Строение терморегулятора и принцип его работы
В конструкцию прибора входят:
- вентиль (клапан);
- термостатический элемент.
Термостатический клапан для радиатора представляет собой обыкновенный кран. В металлическом корпусе имеются проходное отверстие, седло и конусная запорная система.
Благодаря вертикальному движению конуса изменяется объем поступающего теплоносителя. В принципе, так функционирует обычный вентиль. Единственное отличие состоит в работе запорного механизма.
Чтобы эта деталь начала двигаться, система оборудуется термоголовкой, которая снабжена специальным термическим элементом. Он состоит из эластичного и полностью герметичного цилиндра – сильфона, в котором содержится тепловой агент. Это специальная жидкость или газ, который реагирует на имеющуюся температуру теплоносителя. Его объем уменьшается или увеличивается в зависимости от нагрева подающего вещества, применяемого для передачи тепловой энергии.
Промышленность изготавливает также сильфоны, заполненные твердым агентом. Однако они имеют один серьезный недостаток: способность реагировать на скачки температуры в течение 30 минут. Это очень долго, потому их устанавливают крайне редко.
Принцип работы такого прибора построен на законах физики. Когда вещество нагревается, увеличивается его объем. Цилиндр сильно растягивается и начинает оказывать давление на поршень. Он приходит в движение и заставляет двигаться запорный конус термокрана. В результате поток теплоносителя перекрывается, тепловой агент, находящийся в сильфоне, начинает остывать и сжиматься.
Габариты цилиндра резко уменьшаются. Пружина поднимает запорный конус. Радиатор повторно заполняется веществом, применяемым для передачи тепловой энергии, головка терморегулятора снова нагревается. В результате в помещении поддерживается нужная температура. Допустимое отклонение не превышает один градус.
Каждая такая система отличается коэффициентом погрешности, что связано с замедленной реакцией сильфона. Он постепенно сжимается, затем расширяется. Другими словами, отсечка теплоносителя осуществляется очень плавно, поэтому говорить о скорости здесь не приходится.
Терморегулятор редко устанавливается в положении «закрыто» или «открыто» на полную. Таким образом достигаются комфортные условия в помещении.
Коэффициент погрешности определяется специальным показателем термоголовки, получившим название «гестезис». При минимальном его значении устройство максимально быстро реагирует на скачки температуры. Такая высокая точность редко оказывается нужной простому обывателю.
Зато стоимость подобных приборов сильно отличается. Устанавливая такую систему на свой радиатор, помните, что вы не сможете добиться его полного и равномерного прогрева. Какой-то участок обязательно будет оставаться холодным. Многим кажется, что радиатор просто забился и требует прочистки. Чтобы точно знать, что случилось, необходимо снять термоголовку. Так вы убедитесь, что все в порядке, при этом поверхность радиатора через небольшой промежуток времени будет иметь равномерный нагрев.
Зачем нужен терморегулятор?
Необходим данный прибор в случае, если в помещении надо снизить температуру. Как правило, это касается верхних этажей городских домов, где система теплоснабжения оборудована с верхней подачей воды и вертикальной разводкой. Конечно, агрегат используется не только в многоэтажках. Требуется регулировка радиаторов отопления в частном доме также довольно часто. Установив терморегулятор на обогреватель, можно легко выставить нужную температуру. Погрешность очень мала и составляет всего один градус.
Каков принцип работы терморегулятора?
Рассмотрим, какой имеет регулятор температуры на радиаторе отопления принцип работы более подробно. Устройство представляет собой герметичную камеру, которая называется сильфон. Он заполнен специальной рабочей средой. При повышении температуры расширяется теплоноситель и камера распрямляется. После чего запорный клапан преграждает теплоносителю путь в секции батареи. В результате температура в комнате снижается. При понижении температуры эффект совершенно обратный: термоголовка сжимается, клапан открывается, и вода вновь поступает в радиатор.
Конструкция регулятора температуры и его классификация
Регуляторы второго типа делятся на такие подвиды:
- те, которые могут управлять либо нагревом котла, либо насосом;
- те, которые могут посылать сигнал установленным перед батареей клапанам.
Особенности монтажа терморегулятора
Прежде чем установить аппарат, надо определиться с его месторасположением. Зависит функционирование терморегулятора от ряда факторов. Например, температурного режима вне помещения, циркуляции воздуха в здании
Наличие прямых лучей солнца также имеют немаловажное значение. Учитываются и посторонние источники тепла (холода) в квартире
Если дом частный, то чаще всего регулятор температуры для радиатора отопления располагают на верхнем этаже.
Связано это с тем, что нагретый воздух скапливается вверху: температурная разница на нижнем и верхнем уровне помещения будет существенной. Монтируют аппараты по горизонтали труб около места ввода в отопительное оборудование. В городских квартирах терморегулятор на радиатор отопления сначала лучше установить там, где температурные колебания ощутимы больше всего. Это могут быть: комната, подверженная воздействию прямых лучей солнца, кухня.
Естественно, перед установкой регулятора, его надо приобрести. Можно его купить либо в магазине, либо заказать через сеть Интернет.
На терморегулятор для радиатора отопления цена зависит от типа его подключения и фирмы-производителя. В среднем стоимость прибора начинается от 1000 рублей. Надо сказать, что диапазон цен достаточно широкий.
Когда агрегат куплен, и место его расположения выбрано, можно приступать к монтажу.
Проводится установка терморегулятора на радиатор отопления по определенному алгоритму:
- отключается подающий стояк, из системы сливается весь теплоноситель;
- отрезаются горизонтальные подводки, при этом желательно соблюдать определенное расстояние от батареи;
- отрезанная труба, краник снимаются с отопительного прибора;
- от запорного крана и клапана термостата отсоединяются хвостовики и гайки, и заворачиваются в пробки радиатора;
- выполняется сборка трубной обвязки;
- все ставится на заранее выбранное место;
- обвязка соединяется с расположенными горизонтально трубами подводки, присоединенными к стояку.
Как видно, установить регулятор на радиатор отопления несложно. Но если система однотрубная, то при подключении термостатического устройства потребуется заменить схему подключения обогревателя.
С этой целью для стыковки прямой и обратной подводки конструкции необходимо установить перемычку — байпас.
Этот элемент дает возможность теплоносителю циркулировать, если нужно будет перекрыть отопление регулятором температуры.
Для выполнения схемы потребуется снять прибор. Предварительно надо перекрыть вентили. Если система двухтрубная, то контролировать поступление воды в радиатор возможно. Но в этом случае надо термостат радиатора ставить на верхнюю подводку.
Таким образом, можно сделать вывод, что для регулировки температуры в помещении сегодня используются специальные электротены и терморегуляторы.
Первые применяются в случае, если надо повысить теплоотдачу обогревателей, а вторые – чтобы снизить температуру и сделать обогрев более равномерным.
Регуляторы температуры можно приобрести в любом магазине за вполне приемлемую цену. Устанавливать их несложно и вполне реально провести монтаж своими силами.
Краткий обзор популярных брендов
Верным решением при покупке термоголовки будет ориентация на авторитетных производителей. Незнакомый товарный знак с неизвестной историей — это большой риск потратить деньги попусту.
Смело можно приобретать продукцию таких производителей, как Dunfoss, Oventrop, Caleffi, Salus и других известных фирм.
Место #1 – компания Danfoss
Более 60 лет выпускает термоголовки концерн Danfoss. Это датский производитель, по его лицензии изделия производят и в России.
Ассортимент оборудования для автоматизации систем отопления у концерна Данфос богат и отвечает передовым технологиям. Управлять работой и настраивать термоголовки можно дистанционно, используя смартфон для этого
Наиболее часто спрашивают термоголовку RTS Everis. Это сильфонное изделие с наполнителем в виде жидкости. Путем прямой фиксации сопрягается с фирменными термоклапанами. Для других необходим адаптер.
Тест существующих видов термоголовок бренда в следующем видеоролике:
Место #2 – бренд Oventrop
Большим спросом у потребителей пользуются термоголовки Oventrop линейки Uni. Они укомплектованы жидкостным сильфоном. С термоклапаном соединяются при помощи накидной гайки. Температуру можно установить в пределах +7 – +28 °C.
Существует возможность полного закрытия. Рассчитаны головки на предельную температуру в системе +100 – +120 °C – именно такие характеристики указывает производитель в сопроводительной документации.
Головки Oventrop Uni совместимы с другими сантехническими изделиями этой фирмы. Их можно присоединять без адаптера к другим приборам со встроенным клапаном и соответствующей резьбой
Устанавливают их на термостатических вентилях с подходящим соединением. На головках многих серий есть специальная отметка для людей со слабым зрением, антивандальный кожух.
Место #3 – компания Thermo
Высокую оценку дали потребители продукции швейцарской компании Thermo, в частности, модели Royal Thermo RTE 50,30. Она отличается широким регулировочным диапазоном — от +6 до +28 °C, низким значением гистерезиса — 0,55 градусов. Есть и нулевая позиция.
Для корректной работы теплоноситель должен иметь температуру не выше 100 °C. Сопряжение с клапаном — гайка накидная.
Термоголовки компании Thermo отличаются надежностью, качеством сборки. Среди предложений есть модели с выносным датчиком
Место #4 – производитель Caleffi
Итальянский производитель Caleffi поставляет широкий ассортимент радиаторных термоголовок. Модель Caleffi 210000 — программируемая. Она оснащена цифровым жидкокристаллическим индикатором температуры. Кроме значения температуры, он показывает время, дату, установленную дневную программу.
При покупке оборудования для отопительных систем обязательно спрашивайте у продовца сопроводительные документы, гарантию от производителя и инструкцию у продукту
При программировании на неделю можно выставить 3 температурных уровня: «Комфорт», «Экономия», «Антизамерзание». Устанавливают эту головку в тандеме с вентилями Келеффи.
Место #5 – компания Salus
Немецкая фирма Salus также пользуется заслуженной репутацией. К примеру, модель Salus PH 60 — это электронная головка с энергонезависимой памятью, возможностью задавать температурный режим на неделю. Диапазон температур — +5 – +40 °C.
Электропитание осуществляется от 2 элементов АА. Дисплей имеет функцию подсветки и вывода на экран температурных параметров, а также уровня заряда элементов.
Новая разработка — мини-термоголовка беспроводная, питающаяся от батареек. Управлять устройством можно через компьютер или смартфон, предварительно скачав приложение «Умный дом»
Технические новинки не перестают радовать пользователей – беспроводные термоголовки позволяют владельцу создавать комфортный микроклимат в помещении, находясь при этом в другом конце города или другой стране. И все это становится возможным, если интегрировать устройство в систему отопления умного дома или скачать фирменное приложение.
Принцип работы и виды регуляторов для радиаторов отопления
Принцип работы терморегулятора заключается в частичном или полном перекрытии движения горячей воды в соответствии с температурой в помещении или на улице.
Клапан, пропускающий теплоноситель, под давлением закрывается так называемым штоком.
В зависимости от плотности перекрытия в батарею поступает то или иное количество тепла, которое потом передаётся помещению. Управление терморегулятором осуществляется тремя способами:
- ручным;
- автоматикой;
- электрикой.
В первом случае достаточно просто повернуть вентиль, чтобы обеспечить подачу в батарею нужного количества тепла. Во втором — это делает механизм, который реагирует на нагревание.
В третьем — подключённый к источнику питания процессор считывает информацию с датчика и управляет величиной отверстия для подачи теплоносителя.
Справка! Автоматический и электрический терморегуляторы снабжены термостатами, с помощью которых комфортная температура поддерживается без вмешательства человека.
Механический с ручным вентилем
Самый простой механический терморегулятор — это ручной вентиль, который закручивается и откручивается вручную. Его не нужно путать с шаровым краном.
Фото 1. Механический терморегулятор с ручным вентилем, он легко открывается и закрывается, увеличивает и уменьшает поступление воды.
Задача первого — пропускать необходимый объем теплоносителя. Второго — открывать или закрывать его подачу полностью. Конструкция вентиля для радиатора предусматривает уменьшение или увеличение поступления воды.
Шаровый кран же может испортиться, если его открывать или закрывать наполовину, так как рассчитан на экстренные случаи.
С термостатом
Следующим по сложности работы идёт механический терморегулятор с термостатом. Его важным элементом является термоголовка, которая содержит сильфон. В нём находится жидкость или газ, которые от нагревания расширяются. Это увеличивает давление на шток, который своим рабочим конусом постепенно запирает корпус клапана.
В случае снижения температуры в помещении, жидкость или газ сужаются, а давление на шток уменьшается, что приводит к его подъёму. Тогда в проход клапана поступает больше теплоносителя, который нагревает радиаторы.
Фото 2. Механический регулятор тепла с термостатом и сильфоном, в котором находится газ или жидкость.
Преимущества ручного и автоматического механических терморегуляторов:
- нет подключения к источнику питания;
- снижаются затраты на отопление.
Недостатки:
не установить экономичный минимум на время отсутствия жителей дома.
Электронный
Электронный терморегулятор, с одной стороны, делает настройки управления более тонкими, с другой — энергозависим. Вместо сильфона с жидкостью или газом, используется процессор и электропривод.
Когда от датчика, измеряющего температуру, поступает информация об избытке тепла в окружающей среде, процессор даёт команду электроприводу закрыть клапан на нужную плотность.
Фото 3. Электронный терморегулятор Salus, оснащен процессором, встроенным индикатором и электроприводом, экономит энергию.
При похолодании рабочий конус поднимается и клапан открывается, пропуская в радиатор столько теплоносителя, сколько необходимо для обогрева помещения.
Преимущества:
- экономия за счёт программирования отопления на время отсутствия;
- быстрая реакция на изменение температуры воздуха;
- встроенная индикация температуры воздуха, таймера, дней недели.
Недостатки:
необходимость подключения к источнику питания.
Термоклапан — строение, назначение, виды
Клапан в терморегуляторе по строению очень похож на обычный вентиль. Имеется седло и запорный конус, который открывает/закрывает просвет для протекания теплоносителя. Температура радиатора отопления регулируется именно таким образом: количеством проходящего через радиатор теплоносителя.
Термостатический клапан в разрезе
На однотрубную и двухтрубную разводку клапана ставят разные. Гидравлическое сопротивление вентиля на однотрубную систему намного ниже (как минимум, в два раза) — только так можно ее сбалансировать. Перепутать вентили нельзя — греть не будет. Для систем с естественной циркуляцией подходят вентили для однотрубных систем. При их установке гидравлическое сопротивление, кончено, возрастает, но работать система сможет.
На каждом клапане есть стрелка, указывающая движение теплоносителя. При монтаже его устанавливают так, чтобы направление потока совпадало со стрелкой.
Из каких материалов
Изготавливают корпус вентиля из стойких к коррозии металлов, часто дополнительно покрывают защитным слоем (никелируют или хромируют). Есть клапана из:
- бронзы (с никелевым и хромированным покрытием);
- латуни (покрывают слоем никеля);
- нержавеющей стали.
Понятное дело, что нержавейка — лучший вариант. Она химически нейтральна, не корродирует, не вступает в реакции с другими металлами. Но стоимость таких клапанов велика, найти их сложно. Бронзовые и латунные вентили примерно одинаковы по сроку службы
Что в этом случае важно — это качество сплава, а за ним тщательно следят известные производители. Доверять или нет неизвестным — вопрос спорный, но есть один момент, который лучше отследить
На корпусе обязательно должна присутствовать стрелка, указывающая направление потока. Если ее нет — перед вами совсем дешевое изделие, которое лучше не покупать.
По способу исполнения
Так как радиаторы устанавливаются разными способами, клапана делают прямыми (проходными) и угловыми. Выбираете тот тип, который в вашу систему станет лучше.
Прямой (проходной) клапан и угловой
| Данфос, угловой RA-G с возможностью настройкой | однотрубной | 15 мм, 20 мм | Никелированная латунь | 10 Бар | 25-32 $ |
| Данфос, прямой RA-G с возможностью настройкой | однотрубной | 20 мм, 25 мм | Никелированная латунь | 10 Бар | 32 — 45 $ |
| Данфос, угловой RA-N с возможностью настройкой | двухтрубной | 15 мм, 20 мм. 25 мм | Никелированная латунь | 10 Бар | 30 — 40 $ |
| Данфос, прямой RA-N с возможностью настройкой | двухтрубной | 15 мм, 20 мм. 25 мм | Никелированная латунь | 10 Бар | 20 — 50 $ |
| BROEN , прямой с фиксированной настройкой | двухтрубной | 15 мм, 20 мм | Никелированная латунь | 10 Бар | 8-15 $ |
| BROEN , прямой с фиксированной настройкой | двухтрубной | 15 мм, 20 мм | Никелированная латунь | 10 Бар | 8-15 $ |
| BROEN ,угловой с возможностью настройкой | двухтрубной | 15 мм, 20 мм | Никелированная латунь | 10 Бар | 10-17 $ |
| BROEN ,угловой с возможностью настройкой | двухтрубной | 15 мм, 20 мм | Никелированная латунь | 10 Бар | 10-17 $ |
| BROEN , прямой с фиксированной настройкой | однотрубной | 15 мм, 20 мм | Никелированная латунь | 10 Бар | 19-23 $ |
| BROEN , угловой с фиксированной настройкой | однотрубной | 15 мм, 20 мм | Никелированная латунь | 10 Бар | 19-22 $ |
| OVENTROP , осевой | 1/2″ | Никелированная латунь, покрытая эмалью | 10 Бар | 140 $ |
Виды терморегуляторов
На рынке представлено несколько модификаций термостатов, отличающихся по своему строению и принципу работы, однако все они выполняют одинаковые функции.
Механический регулятор
Механические термостаты предусматривают ручную регулировку степени нагрева радиаторов. Стоят они недорого, надежны в работе, просты в настройке и практически никогда не дают сбоев, так как вся их работа основана на механических законах физики. На самом кране имеется градуировка в степенях, что позволяет с достаточно высокой точностью выполнять регулировку нагрева. Однако такая установка осуществляется опытным путем – вы не можете просто задать нужное количество градусов, что можно отнести к недостатку прибора.
Механический регулятор
В механическом терморегуляторе имеется три основные рабочие части – сильфон (газовый или жидкостный), привод и сам регулятор. Наполненный сильфон (вещество в нем) играет решающую роль в автоматической подстройке прибора. Когда мы поворачиваем рычаг термостата, содержимое переходит в золотник, влияя на положение штока.
Сам шток при давлении на него опускается и частично перекрывает проход для теплоносителя. Ограничивая его прохождение. На схеме ниже показано более подробное строение такого термостата.
Строение механического терморегулятора
Электронный термостат
Второй вид терморегуляторов является электронным. Внутри него установлен микропроцессор, отвечающий за регулировку нагрева батарей. Безусловно, в пользовании такие устройства очень удобны, так как позволяют выполнить поградусную настройку.
Электронный термостат
Управляется термостат обычно при помощи кнопочной панели, что достаточно надежно и удобно. Некоторые модели умеют одновременно управлять котлами, насосами и даже смесителями. Стоят они немало, что и не удивительно.
Электронный термостат также имеет механическую рабочую часть, которая практически ничем не отличается от описанного выше варианта. Сильфон в этом случае идет цилиндрический, а стенки его сделаны в виде гофры. Внутри сильфона находится вещество, которое реагирует на окружающую температуру.
Электронный термостат выглядит очень технологично
Такое вещество при нагревании начинает расширяться, внутри прибора растет давление, оказывающее влияние на положение штока, который также регулирует объем проходимого через прибор теплоносителя. При понижении температуры происходит обратный процесс. Такой терморегулятор очень надежный, сильфон способен без проблем выдерживать десятки тысяч сжатий и расширений, его ресурса хватит более чем на 10 лет, главное, чтобы электроника не подвела.
Среди электронных термостатов можно выделить два отличающихся вида приборов – закрытые и открытые. Первые не могут определять температуру автоматически, поэтому все настройки пользователь должен производить самостоятельно. Преимущество его перед ручным прибором состоит в том, что вы можете выставлять температуру по градусам, а не градуированной шкале больше-меньше.
Открытые являются сложными электронными устройствами с возможностью программирования. Например, при повышении температуры до определенного порога, прибор автоматически меняет режим своей работы на выбранный.
Для питания электронной части нужны батарейки
Работают такие термостаты от сменных элементов питания – батареек. Энергии не потребляется много, поэтому частая замена не требуется – за весь отопительный сезон вы можете сделать это 1-2 раза. Также есть модели, в которых установлен заряжаемый аккумулятор – в комплекте с ним поставляется зарядное устройство.
Инновационный монитор
Есть еще и полуэлектронные приборы. Их принцип работы также схож с механическими, но есть несколько важных отличий. Сильфонная головка ориентируется на температуру в помещении, поэтому она достаточно габаритная. Датчик у них выносной, который соединяется с рабочей частью капиллярной трубкой.
Какими бывают термостатические головки радиатора
Термостатические головки бывают следующих типов:
- ручными;
- механическими;
- электронными.
У них одинаковое предназначение, но пользовательские свойства разные:
- Ручные устройства работают по принципу обычных вентилей. При повороте регулятора в ту или иную сторону, открывается или прикрывается поток теплоносителя. Такая система будет стоит не дорого, она надёжная, но не очень комфортная. Для изменения теплоотдачи следует самим настраивать головку.
- Механические — более сложные в устройстве, они могут поддерживать нужную температуру в заданном режиме. В основе прибора — сильфон, заполненный газом или жидкостью. Нагреваясь, температурный агент расширяется, цилиндр увеличивается в объёме и надавливает на шток, перекрывая всё больше проходной канал теплоносителя. Таким образом, в радиатор проходит меньшее количество теплоносителя. Когда газ или жидкость охлаждается, сильфон уменьшается, шток приоткрывается, в радиатор устремляется больший объём потока теплоносителя. Механический терморегулятор для радиатора отопления довольно удобный в использовании и популярный среди потребителей из-за простоты в обслуживании.
- Электронные терморегуляторы большие по размеру. Кроме массивных термостатических элементов к ним идут в комплекте две батарейки. Штоком управляет микропроцессор. У моделей довольно большие функциональные возможности. Можно выставить температурный режим в помещении на определённое время. Например, ночью в спальне будет прохладнее, утром теплее. В те часы, когда семья на работе, температуру можно понизить, к вечеру повысить. Такие модели большого размера, устанавливать их надо на качественные отопительные приборы, чтобы без проблем эксплуатировать несколько лет. Стоимость у них довольно высокая.
Есть ли разница между жидкостным и газовым сильфоном? Считается, что лучше реагирует на изменение температуры газ, но такие устройства более сложные и дорогие. Жидкостные нормально справляются со своей задачей, но немного «неповоротливые» по реакции. Можно выставить требуемый температурный режим и выдержать его с точностью до 1 градуса. Поэтому терморегулятор с жидкостным сильфоном с успехом решает вопросы регулировки подачи теплоносителя в отопительный прибор.
