Датчик температуры для отопления - устройство, разновидности, выбор, установка

Здесь вы узнаете:

Виды устройств для снятия температуры
Как происходит взаимодействие датчика с котлом
Сколько нужно термодатчиков для отопления
Терморегуляторы для газовых котлов
Критерии выбора датчика температуры
Цены на популярные датчики
Рекомендации по монтажу своими руками

По сути, терморегулятор является прибором, позволяющим регулировать температуру в помещении в автоматическом режиме. Можно возразить, что регулировать режимы работы котла легко и без автоматики, то есть вручную. При этом термостат становится ненужной роскошью, влекущей лишние затраты средств. Рассмотрим все за и против установки таких аксессуаров.

При работе газовых котлов регулирование микроклимата в помещениях осуществляется за счет изменения температуры теплоносителя. При достижении заданного показателя котел отключается, а при его понижении включается вновь. При изменении наружных температур необходимо изменять параметры системы отопления, причем делать это требуется вручную. В результате вмешательства в работу котельного оборудования требуются в течение всего отопительного сезона.

Время и внимание, отнимаемое котлом при ручной регулировке его работы — не самые важные проблемы. В подобном режиме происходят частые пуски/отключения котла, что не самым лучшим образом сказывается на его работоспособности, да и на надежности системы в целом. Есть еще одна проблема. При работе котла в режиме постоянного включения/выключения циркуляционный насос продолжает функционировать. Являясь энергопотребителем, он увеличивает расходы электроэнергии, что повышает финансовые затраты на отопление. Не говоря уже о негативном влиянии на работу системы.

Как видите, ручное управление для высокотехнологичного газового котла — не самый лучший вариант. Теперь рассмотрим, что способен изменить терморегулятор. Прибор имеет датчики комнатной температуры, которые отслеживают температуру не воды в системе, а воздуха в помещениях. В результате включение/отключение котла происходит при отклонении от заданного температурного режима, а не при снижении нагрева воды. Частота пусков/отключений существенно уменьшается. При программировании устройства можно установить оптимальный порог для срабатывания подобного датчика. Кроме того, можно установить время задержки включения либо отключения котла при срабатывании датчиков. Это позволит минимизировать вероятность запуска отопительного прибора при кратковременном снижении температуры, например, в результате сквозняка.

Как показывает практика, установка программатора позволяет сэкономить 25–30% энергии. Прибор не допускает перерасхода топлива. При отключении котла автоматически отключается и циркуляционный насос, что экономит электроэнергию. Все это говорит в пользу установки комнатных термостатов.

Окупаемость таких аксессуаров не вызывает сомнений. На рынке представлены различные модели термостатов, отличающиеся не только техническими параметрами, но и ценой. Подобрать оптимальный аксессуар не представляет труда. В качестве примера можно назвать терморегуляторы TAM0 11MI, Menred RTC 70, Raychem TE Basic, DEVIreg Touch, Nest, отечественный MCS 300 и т.д.

Виды устройств для снятия температуры

Термоприборы могут классифицироваться по ряду важных критериев, среди которых способ передачи информации, место и условия монтажа, а также алгоритм снятия показаний.

По способу передачи информации

Согласно используемому методу трансляции сведений датчики разделяются на две большие категории:

проводные приборы;
беспроводные датчики.

Первоначально все подобные приспособления оснащались проводами, через которые термодатчики связывались с блоком управления, передавая на него информацию. Хотя сейчас такие устройства потеснили беспроводные аналоги, они все же часто используются при простых схемах.

Кроме того, проводные датчики отличаются большей точностью показаний и надежностью в работе.

Для обеспечения согласованной работы проводного датчика, используемого в составном устройстве, желательно совмещать его с оборудованием, которое выполнено тем же изготовителем

В настоящее время распространение получили беспроводные устройства, которые чаще всего передают сведения при помощи передатчика и приемника радиоволн. Подобные приборы можно монтировать практически всюду, включая отдельное помещение или открытый воздух.

Важными характеристиками подобных термодатчиков являются:

наличие аккумулятора;
погрешность проведенных измерений;
дальность передачи сигнала.

Беспроводные/проводные устройства могут полностью заменить друг друга, однако в их функционировании есть некоторые особенности.

По месту и способу размещения

По месту крепления подобные приборы делятся на следующие разновидности:

накладные, крепящиеся к отопительному контуру;
погружные, контактирующие с теплоносителем;
комнатные, находящиеся внутри жилого либо служебного помещения;
внешние, которые располагаются снаружи.

В некоторых агрегатах могут применяться одновременно несколько видов датчиков для контроля температуры.

По механизму снятия показаний

По способу демонстрации сведений приборы могут быть:

биметаллическими;
спиртовыми.

В первом варианте предполагается использование двух пластин, сделанных из различных металлов, а также стрелочного индикатора. При повышении температуры один из элементов деформируется, создавая давление на стрелку. Показания подобных приборов отличаются хорошей точностью, однако их большим минусом является инертность.

Биметаллические и спиртовые термостаты часто устанавливаются на отопительной аппаратуре, например, котлах. Они позволяют отслеживать нагрев, превышение которого может привести к фатальным последствиям

Этого недостатка почти полностью лишены датчики, работа которых основана на использовании спирта. В этом случае в герметично запаянную колбу заливается спиртосодержащий раствор, расширяющийся при нагреве. Конструкция достаточно элементарна, надежна, но не очень удобна для наблюдений.

Устройство и принцип работы

Принцип работы термодатчиков основан на измерении сопротивления, давления, физических размеров (тепловое расширение), термо-ЭДС, которые имеют сильную зависимость от температуры в конкретном диапазоне. Данные о величине нагрева могут быть получены на основе проведённых калибровок датчиков при выполнении пересчёта по соответствующим формулам.

В автоматических термостатах эти формулы заложены в управляющую программу, а в механических – установлены специальные устройства, которые каким-либо простым способом регулируют режимы работы, например, механические или электрические реле, которые замыкают или размыкают нужные контакты.

Термодатчики имеют относительно простую конструкцию – небольшой корпус с креплениями, внутри которого находится сам датчик. Они могут быть герметичными или открытыми, в зависимости от способа детектирования. Для передачи измеренных данных они могут оснащаться беспроводными датчиками или подключаться по проводному соединению.

Как происходит взаимодействие датчика с котлом

В зависимости от модели котла, существует 2 способа взаимодействия: напрямую и через комнатный термостат.

Подключить датчик температуры напрямую можно лишь к моделям котлов с наличием такой возможности (соответствующая автоматика и клеммная колодка/разъем на котле), о такой возможности сообщается в технических характеристиках модели. Например, возможность подключения термодатчиков имеют такие модели, как: линейка Baxi ECO Four, линейка Baxi LUNA-3, Buderus Logamax U072, Viessmann Vitopend 100-W и большинство других современных моделей газовых котлов.

Подключение внешнего управления напрямую поддерживают и электрические, а также твердотопливные котлы.

Если котел имеет простую малофункциональную автоматику, внешний датчик лучше подключить через электронный комнатный термостат с возможностью программирования. Программирование работы котла позволяет задать шаблон работы системы отопления, например, снизив температуру до 15 градусов на рабочее время, когда хозяев нет дома, что позволит существенно сэкономить на отоплении, вне зависимости от вида используемого топлива. Стоимость хорошего термостата порядка 1 500-3 000 руб., но окупается он, при грамотном использовании, за несколько месяцев эксплуатации.

Пример комнатного программируемого термостата (модель – Teplocom TS-Prog-2AA8A).

Комнатный термостат уже имеет встроенный датчик температуры, измеряющий температуру в помещении, в котором он установлен. Чтобы реализовать погодозависимое управление, необходимо докупить универсальный уличный датчик температуры. Терморегуляторы, уже имеющие в комплекте датчик уличной температуры, продаются крайне редко. Однако зачастую в комплекте поставки имеется термодатчик для теплых полов.

В целом, для организации оптимальной схемы контроля системы отопления достаточно три датчика температуры: внешний комнатный, уличный и для теплых полов.

Особенности эксплуатации

При эксплуатации термодатчиков необходимо следовать следующим правилам:

чувствительный элемент должен иметь максимальный контакт со средой для теплообмена,
обслуживание и калибровку нужно проводить в соответствии с рекомендациями производителей,
важно исключать негативные внешние влияния, которые могут отразиться на результатах измерений.

Термодатчики для котлов достаточно легко подобрать и относительно просто установить и подключить. Для этого важно соблюдать инструкцию по подключению и выполнять последовательно все этапы монтажа.

Сколько нужно термодатчиков для отопления

Если для обычной схемы отопления применяется только один комнатный датчик температуры для газового котла, то при лучевой коллекторной схеме отопления таких датчиков может быть несколько. В таком случае регулировка температуры происходит для каждого помещения индивидуально. Находящийся в каждой комнате температурный датчик для отопления направляет информацию на контроллер, который через блок управления регулирует независимую подачу теплоносителя от коллектора в нужное помещение для поддержания установленной температуры. Более подробно про автоматику для котлов можно прочитать в нашей статье «Существующая автоматика для котлов отопления».

Датчики давления для отопления

Датчик давления для отопления
Датчики давления в системе отопления в обязательном порядке должны быть предусмотрены в схеме с принудительной циркуляцией. Фактически они отображают степень расширения теплоносителя в результате нагрева. Поэтому специалисты советуют установку датчиков давления в систему отопления вместе с термометрами.

Главным показателем для манометров являются граничные значения давления. В автономной сети частного дома или квартиры нормальный показатель равен от 1,5 до 2,5 МПа. Соответственно максимальное допустимое значение для датчика давления воды в системе отопления должно быть не меньше этих данных. На практике рекомендована установка моделей с верхней границей 6 МПа. Немаловажным фактором является механизм, с помощью которого манометр отображает показания.

Пружинные датчики

Схема пружинного манометра
В качестве чувствительного элемента у датчика давления для отопления выступает специальная трубка. Она может иметь круглое или овальное сечение. Под воздействием напора теплоносителя происходит ее смещение, в результате чего на циферблате стрелка движется.

Преимуществом приборов такого типа является надежность и доступная стоимость. Время эксплуатации зависит от частоты воздействия на чувствительный элемент, а также превышения максимально допустимого давления. Кроме этого к пружинным датчикам давления в системе отопления предъявляются следующие требования:

Недопустимы отклонения от значения погрешности. Если при отсутствии давления стрелка находится не на нулевой отметки – прибор экспортировать нельзя;
Класс точности для бытовых манометров должен быть не менее 2,5;
Во время механического воздействия на прибор возможно смещение чувствительного элемента датчика давления. Тогда изменения в системе отопления не будут фиксироваться, либо погрешность превысит допустимые нормы. Во избежание этого нужно перед началом отопительного сезона выполнять проверку.

Монтаж пружинных датчиков давления воды в отопительную систему прост. Для этого нужно установить его на резьбовое соединение подводящего патрубка. Нельзя использовать ленту ФУМ — только подмотку, рассчитанную на критические значения давления и температуры.

Альтернативой пружинным манометрам могут быть мембранные модели датчиков. Они дают более точные показания, но подвержены частым поломкам из-за чувствительного элемента.

Электроконтактные датчики

Представляют собой усовершенствованную модель пружинного датчика давления. Применяются для отопления с автоматической регулировкой показателей. Помимо основной стрелки в манометре есть 2 дополнительные. Они устанавливаются на максимальное и минимальное значение давления. При достижении одной из них основной стрелки электрический контакт замыкается и на управляющий элемент поступает соответствующий сигнал. Подобные приборы используют в больших автономных системах. Для автономного отопления их монтаж нецелесообразен.

Нужно помнить, что каждый датчик давления и температуры в системе отопления должен отображать фактические значения. Поэтому сначала следует сделать точный расчет всей системы, а затем, основываясь на полученных показателях подобрать оптимальную модель прибора.

В видеоматериале можно увидеть использование датчика температуры в конструкции солнечного коллектора – одного из видов отопления:

Терморегуляторы для газовых котлов

Благодаря установке небольшой коробочки с электроникой можно в домашних условиях экономить почти 30% газа при работе газового котла. Устройства подразделяются на несколько видов:

центральные;
для радиатора;
локального назначения;
комнатные.

Термостат центральный, по мнению опытных потребителей, способен обеспечить безопасность всей котельной. Этот прибор устанавливают совместно с газовым оборудованием. Он передает информацию через провода, питается от электросети и работает автономно от котла. Термостат необходим для регулировки работы отопительного агрегата.

Комнатный и локальный приборы помогают регулировать температуру в каждой отдельной комнате. Это позволяет создавать нужный микроклимат. Для нормальной работы его надо располагать рядом с котлом, но подальше от дверей и окон, иначе показания будут недостоверными.

По мнению специалистов, термостаты для радиаторов будут вести контроль за каждым отдельным прибором отопления. Регуляторы устроены довольно просто и имеют клапан, который регулирует потребление воды. Термостат оснащен таким регулятором, регулирующим уменьшение или увеличение расхода жидкости.

Принцип работы термодатчика внутри помещений

Контроль за работой схемы отопления и настройка температуры воздуха может осуществляться с помощью следующих технических решений:

автоматических устройств, отвечающих за своевременную подачу энергии;
электронных блоков, чья задача заключается в наблюдении за безопасностью;
смесительных узлов.

Вероятно Вам будет полезно почитать про воздухоотводчики, так как они предотвращают завоздушивание систем отопления.

Для обеспечения нормальной работы этих технических решений, используются температурные микродатчики. Эти устройства отвечают за передачу сигнала о работе приборов. Мониторинг показаний микродатчиков помогает своевременно выявлять неисправности и быстро их устранять.

Алгоритм работы этих датчиков основан на алгоритме преобразования температурных условий в электрический сигнал. Это дает возможность передавать полученную информацию по сети в формате цифрового кода. В итоге обеспечивается высокая точность замеров, а также высокая скорость их передачи на приборы для визуального контроля.

Насколько необходимы термодатчики?

При работе отопления в квартире или в частном доме важно обеспечить возможность контроля уровня нагрева теплоносителей и нагрева воздуха внутри нагреваемых помещений. Температурные микродатчики для отопления снимают и передают подобную информацию. Такие сведения могут считываться визуально или передаваться напрямую в контроллер, так организована телеметрия.

Критерии выбора датчика температуры

Выбор датчика температуры следует проводить с учётом следующих критериев:

диапазон измеряемых температур, датчик должен быть максимально чувствительным и реагировать на изменения нагрева с минимальной задержкой;
технических особенностей установки: погружной или закрепляемый, достаточно ли пространства для монтажа и т. д.;
условий измерений, при которых возможна минимизация негативных влияющих факторов;
характеристик датчика: необходимость подачи напряжения, скорость передаваемого сигнала, погрешность измерений, допустимость эксплуатации в конкретных условиях;
срок эксплуатации, периоды обслуживаний, необходимость калибровок;
величина выходного сигнала.

Погружной датчик температуры для котла

Классификация видов термодатчиков

Выбор датчика зависит от того, в какой среде необходимо контролировать температуру: внутри котла, в помещении или в системе отопления. От правильности их выбора зависит эффективность и безопасность работы отопительного оборудования.

Датчик температуры для котла отопления классифицируется по следующим критериям:

по способу определения температуры,
по типу взаимодействия с термостатом.

Виды датчиков по способу определения температуры

По способу определения температуры датчики бывают:

Дилатометрические, представляющие собой биметаллические пластины или спирали, принцип работы которых основан на тепловом расширении металлов или других типов твёрдых тел.
Резистивные, имеющие сильную зависимость от температуры в определённом измеряемом диапазоне, которая проявляется в виде резких изменений электросопротивления.
Термоэлектрические, представляющие собой термопары (сплавы двух разнородных проводников, например, хромель-алюмель), в которых при определённых температурных интервалах начинает индуцировать термо-ЭДС.
Манометрические, принцип действия которых основан на изменении давления газа или жидкости в замкнутом объёме.

Дилатометрические датчики изготавливаются из материалов с высоким коэффициентом теплового расширения, которые реагируют на минимальные температурные колебания. Принцип их работы основан на замыкании либо размыкании электрических контактов. Для повышения их чувствительности и качества контакта в конструкциях используют магниты.

Резистивные термодатчики изготавливаются из специальных сплавов проводников или полупроводников. Конструктивно состоят из катушки с намотанным тонким медным, платиновым или никелевым проводом и керамического корпуса или полупроводниковых пластин, помещённых в пластиковый или стеклянный корпус.

Полупроводниковые резисторы бывают двух видов:

термисторы, имеющие нелинейную температурную зависимость, характеризующуюся снижением сопротивления при нагреве,
позисторы, также имеющие нелинейную зависимость от температуры, но отличающиеся от термисторов повышением сопротивления при нагреве.

Термоэлектрические датчики изготавливаются из двух специально подобранных разнородных металлов или сплавов, в точке контакта которых при нагреве индуцируется термо-ЭДС, величина которой пропорциональна разности температур двух спаев. При этом измеряемая величина не зависит от температуры, длины и сечения проводов.

Манометрические датчики позволяют определять температуру немагнитным способом без применения источников энергии, что позволяет их применять для дистанционных измерений. Однако их чувствительность на порядок хуже, чем у других термодатчиков, а также присутствует эффект инерционности.

Виды датчиков по способу взаимодействия с термостатом

Измерители температуры по типу взаимодействия с термостатом подразделяются на следующие виды:

проводные, передающие данные на контроллер по проводам,
беспроводные – высокотехнологичные современные устройства, передающие данные на определённой радиочастоте.

Проводной датчик температуры для котла

Цены на популярные датчики

Производитель и модель	Особенности	Стоимость, руб.	Наша оценка, 0-5 баллов
BAXI KHG	Механический, недорогой и надежный	1 350	3,9
TEPLOCOM TS-Prog-2AA/8A	Программируемый, проводной, функциональный, лучший в соотношении цена-качество	3 300	4,5
TEPLOCOM TS-Prog-2AA/3A-RF	Программируемый, беспроводной, функциональный, дорогостоящий	5 500	4,3
ТЕПЛОЛЮКС MCS-350	Программируемый, проводной, функциональный, с Wi-Fi модулем и сенсорным дисплеем, с доп. датчиком, современный стильный дизайн	5 100	4,9

Как выбрать выносной термодатчик

Выбор зависит от того, как датчик будет взаимодействовать с котлом: напрямую или через термостат.

Подключаемый напрямую к котлу

Здесь выбор невелик: как правило, это 1-3 модели, разработанные тем же производителем, что и котел. Их совместимость с конкретными моделями или линейками моделей котлов указана в технических характеристиках и инструкции. Кабель для соединения термодатчика с котлом (обычно двухжильный с сечением от 0,5 мм2) необходимо докупать отдельно. Точные требования к сечению и сопротивлению указываются в инструкции датчика.

Подключаемый к термостату

Внешний датчик температуры для термостата Gira 130200.
В редких случаях уличный датчик идет в комплекте с комнатным термостатом, но чаще всего в комплекте прилагается датчик для измерения температуры теплых полов. Для учета уличной температуры к термостату подключают универсальные уличные датчики температуры: от Gira, Tim, Shuft (ATF2-NTC10K) или Теплолюкс (TST02). Здесь важно обратить внимание на:

диапазон измеряемых температур – например, у Теплолюкс TST02 он от +5 до +45°С, что неприменимо в холодное время года;
степень влагозащиты;
точность измерения/погрешность – допустимой считается погрешность в +-1°C, хорошим результатом – +-0,5°C;
длинна кабеля – как правило, кабель длинной 2-6 м уже соединен с термодатчиком.

Замена и подключение

Если терморегулятор сломался, то выяснить источник поломки совсем несложно и под силу владельцу отопительной установки:

Если вода не нагревается источник болезни кроется как в температурном датчике, так и в термостате. Поломку ТЭНа мы в данном случае не рассматриваем. Условно считаем, что он работает исправно.
Термодатчик снимается с бойлера и тестером в режиме «прозвонки» проверяют все провода на наличие обрыва.
Если при работающем термостате замеры температуры показывают нулевое значение — однозначно он неисправен. Самостоятельно его не починить, лучше купить новый и заменить.
Если терморегулятор в режиме «прозвонки» отзывается на бойлере необходимо установить минимальное значение температуры и вновь провести замеры.
Если он исправен то в режиме «нагрев» его контакты должны быть разомкнуты, а сопротивление на входе и выходе вырасти.

Замена термостата на аналогичный расписана подробно в инструкции к отопителю. Если точно такого в продаже нет, подыскивается аналогичный с соответствующими параметрами.

Как подключить термодатчик к котлоагрегату

Уличный датчик температуры для котла отопления устанавливается с наружной стороны стены отапливаемого здания с соблюдением таких требований:

стена должна быть исключительно северной или северо-восточной, для избежания попадания прямых солнечных лучей. Если попадание все равно предполагается, необходимо защитить сенсор козырьком;
по возможности необходимо избегать установки датчика в места повышенной влажности и высокой степенью образования плесени;
стена должна иметь толщину и степень теплоизоляции, достаточную для исключения нагрева датчика теплом отапливаемого помещения;
не рекомендуется и установка измерительного прибора вблизи кондиционера, дымохода, вытяжных или приточных каналов, любых других конструкций, способных повлиять на результаты измерения.

Сам датчик крепится к стене анкерными болтами, например 5х25, подключается к соответствующему разъему/клемме котла или термостата при помощи двухжильного кабеля (параметры сечения и сопротивления указываются в инструкции датчика температуры), соединения герметично изолируются муфтой.

Правильная установка и подключения не вызывает особых проблем, поскольку подробные алгоритмы всегда описываются в инструкции.

Пример алгоритма монтажа из инструкции к датчику температуры Baxi.
В регулировке и калибровке датчики температуры не нуждаются, а работоспособность и точность проверяется на практике (по комнатной температуре).