объеме. Материал трубки – стекло, иногда закаленное, но обязательно прозрачное, чтобы можно было видеть маркированную таблицу. Раньше ртуть была более распространена, но её уровень токсичности слишком высок, что может привести к непоправимому ущербу при бытовом использовании.
Хотя заполненные регуляторы являются самыми простыми и дешевыми вариантами для измерения температуры, они также отличаются недолговечностью в виду своей хрупкости. Также их редко применяют при осуществлении даже небольших производственных процессов, т.к. нет возможности регулировать их работу в автоматическом режиме.
Цифровой терморегулятор
Как подключить терморегулятор
Для того чтобы создать полноценно функционирующий терморегулятор с точной калибровкой, без цифровых элементов не обойтись. Рассмотрим прибор для контроля температур в небольшом хранилище для овощей.
Основным элементом здесь является микроконтроллер PIC16F628A. Эта микросхема обеспечивает управление разными электронными устройствами. В микроконтроллере PIC16F628A собраны 2 аналоговых компаратора, внутренний генератор, 3 таймера, модули сравнения ССР и обмена передачи данных USART.
При работе терморегулятора значение существующей и заданной температуры подается на MT30361 – трехразрядный индикатор с общим катодом. Для того чтобы задать необходимую температуру, используются кнопки: SB1 – для уменьшения и SB2 – для увеличения. Если проводить настойку с одновременным нажатием кнопки SB3, то можно установить значения гистерезиса. Минимальным значением гистерезиса для этой схемы является 1 градус. Подробный чертеж можно увидеть на плане.
Терморегулятор с регулируемым гистерезисом
Схема работы механического термостата.
Механический комнатный термостат — самый простой вариант комнатного термостата, в котором при помощи биметаллической пластины происходит замыкание или размыкание цепи. Такой термостат не требует подведения питания. Схема, по которой он работает, выглядит следующим образом:
Как видно из схемы, есть два способа подключения такого термостата;
- Через клемму NC — подключение для включения кондиционеров.
- Через клемму NO — подключение для газовых и других котлов.
На другой стороне необходимо подключить провода к клеммной коробке на плате управления котла. При этом необходимо сначала снять перемычку и закрепить концы проводов.винтами.
Такая схема подключения является наиболее простой и применяется на механических и электронных программируемых термостатах. В этой статье я расскажу еще об одной схеме.
Чем отличается работа газового котла без и с термостатом?
При работе газового котла без термостата желаемую температуру выставляют вручную в зависимости от погодных условий. Но, если на улице стало холоднее, то в комнатах также похолодает. Тогда нужно подойти к агрегату и выставить другой режим. Если на улице потеплело, то придется прикрутить мощность агрегата.
Если же выполнить подключение комнатного термостата к газовому котлу, то агрегат будет нагревать жидкость до тех пор, пока температура в помещении не поднимется до заданной, а после этого выключится.
Однако термостат или программатор можно подключить не ко всем агрегатам. К механическим устройствам его подсоединить нельзя. Он подключается только к некоторым моделям на электронном управлении.
При установке даже самого примитивного программатора можно сэкономить от 15 до 30% топлива.
…
Преимущества термостата
Специалисты отмечают следующие преимущества применения термостата:
- агрегат не будет включаться, если температура в помещении поддерживается на должном уровне;
- автоматика котла меньше изнашивается, так как реже происходит процесс включения-отключения;
- в помещении не возникает перепад температур, так как минимальный порог срабатывания программатора около 0,25°C;
- есть возможность изменения настроек;
- простое управление котлом.
Недостатком использования программатора является только то, что для непрерывной работы беспроводных моделей необходим постоянный запас батареек.
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.
При низкой температуре за окном это хорошо. А вот при резком потеплении на улице в доме жара становится невыносимой. Топливо уже в топке, и вода уже нагрелась, избавиться от тепла никак. Плюс котел еще и продолжает работать.
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.
Состоит термостат для отопительной системы из:
- термочувствительного датчика (элемента);
- блока настройки;
- модуля управления;
- электромагнитного реле или механического клапана.
В самых простых моделях управляющий блок отсутствует. Все происходит за счет чистой механики и изменения физических свойств термочувствительного элемента.
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.
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.
Основные характеристики комнатных термостатов
Еще комнатный термостат для газового котла отличаются тех. свойствами:
- Диапазон измерений температуры. Разные модели терморегуляторов в зависимости от вида поддерживают температурный режим от -60 до 1200 °С.
- Число каналов:
— одноканальные. Используются для авторегулировки и сохранения температуры объекта на определенном уровне. Выделяются миниатюрностью и весом от многоканальных агрегатов;
— многоканальные. Создаются для фиксирования температуры серии типовых термодатчиков. Их эксплуатируют на производствах, в лабораториях, а еще в народном хозяйстве. - Габариты:
— маленькие;
— большие;
— крупные.
Общие принципы подключения термостата
Способ и схемы подключения термостата к самому отопительному оборудованию можно узнать из технического паспорта газового котла. Современное оборудование, независимо от производителя, предполагает наличие точек подключения для термостата. Подсоединение выполняется с помощью клемм на котле или кабеля терморегулятора, входящего в комплект поставки.
В случае использования беспроводного термостата размещать измерительный блок следует только в жилом помещении. Это может быть самая холодная комната или комната, где чаще всего собирается наибольшее количество людей, детская.
Устанавливать блок терморегулятора в кухне, холле или в котельной, где температурный режим непостоянный, нецелесообразно.
На термостат не должны попадать солнечные лучи, он не должен располагаться на сквозняке, рядом с отопительными приборами и электротехникой, излучающей большое количество тепла, — тепловые помехи плохо влияют на работу устройства
Подключение различных типов и моделей термостатов может иметь свои особенности, монтаж осуществляется в соответствии с инструкцией производителя, которая прилагается к прибору.
Рекомендации включают в себя исчерпывающее описание работы регулятора, способ и схемы подключения. Далее мы расскажем, как правильно подключить терморегулятор к газовому котлу и об особенностях монтажа наиболее типичных моделей регулятора.
Подключение механического термостата
Термостат механического типа отличается надежностью и простотой конструкции, невысокой стоимостью, длительной эксплуатацией.
При этом он поддерживает лишь один температурный режим, который устанавливается путем изменения положения ручки на отметке температурной шкалы. Большинство терморегуляторов работает в диапазоне температур от 10 до 30°С.
Для подключения механического термостата к кондиционеру используется клемма NC, к газовому или любому другому отопительному оборудованию – клемма NO
Механический термостат имеет наиболее простой принцип действия и срабатывает через размыкание и размыкание цепи, которое происходит с помощью биметаллической пластины. К котлу термостат подключают через клеммную коробку на плате управления котла.
При подключении термостата обращайте внимание на маркировку – она присутствует практически на всех моделях. Если обозначений нет, воспользуйтесь тестером: прижав один щуп к средней клемме, вторым проверьте боковые и определите пару разомкнутых контактов
Монтаж электронного терморегулятора
Конструкция электронного термостата предполагает наличие электронной платы, которая отвечает за управление устройством.
Управляющим сигналом служит потенциал – на вход котла передается напряжение, которое приводит к замыканию или размыканию контакта. К терморегулятору необходимо подвести напряжение 220 или 24 вольт.
Электронные терморегуляторы позволяют проводить более сложные настройки системы отопления. При подключении электронного термостата, к нему подводят провод питания и нейтраль. Устройство передает на вход котла напряжение, которое запускает работу оборудования
Термостат с электронным управлением используют для организации работы сложных климатических систем. Он поможет в управлении не только атмосферным или турбинированным газовым котлом, но и насосом, кондиционером, сервоприводом в системе отопления.
Как подключить беспроводной термостат?
Беспроводной терморегулятор состоит из двух блоков, один из которых устанавливается в жилом помещении и выполняет роль передатчика. Второй блок монтируется около отопительного котла и подсоединяется к его клапану или контроллеру.
Передача данных от одного блока к другому осуществляется по радиоканалу. Для управления устройством контрольный блок оснащается ЖК-дисплеем и небольшой клавиатурой. Для подключения термостата настраивают адрес датчика и устанавливают блок в точке с устойчивым сигналом.
Схема подсоединения термостата по разрыву цепи – включение оборудования происходит в момент появления тока. Аналогичную схему используют и при подключении механического термостата
Основной недостаток беспроводного терморегулятора – питание выносного блока от батарей, которые имеют ограниченный ресурс и поэтому требуют частой замены. Для обеспечения бесперебойной работы устройство оснащают сигнальной функцией, которая предупреждает о необходимости замены батареи.
Преимущество использования
Что же дает установка подобного оборудования при автономной системе обогрева?
Равномерный нагрев всей площади дома или квартиры. Именно в таких условиях возможно создание здорового микроклимата.
Регулятор температуры газовых котлов (или любых других) обеспечивает круглосуточное автоматическое слежение за его работой, освобождая, таким образом, людей на весь отопительный сезон от этого процесса
Именно от него зависит эффективность обогрева и количество включений/выключений устройства.
Экономия при использовании комнатного термостата составляет от 25% до 35%, если котел твердотопливный, газовый или электрический и до 50% при обогреве соляркой.
Равномерное включение/выключение котла продлевает ему срок эксплуатации, что крайне важно с учетом того, сколько сегодня стоит подобное оборудование на рынке.
По своему устройству, функционалу и качеству настроек все термостаты делятся на:
- Механические приборы, в которых настройки устанавливаются и меняются вручную.
- Электронные устройства обладают достаточно большим количеством функций и управляются дистанционным пультом.
- Программаторы – это самые сложные по строению и «продвинутые» по количеству настроек приборы, которыми можно управлять, находясь далеко от дома через смартфон, планшет или компьютер при наличии интернета.
Электронные регуляторы для ТТ котлов
Электронный терморегулятор для твердотопливного котла, работает по принципу механического, но, с определенными отличиями:
- Микропроцессорная автоматика для твердотопливных котлов подключается к выносным терморегуляторам, расположенным в отапливаемых помещениях.
Заслонка открывается посредством электропривода.
Автоматика одновременно подключается к приборам для улучшения тяги. При падении температуры, открывается заслонка зольника и включается нагнетающий вентилятор, способствующий быстрому нагреву теплоносителя.
Микропроцессорный регулятор поддержания заданной температуры в твердотопливном котле, быстро срабатывает при поступлении сигнала о перегреве теплоносителя. Погрешность в настройках не более 1°С.
Как работает электронная автоматика
Автоматика подключается к выносным датчикам съема температурных показателей в помещениях. В отличие от механического контроллера, считываются не показатели нагрева теплоносителя, а интенсивность прогрева воздуха в комнатах.
Принцип работы электронного регулятора тяги заключается в следующем:
- Комнатные температурные датчики передают сигнал на блок автоматики котла.
Микропроцессор считывает получаемые сигналы и передает команды электроприводу.
Электропривод соединен с цепочкой, подключенной к заслонке.
Двигатель натягивает привод, открывая и закрывая заслонку на необходимое расстояние.
Дополнительно, блок автоматики для водогрейного твердотопливного котла, подключен к вентиляторам, нагнетающим воздух, циркуляционному насосу (установлен в некоторых моделях) и системе автоматической подачи топлива.
Автоматика котла подключается к программируемому термостату. Современные модели устройств, являются погодозавимыми, что позволяет учитывать не только внутренний микроклимат в помещении, но и температуру окружающей среды. Автоматика управления подключается к вентилятору твердотопливного котла, что позволяет быстрее разжигать топливо и точнее регулировать его работу.
Источник: