Termostato per caldaie di riscaldamento

Il controllo del funzionamento delle apparecchiature di riscaldamento, l'automazione dei processi associati al riscaldamento di una casa è impossibile senza termoregolatori. Con lo sviluppo della tecnologia e della tecnologia, sono apparsi termostati per caldaie di riscaldamento (termostati) di vari design e anche con un diverso principio di funzionamento.

Quando si progetta un impianto di riscaldamento, è importante prestare attenzione alla selezione di un'unità di automazione, che determinerà il comfort in casa.

La temperatura è la principale grandezza fisica, inoltre, sufficiente per controllare il funzionamento e il controllo della caldaia e dell'intero sistema di riscaldamento della casa. È sufficiente sapere quanto viene riscaldato il liquido di raffreddamento per automatizzare al minimo il funzionamento della caldaia.

Se aggiungi un termometro installato nella stanza, puoi già parlare di controllo della caldaia ad alta efficienza energetica e maggiore comfort per i residenti.

Per l'utente, la cosa più importante è scegliere la versione migliore del termostato ambiente in modo che sia conveniente regolare la temperatura nella stanza. Devi scegliere tra dispositivi meccanici o elettronici.

I termostati elettronici offrono maggiore precisione e convenienza, ma i dispositivi meccanici trovano ancora applicazioni, principalmente per la sua economicità, semplicità e, soprattutto, indipendenza energetica.

Principio operativo

Ogni termostato ha tre blocchi funzionali:

• Elemento sensibile alla temperatura;
• Regolatore;
• blocco funzionale.

L'elemento sensibile alla temperatura reagisce alle variazioni di temperatura del mezzo di lavoro (refrigerante, aria interna o esterna) e modifica alcune delle sue proprietà fisiche e meccaniche, a cui reagisce l'unità di controllo.

Il regolatore è necessario per impostare il valore target con il quale verranno confrontati i dati ricevuti dal sensore. Le condizioni al contorno vengono prese in considerazione quando il valore del sensore è maggiore o minore dell'impostazione del controller. Il risultato viene utilizzato:

• Invio di un segnale di controllo digitale o analogico;
• Gestione del relè elettromagnetico;
• Apertura o chiusura di una valvola meccanica;
• Chiusura o apertura di contatti elettrici

Da questo dipende anche il metodo di utilizzo, l'installazione e lo scopo principale del termostato. Durante la selezione del modello ottimale, questo è il fattore determinante per restringere l'elenco dei dispositivi adatti.

La scelta esatta viene effettuata in base alle caratteristiche prestazionali:

• Metodo di installazione, dimensioni;
• Sensibilità del termoelemento;
• Intervallo di misurazione della temperatura;
• Campo di regolazione del regolatore;
• Versione dell'elemento termosensibile (remoto, incorporato)
• Disponibilità di funzioni aggiuntive (programmazione, installazione di più elementi termosensibili).

Meccanico

Il lavoro si basa sul fenomeno fisico dell'espansione termodinamica di gas, liquidi e sulla variazione dell'elasticità dei metalli. Il gas o il liquido è racchiuso in un pallone speciale, un soffietto, che è collegato tramite un sottile canale con un raccordo valvola regolabile o un gruppo di contatto. Mentre la materia si espande o si contrae nel soffietto cambia la pressione esercitata sullo stelo della valvola.

In questo caso, il controller determina la condizione al contorno in base alla quale opera la valvola. Un elemento sensibile alla temperatura può essere collegato a una valvola di controllo con un canale sufficientemente lungo, un tubo con una piccola sezione trasversale, ma la connessione è molto inaffidabile e fragile.

Il risultato del funzionamento del termostato può essere non solo l'azionamento della valvola, ma anche la regolazione della saracinesca, un'unità di controllo meccanico per il tiraggio dell'aria di alimentazione nelle caldaie a combustibile solido.

La soluzione più pratica è una valvola termostatica a tre vie. Con esso, è possibile controllare l'impianto di riscaldamento in combinazione con qualsiasi caldaia di riscaldamento dotata di protezione integrata contro il surriscaldamento del liquido di raffreddamento.

Vantaggi:

• design semplice, affidabilità (soggetto a assemblaggio e coordinamento di alta qualità delle parti funzionali);
• costo relativamente basso;
• autonomia energetica.

Screpolatura:

• grandi dimensioni del termostato;
• bassa sensibilità, capacità di regolazione con un errore fino a 1-2ºС.

Dovrai scegliere tra le soluzioni offerte dal produttore della caldaia o da produttori famosi come: Regulus, Kg Elektronik, ICMA. Il costo dei regolatori parte da 900 rubli e oltre.

I regolatori di temperatura basati su una piastra metallica elastica che reagisce alle variazioni di temperatura vengono utilizzati solo in combinazione con un gruppo di contatti. Sotto l'influenza della temperatura, l'elasticità cambia. Deformandosi, apre o chiude i contatti elettrici.

Vantaggi:

• design compatto;
• basso costo.

Screpolatura:

• solo installazione locale senza possibilità di rimuovere l'elemento termosensibile;
• un grande errore nelle misurazioni che raggiungono 2-3ºС.

Elettromeccanico

L'elemento sensibile alla temperatura è una termocoppia, un fascio di due piastre di metalli appositamente selezionati. Sotto l'influenza della temperatura al confine tra due metalli, si verifica un microEMF fino a 50 mV, che è abbastanza per controllare una valvola meccanica utilizzando un relè elettromagnetico.

Tuttavia, affinché il sensore funzioni, è necessario un riscaldamento significativo del termoelemento. I termostati elettromeccanici sono utilizzati principalmente nelle caldaie a gas ea combustibile solido per determinare la presenza di una fiamma e, di conseguenza, nel gruppo di sicurezza.

Elettronico

In linea di principio, qualsiasi termostato elettronico utilizza due parti funzionali: un sensore di temperatura e un microcontrollore che rileva le letture del sensore ed esegue una determinata azione.

Il sensore per il regolatore di temperatura elettronico non è fisicamente collegato all'unità di controllo, ad eccezione dei cavi di collegamento.

Ecco perché il sensore stesso può essere posizionato a una distanza considerevole dal controller o dalla caldaia, fino a 100 metri o anche di più.

Secondo il metodo di esecuzione, distinguono:

• Termostati analogici;
• Digitale.

I dispositivi analogici sono progettati con una logica rigida e hanno funzionalità limitate. Il loro vantaggio è il basso costo, l'affidabilità. Ripetono le capacità di semplici termostati meccanici con la differenza che la loro precisione è superiore di un ordine di grandezza, l'errore raggiunge solo 0,2-0,5 ºС.

I termostati digitali possono essere a logica chiusa o aperta. Nel primo caso si ottiene un'alternativa diretta ai dispositivi analogici, tuttavia è possibile ampliare le funzionalità grazie alla presenza di un'interfaccia digitale per il collegamento ad una centralina digitale di caldaia.

I termostati a logica aperta sono microcontrollori programmabili. È possibile impostare valori target in base alla pianificazione o secondo una delle condizioni aggiuntive, creando un efficace programma di controllo della caldaia.

Vantaggi:

• Elevata precisione nell'impostazione della temperatura target, errore - 0,1ºС;
• Misurazione della temperatura con sensore remoto;
• Ampia selezione di opzioni di controllo (regolatore meccanico, tastierino numerico, menu interattivo, ecc.);

Screpolatura:

• Maggiore è la funzionalità del termostato, più costoso è, inoltre, in modo significativo.
• Le prestazioni del dispositivo dipendono dallo stato delle batterie o dalla presenza di un alimentatore esterno.

Oltre alle soluzioni del produttore della caldaia, è possibile utilizzare termostati di produttori come: VENTS, DS Electronics, Quantrax, Salus, Vaillant, Auraton.

senza fili

La principale differenza tra i termostati elettronici è che possono essere installati praticamente a qualsiasi distanza dalla caldaia. Oltre a questo, puoi persino eliminare la necessità di posare i cavi dal termostato alla caldaia. Qualsiasi comunicazione elettrica può essere trasferita in una modalità wireless, per la quale vengono utilizzate le onde radio.

Modelli popolari di produttori: EUROSTER, SAKUS, Watts. Il prezzo delle soluzioni wireless parte da 2100 rubli e può raggiungere i 10-15 mila rubli. se è presente un modulo GSM e un elenco esteso di funzioni.

Per caldaie elettriche

Esistono tre modi per controllare una caldaia elettrica per il riscaldamento:

• Interruzione della linea elettrica dell'intera caldaia;
• Gestione del lavoro dei soli elementi riscaldanti;
• Trasmissione dei segnali di controllo al controller di controllo integrato.

Nel primo caso, il gruppo di regolazione principale è installato nell'interruzione della linea di alimentazione della caldaia o solo elementi riscaldanti. Il sensore viene utilizzato integrato o remoto, fissato in locali residenziali riscaldati.

Opzioni di esecuzione:

• Blocco presa. Si sfiata nella presa, si inserisce nel regolatore il cavo di alimentazione della caldaia;
• Unità esterna per montaggio su guida DIN. È montato in uno schermo protetto separato vicino alla caldaia, insieme a un interruttore automatico e RCD. Integrato con un sensore di temperatura cablato o wireless remoto;
• Microcontrollore o termostato ambiente in custodia da parete o da incasso per l'installazione direttamente in ambito residenziale. Alla caldaia, un blocco è montato nell'interruzione del circuito di alimentazione.

A cosa dovresti prestare attenzione quando scegli:

• Corrente di commutazione nominale consentita. A seconda della potenza della caldaia di riscaldamento, può variare da 3 a 25 ampere e oltre. È importante che la tolleranza di corrente del termostato sia superiore almeno del 20% al consumo della caldaia;
• Precisione della regolazione della temperatura;
• I sensori di temperatura sono selezionati in stretta conformità con i requisiti del produttore del termostato. Sono importanti il ​​tipo di sensore (resistivo, capacitivo o termocoppia), la corrente ammessa e l'intervallo della temperatura misurata.

Molti produttori forniscono alle loro caldaie elettriche un'unità di controllo digitale con la possibilità di collegare un termostato esterno. La scelta è limitata alle offerte speciali del produttore o alle soluzioni di terze parti consigliate con un'interfaccia di connessione identica.

Per caldaia a gas

Per una caldaia a gas, la soluzione è spesso simile a una caldaia elettrica per il riscaldamento. È sufficiente installare il termostato nell'interruzione del circuito di alimentazione e impostare la temperatura target. Quando viene raggiunto il riscaldamento desiderato dell'aria nella stanza, il termostato toglie alimentazione alla caldaia e si spegne automaticamente. Tuttavia, questo non è vero per tutti i tipi di caldaie a gas.

I requisiti per i termostati in questo caso sono i seguenti:

• Corrente di commutazione consentita. Per le caldaie a gas spesso è sufficiente un valore di 1,5-2 A, poiché il consumo di una caldaia a gas è molto inferiore a quello di una elettrica;
• Precisione dell'impostazione della temperatura e campo di regolazione.

Nelle caldaie a gas con alimentazione, viene spesso utilizzata un'interfaccia standardizzata speciale per collegare un termostato esterno.

Per le caldaie da riscaldamento non volatili vengono utilizzati termostati meccanici, più spesso con un elemento sensibile alla temperatura esterno collegato alla centralina con un lungo tubo di rame. Il gruppo di automazione è spesso dotato di un termostato remoto standard, quindi non sarà possibile integrarlo o sostituirlo.

combustibile solido

Per le caldaie a combustibile solido l'utilizzo di un termostato esterno è possibile in due versioni:

• Collegamento del termostato alla centralina automatica della caldaia. A seconda del modello di controllore è possibile utilizzare termostati a piastre elettronici o meccanici;
• Utilizzo di un termoregolatore meccanico con soffietto riempito di gas o liquido. La parte operativa del termostato per caldaie a combustibile solido è appositamente progettata per controllare la serranda sull'alimentazione dell'aria e / o regolare il tiraggio.

Non c'è una scelta particolare tra i termostati per caldaie a combustibile solido. Dovrai cercare una soluzione già pronta dal produttore di apparecchiature per caldaie o completare la caldaia con un'unità di automazione completa di termostato.

Schema elettrico

Un'opzione universale è l'uso di una valvola a tre vie con testa termostatica in combinazione con una caldaia di riscaldamento, dotata di protezione integrata contro il surriscaldamento del liquido di raffreddamento. Per mezzo della valvola si forma un bypass parallelo al circuito di riscaldamento principale.

Schema di collegamento del termostato alla caldaia

Quando è necessario ridurre la potenza di riscaldamento, la valvola reindirizza l'intero flusso di refrigerante dalla caldaia attraverso il bypass alla linea di ritorno, chiudendo il circuito in cortocircuito. L'acqua calda non entra nel circuito principale e la caldaia smette automaticamente di funzionare dopo essersi riscaldata alla temperatura massima.

Per caldaie elettriche ea gas con controllo elettronico, ma senza controllore programmabile, è perfetto un semplice termostato di mandata o un termostato di blocco per barra DIN. Il regolatore è installato nell'interruzione della linea elettrica e assume effettivamente il ruolo di controllo principale.

Tuttavia, è importante montare l'apparecchiatura in modo che la pompa di circolazione continui a funzionare comunque durante la stagione di riscaldamento.

Anche se non è necessario il massimo ritorno dalla caldaia e il termostato lo spegne, il liquido di raffreddamento deve circolare, confrontando la temperatura in tutto il circuito.

Regole di base per l'installazione di un termostato ambiente. Un sensore remoto o un termostato con un sensore di temperatura integrato dovrebbe essere posizionato nel soggiorno:

• lontano da correnti d'aria e termosifoni;
• altezza di installazione consigliata indicato nelle istruzioni del produttore del termostato;
• è auspicabile che i raggi del sole non cadano sul termostato durante il giorno;
• non è consentito bloccare l'accesso dell'aria al termostato con tende o altri elementi di decoro e arredo.

Di conseguenza, quando si utilizza un termostato, il funzionamento della caldaia è ottimizzato e l'ambiente avrà sempre una temperatura confortevole.