Термореле это

Терморегулятор. Виды и работа. Применение и особенности

Терморегулятор – это электрический прибор, предназначенный для обеспечения контроля за температурой воздуха, жидкости или различных поверхностей, с целью управления работой нагревательного или охлаждающего оборудования.

Сфера применения

Терморегуляторы предлагаются в продаже как отдельные приборы, а также как составная часть различного оборудования. Они используются в разнообразных направлениях, системах электроотопления, инкубаторах, аквариумах, холодильниках, духовых шкафах, системах кондиционирования и т.п.

Применение терморегулятора позволяет менять параметры температуры нагрева или охлаждения. Именно это является отличительной чертой данного оборудования. К примеру, автоматическое отключение электрического чайника при закипании воды не является заслугой терморегулятора, поскольку он в этом приборе не используется. Чайник не предусматривает возможности изменения верхней температуры нагрева, поэтому не комплектуется терморегулятором. Ярким примером использования регулировочного оборудования является обыкновенный утюг. Имеющимся на нем колесиком можно задавать верхнюю границу температуры, подбирая режим под необходимый тип ткани.

Как работает терморегулятор

Принцип работы простейшего регулятора температуры заключается в наличии в его корпусе пластинки из биметалла. Она применяется в качестве проводника, по которому поступает электрический ток на нагревательное оборудование. При достижении определенной температуры корпус пластинки изгибается, в результате чего осуществляется разрыв контакта. Как следствие процесс нагрева прекращается, так как нагревательные элементы не получают электрическое питание. Как только пластина немного остывает, она возвращается в рабочее положение, восстанавливая тем самым контакт. Устройства, работающие по такому принципу являются самыми недорогими в производстве. Они используются в тех случаях, когда обеспечивается непосредственный контакт пластинки с поверхностями, температуру которых нужно контролировать. Именно такие приборы устанавливаются в утюгах.

Вместо пластинки в терморегуляторе может применяться специальная емкость заполненная газом или жидкостью, которые имеют высокий коэффициент расширения при изменении параметров температуры. Как только она поменялась, вещество в закрытой колбе расширяется или сужается. В результате изменения объема емкость надавливает на миниатюрный шток, который передает движение на контакт электрической цепи. Таким образом, если температура повысилась, то колба расширилась и разорвала цепь. Как только вещества в ней остывают, она сужается и электрические контакты снова соприкасаются.

Для обеспечения настройки температуры включения и отключения между штоком и емкостью устанавливается пружина. Регулировочное колесо терморегулятора позволяет менять жесткость соединения. Благодаря этому изменяются и параметры силы нажима, которую должна обеспечить колба с чувствительным веществом. При минимальных настройках достаточно еле заметного изменения объема и терморегулятор разорвет цепь.

Механические и электронные терморегуляторы

Существуют две разновидности регуляторов температуры – механического и электронного контроля. Первая разновидность предусматривает возможность установки постоянной температуры, которая будет поддерживаться до тех пор, пока режим не поменяется вручную. Регулировка таких приборов осуществляется путем вращения колесика установленного на корпусе. Данные приборы отличаются более высокой погрешностью, но благодаря умеренной стоимости пользуются большим спросом.

Электронные терморегуляторы оснащаются дисплеем, который отображает текущую температуру. Такие устройства стоят дороже, но отличаются высокой точностью. Кроме этого они нередко позволяют осуществлять программирование режимов нагрева по часам. Можно за один раз выставить температуру для разного времени суток. К примеру, интенсивность нагрева ночью выше, чем днем.

Разновидности терморегуляторов представленных в продаже

Терморегуляторы являются востребованным оборудованием, без которого сложно представить работу бытовых приборов и производственного оборудования. В продаже можно встретить регуляторы температуры, которые монтируются отдельно или предназначенные для установки непосредственно в корпуса различной техники:

Также бывают универсальные терморегуляторы, которые могут присоединяться практически к любому оборудованию. Такие устройства лишены собственного корпуса и представляют собой электронную плату с небольшим дисплеем, отображающим текущую температуру. Их можно подсоединять практически где угодно, за исключением жидкостной среды. К примеру, такие устройства могут контролировать систему охлаждения системного блока компьютера, трансформатора, майнинговой фермы или другого греющегося оборудования.

Существуют и отдельные терморегуляторы, предназначенные для управления различным оборудованием, которые не монтируются в его корпус.

Они применяются для регулировки:

• Нагрева аквариумов и террариумов.
• Микроклимата в инкубаторах и брудерах.
• Систем электроотопления.

Терморегуляторы для аквариумов и террариумов

Обычно для аквариумов применяется терморегулятор, совмещенный с нагревательным элементом. Они спрятаны в стеклянной колбе, которая погружается непосредственно в воду. Однако встречаются и отдельные регуляторы температуры, имеющие выносной датчик, опускаемый в аквариум, в то время как основной блок остается за его пределами. Такое оборудование используется в том случае, если аквариум слишком большой, поэтому нуждается в крупном обогревателе, значительно превышающем модельный ассортимент приборов в стеклянной колбе. Такие устройства оснащаются блоком с розеткой, к которому подключается нагревательное оборудование. Подобные системы нашли широкое применение и в террариумах, поскольку являются комбинированными.

Регуляторы температуры для инкубаторов и брудеров

Обычно такие электроприборы представляют собой блок питания с розеткой на корпусе, к которому подсоединяется выносной термодатчик на длинном проводе. Датчик температуры помещается в инкубатор или брудер, а на самом приборе выставляется необходимая температура, которую необходимо поддерживать постоянно. В розетку на корпусе терморегулятора подключается любой нагревательный элемент. В его качестве может применяться лампа накаливания, инфракрасный излучатель, электрический ТЭН и т.д.

Терморегуляторы для электрических систем отопления

Такое оборудованием чаще всего используется для обеспечения контроля за работой систем теплого пола. Терморегулятор этого типа может управлять инфракрасными пленками, нагревательным кабелем или любыми другими системами. Устройство может предлагаться в различном форм-факторе. Чаще всего параметры терморегулятора соответствуют размерам обыкновенного выключателя освещения. Такое устройство монтируется на стену в подрозетник. Также встречается аналогичное оборудование для наружного монтажа, что исключает необходимость сверления стен. Менее популярными являются терморегуляторы на din-рейке, которые прячутся в электрощитке.

На корпусе терморегулятора для систем электроотопления предусматривается 6 монтажных отверстий для подключения проводов. Два из них предназначены для присоединения устройства к электросети, следующие два для монтажа проводов от нагревательного оборудования, и оставшиеся для подключения термодатчика. Последний выполняет функцию контроля температуры нагревательного прибора, который располагается в отдаленности от терморегулятора.

Чтобы подключить терморегулятор для системы отопления нужно проложить его термодатчик непосредственно в зону, где осуществляется нагрев. К примеру, при монтаже теплого пола чувствительная головка датчика укладывается в штробу между витками нагревательного кабеля или под инфракрасную пленку. Обычно термодатчик прячется в гофрированной трубе, чтобы исключить контакт с бетоном или плиточным клеем, применяемым для заливки штробы. Кроме этого, в случае поломки, в последующем можно будет извлечь термодатчик по каналу трубы и сменить.

Что касается непосредственно функциональных возможностей электронных и механических терморегуляторов, то они существенно отличаются. Механические устройства предусматривают возможность настройки путем вращения колесика. Им устанавливается температура, которая будет поддерживаться постоянно. Электронные приборы предусматривают возможность более сложного программирования. На них можно осуществить настройку таким образом, чтобы нагревательное оборудование поддерживало комнатную температуру утром и вечером, когда дома присутствуют постояльцы. Ночью, а также днем, когда никого нет, терморегулятор держит более низкий нагрев, экономя тем самым электроэнергию.

Более совершенные электронные регуляторы способны осуществлять контроль не только за температурой нагревательного оборудования, но и воздуха. Это позволяет задать определенный нагрев отопительных поверхностей и желаемую температуру в помещении. Благодаря этому нагревательные элементы не будут чрезмерно горячими. Ограничение максимума позволяет исключить опасность ожога, что вероятно при использовании высокотемпературных инфракрасных пленок для сауны.

Устройство и принцип работы

Термореле – это чувствительное устройство контроля температуры воздуха или воды в помещении или резервуаре, емкости, закрытой циркуляционной системе, к которой оно подключено. Долговечность электродвигателя, которым комплектуется большинство современных моделей насосов, зависит от подверженности оборудования перегрузкам, зависящим от длительности и величины протекания тока – чем выше эти показатели, тем больше температурная нагрузка на оборудование и тем меньше срок его гарантийной эксплуатации.

Основным структурным элементом в реле температурного контроля является термочувствительный элемент, функцию которого выполняет преимущественно биметаллическая пластина. Она представляет собой 2 полоски металла с разным коэффициентом температурного расширения, соединенные между собой механическим способом.

Схема реле температуры

При нагревании за счет прохождения тока и выделяемого им тепла пластина деформируется и передает сигнал о необходимости выключения механизму автоматического или полуавтоматического управления рабочими параметрами. Биметаллическое устройство реле комплектуется также ускоряющей пружиной, обеспечивающей кратковременный, прыгающий контакт с чувствительными размыкающими элементами цепи.

Для каких насосов применяется?

Термореле применяется в основном для комплектации циркуляционных насосов в составе систем водоснабжения и отопления. Это тот самый прибор, который контролирует параметры нагрева перекачиваемой жидкости и обеспечивает своевременное включение/выключение системы в случае возникновения температурной перегрузки.

В зависимости от среды эксплуатации реле может устанавливаться непосредственно в циркуляционной системе или реагировать на изменения температурных параметров воздушной среды в помещении (модели с выносным датчиком).

Назначение и функции

Как правило, температурные датчики устанавливаются для контроля температуры в помещении и применяются для комплектации систем кондиционирования, вентилирования, отопления помещений, в оснащении холодильных установок, при строительстве теплиц, инкубаторjd, при использовании воды в различных отраслях промышленности.

Как только чувствительный элемент в составе конструкции реле зафиксирует повышение или понижение температуры среды или рабочей атмосферы за рамками предустановленных настроек, происходит автоматическое отключение системы.

Преимущества применения

• возможность автоматического контроля рабочих параметров системы;
• простота монтажа и настройки;
• простота в отслеживании и корректировке настроек благодаря наличию манометра или информационного дисплея;
• оперативность в корректировке настроек;
• возможность установки на расстоянии от электронного блока управления системой.

Для проверки термостата можно использовать следующий метод: при изменении температурной уставки должны быть слышны характерные щелчки при прохождении значения температуры, равной температуре окружающей среды – замыкание и размыкание контактов.

Если термостат съёмный, то можно попробовать нагреть его чувствительный элемент и проверить срабатывание.

Если, например, рассмотреть термостат в духовке, то задав определенную температуру, после прогрева можно понаблюдать за пламенем горелки: если оно уменьшилось и остается на одном уровне, то все в порядке. Точности полученного результата можно достигнуть, используя термометр.

Правильность срабатывания уставочного значения термостата можно при помощи термометра или мультиметра с термопарой. Такой способ подойдет, например, для стиральной машины. Также поможет тестер, который подсоединив к контактам термостата покажет их замыкание и размыкание.

Схема со стабилитроном

Стабилитрон – это тот же полупроводниковый диод, пропускающий ток лишь в одну сторону. Отличие от диода заключается в том, что у стабилитрона имеется управляющий контакт. Пока к нему подводится установленное напряжение, элемент открыт и ток идет по цепи. Когда его величина становится ниже предельной, цепь разрывается. Первый вариант – это схема термореле, где стабилитрон играет роль логического управляющего блока:

Как видите, схема разделена на две части. С левой стороны изображена часть, предшествующая управляющим контактам реле (обозначение К1). Здесь измерительным блоком является термический резистор (R4), его сопротивление уменьшается с ростом температуры окружающей среды. Ручной регулятор температуры – это переменный резистор R1, питание схемы – напряжение 12 В. В обычном режиме на управляющем контакте стабилитрона присутствует напряжение более 2.5 В, цепь замкнута, реле включено.

Совет. Блоком питания 12 В может служить любой прибор из недорогих, имеющихся в продаже. Реле – герконовое марки РЭС55А или РЭС47, термический резистор – КМТ, ММТ или им подобный.

Как только температура возрастет выше установленного предела, сопротивление R4 упадет, напряжение станет меньше, чем 2.5 В, стабилитрон разорвет цепь. Следом то же самое сделает и реле, отключив силовую часть, чья схема показана справа. Тут простое термореле для котла снабжено симистором D2, что вместе с замыкающими контактами реле служит исполнительным блоком. Через него проходит напряжение питания котла 220 В.

Работа термореле холодильника

Подробно рассмотрели принцип действия сильфона неспроста. Несмотря на засилье электроники, термореле продолжают оснащаться проверенным элементом. Отсутствует необходимость установки блоков питания, формирующих пониженные напряжения.

Ремонт термореле холодильника Стинол приходится делать примерно через 5 лет после покупки оборудования. Столько составляет ресурс чувствительного элемента, производимого одной немецкой фирмой.

Долговечность выходит сомнительная, быть может, дело определено точностью, надежностью. Считаем, ответ касается области унификации. Холодильник работает, формируя четыре фазовых состояния фреона:

1. Сжатие;
2. Конденсация;
3. Расширение;
4. Испарение.

Помогает получить низкие температуры. Устройство термореле холодильника предусматривает использование фреона. Почему? Раз фреон становится газом внутри испарителя контура охлаждения, легко изменит агрегатное состояние внутри капиллярной трубки термореле, которое, упоминали, сформировано двумя компонентами (см. выше). Повременили указать, система заполнена хладагентом, полностью герметична. Трубка запаяна со свободного конца, внутри находится фреон под давлением, позволяющим становиться жидкостью, только температура испарителя упадет ниже порога срабатывания. Вызывает ударное понижение давление системы, сильфон распрямляется.

Замыкаются нужные контакты, снимается управляющее напряжение реле запуска двигателя компрессора. В результате холодильник останавливается, температура перестает понижаться. Состояние сохраняется, пока не будет пройден порог срабатывания термореле на включение. Фреон внутри становится паром, давление на сильфон повышается, гофр сжимается, замыкаются контакты управляющей обмотки устройства запуска двигателя компрессора. Холодильник включается, работает, пока не будут достигнуты заданные параметры.

Теперь пара замечаний о работе термореле. Выше упоминалось, измеряется температура испарителя. Как это происходит? Мы поражены длиной чувствительной трубки. Неимоверная протяженность, при необходимости достает до пола. Весь фреон задействован процессом? Изменение агрегатного состояния происходит на самом кончике с захватом относительно небольшого участка, непосредственно прилегающего к испарителю. Обеспечивается надежный контакт. Обычно используется клей, сверху заделывается герметиком. Лишние витки герметичной трубки укладываются в междустенное пространство. Ведется установка нового термореле холодильника – взамен сломавшегося.

Замена термореле для холодильника под силу большинству мастеров, замечен нюанс. Новое термореле для холодильника аналогично старому типу. В противном случае результат сильно отличается от ожидаемого. Отдельные термореле для холодильников предоставляют возможность подстройки. Опытным мастерам удается решить ситуацию с честью. На поломку термореле нередко указывает факт: температура холодильника близко не соответствует заданной. Вывернув ручку регулятора в положение Выключено, напрасно ждем услышать характерный щелчок, издаваемый исправным термореле. Однако фактор нехарактерен полностью электронным устройствам, рассмотренным ниже.

Управляющая ручка, которую крутим-перещелкиваем для регулировки температуры, непосредственно воздействует на пружину термореле холодильника. Недостаток механических сильфонов в сложности обеспечения тонкой регуляции. Выставление режимов производится ступенями. Например, отечественные термореле для холодильников марки ТАМ поддерживают один-два режима. Вызвано сложностями подстройки пружины.

Виды термореле

Самый простой (он же самый дешёвый) регулятор температуры имеет вид небольшого электронного блока с ручкой задания температуры, установленного на стене и соединённого с исполнительным устройством проводами. По функциональным возможностям регуляторы подразделяются на следующие виды:

1. С возможностью программирования. Они оснащены жидкокристаллическими дисплеями, а с объектом регулирования могут соединяться проводами или поддерживать беспроводную связь. Программу можно составлять таким образом, что на время отсутствия людей температура будет снижаться, а за час до их возвращения — повышаться.
2. Программируемые с модулем GSM , который позволяет дистанционно управлять работой установки с помощью SMS -сообщений. У продвинутых моделей имеются специальные приложения для установки на смартфоны.
3. Регуляторы с питанием от батареек, то есть обладающие полной автономией. Недостатком является необходимость регулярной смены батареек.
4. Беспроводные с датчиками измерения наружной температуры. Считаются наиболее эффективными, так как обеспечивают принцип регулирования с учётом изменения температуры снаружи.

По назначению терморегуляторы классифицируются как:

1. Комнатные модели. Эта группа приборов монтируется в любых помещениях, так как требований к ним нет. Однако высота установки должна быть не менее 0,8м от пола. Температура у пола заметно ниже, тем более, если открыта форточка или дверь в неотапливаемое помещение. На прибор не должны попадать потоки тёплого воздуха от нагревательных приборов, в том числе от задней панели холодильника. Панель терморегулятора должна располагаться в затенённом месте, чтобы солнечные лучи не влияли на её работу. Если регулятор работает от выносного датчика, то вышеперечисленные требования должны выполняться для него, а панель монтируется в любом месте.
2. Температурные реле вентильные (ТРВ) используются при двухконтурном котле и предназначены для управления вентилями, установленными на отопительных трубах. Это позволяет регулировать степень нагрева радиаторов отопления в каждом помещении и получать экономию энергоресурсов.
3. Защитные термостаты защищают систему отопления от попадания в неё теплоносителя с высокой температурой. Это необходимо в тех случаях, когда для строительства системы отопления были использованы пластиковые трубы или старые чугунные элементы. Высокая температура может стать причиной их деформации и разрыва. Термостат автоматически отключает котёл при превышении заданной предельной температуры.
4. Зональные термостаты предназначены для контроля и регулирования температуры на больших площадях, например, в универмагах, поэтому в частном секторе практически не используются. Они работают совместно с системой вентиляторов по принципу распределения теплового потока, позволяя поддерживать заданную температуру в каждой секции.

Что представляет собой термостат?

Под термином «термостат» принято понимать:

• бытовое устройство (холодильник или, к примеру, кондиционер), в составе которого присутствует терморегулятор в значении «аппаратный модуль»;
• синоним термина «терморегулятор» в значении «самостоятельное устройство» при условии, что девайс предназначен для поддержания заданного уровня температуры окружающей среды;
• аппаратный модуль узкого назначения, входящий в состав более сложных устройств (например, систем охлаждения автомобиля) и использующийся в целях обеспечения оптимальной температуры работающего двигателя.

Комнатный термостат для отопительного устройства

Комнатный термостат, это автоматическое устройство, задачей которого является регулировка температурного режима отопительного устройства. Прибор мониторит температуру помещения в воздухе, и в случае необходимости подает сигнал котлу о повышении или понижении его мощности. Обычно котлы оснащены встроенными программаторами, однако в некоторых случаях дополнительные устройства нужно подключать отдельно.

Регулятор температуры, выносной

Как заменить термостат

Для замены терморегулятора необходимо в первую очередь добраться до места его нахождения. В разных моделях холодильниках термостат может находиться в разных местах. Например, в большинстве моделей оборудования «Атлант» он находится под дверью холодильного отсека. Также часто термостат устанавливается в испаритель камеры или в саму холодильную камеру.

В каком бы месте не был установлен терморегулятор, нужно придерживаться следующего алгоритма действий:

1. добраться до местонахождения термостата;
2. отсоединить капиллярную трубку;
3. аккуратно достать трубку из корпуса;
4. отключить от цепи и достать термостат;
5. аккуратно подцепить новую сильфонную трубку, убедиться в надёжности её крепления;
6. подцепить все необходимые провода для подключения к сети;
7. установить термостат на соответствующее место.

Профессионалы без проблем справятся с этими действиями. В большинстве случаев для выполнения работы не требуется каких-то особых инструментов, достаточно наличия крестовой отвёртки. Чуть сложнее операции по замене современных электронных терморегуляторов, но в целом эта работа выполняется по той же схеме. Если вы выполняете замену детали в холодильнике той марки, с которой ещё не сталкивались, рекомендуется фиксировать действия на фото. Это позволит избежать ошибок при обратной сборке.

Во время работы по замене терморегулятора следует соблюдать аккуратность, отдельные детали чувствительны к неосторожным действиям. Нанесение повреждений способно испортить термостат, и он не сможет регулировать температурный режим. Не стоит забывать, что при внешней простоте замена детали обладает своими особенностями и спецификой.