Термостат для отопления: функции, устройство, правила монтажа

Приветствую, камрады! Сегодня нам предстоит изучить сравнительно мало распространенный элемент запорно-регулирующей отопительной арматуры — термостат. Мы узнаем, зачем нужен термостат для системы отопления, какие функции он может выполнять в ней, познакомимся с устройством этих приборов и с правилами их монтажа. Итак, в путь.

Знакомьтесь: механический термостат для управления проходимостью отопительного контура.

Что это такое

Слово состоит из двух корней, буквально означающих «температура» и «стабильный, неподвижный». Его смысл полностью соответствует происхождению: термостатом называют устройство, позволяющее поддерживать постоянную температуру рабочей среды (в нашем случае — воздуха в отапливаемом помещении или теплоносителя в отопительном контуре).

Функции

Для чего нужен термостат в отопительной системе?

• Для автоматического поддержания комфортной температуры в комнате. После грубой регулировки термостатическая головка на радиаторе или другом отопительном приборе будет сама настраивать свою проходимость для теплоносителя, нивелируя нагрев или охлаждение воздуха;

Главная задача термостата — обеспечить стабильную и комфортную температуру в доме.

Регулировка не только создает субъективный комфорт, но и оптимизирует энергозатраты. Оборудовав каждый радиатор отопления в вашем доме термостатической головкой, можно сэкономить до 40% тепла.

Автоматическая регулировка теплоотдачи системы отопления заметно сократит ваши расходы на обогрев дома.

• Для балансировки отопительной системы. В двухтрубном контуре с встречным движением теплоносителя батареи всегда будут нагреты неравномерно, поскольку их подводки образуют несколько параллельных контуров разной длины. Балансировка — это искусственное ограничение проходимости подводок ближних к источнику тепла (котлу или элеваторному узлу) отопительных приборов, которое позволяет направить большее количество тепла к дальним радиаторам;

Разброс температур в двухтрубной системе отопления с встречным движением теплоносителя. Его можно убрать, уменьшив проходимость подводок ближних к котлу батарей.

Для балансировки двухтрубной системы чаще используют недорогие и более простые конструктивно дроссели (радиаторные клапаны). Однако термостатические головки обеспечат не только балансировку, но и автоматическую регулировку теплоотдачи приборов в зависимости от температуры воздуха.

Игольчатый дроссель — функциональный аналог термоголовки, отличающийся от нее ручным управлением.

• В контурах с рециркуляцией теплоносителя — для поддержания его постоянной температуры. В системах отопления с меняющейся температурой подачи (например, с твердотопливным котлом и/или с теплоаккумулятором) часть воды или антифриза с обратки смешивается с подачей и отправляется на второй круг по отопительному контуру. Температура отопительных приборов определяется соотношением теплоносителя с подачи и с обратки в смеси.

Трехходовой термостатический клапан или двухходовой термостат с выносным термодатчиком ограничивает подачу в контур более горячей воды из подающей нитки в зависимости от температуры смеси;

Схема подключения низкотемпературного теплого пола к высокотемпературному контуру. Подачу горячей воды ограничивает управляемый термостатом трехходовой смеситель.

• Термостаты для котла отопления ограничивают его нагрев при достижении заданной температуры теплоносителя или воздуха. Термостат может, например, прикрыть поддувало твердотопливного котла или уменьшить подачу газа к горелке газового.

Приводимая в движение термостатом цепочка прикрывает поддувало и ограничивает тепловую мощность твердотопливного котла.

Устройство

Механический

Механический термостат — самый простой и надежный. Вас интересует принцип работы этого прибора? Он прост и понятен:

• Основной элемент конструкции — сильфон (растягивающийся цилиндр с гофрированными стенками), заполненный газом, жидкостью или твердым веществом (например, парафином) с высоким коэффициентом температурного расширения;
• При нагреве сильфон удлиняется и выдвигает шток с клапаном, перекрывающий проток в корпусе прибора. Его проходимость для теплоносителя, газа, дизтоплива и т.д. уменьшается.

Грубая регулировка термостата (читай — его настройка на нужную температуру) выполняется изменением начального положения штока.

Механический (сильфонный) термостат. Клапан приводится в движение удлинением сильфона, заполненного жидкостью, газом или твердым веществом с высоким коэффициентом температурного расширения.

Термостат для твердотопливных котлов отличается лишь тем, что сильфон приводит в движение не шток с клапаном, а рычаг, прикрывающий поддувало при посредстве обычной стальной цепочки.

Принципиальная схема работы термостата твердотопливного котла.

Достоинства:

• Отказоустойчивость;
• Энергонезависимость.

Недостатки:

• Низкая точность;

Механическая термоголовка задает не точную температуру, а некий абстрактный уровень нагрева воздуха.

• Долгое время реакции на изменение температуры (до 25 минут у жидкостных термоголовок и до 40 минут у твердотельных);
• Невозможность программирования циклов (например, автоматического снижения рабочей температуры системы отопления дома ночью или в рабочее время).

Механический с выносным термодатчиком

Перед нами все тот же сильфонный терморегулятор. Однако его чувствительный элемент — капиллярный термодатчик вынесен за пределы корпуса. Он представляет собой медный стакан, заполненный расширяющейся при нагреве жидкостью и соединенный с термостатом тонкой трубкой. При нагреве стакана увеличивается общий объем жидкости в нем и в сильфоне, при этом сильфон удлиняется.

Трехпроходной термостатический клапан с выносным капиллярным термодатчиком.

Область применения термостатов с капиллярными датчиками — контуры с рециркуляцией теплоносителя. Сам термостатический клапан стоит на подаче, но ему нужно контролировать температуру смеси. Поэтому капиллярная трубка помещается в карман розлива после узла смешения.

Электромеханический с биметаллическим выключателем

На фото — термостат с биметаллическим выключателем, управляющий пленочным теплым полом в моем доме.

Эта разновидность термостатов применяется в системах электрического отопления. Как они устроены?

Устройство:

• основной узел — биметаллическая контактная пластина из двух металлов с разными коэффициентами температурного расширения;
• при достижении заданной температуры пластина размыкает или замыкает контакт, отключая или включая питание нагревательного элемента (пленочного или кабельного теплого пола, электрического конвектора и т.д.).

Биметаллический выключатель с регулировкой температуры срабатывания.

Регулировка: температуру срабатывания можно регулировать, меняя расстояние между контактной клеммой и биметаллическим контактом с помощью простейшего винтового механизма.

Электронный

Любой современный энергозависимый котел для отопления снабжен электронным термостатом.

Основной элемент этого термостата — так называемая термопара, спайка из двух разнородных проводников. При нагреве одного из них в цепи между проводниками возникает напряжение, прямо пропорциональное разнице температур.

Изменение напряжения на термопаре обрабатывается электроникой прибора, и на основе результатов та отдает команды управляющему клапаном соленоиду или сервоприводу.

Принцип работы термопары: при нагреве одного из двух соединенных вместе разнородных проводников между ними возникает электрическое напряжение.

Достоинства:

• Высокая точность поддержания температуры (до 0,5 °С);
• Возможность программирования суточных и недельных циклов;

Программируемая электронная термостатическая головка позволяет задать температурный режим в рамках суточных и недельных циклов.

• Возможность раздельного монтажа термостата и управляющего узла (соленоида или сервомотора). В этом случае для передачи данных используется радиоканал.

Недостатки:

• Высокая цена. Программируемые электронные термоголовки для водяной отопительной системы обойдутся владельцу в 2,5 и более тысяч рублей за штуку. Для сравнения — механический термостат можно купить за 1000-1200 рублей;
• Энергозависимость. Для электроники и сервопривода необходимо питание. У электронной термоголовки за него отвечают два гальванических элемента типоразмера АА; срок их службы — от 1 до 2 лет.

Отсек под батарейки занимает существенную часть объема корпуса электронной термоголовки.

Правила монтажа

Как правильно установить термостат своими руками? Здесь действует только одна универсальная инструкция: термочувствительный элемент термостата должен быть надежно защищен от нагрева сторонними источниками тепла и от охлаждения соприкасающимися с ним конструкциями.

Зачем это нужно? Да просто-напросто для того, чтобы он измерял температуру рабочей среды, а не погоду на Марсе.

Вот несколько конкретных примеров исполнения этого требования.

Изображение	Описание
	Термоголовка монтируется так, чтобы не находиться в восходящем теплом воздушном потоке от радиатора или подводки к нему.
	Капиллярный термодатчик не соприкасается с розливом нигде, кроме кармана для замера температуры.
	Выносной термодатчик электромеханического или программируемого термостата пленочного теплого пола укладывается поверх теплоизоляции и не контактирует с плитой перекрытия.

Заключение

Надеюсь, что этот материал поможет уважаемому читателю подобрать оптимальное для его целей решений. Как всегда, видео в этой статье подобрано так, чтобы вы могли получить дополнительную информацию по теме. Не стесняйтесь оставлять свои комментарии и дополнения к ней. Успехов, камрады!