Wärmesensoren zum Ein- und Ausschalten. Typen, Auswahl, Installation

Klassifizierung von Thermostaten

Temperaturregler zum Heizen von Kesseln liefern ein gegebenes Temperaturregime des Raumes mit einer ausreichend hohen Genauigkeit. Die Abweichungen überschreiten in der Regel 0,50 ° C - 1,00 ° C. Ihre Arbeit wird mit einer Vielzahl von Aktuatoren ausgeführt, die tatsächlich die Zugehörigkeit des Thermostats zu dem einen oder anderen Typ bestimmen. Durch die Anzahl und den Inhalt der ausgeführten Funktionen Geräte werden wie folgt klassifiziert:

• Einzelfunktion (Beibehaltung einer ausschließlich eingestellten Temperatur).
• Multifunktional oder programmierbar.

Je nach Art der Ausführung sind die Thermostate in Geräte unterteilt, die über Kabel und drahtlos mit dem Heizkessel verbunden sind. Die Installation des Steuergeräts erfolgt an einem zugänglichen Ort, der einen ausreichenden Luftstrom gewährleistet. Darüber hinaus ist es ratsam, die Aufstellung von Elektrogeräten für den Haushalt (Fernseher, Heizungs- und Beleuchtungsgeräte usw.) in der Nähe des Reglers auszuschließen, da dies die Richtigkeit des Betriebs erheblich beeinträchtigen kann.

Programmierbarer Raumregler

Ein programmierbarer Thermostat für einen Heizkessel bietet die Möglichkeit, die gewünschte (komfortable) Temperatur im gewünschten Zeitintervall auszuwählen und kann einfach in einen anderen Betriebsmodus umkonfiguriert werden. Wenn Sie das Gerät mit einem Timer ausstatten, können Sie verschiedene Muster für die Funktionsweise des Heizungssystems an Wochenenden und Wochentagen einstellen. Es gibt Timer, die je nach Wochentag bestimmte Parameter unterstützen können. Das Vorhandensein solcher Funktionen im Temperaturregler ermöglicht es Ihnen, das Raumheizungssystem an den vorherrschenden Lebensstil anzupassen und sicherzustellen, dass das Temperaturmikroklima auch während der Abwesenheit der Eigentümer aufrechterhalten wird.

Dieser Regler verfügt über einige Optionen, die die Funktionen des gesamten Heizungssystems erheblich erweitern:

• "Batch", eine Funktion, die ein periodisches Herunterfahren (für mehrere Stunden) und die anschließende Wiederaufnahme des Systems ermöglicht.
• "Urlaub". Der Zweck dieser Option besteht darin, die Intensität der Raumheizung für eine bestimmte Anzahl von Tagen zu erhöhen oder zu verringern.
• "Überlappung". Eine Mission, mit der Sie die Programmeinstellungen in einem der Zeiträume vorübergehend ändern können.

Zentralvorrichtung

In der Regel wird ein solches Gerät zur effektiven Steuerung des Heizungssystems des gesamten Hauses eingesetzt und in einiger Entfernung vom Heizkessel aufgestellt. Solche Geräte sind mit einem dilatometrischen Thermostat ausgestattet, der aus der Ferne arbeitet. Das Funktionsprinzip besteht darin, die Umgebungstemperatur zu messen und den Heizkessel in Abhängigkeit von seinen Schwankungen ein- und auszuschalten.

Multifunktionaler Timer-Thermostat basierend auf dem Funkkonstrukteur Masterkit

In einem Nebenbetrieb sowie in einem Privathaus oder einer Werkstatt, einer Garage, sind viele Prozesse mit Temperaturänderungen und einer möglichen Reaktion auf diese Änderungen verbunden. Darüber hinaus können die Reaktionen sehr unterschiedlich sein und von Zeit und Kalender abhängen. Es kann ein "großer Bruder" sein, der sich um ein Terrariumaquarium oder eine komplexe schrittweise Wärmebehandlung in einem Hochtemperaturofen kümmert, ein Heizungs- und Lüftungssystem zu Hause steuert oder einfach in einer Bildungseinrichtung klingelt.
Es ist nicht schwierig, ein solches Problem durch Verwendung eines Mikroprozessor-Radio-Designer-Moduls als Steuerung zu lösen. Zum Beispiel NM8036 von Masterkit.

Die Hauptmerkmale des Geräts.

Timer-Steuerung:

Einschalten der Last in einem bestimmten Zeitraum Verwalten Sie Lasten an bestimmten Wochentagen, Tagen in einem Monat oder an ausgewählten Monaten.

Temperaturregelung (Thermostatisierung):

Steuerung als Kühler Steuerung als Heizung

Weckerton + Licht (Hintergrundbeleuchtung des Displays).

1. Anzahl der angeschlossenen Temperatursensoren: 32. 2. Nichtflüchtige Echtzeituhr (vollständiger Kalender unter Berücksichtigung der Schaltjahre). 3. Speichern aller Einstellungen im nichtflüchtigen Speicher. Fortsetzung des korrekten Programmbetriebs bei vorübergehender Trennung vom Netzwerk. 4. Ausgänge: a. optisch isolierte Kaskade zum Anschließen von Leistungstriacs (optional - 4 Optokoppler sind bereits auf der Platine vorhanden, es können 8 weitere hinzugefügt werden, um externe Thyristor- / Triac-Leistungskaskaden zu steuern) b. Logikausgänge mit einem maximalen Strom von 10mA.

5. Fernbedienung des Thermostats über den COM-Anschluss des Computers mittels speziell entwickelter Software. 6. Möglichkeit, interne Software mit neuen Versionen von der Website https://www.masterkit.ru zu aktualisieren. 7. Anzeige: 2-zeiliges 16-stelliges LCD-Display mit der Möglichkeit, den Kontrast und die Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung programmgesteuert zu steuern. 8. Tonanzeige über eingebauten Mikrolautsprecher.

Das schematische Diagramm des Geräts ist unten dargestellt.

Beschreibung der Schaltung

Der Thermostat basiert auf dem Atmel Mega32 Mikrocontroller. An die Eingangs- / Ausgangsanschlüsse sind folgende Geräte angeschlossen: eine zweizeilige Textanzeige, eine Echtzeituhr-Mikroschaltung DS1307, ein MAX232IN-Pegeltreiber und Optosimistoren. Die Tastatureinheit ist als separate Karte ausgeführt. Der Code der gedrückten Taste wird vom Analog-Digital-Wandler (ADC) der Steuerung decodiert. Darüber hinaus überwacht der ADC den Status der Pufferbatterie. Der Spannungsregler befindet sich auf dem Mikroschaltkreis LM7805. Die Temperatursensoren DS18B20 werden über ein 1-Draht-Protokoll angeschlossen. Die Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung wird über einen Transistorschalter gesteuert. Mit einem Miniaturlautsprecher, der über einen Entkopplungskondensator und einen Dämpfungswiderstand mit dem Controller-Port verbunden ist, kann das Gerät Audiosignale erzeugen. Die Funktionsfähigkeit der Schaltung wird durch das interne Programm des Mikrocontrollers sichergestellt. Zu Beginn analysiert das Programm den 1-Draht-Bus und initialisiert die "registrierten" Temperatursensoren auf einen 12-Bit-Wärmekonvertierungsmodus. Dann werden alle anderen Blöcke initialisiert (Textanzeige, RS232-Port, Taktmikroschaltung). Nach der Initialisierung wechselt das System in den Hauptschleifenmodus. In diesem Modus werden ständig aktualisierte Informationen von der Uhr, von den Sensoren verarbeitet und der Status der Steuertasten abgefragt. Außerdem läuft der für die Timer-Steuerung verantwortliche Prozess ständig.

Das Gerät wird in Form eines Satzes von Funkelementen mit Leiterplatten angeboten, einschließlich eines Mikrocontrollers mit einem Programm. Strukturell sieht der zusammengebaute Thermostat-Timer aus wie ein dreidimensionales Modul, das aus drei Platinen zusammengesetzt ist. Auf der größten "Motherboard" -Platine sind auf Metallschraubenträgern zwei zusätzliche Platinen installiert - eine Anzeige und eine Tastatur.

Was wurde verwendet.

Werkzeuge.

Eine Reihe von Werkzeugen für die Funkinstallation, verständlicherweise ein Lötkolben mit Zubehör, ein Multimeter. Ein Schmuckpuzzle war praktisch. Kleine Schlosserwerkzeuge. Alles zum Bohren von Löchern und Bohrern. Ich habe Schmelzkleber verwendet. Gebäude Haartrockner für die Arbeit mit Heatpipes. Lötkolben mit einer Leistung von ca. 60 Watt zum konstruktiven Löten. An einigen Stellen waren ein Bohrer, ein kleiner Gasbrenner und ein Schraubenzieher nützlich.

Material.

Der Radiodesigner selbst. Es wurden auch Radioelemente für elektronische Schlüssel, Stromversorgung, Folienmaterial für Leiterplatten, verschiedene Wärmeröhren, Befestigungsdraht und Befestigungselemente verwendet. Verzinktes Stahlblech für die Frontplatte, ein Stück Plexiglas.Zugriff auf einen Computer mit einem Drucker.

Ursprünglich wurde das Modul als Fußbodenheizungssteuergerät in einer Stadtwohnung eingesetzt.

Der gesamte beheizte Bereich (Flur, Küche, Bad-WC) bestand aus vier unabhängigen Heizungen. "Dünne Fußbodenheizung" wurde in eine Schicht Fliesenkleber gelegt. Zusammen mit jedem Heiznetz wurde ein digitaler Temperatursensor DS18B20 zugemauert. Alle Drähte wurden in einen speziellen Schrank in der Küche geführt. Es gab auch einige elektrische Komponenten, die nicht mit Fußbodenheizung zu tun hatten - ein Block zum reibungslosen Einschalten von Halogenlampen im Badezimmer (wie in einem Theater, ohne sie hatten sie eine extrem geringe Ressource), ein FI-Schutzschalter eines Kessels. Die Steuereinheit war mit Triac-Schlüsseln an leistungsstarken Heizkörpern ausgestattet, einem Netzteil. Der Schrank hatte zwei Lüftungsgitter und eine Tür mit einem Schloss.

Oben ein Diagramm eines der Triac-Schalter. Es wird empfohlen, die in der Abbildung gezeigten RC-Schaltungen, die parallel zu Thyristoren geschaltet sind, zu verwenden, um ihre dynamischen Eigenschaften zu verbessern. Je niedriger der Bereich, desto widerstandsfähiger ist der Widerstand des Widerstands und desto größer ist der induktive Widerstand. Parallel zur Last wurde eine Neonlampe eingeschaltet. In Sichtweite platziert, sehr praktisch zum Einrichten und Überwachen von Arbeiten.

Im Dorf wurde der Thermostat-Timer von der alten Computersystemeinheit in das Gehäuse verlegt. Das Hauptfeld seiner Tätigkeit ist die Steuerung von Heizelementen im Ofen. Zu dieser Zeit musste ich oft mehrere Tage abreisen, auch im Winter. Das Haus zu heizen ist ein sehr träger Prozess - die ersten anderthalb bis zwei Tage nach meiner Ankunft musste ich einfrieren. Eine automatische Steuerung der elektrischen Heizung im Inneren des Ofens verhinderte dies bei einem angemessenen Stromverbrauch.

Da sich die Steuereinheit im Freien befand - im unfertigen Keller des Hauses - wurde das Gehäuse isoliert und einer der Kanäle mit einer kleinen Heizung von mehreren Watt aus fünf Watt Drahtwiderständen in einem rechteckigen Keramikgehäuse beladen (Pfeil auf dem Foto) ). Sie hielten einige Grad über Null im Rumpf. Ein kleines Schütz wurde verwendet, um die Heizung zu schalten.

Nach einer Weile war ein solcher Ofenmodus nicht mehr erforderlich und die Steuereinheit wurde für den Einsatz in einem Gewächshaus mit einer Bodenbatterie modernisiert. Die Isolierung des Gehäuses wurde entfernt, das Modul wurde an eine der Wände verschoben, so dass es bequem von außen verwendet werden konnte. Das Schütz wurde entfernt, ein leistungsstarker Thyristorschalter für eine Kanalheizungssteuerung wurde hinzugefügt. Der Rest der Tasten ist stromsparend, ihre Last ist gering - Lüfter und möglicherweise zusätzliche Beleuchtungslampen (Sämlinge).

Das Steuermodul wird in separate Platinen zerlegt, die alle mit Hilfe von Racks in derselben Ebene befestigt werden, so dass es bequem von außen verwendet werden kann - der Bildschirm befindet sich oben, Schaltflächen darunter. Gegenüber dem Bildschirm ist natürlich eine rechteckige Öffnung ausgeschnitten. Messingpfosten mit einem flachen Ende wurden einfach mit verzinktem Stahl verlötet (er ist gut mit "Lötsäure" - Zinkchlorid verzinnt). Entfernen Sie auf dem "Motherboard" zur Verbesserung der Zuverlässigkeit den Stromanschluss, den Anschluss für die Sensoren. Die Leitungen vom Verdrahtungsdraht sind mit ihren Kontaktflächen verlötet.

Eine Metallmontageplatte mit installiertem Thermostat, die an der Vorderseite des Gehäuses befestigt ist. Blindniete.

Die Vorderseite ist auf einem Farbdrucker gedruckt und mit einem Stück Plexiglas bedeckt. Im Allgemeinen erwies sich das Design als "industriell" und es ist nicht schlecht.

Der Thyristorschlüssel wurde gemäß dem obigen Diagramm zusammengebaut. Die Vorteile gegenüber dem Triac sollten auf den "Abstand" des Schlüsselkristalls in zwei Fällen zurückgeführt werden - eine viel größere Wärmeabfuhrfläche. Den Rest sehen Sie im Diagramm mit einem Triac.

Das Thermostatmodul wurde auf Firmware-Version 1.9 aktualisiert.Dies ermöglichte es, mehrere weitere nützliche Funktionen des Geräts zu verwenden. Beispielsweise wurde es am bequemsten, analoge Sensoren zu verwenden. Es zeigte sich eine sehr nützliche Fähigkeit - die Abhängigkeit verschiedener Phasen des Programms voneinander. Die neue Version enthält auch eine alternative Version des Steuerprogramms für einen Computer, dessen nützlichster Unterschied, wie ich sehe, der Modus der "Datenerfassung" ist - das Aufzeichnen der Temperaturen der Sensoren in einer Datei. Ich möchte Sie daran erinnern, dass Updates vom Entwickler verteilt werden und sich unter den obigen Links befinden.

Bis zur Gartensaison war der Thermostat an Nebenarbeiten beteiligt - beladen mit einem spontanen "Trockenschrank" aus einem alten Ofen zum Trocknen von Photolack auf Rohlingen von Leiterplatten und anderen Eisenstücken - der Prozess geht von einem ziemlich genauen Temperaturbereich aus.

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Funktionsprinzip

Unabhängig vom Typ entspricht die Auslegung der Thermostate einem allgemeinen Schema. Das Gerät besteht aus 3 Schlüsselmodulen (Blöcken):

• einen Temperatursensor für einen Heizkessel mit einem temperaturempfindlichen Element;
• Einstellungsblock;
• Steuergerät.

Ein Wärmesensor mit einem temperaturempfindlichen Element überwacht den Erwärmungsgrad seiner Umgebung. Änderungen der Umgebungstemperatur führen zu Änderungen der physikalischen Parameter des Elements, die von der Steuereinheit erfasst werden. Die Steuereinheit sendet wiederum ein Signal an eines der ausführenden Geräte:

• mechanisches Ventil;
• elektromagnetisches Relais;
• digitales (analoges) Gerät, das die Nachbearbeitung des Signals durchführt.

Der funktionale Zweck des Tuners besteht darin, die Parameterwerte festzulegen, deren Erreichung den Betrieb des Thermostats selbst einleitet.

Die Installation eines Temperaturreglers für einen Heizkessel erfolgt unter Einhaltung bestimmter verbindlicher Bedingungen:

• Das Gerät muss vor UV-Strahlung geschützt werden.
• Der externe Sensor wird an Orten installiert, die durch eine stabile Umgebungstemperatur gekennzeichnet sind (keine Nähe zu Heizgeräten, Zugluft usw.).
• Der Sensor wird in der vom Hersteller empfohlenen Höhe montiert.
• Es ist nicht akzeptabel, das Gerät mit Bildschirmen, Vorhängen, Möbeln usw. abzudecken.

Thermostatventil regeln

Diese als Thermostatventil (Ventil) bezeichnete Regelvorrichtung ist die einfachste Lösung für das Problem, einen Wärmeträger mit einer bestimmten Temperatur zu erhalten. Das Ergebnis wird durch Mischen von kaltem und warmem Wasser erzielt. Die Steuerung der Kühlmitteltemperatur erfolgt nicht durch Steuerung des Heizkessels, sondern durch Änderung der Intensität des Kühlmittelflusses durch den Kühler.

Das Design des Geräts ist recht einfach und umfasst zwei Hauptelemente:

• Das Ventil selbst (Ventil), das in der Tat ein gewöhnliches Absperrventil ist, das die Öffnung am Eingang zum Heizkörper schließt. Die Überlappung tritt ganz oder teilweise auf, was im Wesentlichen die Menge des durchgelassenen Kühlmittels bestimmt.
• Thermostatelement mit einem Thermostatkolben, der mit einer speziellen Flüssigkeit (Gas) gefüllt ist, die sich ausdehnt, wenn sich die Temperatur des Kühlmittels ändert.

Darüber hinaus kann das Thermostatventil als wirksame Ergänzung zu mechanischen oder elektronischen Thermostaten angesehen werden. Die Vorteile solcher Geräte sind ihre geringen Kosten und ihre einfache Bedienung. Sie müssen jedoch die Betriebsparameter regelmäßig überprüfen.

Auf welche Parameter sollten Sie bei der Auswahl achten?

Thermorelais können für bestimmte Temperatureigenschaften konfiguriert oder einstellbar sein. Darüber hinaus gibt es Geräte zum gleichzeitigen Schließen / Öffnen von Kontakten und zur getrennten Ausführung dieser Funktionen.

Es gibt einige technische Merkmale, die Sie vor dem Kauf eines solchen Geräts untersuchen müssen:

• Temperatur, bei der das Gerät ausgelöst wird - Parameter zum Zeitpunkt des Erreichens, zu dem sich die Kontakte öffnen oder schließen;
• Temperaturrücklaufanzeige - Sobald dieser Parameter erreicht ist, nimmt das Gerät seine ursprüngliche Position ein.
• Differential - stellt die Differenz dar, während der sich das Gerät in Ruhe befindet, dh vom Moment des Auslösens bis zur Rückkehr;
• Der geschaltete Strom und die geschaltete Spannung sind Indikatoren für die "Haltbarkeit". Aus diesem Grund muss ausgehend von den Parametern des Stroms im Heimnetz ein Gerät mit einem etwas höheren Wert ausgewählt werden.
• Kontakt Widerstand;
• Zeitanzeige des Betriebs;
• Fehler - Diese Eigenschaft kann einen Wert von ± 10% des angegebenen Werts haben.

Dies sind die Hauptparameter, die jeder Thermostat hat. Aufgrund der Änderung kann sich jedoch ihre Bedeutung ändern.

Wenn wir die Preise berücksichtigen, hängt alles vom Gerät ab:

1. Mechanische Thermostate. Die einfachsten Optionen vom Typ Bottom kosten etwa 20 US-Dollar, während die Amortisation buchstäblich am Ende der ersten Heizperiode gemessen wird.
2. Programmierbares thermisches Relais. Die Preise für diesen Relaistyp beginnen bei 30 US-Dollar. Zu den Nachteilen dieses Gerätetyps gehört das Vorhandensein von Batterien, die Sie regelmäßig wechseln müssen.

Die Auswahl an Thermostaten ist ziemlich groß, und natürlich können ihre Preise sehr unterschiedlich sein. Dies bedeutet jedoch nicht, dass es notwendig ist, die Billigkeit des Geräts zu verfolgen, um es in das System zu integrieren. Mehr oder weniger hochwertige Geräte kosten ab 2.000 Rubel, Sie sollten nicht auf alles achten, was billiger ist.

Hilfreiche Ratschläge

Um einen qualitativ hochwertigen und unterbrechungsfreien Betrieb des Thermostats für den Kessel und des gesamten Heizsystems insgesamt zu gewährleisten, müssen einige Nuancen berücksichtigt werden. In diesem Zusammenhang einige nützliche Tipps:

• Dem Kauf von Steuergeräten geht eine Berechnung voraus, bei der Parameter wie die erforderliche Temperatur und die Fläche des beheizten Raums berücksichtigt werden. Diese Berechnung vermeidet den geringen Wirkungsgrad des Systems und die Probleme mit der elektrischen Verkabelung, die beim Anschluss schwerer Geräte unvermeidlich sind.
• Trotz der recht guten Kompatibilität der Thermostate mit den meisten Heizkesselmodellen bietet die Verwendung von Geräten eines Herstellers nicht nur eine einfache Installation, sondern auch eine einfache Bedienung.
• Wenn Sie Zweifel an der Notwendigkeit haben, teure Geräte zu kaufen, kaufen Sie eine billigere (mechanische) Option und testen Sie deren Fähigkeiten. Vielleicht reicht seine Funktionalität aus.
• Führen Sie vor der Installation des Thermostats Wärmedämmungsmaßnahmen in einem beheizten Raum durch, da große Wärmeverluste den Wirkungsgrad des Geräts beeinträchtigen.

Zusammenfassend können wir feststellen, dass Thermostate für Heizkessel (Wasserkreisläufe, Gasgeräte) zunehmend als unersetzliche Heizungsanlagen positioniert werden, die Energieeinsparungen, angenehme Wärme und Gemütlichkeit im Raum bieten.