Меню

Термостат с регулировкой гистерезиса



Терморегулятор своими руками

Для автоматического поддержания температурного режима можно создать терморегулятор своими руками. Качественная самоделка будет выполнять свои функции не хуже, чем фабричный аналог. После тщательного изучения процесса сборки модернизация и ремонт не вызовут затруднений.

Понятие о температурных регуляторах

Изделия этой категории применяют для решения разных задач. По соответствующей настройке температурного порога подают питание (отключают):

  • отопление в погребе;
  • нагрев паяльной станции;
  • циркуляционный насос котла.

Из приведенных примеров понятны базовые требования к точности, которую должна обеспечить подходящая схема терморегулятора. В некоторых ситуациях необходимо поддержание заданного уровня не ниже, чем ±1C°. Для контроля рабочих параметров нужна оперативная индикация. Существенное значение имеют нагрузочные способности.

Перечисленные особенности поясняют назначение типовых функциональных узлов:

  • значение температуры фиксируют специализированным датчиком (резистором, термопарой);
  • показания анализирует микроконтроллер или другое устройство;
  • исполнительный сигнал поступает на электронный (механический) переключатель.

К сведению. Кроме рассмотренных частей, схема термореле может содержать дополнительные компоненты для подачи питания на электронагреватель, другую мощную нагрузку.

Принцип работы

Любая схема термостата действует на одинаковых принципах. Информация о температуре сравнивается с установленным значением. Пересечение определенного уровня активизирует исполнительное устройство для коррекции контролируемого параметра нужным образом.

Виды

В простейшем варианте (реле холодильника) применяют механический переключатель. Для более точной регулировки (обороты двигателя) используют не только микроэлектронику, но и специализированное программное обеспечение.

Терморегулятор на трех элементах

Чтобы сделать простой терморегулятор своими руками схема для блока питания персонального компьютера подходит лучше других вариантов.

Термистором измеряют температуру в контрольной точке. Потенциометром устанавливают оптимальное значение для включения вентилятора. Изменять обороты данная схема не способна. Подключает индуктивную нагрузку MOSFET транзистор. Допустимо применение аналога с подходящими силовыми характеристиками.

Терморегуляторы для котлов отопления

Регулятор температуры своими руками можно сделать в рамках проекта модернизации старого котла. Не имеет значения вид топлива, хотя проще обеспечить хороший результат с применением газового оборудования.

Цифровой терморегулятор

В этом примере разработчики создавали устройство поддержания температурного режима в хранилище фруктов (овощей). Для анализа поступающих данных выбрана микросхема со следующими блоками:

  • таймеры;
  • генератор;
  • два компаратора;
  • модули обмена, сравнения и передачи данных.

При соответствующем положении переключателей светодиодная матрица показывает актуальное значение температуры или контрольный уровень. Кнопками в пошаговом режиме устанавливают нужный порог срабатывания.

Самодельный регулятор температуры

Создать функциональный термостат своими руками не слишком сложно. Тем не менее, надо реалистично оценивать собственные возможности. Следующие инструкции помогут принять правильное решение.

Простейшая схема

Чтобы исключить лишние трудности, применяют схему с блоком питания без трансформатора. Для выпрямления питающего напряжения используют обычный диодный мост. Необходимый уровень постоянной составляющей поддерживают стабилитроном. Конденсатором устраняют броски.

Типовой делитель подойдет для контроля напряжения. В одном плече устанавливают резистор, который реагирует на изменение температуры. Для управления исполнительным устройством подойдет реле.

Прибор для помещения

Это устройство можно использовать для поддержания температурного режима в мини-теплице, другом ограниченном объеме. Основной элемент – микросхема операционного усилителя, которая включена в режиме сравнения напряжений. Точную и грубую настройку порога срабатывания выполняют с помощью резисторов R5 и R4, соответственно.

На микросхеме LM 311

Этот вариант предназначен для подключения электрических теплых полов, других мощных нагрузок. Следует обратить внимание на повышенную надежность изделия, которая обеспечена гальванической развязкой цепей со слабыми и сильными токами.

Необходимые материалы и инструменты

В некоторых ситуациях понадобятся навыки изготовления сложной печатной платы. Простейшие схемы собирают за несколько минут с применением паяльника и технологии навесного монтажа. До выполнения рабочих операций необходимо приобрести:

  • комплектующие детали;
  • расходные материалы;
  • измерительную аппаратуру.

Список покупок составляют на основе выбранной электрической схемы. Для защиты устройства от неблагоприятных внешних воздействий и улучшения внешнего вида создают соответствующий корпус.

Достоинства и недостатки

Плюсы и минусы отдельных схем оценивают с учетом реальных условий эксплуатации. Иногда выгодно затратить время и деньги на стадии реализации идеи с целью продления срока службы готового изделия. Нет смысла создавать самоделку, если фабричный аналог с официальными гарантиями стоит дешевле.

Как грамотно установить

Чтобы продлить срок службы терморегулятора, пользуются следующими рекомендациями:

  • не устанавливают электронику без дополнительной защиты на открытом воздухе, в помещениях с повышенным уровнем влажности;
  • при необходимости в неблагоприятную среду выносят контрольный датчик;
  • исключают расположение регулятора напротив тепловых пушек, других «генераторов» холода или тепла;
  • для повышения точности выбирают место без активных конвекционных потоков.

Как отремонтировать

Самодельный термодатчик своими руками восстановить нетрудно, так как известна технология проверки (настройки). Инструкции по ремонту фабричных изделий можно найти на официальном сайте производителя.

Видео

Источник

Стабилизированный Терморегулятор для Водонагревателя

Всем доброго времени суток! В сегодняшней статье я расскажу о схеме стабилизированного терморегулятора для водонагревателя. Эта схема предназначена для поддержания заданной температуры в дачной накопительной ёмкости для воды, в которую вода поступает из колодца. С указанными номиналами электронных компонентов терморегулятор, работающий с нагревателем 1 кВт , поддерживает постоянную температуру воды в баке, в зависимости от установки, в диапазоне 30…40 ºС.

Читайте также:  Может ли из за неправильной регулировки клапанов троить двигатель

Следует отметить что данная схема терморегулятора может работать и с другими нагревателями, например, воздушными для поддержания температуры воздуха, а диапазон регулируемых температур легко перестраивается.

На рисунке выше приведена схема описываемого терморегулятора. Элементом сравнения фактической и заданной температуры является параллельный интегральный стабилизатор напряжения VD6 TL431 , отечественным аналогом которого является КР142ЕН19 . Здесь он работает в качестве компаратора и такое включение довольно часто используют в терморегуляторах. Для устранения « дребезга » переключения введена положительная обратная связь с коллектора транзистора VT1 резистором R11 на управляющий вывод параллельного стабилизатора VD6 . Транзистор VT1 использован в качестве инвертора.

Гистерезис работы терморегулятора задан номиналом сопротивления резистора R11 , при 1 Мом он составляет примерно 1 °С . Т.е. если заданная температура установлена допустим 35 °С , то выключится терморегулятор при достижении температуры воды 36 °С .

Задатчиком температуры для терморегулятора является делитель из резисторов R7R8 и ntc -терморезистора R6 . Установка температуры производится переменным резистором R7 .

Особое внимание следует уделить гидроизоляции терморезистора, который должен иметь хороший тепловой контакт с водой. Можно, например, поместить терморезистор в пластиковую трубку, заполненную герметиком, оставив небольшую свободную площадь соприкосновения терморезистора с водой на конце.

Для защиты от разгерметизации терморезистора питание схемы осуществляется от понижающего разделительного трансформатора с напряжением вторичной обмотки 13…15 В . Для изоляции силовых цепей коммутации применена оптопара с симисторным выходом MOC3063 . Сам бесконтактный узел коммутации состоит из симистора VS1 BT139 , который включен по классической схеме. Для подавления выбросов напряжения на симисторе применена цепочка из R4C2 .

Светодиод красного цвета VD7 в эмиттере транзистора VT1 служит для индикации включения нагревателя. При достижении заданной температуры загорается зелёный светодиод VD4 , а VD7 выключается. Для индикации подключения терморегулятора к сети 230 В предусмотрен светодиод красного свечения VD1 . Индикаторные светодиоды и переменный резистор R7 устанавливаются на переднюю панель. Для резистора R7 можно предусмотреть шкалу температуры от 30 до 40 °С .

Для перестройки схемы терморегулятора на другой температурный диапазон следует использовать следующие зависимости. Сопротивление резистора R8 должно быть в 3,8 раза больше сопротивления терморезистора R6 при максимальной температуре заданного диапазона. Суммарное сопротивление R8 и полного сопротивления переменного резистора R7 должно быть во столько же раз больше сопротивления терморезистора при минимальной температуре диапазона. Указанный коэффициент на единицу меньше отношения напряжения питания измерительной цепи ( 12 В ) к образцовому напряжению параллельного стабилизатора VD6 ( 2,5 В ).

Вариант печатной платы для схемы терморегулятора показан на рисунке выше. Вместо указанного симистора BT139 можно применить отечественный ТС112-16-8 . При мощности нагревателя 1 кВт на симисторе рассеивается примерно 5,2 Вт . Площадь теплоотвода для симистора выбирают исходя из соотношения: 25 см2 на каждый ватт выделяемой рассеиваемой мощности.

Источник

Комнатный термостат для газового котла с Алиэкспресс из Китая

Выбираем программируемый комнатный термостат для газового котла на Алиэкспресс

Зачем нужен комнатный термостат

Установка в доме и подключение к газовому котлу комнатного термостата решает две задачи:

  1. Обеспечивает комфортную для человека температуру воздуха в доме. Исключает ситуации, когда хочется «прикрутить отопление», потому что в комнатах жарко, или наоборот, «прибавить» — так как холодно.
  2. Заметно сокращает расход газа на отопление, так как позволяет избегать в доме «перетопа» — держать во многих помещениях более низкую температуру. Изменение температуры в помещении всего на 1 о С приводит к увеличению или экономии количества газа на отопление примерно на 4-5%.

В редко посещаемых помещениях дома выгодно держать более низкую температуру. Строительные правила рекомендуют температуру воздуха в отопительный период в разных помещениях дома поддерживать в диапазоне от +12 до +26 о С.

Нормы температуры воздуха в жилых помещениях дома

В частном доме или квартире, при настройке системы отопления рекомендуется ориентироваться на нормы температуры воздуха в помещениях, установленные «ГОСТ 30494—2011. Межгосударственный стандарт. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях» :

Наименование помещения Температура ( о С),
оптимальная / допустимая
Жилая комната 20-22 / 18-24
То же, но в районах с температурой наружного воздуха наиболее холодной пятидневки -31 о С и ниже 21-23 / 20-24
Кухня, туалет 19-21 / 18-26
Ванная, совмещенный санузел 24-26 / 18-26
Лестничная клетка, вестибюль 16-18 / 14-22
Кладовка 16-18 / 12-22

Комнатный регулятор позволяет поддерживать постоянную температуру в отапливаемом помещении с высокой точностью. При ручном управлении диапазон колебаний температуры получается больше и отклонения чаще бывают в сторону более высокой температуры. Каждый лишний градус в помещении приводит к увеличению расхода газа на отопление. Кроме того, с помощью терморегулятора можно запрограммировать автоматическое уменьшение температуры в доме в отдельные периоды (ночью …).

В богатых странах Евросоюза установленная на ночь температура в помещениях обычно не превышает 16-17 градусов. Об этом свидетельствует представленный немецким производителем термостатов Tado отчет за 2014 год.

Читайте также:  Терморегулятор для радиатора отопления danfoss регулировка

Комнатный термостат экономит электроэнергию

При работе котла без комнатного термостата циркуляционный насос работает постоянно, расходуя электроэнергию. Циркуляционный насос под управлением двухпозиционного комнатного термостата работает с перерывами, что экономит электроэнергию и ресурс работы насоса.

Какой комнатный термостат выбрать?

Выбор комнатного термостата производим, ориентируясь на следующие основные и обязательные требования к термостату:

  • Принцип управления — двухпозиционный с контактами Вкл/Выкл. Такой термостат дешевле и подходит к любому газовому котлу.
  • Алгоритм управления — программируемый, автоматически изменяющий настройки температуры в помещении в течение суток, хотя бы на ночь.
  • Подключение к котлу — проводами. Так дешевле и проще. Газовый котел установлен в доме на кухне. Подключение комнатного термостата к котлу проводами не вызывает проблем, особенно, если производится на стадии отделки или ремонта помещений.
  • С регулированием температуры по гистерезису. Величина гистерезиса не более +/- 0,5 о С. Гистерезис — это величина отклонения температуры срабатывания термостата на включение и отключение котла от заданной температуры. Температура в помещении будет меняться на величину большую, чем гистерезис, примерно +/- 1 о С.
  • С функцией контроля разряда батареи питания прибора.

Двухпозиционные термостаты имеют на выходе реле с контактами. Контакты могут находиться в одном из двух положений: замкнутом или разомкнутом. Соединенные с котлом, замкнутые контакты термостата включают режим отопления котла. При размыкании контактов — режим отопления выключается. Котел работает циклами — включен/выключен. Каких либо изменений в настройках режима отопления на самом котле не происходит.

Еще одним важным параметром для выбора является алгоритм регулирования по температуре. Имеются термостаты:

  1. С регулированием температуры по гистерезису (пропорциональный алгоритм регулирования);
  2. С ПИ — регулированием (пропорционально — интегральный алгоритм).
  3. С переключением алгоритмов регулирования. Можно вручную выбрать первый или второй.

Термостаты с ПИ регулированием имеют преимущества. Они обеспечивают более точное поддержание температуры воздуха в помещении. Температура отопительной воды, а следовательно и радиаторов, в процессе регулирования меняется в меньшей степени.

Недостатки термостатов с ПИ регулированием. Более частое включение и отключение котлов. Котел под управлением термостата с ПИ регулированием работает циклами по 10 — 20 минут. В начале цикла котел включается, через несколько минут работы отключается и ждет начала следующего цикла. Регулирование температуры происходит за счет изменения продолжительности работы котла в цикле.

Выбор в пользу комнатного термостата с регулированием по гистерезису сделан из-за их меньшей стоимости и доступности на торговой площадке AliExpress.

Выбор комнатного термостата на Алиэкспресс из Китая

На торговой площадке AliExpress, на первый взгляд, предлагается много моделей комнатных термостатов для газового котла. Но, после внимательного изучения, понимаешь, что большинство моделей являются аналогами под разными торговыми марками.

Рассматривал два варианта: модель с кнопками управления на корпусе и с сенсорными кнопками на экране. Выбор сделал в пользу кнопок на корпусе. Кнопками придется пользоваться не часто. Так удобнее и дешевле.

Комнатный термостат с Алиэкспресс из Китая, модель BGL02-5BB — электронный двухпозиционный программируемый регулятор, позволяет выполнить настройку температуры по одной недельной программе с возможностью комбинаций из шести разных временных интервалов.

Термостат, модель BGL02-5BB, поддерживает функцию защиты системы отопления от замерзания при снижении температуры помещения до 5 °С.

Величина гистерезиса может задаваться в настройках. Минимальная величина гистерезиса +/- 0,5 о С.

Корпус прибора сделан из качественного пластика с глянцевой поверхностью. Печатная плата выглядит аккуратно, сверху закрыта защитным прозрачным пластиком.

Посылка доставлена Китайской и Российской почтой через 18 дней с момента оплаты заказа.

Минусы, недостатки термостата с Алиэкспресс

Отсутствует функция контроля разряда батареи питания 1,5 В., АА 2 шт. Не обратил на это внимания при выборе прибора. Сам виноват.

При манипуляции с кнопками включается подсветка экрана. Если экран расположен выше уровня глаз, то изображение на экране становится плохо видимым. Размещайте прибор на стене как положено, на высоте 1,5 м. Если смотреть на подсвеченный экран сверху вниз, то все отлично видно.

В коробке с термостатом имеется один лист с инструкцией на английском языке. В инструкции нет каких-либо указаний на модель, марку термостата. Содержание инструкции в некоторых пунктах не соответствует модели термостата.

Жалобы на не соответствие инструкции модели прибора часто встречаются в отзывах покупателей на AliExpress.

Подключение комнатного термостата к газовому котлу Protherm

Провода от комнатного терморегулятора — термостата присоединяют к колодке клеммника обозначенного, как Х17 (на рис. черного цвета слева ) в отсеке 24 V панели управления газового котла Protherm Gepard (Panther).

Провода от контаков реле двухпозиционного термостата подключают на колодке к клеммам RT. Клеммы будут замкнуты проволочной перемычкой, которую необходимо убрать.

Колодка клеммника комнатного термостата с Алиэкспресс. Двухжильный провод от газового котла подключают к клеммам, обозначенным как COM и NO. Какую жилу провода к какой клемме подключать значения не имеет.

Читайте также:  Как регулировать сцепление на форд фокус 2 механика

Подключение комнатного термостата к другим моделям газовых котлов производится аналогично. Необходимо только найти расположение соответствующего клеммника на котле.

Как работает комнатный термостат газового котла

На дисплее термостата видна защитная пленка. Отображается текущая температура в помещении и температура, заданная настройкой. Солнце — работа в программируемом режиме в интервале «воскресный день». Снежинка — включена функция защиты от замерзания. Внизу экрана — текущее время и день недели — воскресенье.

Установленный в помещении комнатный термостат, с регулированием температуры по гистерезису, измеряет текущую температуру воздуха и, в случае понижения температуры от установленного в настройках значения, включает котел в работу. Например, если в настройке котла задана температура 22 о С, то включение котла произойдет, с учетом гистерезиса +/- 0,5 о С, при снижении температуры воздуха до 21,5 о С. Нагреваемая котлом отопительная вода начнет поступать в радиаторы и нагревать их. От радиаторов, в свою очередь, будет нагреваться воздух в помещении.

Проблема в том, что процесс передачи тепла от радиаторов в воздух помещения очень медленный. После включения котла, температура воздуха в месте установки термостата продолжит еще снижаться, до 21 о С , и только после этого начнет увеличиваться. Когда температура воздуха увеличится до 22,5 о С, термостат отключит котел. Но от разогретых радиаторов температура воздуха будет продолжать увеличиваться, до 23 о С.

Из-за наличия большой задержки по времени в петле обратной связи, колебания температуры воздуха в помещении будут заметно больше, чем величина гистерезиса термостата. Колебания температуры воздуха в помещении будут +/- 1 о С от заданных 22 о С.

Более того, часто температура отопительной воды успевает возрасти до максимальной, при которой котел отключится от датчика температуры котла. Хотя термостат будет все еще подавать на котел команду на включение.

Настройка термостата котла

Поскольку инструкция к приобретенному на Алиэкспресс термостату на английском языке и не соответствует прибору, то пришлось найти видео по настройке комнатного термостата. Прибор на видео и его функции в точности такие же, хотя модель называется по другому.

Рекомендую в настройках обязательно установить величину гистерезиса, функция dIF =0,5.

Вход в меню сервисных настроек: при выключенном приборе удерживаем кнопку «вниз» и нажимаем кнопку «вкл». На экране появляется обозначение первого пункта меню — функция dIF, и мигают цифры, показывающие её величину. Кнопкой «вниз» задаем новую величину =0,5 .

Для экономии газа очень рекомендую настроить на термостате недельное программирование температуры.

В таблице приведены заводские настройки температур термостата для недельной программы с комбинацией из шести разных временных периодов. В рабочие дни (Working Day): 1 — утро дома; 2 — ушли на работу; 3 — пришли на обед; 4 — ушли на работу с обеда; 5 — пришли с работы, вечер дома; 6 — ночь в теплой постели. Температуру и время можно изменить в настройках по своему усмотрению.

Учитывая наличие в доме пенсионеров, установил в настройках программы температуру 24 о С в дневные периоды, и 20 о С — в ночной период, во все дни недели. По контрольному термометру температура воздуха в помещении, где стоит термостат, поддерживается с точностью +/- 1 о С. В пределах 23-25 о С днем, и 19-21 о С ночью.

Ранее, газовый котел работал под управлением комнатного термостата с ПИ-регулированием. Колебания температуры воздуха были в два раза меньше.

Вход в меню настроек программирования: удерживать кнопку «М» до появления на экране «LooP».

Далее кнопками «вверх», «вниз» выбираем рабочие дни «1 2 3 4 5» или рабочие дни с субботой «1 2 3 4 5 6» или все дни недели «1 2 3 4 5 6 7». Если на этом этапе выбраны не все дни недели, то для выбора оставшихся дней недели нажимаем кнопку «М» многократно, пока на экране не появятся обозначения оставшихся дней: «6 7» (если на первом этапе были выбраны «1 2 3 4 5») или «7» (если на первом этапе были выбраны «1 2 3 4 5 6»).

Затем, кнопкой «М» выбираем период суток. В выбранном периоде мигают цифры, показывающие температуру. Кнопками «вверх», «вниз» задаем температуру. Кнопками «часы», «вверх», «вниз»устанавливаем время начала периода. Кнопкой «М» переходим к следующему периоду.

Настройка работы системы отопления под управлением комнатного термостата

На газовом котле под управлением двухпозиционного термостата настройку температуры отопительной воды обязательно устанавливают на максимум. Такой, какой её устанавливали зимой в самые морозы (65 о С).

Комнатный термостат, который управляет работой котла, выгодно устанавливать в самом большом помещении дома. Радиаторы в помещении, в котором установлен термостат, не должны иметь автоматических вентилей, регулирующих расход теплоносителя.

В других комнатах на каждом радиаторе рекомендую установить термостатический вентиль, который регулирует расход теплоносителя через радиатор в зависимости от температуры в помещении. Это позволит избежать «перетопа», держать в доме более низкую, но комфортную температуру воздуха.

Источник

Adblock
detector