Com regular la temperatura del radiador: una visió general dels dispositius termostàtics moderns

Tipus de capçals tèrmics i principi del seu funcionament

Els termocapçals són vàlvules de tancament i control.

Hi ha tres tipus de capçals termostàtics:

• manual;
• mecànic;
• electrònica.

Les funcions són les mateixes en totes, però els mètodes d'implementació són diferents. Segons l'últim paràmetre, tenen diferents capacitats.

Què són els capçals tèrmics manuals?

Per disseny, els capçals termostàtics dupliquen una aixeta estàndard.En girar el regulador, podeu ajustar el volum de refrigerant transportat a través de la canonada.

Si ajusteu el termòstat només 1° més baix, podeu estalviar un 6% anual en la vostra factura anual d'electricitat

Es munten en lloc de vàlvules de bola als costats oposats del radiador. Són fiables i econòmiques, però s'hauran de controlar manualment, i girar la vàlvula cada vegada, confiant únicament en els vostres sentiments, no és gaire còmode. Bàsicament, aquests capçals tèrmics s'instal·len en bateries de ferro colat.

Si canvieu la tija de la vàlvula diverses vegades al dia, afluixarà el volant de la vàlvula. Com a resultat, el capçal tèrmic fallarà ràpidament.

Característiques dels capçals tèrmics mecànics

Els capçals tèrmics de tipus mecànic tenen un disseny més complex i mantenen la temperatura establerta en mode automàtic.

Al cor del dispositiu hi ha una manxa en forma de petit cilindre flexible. A l'interior hi ha un agent de temperatura en forma líquida o gasosa. Com a regla general, té un valor elevat del coeficient d'expansió tèrmica.

Tan aviat com l'indicador de temperatura establert supera la norma, sota la influència de l'entorn intern, que ha augmentat molt de volum, la vareta comença a moure's.

Com a resultat, la secció transversal del canal de pas del capçal tèrmic s'estreny. En aquest cas, el rendiment de la bateria disminueix i, en conseqüència, la temperatura del refrigerant als paràmetres establerts.

A mesura que el líquid o el gas de la manxa es refreda, el cilindre perd el seu volum. La vareta puja, augmentant la dosi de refrigerant que passa pel radiador. Aquest últim s'escalfa gradualment, es recupera l'equilibri del sistema i tot comença de nou.

Un resultat positiu només serà quan hi hagi termòstats a totes les habitacions i a cada radiador.

Els dispositius de manxa farcits de líquid són més populars. Tot i que els gasos tenen una reacció més ràpida, la tecnologia per a la seva producció és força complicada i la diferència en la precisió de mesura és només del 0,5%.

Un regulador mecànic és més còmode d'utilitzar que un de manual. És totalment responsable del microclima de l'habitació. Hi ha molts models d'aquesta vàlvula tèrmica, que es diferencien entre si en la forma en què es dóna el senyal.

El capçal termostàtic està muntat de manera que estigui orientat cap a l'habitació. Això millorarà precisió de mesura de temperatura.

Si no hi ha condicions per a aquesta instal·lació, munteu-la termòstat amb sensor remot. Està connectat al capçal tèrmic mitjançant un tub capil·lar d'una longitud de 2 a 3 m.

La conveniència d'utilitzar un sensor remot es deu a les circumstàncies següents:

1. L'escalfador es col·loca en un nínxol.
2. El radiador té una dimensió de 160 mm de profunditat.
3. El capçal tèrmic s'amaga darrere de les persianes.
4. La gran amplada de l'ampit de la finestra per sobre del radiador, malgrat que la distància entre aquest i la part superior de la bateria és inferior a 100 mm.
5. El dispositiu d'equilibri es troba verticalment.

Totes les manipulacions amb el radiador es realitzaran centrant-se en la temperatura de l'habitació.

Quina diferència hi ha entre els capçals tèrmics electrònics?

Com que, a més de l'electrònica, aquest termòstat conté bateries (2 peces), és més gran que els anteriors. La tija aquí es mou sota la influència del microprocessador.

Aquests dispositius tenen una àmplia gamma de funcions addicionals. Per tant, poden ajustar la temperatura per hores: a la nit farà més fresc a l'habitació i al matí la temperatura augmentarà.

És possible programar els indicadors de temperatura per a dies individuals de la setmana. Sense reduir el nivell de confort, podeu estalviar molt en la calefacció de la vostra llar.

Tot i que les bateries tenen prou càrrega per durar diversos anys, encara s'han de controlar. Però el principal desavantatge no és aquest, sinó l'elevat preu dels capçals tèrmics electrònics.

La foto mostra un capçal tèrmic amb una versió remota del sensor. Limita la temperatura al valor establert. Ajust possible de 60 a 90°

Si s'instal·la una pantalla decorativa al radiador, el capçal tèrmic serà inútil. En aquest cas, necessitareu un controlador amb un sensor que enregistri la temperatura exterior.

Instal·lació de vàlvules

Els controladors de temperatura es poden instal·lar tant a l'entrada del radiador com a la sortida; això no afectarà de cap manera l'eficiència del dispositiu. Tanmateix, abans d'instal·lar el dispositiu, cal esbrinar com funciona el termòstat a la bateria i estudiar una sèrie de paràmetres que afecten la funcionalitat i el rendiment del dispositiu.

En particular, durant la instal·lació, cal pensar a quina alçada s'ubicarà el dispositiu: aquest paràmetre és una de les característiques principals dels termòstats. Tots els dispositius d'aquest tipus es configuren a la fàbrica i aquest procés es realitza amb l'esperança que el termòstat es connecti al col·lector superior del radiador, i aquesta és una alçada d'uns 60-80 cm per sobre del terra.

Per descomptat, aquesta opció no es pot utilitzar si els radiadors s'han instal·lat mitjançant el mètode de connexió inferior.Per resoldre aquest problema, hi ha tres solucions: trobeu una aixeta amb un termòstat inferior per a radiadors, instal·leu un sensor remot o ajusteu el capçal termostàtic de manera independent. La configuració del regulador no és especialment difícil, i la tecnologia per a aquest procés normalment es descriu a la documentació adjunta al dispositiu.

Un punt especial és la qüestió de com instal·lar correctament un termòstat a una bateria en un edifici d'apartaments. Amb el cablejat d'un sol tub, un element obligatori del sistema serà un bypass: un element estructural situat abans de la bateria i connectant les dues canonades entre si. En absència d'un bypass, es produirà un moment molt desagradable: el termòstat canviarà la temperatura de tot l'elevador. Per descomptat, aquest no és l'objectiu que persegueix la instal·lació d'un termòstat, i l'import d'una possible multa per aquest impacte en la calefacció és molt important.

Opcions per ajustar un radiador de calefacció amb capçal tèrmic

L'ajust pot ser de dos tipus: quantitatiu i qualitatiu.

El principi del primer mètode és canviar la temperatura canviant la quantitat de refrigerant que passa pel radiador.

El segon mètode consisteix a canviar la temperatura de l'aigua directament al sistema. Per fer-ho, s'instal·la a la sala de calderes una unitat de mescla amb un sifó ple d'un medi sensible a la temperatura. Aquest medi pot ser líquid o ple de gas.

La variant amb un medi líquid és fàcil de fabricar, però és més lenta que la de gas.L'essència d'ambdues opcions és la següent: quan s'escalfa, el medi de treball s'expandeix, cosa que condueix a l'estirament del sifó. Com a resultat, un con especial al seu interior es mou i redueix la mida de la secció de la vàlvula. Això condueix a una reducció del cabal del refrigerant. A les procés de refrigeració per aire interior corre al revés.

Característiques de personalització

Perquè la vàlvula de capçal termostàtica del radiador funcioni correctament, s'ha de configurar prèviament. Cal encendre la calefacció a l'habitació i tancar les portes i finestres. Es col·loca un termòmetre en un punt determinat, després del qual es fa la configuració. L'esquema de configuració del dispositiu és el següent:

• Gireu el capçal tèrmic cap a l'esquerra fins que s'aturi. Això obrirà el flux del refrigerant.
• S'espera un augment de la temperatura de 5-6 °C en comparació amb la que hi havia a l'habitació.
• Gireu tot a la dreta.
• Esperant que la temperatura baixi a l'original. Obertura gradual de la vàlvula. Atura la rotació en cas de soroll positiu o escalfament del radiador.

L'última posició fixada és òptima i correspon a una temperatura confortable.

2 maneres d'ajustar els sistemes de calefacció

Bàsicament, hi ha dos mètodes per ajustar la temperatura.

1. Quantitativa. Aquest és un mètode per canviar la velocitat de moviment de l'aigua escalfada mitjançant vàlvules especials o una bomba de circulació. De fet, limitem el subministrament de refrigerant al sistema mitjançant equips de calefacció.

L'exemple més senzill de la implementació d'aquest mètode és canviar la velocitat de la bomba. Com més freda, més difícil funciona la bomba i més ràpid mou el refrigerant pel sistema de calefacció.

1. qualitativa.Aquest mètode consisteix a ajustar la temperatura de tot el sistema al dispositiu de calefacció (a la caldera, etc.)

El principi de funcionament del capçal tèrmic per a un radiador de calefacció

La tasca del termòstat és controlar l'escalfament de la bateria quan canvia la temperatura de l'aire a l'habitació.

Principi de funcionament del capçal tèrmic:

1. L'aire escalfat actua sobre la composició, comença l'expansió de la manxa.
2. A causa de l'estructura corrugada, la capacitat en si mateixa també augmenta de volum.
3. L'expansió acciona la vareta, que limita gradualment el pas del refrigerant al radiador.
4. El rendiment disminueix, la temperatura del radiador de calefacció baixa.
5. La calefacció es debilita, l'aire es refreda.
6. El refredament fa que la manxa es contragui, tornant la tija a la seva posició original.
7. El subministrament de refrigerant es reprèn amb la mateixa força.

Tipus de capçals tèrmics

1. Amb termoparell intern.
2. Amb sensor de temperatura remot.
3. Amb regulador extern.
4. Electrònica (programable).
5. Antivandàlic.

Termòstat convencional per a la calefacció de radiadors amb un sensor intern s'accepta per a la instal·lació si és possible posicionar el seu eix horitzontalment de manera que l'aire de l'habitació flueixi lliurement pel cos del dispositiu, tal com es mostra a la figura:

Si no és possible el muntatge horitzontal del capçal, és millor comprar un sensor de temperatura remot complet amb un tub capil·lar de 2 m de llarg. És a aquesta distància del radiador que es pot col·locar aquest dispositiu connectant-lo al paret:

A més del muntatge vertical, hi ha altres motius objectius per comprar un sensor remot:

• els radiadors de calefacció amb un controlador de temperatura es troben darrere de cortines gruixudes;
• a les proximitats immediates de la capçalera tèrmica hi ha canonades amb aigua calenta o hi ha una altra font de calor;
• la bateria està sota un ampit ample de la finestra;
• el termoelement intern entra a la zona de tiratge.

A les habitacions amb requisits interiors elevats, les bateries sovint s'amaguen sota pantalles decoratives fetes de diversos materials. En aquests casos, el termòstat que ha caigut sota la carcassa registra la temperatura de l'aire calent acumulat a la zona superior i pot bloquejar completament el refrigerant. A més, l'accés al control del cap està completament tancat. En aquesta situació, l'elecció s'ha de fer a favor d'un regulador extern combinat amb un sensor. Les opcions per a la seva col·locació es mostren a la figura:

Els termòstats electrònics amb pantalla també es presenten en dos tipus: amb unitat de control integrada i extraïble. Aquest últim es diferencia en què la unitat electrònica es desconnecta del capçal tèrmic, després del qual continua funcionant amb normalitat. L'objectiu d'aquests dispositius és ajustar la temperatura de l'habitació segons l'hora del dia d'acord amb el programa. Això permet reduir la potència de calefacció durant l'horari laboral quan no hi ha ningú a casa i en altres casos similars, la qual cosa comporta un estalvi energètic addicional.

Control de servomotor mitjançant AVR ATmega16

Com un motor pas a pas, el servomotor no necessita cap controlador extern com ULN2003 o L293D. Per controlar-lo, només necessiteu un senyal de modulació PWM, que és fàcil de generar mitjançant un microcontrolador de la família AVR.El parell del servomotor utilitzat al nostre projecte és de 2,5 kg/cm, de manera que si necessiteu més parell, haureu d'utilitzar un servomotor diferent.

En els principis generals de funcionament dels servomotors, ja hem descobert que el servomotor espera que arribi un pols cada 20 ms, i l'angle de gir del servomotor dependrà de la durada del pols positiu.

Per generar els polsos que necessitem, utilitzarem el Timer 1 del microcontrolador Atmega16. El microcontrolador és capaç de funcionar a una freqüència de 16 MHz, però utilitzarem una freqüència d'1 MHz, ja que en el nostre projecte ens serà suficient perquè el microcontrolador faci front a les funcions que se li assignen. Posem el preescalador a 1, és a dir, obtenim una escala d'1 MHz / 1 = 1 MHz. El temporitzador 1 s'utilitzarà en mode PWM ràpid (és a dir, Mode PWM ràpid), és a dir, en mode 14 (Mode 14). Podeu utilitzar diversos modes de temporitzador per generar la seqüència de polsos que necessiteu. Podeu trobar més informació sobre això a la fitxa oficial d'Atmega16.

Per utilitzar el temporitzador 1 en mode PWM ràpid, necessitem el valor TOP del registre ICR1 (Registre de captura d'entrada1). Podeu trobar el valor TOP mitjançant la fórmula següent:

fpwm = fcpu / n x (1 + TOP) Aquesta expressió es pot simplificar a la següent:

TOP = (fcpu / (fpwm x n)) - 1 on N = factor de divisió preescalador fcpu = freqüència del processador fpwm = freqüència de pols d'entrada del servomotor, que és de 50 Hz

És a dir, hem de substituir els següents valors de variables a la fórmula anterior: N = 1, fcpu = 1MHz, fpwm = 50Hz.

Substituint tot això, obtenim ICR1 = 1999.

Això vol dir que per assolir el nivell màxim, és a dir. 1800 (gir de l'eix del servomotor en 180 graus), cal que ICR1 = 1999.

Per a una freqüència de 16 MHz i un factor de divisió preescalador de 16, obtenim ICR1 = 4999.

Normes per triar un capçal termostàtic

Cal triar un dispositiu tenint en compte les característiques del sistema de calefacció i la seva instal·lació. A partir d'això, s'utilitza el control de temperatura vàlvula i capçal termostàtic per radiadors. Al mateix temps, es poden combinar de diferents maneres.

Per exemple, per a sistemes d'una sola canonada, és millor utilitzar vàlvules d'alta capacitat. Elements similars són adequats per a sistemes de dues canonades amb circulació natural del medi de treball. Per als sistemes de dues canonades amb moviment forçat del refrigerant, la millor opció seria instal·lar un capçal tèrmic als radiadors, que permeti ajustar el rendiment.

L'elecció d'un capçal tèrmic per a un radiador també s'ha de plantejar de manera responsable. Les opcions més habituals són:

• Amb termoelement instal·lat a l'interior.
• Programable.
• Amb sensor de temperatura extern.
• Antivandàlic.
• Amb regulador extern.

L'opció clàssica es pot anomenar termòstat, que té un sensor intern i està situat horitzontalment. No es recomana connectar el capçal tèrmic al radiador en posició vertical. En aquest cas, l'augment de la calor pot provocar que el termòstat funcioni incorrectament.

Si no és possible instal·lar el capçal tèrmic horitzontalment en un radiador de calefacció, també es munta un sensor extern amb un tub capil·lar especial.

Principi de la vàlvula

La vàlvula amb capçal tèrmic està dissenyada per mantenir la temperatura establerta fora de línia. El dispositiu funciona segons el principi de compressió-expansió d'un gas o líquid, depenent de l'entorn. El termòstat es pot incorporar o col·locar de forma remota.

La vàlvula termostàtica té una manxa: un recipient mòbil ondulat, que s'omple amb un agent sensible a la temperatura. Quan s'escalfa l'aire ambient, l'agent augmenta de volum i pressiona el con de tancament de la vàlvula, iniciant-ne el tancament. Durant el refredament, es produeix el procés invers: l'agent es refreda, el volum de la manxa disminueix i la vàlvula s'obre.

Es distingeix entre manxes gasoses i líquides. Els agents gasosos són més sensibles als canvis ambientals, però són més cars i més difícils de fabricar. Els líquids són menys sensibles, però més econòmics. La diferència en la precisió del control de temperatura és d'uns 0,5 graus, cosa que no és significativa.

Com regular la calefacció de les bateries

Per entendre com s'ajusta la temperatura, recordem com funciona un radiador de calefacció. És un laberint de tubs amb diferents tipus d'aletes per augmentar la transferència de calor. L'aigua calenta entra per l'entrada del radiador, passant pel laberint, escalfa el metall. Això, al seu torn, escalfa l'aire circumdant. A causa del fet que als radiadors moderns les aletes tenen una forma especial que millora el moviment de l'aire (convecció), l'aire calent es propaga molt ràpidament. Amb la calefacció activa, un flux de calor notable prové dels radiadors.

Aquesta bateria està molt calenta.En aquest cas, cal instal·lar el regulador

De tot això es dedueix que canviant la quantitat de refrigerant que passa per la bateria, és possible canviar la temperatura de l'habitació (dins d'uns determinats límits). Això és el que fan els accessoris corresponents: vàlvules de control i termòstats.

Hem de dir de seguida que cap regulador pot augmentar la transferència de calor. Només el baixen. Si l'habitació està calenta, poseu-la, si fa fred, aquesta no és la vostra opció.

L'eficàcia que canvia la temperatura de les bateries depèn, en primer lloc, de com està dissenyat el sistema, de si hi ha una reserva d'energia per als dispositius de calefacció i, en segon lloc, de la correcta selecció i instal·lació dels mateixos reguladors. La inèrcia del sistema en conjunt i els propis dispositius de calefacció tenen un paper important. Per exemple, l'alumini s'escalfa i es refreda ràpidament, mentre que el ferro colat, que té una gran massa, canvia de temperatura molt lentament. Per tant, amb el ferro colat no té sentit canviar alguna cosa: és massa llarg esperar el resultat.

Opcions per connectar i instal·lar vàlvules de control. Però per poder reparar el radiador sense aturar el sistema, cal instal·lar una vàlvula de bola abans del regulador (fes clic a la imatge per augmentar la seva mida)

2 Com configurar la calefacció en una casa privada característiques i matisos

Les xarxes de calefacció de cases particulars i habitatges en edificis d'apartaments són molt diferents. En un edifici residencial independent, només els factors interns poden afectar el funcionament del subministrament de calor: problemes de calefacció autònoma, però no avaries en el sistema general. Molt sovint, les superposicions es produeixen a causa de la caldera, el funcionament de la qual es veu afectat per la seva potència i el tipus de combustible utilitzat.

Configuració de la calefacció

Les possibilitats i mètodes d'ajust de la calefacció de la llar depenen de diversos factors, els més significatius dels quals són els següents:

1. 1. Material i diàmetre del tub. Com més gran sigui la secció transversal de la canonada, més ràpid serà l'escalfament i l'expansió del refrigerant.
2. 2. Característiques dels radiadors. És possible regular els radiadors amb normalitat només si estan connectats correctament a les canonades. Amb una instal·lació adequada durant el funcionament del sistema, serà possible controlar la velocitat i el volum d'aigua que passa pel dispositiu.
3. 3. La presència d'unitats de mescla. Les unitats de mescla en sistemes de dos tubs permeten reduir la temperatura del refrigerant barrejant els fluxos d'aigua freda i calenta.

La instal·lació de mecanismes que permetin regular de manera còmoda i sensible la pressió i la temperatura del sistema s'ha de preveure en les etapes de disseny d'una nova comunicació autònoma. Si aquest equip s'instal·la sense càlculs preliminars en un sistema que ja funciona, la seva eficiència es pot reduir significativament.

Muntatge

El servo s'instal·la al conjunt del col·lector acabat segons l'esquema següent:

• El dispositiu es munta en qualsevol posició, independentment de si està normalment tancat, obert o universal. Però abans del primer engegada, la unitat ha d'estar en estat obert.
• Comproveu la compatibilitat de la vàlvula i el servomotor mitjançant una plantilla. Es pot trobar a la caixa del dispositiu.
• L'adaptador roscat (inclòs) està muntat a la vàlvula. La instal·lació correcta es confirma tancant el pestell.

LLEGIR MÉS: Com tractar amb els col·leccionistes

No calen eines addicionals per muntar la unitat. A més, en una connexió roscada, no cal utilitzar cap material de segellat.La connexió elèctrica de l'accionament s'ha de realitzar segons l'esquema proporcionat pel fabricant. Es pot trobar al manual d'usuari. Per desmuntar el servoaccionament, cal prémer el seu cos des del costat i tirar-lo cap amunt. Això desconnectarà el dispositiu de l'adaptador.

Esquema d'equipament per terra radiant

Com augmentar la dissipació de calor de les bateries

Si és possible augmentar la transferència de calor del radiador depèn de com es va calcular i de si hi ha reserva d'energia. Si el radiador simplement no pot produir més calor, qualsevol mitjà d'ajust no ajudarà aquí. Però podeu intentar canviar la situació d'una de les maneres següents:

• En primer lloc, comproveu si hi ha filtres i canonades obstruïdes. Els bloquejos no només es troben a les cases antigues. S'observen més sovint en de nous: durant la instal·lació, diversos tipus de residus de construcció entren al sistema, que, quan el sistema s'engega, obstrueixen els dispositius. Si la neteja no donava resultats, procedim a mesures dràstiques.
• Augmenteu la temperatura del refrigerant. Això és possible en la calefacció individual, però és molt difícil, més aviat impossible, amb la calefacció centralitzada.

El principal desavantatge dels sistemes regulats és que requereixen una certa reserva d'energia per a tots els dispositius. I aquests són fons addicionals: cada secció costa diners. Però no és una llàstima pagar per comoditat. Si la teva habitació fa calor, la vida no és una alegria, com en una de freda. I les vàlvules de control són una sortida universal.

Hi ha molts dispositius que poden canviar la quantitat de refrigerant que flueix a través de l'escalfador (radiador, registre). Hi ha opcions molt econòmiques, n'hi ha que tenen un cost decent. Disponible amb ajust manual, automàtic o electrònic. Comencem pel més barat.

Tipus de vàlvules termostàtiques per a radiadors de calefacció

En els termòstats es poden utilitzar tres tipus de capçals termostàtics:

• manual;
• mecànic;
• Electrònica.

Qualsevol regulador de calor de la bateria s'utilitza per resoldre els mateixos problemes, però hi ha moltes diferències en el seu ús, per la qual cosa val la pena considerar cadascun d'ells amb més detall i esbrinar com reduir la bateria de calefacció utilitzant un o altre dispositiu.

Caps de mà

Els capçals termostàtics amb control manual, segons el principi de funcionament, repeteixen completament una aixeta convencional: girar el regulador afecta directament la quantitat de refrigerant que passa pel dispositiu. Com a regla general, aquests reguladors s'instal·len a banda i banda del radiador en lloc de vàlvules de bola. El canvi de temperatura del portador de calor es realitza manualment.

Els capçals termostàtics manuals són els dispositius més senzills i fiables, que es distingeixen principalment pel seu baix cost. Només hi ha un inconvenient: heu d'ajustar manualment la vàlvula del radiador termostàtica, centrant-vos només en les sensacions.

Connexió de servo

Abans de començar la instal·lació, cal establir amb quin termòstat funcionarà el servomotor. Si només un circuit d'aigua està controlat pel termòstat, s'estableix una connexió directa entre ambdós dispositius mitjançant conductors.

Si s'utilitza l'anomenat termòstat multizona, que controla diverses seccions alhora, la seva connexió amb cada servomotor es realitza mitjançant un interruptor especial de calefacció per terra radiant. Amb la seva ajuda, diversos dispositius estan connectats i interconnectats en un únic circuit.

L'interruptor no només realitza una funció de connexió i distribució, sinó que també serveix com a fusible.Si la posició de totes les vàlvules de tancament està tancada, l'interruptor desactivarà automàticament l'alimentació de la bomba de circulació. Això és especialment convenient quan una caldera de gas automatitzada autònoma participa en el funcionament de la calefacció per terra radiant.

La calefacció per terra radiant és un tipus de calefacció nou i modern. Aquest sistema de calefacció s'instal·la en diferents locals tant d'ús residencial com domèstic.

Els sòls escalfats per aigua són un sistema de calefacció força complex, que consisteix no només en els elements de calefacció de les canonades.

Inclou el cos de distribució més important: un col·lector, que al seu torn també està equipat amb una sèrie de dispositius importants, un dels quals és un servoaccionament per a la calefacció per terra radiant.